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高中生物教材遗传与进化模块中有自交和自由交配两个概念,但却经常被学生搞混淆,解题时更是网圈吞枣,因此深刻领悟其中含义,掌握其正确解题思路和方法很有必要
1.1自交基因型相同的个体交配大多数植物没有性别分化,为雕施同株单性花或两性花植物,像水稻、小麦等两性花植物,其自花授粉的过程就称为自交;而像玉米、黄瓜等单性花植物来说,自交是指同株异花授粉所以自交的概念适用于植物,含义是自花授粉或雌雄同株的异花授粉对动物而言,大多数为雌嫌异体,虽有像蚯蚓等雌施同体的低等动物,但为帆止物种衰退现象,它们也通常进行异体受精因此,在动物种群中,若没特殊说明,自交的含义是指基因型相同的雌雄异体交配比如在一个群体中一对等位基因(用、表示)的自交组合有哪些?A a解析在一个群体中一对等位基因(用、表示)的基因型有、、三种,三A aAA Aa aa种基因型中介刖有相应的雌施个体因此根据自交定义有三SAA x$AA,6Aa x$Aa,3aa xfaa种组合方式自由交配指在一群体中,不同的个体之间都有交配机会且机会均等,即有基因型相同的个体交配,也有基因型不同的个体交配,强调随机性在同行种植的玉米种群中,自由交配包括自交和杂交方式对水稻、小麦、丽豆等主要进行自花授粉的植物来说,自然状态下自由交配的概念不适用,而主要是自交,在人为条件下可以进行自由交配在动物种群中,自由交配指基因型相同或不同的雌嫌异体交配比如在一个群体中一对等位基因(用、表示)的自由交配组合有哪些?A a解析在一个群体中一对等位基因(用、表示)的基因型有、、三种,三A aAA Aa aa种基因型中分别有相应的雕个体因此根据自由交配定义有如下九抻交配组合:1»9AA9Aa2aa3AA6AA x$AA aAA xAa6AA x2aad Aa6Aa xAA dAa x$Aa6Aa x$aadaa daa x$AA daa x$Aa daa x$aa2计算过程辨析已知一批基因型为与的现豆种子,其数目之比为将这批种子种下,«1DD Dd12,自然状态下假设结实率相同其子一代中基因型为、、的种于数之比为DD DdddA.3:2:1B,1:2:1C,3:5:1D,4:4:1解豌豆的基因型及比例为、且是自花授粉植物,因此自然条件下为1/3DD2/3Dd,自交,既1/3DDxDD-1/3DDxDD-1/3DD、、2/3DdxDd-2/3DdxDd-2/31/4DD2/4Dd1/4dd DD:1/3+2/3x1/4=1/2Dd23x2/4=1/3dd:2/3x1/4=1/6®DD:Dd:dd=1/2:1/3:1/6=3:2:1要注意的是:自交时为什么不写成而写成是因为这个群体中1/3DDx1/3DD1/3DDxDD,基因型为的比例为所以其自交结果所占的比例仍为也就是说这个群DD1/3,1/3DD xDD,体中基因型为自交结果占总的的自交结果占总的DD1/3,Dd2/3DdxDdo自由交配
2.2例老鼠的皮毛黄色对灰色⑻显性,是由常染色体上的一对等位基因控2A有一位遗传学家在实验中发现含显性基因的精子和含显性基因的明细Mo A A胞不能结合如果黄鼠与黄鼠第一代交配得到第二代,第二代老鼠自由交配一次得到第三代,那么在第三代中黄鼠所占的比例是A.4/9B.1/2C.5/9D.1解由题意含显性基因的精子和含显性基因的明细胭不能结合,则黄鼠的基AA因型不存在因此黄鼠基因型为杂合从而推知其后代的基因型和表现型及比例AA,R Aa,黄鼠EAaI XF1/4AA2/4Aa1/4aa2不存在存在存在故代老鼠的基因型有、其比例分别为:F2Aa aa,Aa/Aa+aa=2/4/2/4+1/4=2/3aa/Aa+aa=1/3特别要注意的是,此时应重新计算、的比例,因为、的比例围与之前不同Aa aa Aaaa代自由交配得到代,可用以下方法解题:F2F3方法1:基因型法由于皮毛黄色和灰色这对相对性状是由常染色体上的一对等位基因控制,可知每种基因型的个体中雌施个体数量应相等,即各占一半则、F2/3Aaa1/3Aa$1/3Aa
2、1/3aa61/6aa$1/6aa在代旋鼠的基因型有、其所占比例分别为:F2Aaaa,aAa/g Aa+3aa=1/3/1/3+1/6=2/36aa/3Aa+3aa=1/3同理可推知:代雌鼠占、占Fz Aa2/3aa1/3这样中雌藻老鼠的基因型如下表示F
2、、F32/3Aa31/3aa92/3Aa91/3aa2因此代老鼠自由交配就有四种组合方式:F
2、82/3Aa x$2/3Aa-2/3x2/3AaxAa-4/91/4AA2/4Aa.1/4aa d2/3Aa x21/3aa-2/3x1/3Aaxaa-2/91/2Aa.1/2aa61/3aax$2/3Aa T/3x2/3aaxAa-2/91/2Aa.1/2aa d1/3aax1/3aa—1/3x1/3aaxaa—1/9aa从而得到代不存在F3AA4/9x1/4=1/9Aa4/9x2/4+279x1/2+2/9x1/2=4/9aa4/9x1/4+2/9x1/2+2/9x1/2+1/9=4/9存在Aa/Aa+aa=4/9/4Z9+4/9=1/2故在第三代中黄鼠所占的比例是2方法2配子法同方法可知:
1、Fd2/3Aa1/3aa22/3Aa1/3aa2s根据基因分离定律可知施果蝇中能产生、雄配子的概率为:A a6A2/3x1/2A=1/3A a2/3x1/2a+1/3x1a=2/3a雌果腕中能产生、配子的概率为:、A al91/3A2/3a代老鼠自由交配,即雌雄配子自由结合:F21/3A2/3a配子6配子3配子91/3A1/9AA不存在2/9Aa2/3a2/9Aa4/9aa放在第三代中黄鼠所占的比例是2/9+2/9/2/9+2/9+4/9=1/2方法3遗传平衡定律法即哈迪-温伯格定律由上可知代老鼠的基因型及比例分刖为、在一个理想的种群中个体F22/3Aa1/3aa,间自由交配,其遵循遗传平衡定律P+qL=p2平pq+q2=i,若亲本产生A的基因颁率为P,产生的基因颁率为,则子代基因型及比值为、、a qAA=p2Aa=2pq aa=q2o老鼠的基因型及比值为则的基因]率为的基因颁率F22/3Aa,1/3aa,A2/3x1/2=1/3,a为则代中基因型不存在、1/3+2/3x1/2=2/3,F3AA=1/3Aa=2x1/3x2/3=4/
9.aa=2/32政在第三代中黄鼠黄占的比例是4/9/4/9+4/9=1/2通过比较发现应用配子法或遗传平衡定律法解自由交配类型的题简便,快速且准确,比如下面例题例某种昆虫的性染色体组成为型,红眼唧果蝇射)与白眼族果蝇3XY(XB交配得代雌雄个体自由交配,则代中白眼个体所占的比例为?XY)E,itY F2雌果蝇1/2**F1/2XB*1施果蝇1/2XbY1/2XBY雌配子:1/4XB3/4Xb施配子:1/4XB1/4Xb1/2Y配子法:配子3配子31/4XB3/4Xb2Bf1/4XB1/4Xh3/16XhXb1/2Y3/8XbY代中白眼个体所占的比例为F29/16自交和自由交配后代相关^率变化的辨析3基因颍率的变化
3.1在一个大的种群中,如果没有突变,也没有任何自然选择的影响,那么无论是生物自交还是自由交配,种群的基因颁率都不改变例如在一个种群中,则该种群自交或者随机交配,后代中和Aa A=1/2,a=1/2,A a的基因颁率都不变,仍然是A=1/2,a=1/2o基因型演率的变化
3.2自交和自由交配产生的后代中,基因型频率却有不同如一个理想群体,自交多代,、颁率升高,而频率趋进于而自由交配Aa AAaa Aa0;产生的后代,各种基因型出现的机率相等,因此自由交配不改变后代基因型频率结束语4做题时,要注意审题,注意豌豆、水稻、小麦等为自花授粉植物,自然条件下为自交类型注意题干中自交,随机交配,自由交配等相关字眼雌雄异花植物自然条件下为自由交配类型现物交配大都为自由交配类型解决自由交配类。