遗传题中的自交与自由交配

遗传题中的自交与自由交配冉珩李莉（陕西师范大学生命科学学院陕西·西安710119）摘要：高中学生在学习自交、自由交配这两个概念时，通常能大致理解其含义，但当它们在赋予了特定情境的遗传题中出现时，往往感觉困难重重。本文结合典型例题分析它们各自的解题方法，总结出相应的规律。关键词：自交自由交配一般规律自交、自由交配既是教学的难点，又是高考的热点。学生在学习这两个概念时，通常能大致理解其含义，但是当它们在赋予了特定情境的遗传题中出现时，往往感觉困难重重。笔者结合例题对这两个概念加以辨析，期望对提高学生遗传题的解题能力有所帮助。1自交与自由交配的概念自交，遗传学术语，有广义和狭义两种理解。广义的自交是指基因型相同的生物个体之间相互交配的方式。狭义的自交仅限于植物，指两性花植物的自花受粉（如豌豆）或同株异花受粉（如玉米），其实质就是参与融合的两性生殖细胞来自同一个体。动物一般不说自交，只能说基因型相同的个体杂交相当于自交[1]。例如在某一群体中，有基因型为AA、Aa、aa的个体，则群体个体自交指的就是AA×AA、Aa×Aa、aa×aa。自交可用于植物纯合子、杂合子的鉴定。在育种实践中，让杂合子连续自交可提高纯合子的比例。因为自交是指基因型相同的个体相互交配，当两亲本之中的一个确定时，另一个亲本出现的概率就是1，所以计算时只要乘以一次对应的比例系数。自由交配，又可以称为随机交配，是指群体中的雌雄个体间无选择地进行交配，其中包含自交和杂交。例如在某一群体中，有基因型为AA、Aa、aa的个体，这些个体的随机交配指的就是AA×AA、Aa×Aa、aa×aa、AA（♀）×Aa（♂）、AA（♂）×Aa（♀）、Aa（♀）×aa（♂）、Aa（♂）×aa（♀）、AA（♀）×aa（♂）、AA（♂）×aa（♀）。自由交配由于亲本基因型的不确定性，需要将两个亲本的比例系数相乘计入下一代。2自交与自由交配相关题型的解法2.1自交题型的解法例题1：[2009·宁夏卷]已知某闭花受粉植物高茎对矮茎为显性，红花对白花为显性，两对性状独立遗传。用纯合的高茎红花与矮茎白花杂交，F1自交，播种所有的F2，假定所有F2植株都能成活，F2植株开花时，拔掉所有的白花植株，假定剩余的每株F2植株自交收获的种子数量相等，且F3的表现型符合遗传的基本定律。从理论上讲F3中表现白花植株的比例为(

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A.1/4B.1/6C.1/8D.1/16[解析]试题中设计了“两对相对性状”这一陷阱，其实如果控制两对相对性状的基因是独立遗传的，那么研究两对相对性状的遗传时满足基因自由组合定律，单独研究每一对相对性状的遗传时都满足基因分离定律，所以此题我们只需关注红花白花这一对相对性状。设该植物的红花、白花这一对相对性状由基因A、a控制。F1的基因型为Aa,F1自交,产生的F2代中有1/4AA、1/2Aa、1/4aa,去掉白花aa，F2红花基因型为1/3AA、2/3Aa，再自交如下图：F2中红花的基因型eq\f(1,3)AAeq\f(2,3)Aa自交后代基因型及比例AAeq\f(1,4)AAeq\f(1,2)Aaeq\f(1,4)Aa自交后代表现型及比例红花（eq\f(1,3)）红花（eq\f(2,3)×eq\f(1,4)）红花（eq\f(2,3)×eq\f(1,2)）白花（eq\f(2,3)×eq\f(1,4)）F3基因型及比例统计eq\f(1,3)+eq\f(1,6)=eq\f(1,2)AAeq\f(1,3)Aaeq\f(1,6)aaF3表现型及比例统计红花eq\f(1,2)+eq\f(1,3)=eq\f(5,6)白花eq\f(1,6)2.2自由交配题型的解法对于自由交配一类题型的计算，如果把每一种组合都写出来再计算，会比较繁琐，还容易出错。笔者建议，如果自由交配的种群足够大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生可育后代，没有迁入和迁出，自然选择对相关基因不起作用，同时相关基因不产生突变[2]，可以先计算出群体中每个基因的基因频率，然后由每个基因的基因频率计算后代各种基因型的频率，即运用哈迪—温伯格定律。例题2：在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，其中基因型AA个体占30%，Aa个体占60%，aa个体占10%,假设该种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对A和a没有作用，基因A和a都不产生突变，则有如下的关系：亲代基因