自交与自由交配的区别

自交与自由交配的区别 1 概念不同:自交是指基因型相同的生物个体交配，植物指自花受粉和雌雄异花的同株受粉，动物指基因型相同的雌雄个体间交配。自由交配是指群体中的个体随机进行交配，基因型相同和不同的个体之间都要进行交配。植物和动物都包括自交和杂交，只是动物仍然是在雌雄个体之间进行。 2 交配组合种类不同。若某群体中有基因型AA、Aa、aa的个体，自交方式有AA×AA、 aa×aa三种交配方式，而自由交配方式除上述三种交配方式外，还有AA× Aa、AA×aa、Aa×aa，Aa× Aa、 共六种交配方式。 n3 结果不同。含一对等位基因(Aa)的生物，连续自交n代产生的后代中，基因型为Aa的个体占1/2， n而基因型为AA和aa的个体各占1/2×(1-1/2);若自由交配n代产生的后代中，AA:Aa:aa =1:2:1。 例题: 1、基因型为Aa的水稻自交一代的种子全部种下，待其长成幼苗，人工去掉隐性个体，全部让其自交,植株上aa基因型的种子所占比例为( D ) A. 1/9 B. 3/8 C. 1/6 D.1/6 解析:Aa自交子一代的基因型有三种:AA:Aa:aa =1:2:1，去掉隐性个体后，AA个体占1/3，Aa占2/3,全部自交，即1/3AA?，2/3Aa?，子二代中aa所占比例为2/3×1/4=1/6 2、已知某动物种群仅有Aabb和AAbb两种类型，Aabb:AAbb=1:1，且该种群中雌雄个体比例为1:1，个体间可以自由交配，则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体比例为 ( B ) A. 1/2 B. 5/8 C. 1/4 D.3/4 解析:动物种群个体间自由交配，是指雌雄个体间，基因型可能相同，也可能不同。本题中，理论上雌雄 :1，雌或雄中基因型比例Aabb:AAbb=1:1，因此可以用棋盘法解答比较直观易懂。 全体比例为1 雌个体 能稳定遗传的个体比 例 1/2Aabb 1/2 AAbb 1/2Aabb 1/2×1/2×1/2=1/8 1/2×1/2×1/2=1/8 雄个体 1/2 AAbb 1/2×1/2×1/2=1/8 1/2×1/2×1=1/4 3 已知果蝇的灰身和黑身一对相对性状，基因位于常染色体上，将纯种的灰身和黑身蝇杂交得F，F全为11灰身。让F自由交配得到F，将F中灰身蝇取出，让其自由交配得F，F中灰、黑身蝇的比例为( D ) 12233 A 1:1 B 3:1 C 5:1 D 8:1 解析:F1无论雌雄都为灰身(Aa)，F2雌雄都有AA、Aa、aa三种基因型，灰身蝇的基因型及比例为1/3AA、2/3 Aa，因此仍然用棋盘法解答此题: ? 1/3AA 2/3 Aa ? 1/3AA 1/9AA 2/9A_ 2/3 Aa 2/9A_ 3/9A_+1/9aa 1、基因型为Aa的水稻自交一代的种子全部种下，待其长成幼苗，人工去掉隐性个体，并分成两组，(1)一组全部让其自交(2)二组让其自由传粉。一、二组的植株上aa基因型的种子所占比例为( D ) A. 1/9 1/6 B. 3/8 1/9 C. 1/6 5/12 D.1/6 1/9 2、已知某动物种群仅有Aabb和AAbb两种类型，Aabb:AAbb=1:1，且该种群中雌雄个体比例为1:1，个体间可以自由交配，则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体比例为 ( B ) A. 1/2 B. 5/8 C. 1/4 D.3/4 质疑一道题的答案:水稻的自由传粉是否包括自花传粉, 例题:基因型为Aa的水稻自交一代的种子全部种下，待其长成幼苗，人工去掉隐性个体，并分成两组， - 1 - (1)一组全部让其自交(2)二组让其自由传粉。一、二组的植株上aa基因型的种子所占比例为( ) A. 1/9 1/6 B. 3/8 1/9 C. 1/6 5/12 D.1/6 1/9 答案:D 解析:Aa自交子一代的基因型有三种:AA:Aa:aa =1:2:1，去掉隐性个体后，AA个体占1/3，Aa占2/3。(1)全部自交，即1/3AA?，2/3Aa?，子二代中aa所占比例为2/3×1/4=1/6;(2)自由传粉，有自交和杂交，交配组合有1/3AA?、2/3Aa?、1/3AA×2/3Aa、2/3Aa×1/3AA四种，子二代中aa所占比例为 2/3×1/4=1/6。 这道题不同于动物的自由交配: 例题:已知果蝇的灰身和黑身一对相对性状，基因位于常染色体上，将纯种的灰身和黑身蝇杂交得F1，F1全为灰身。让F1自由交配得到F2，将F2中灰身蝇取出，让其自由交配得F3，F3中灰、黑身蝇的比例为( D ) A 1:1 B 3:1 C 5:1 D 8:1 解析:F1无论雌雄都为灰身(Aa)，F2雌雄都有AA、Aa、aa三种基因型，灰身蝇的基因型及比例为1/3AA、2/3 Aa，F2中灰身蝇自由交配，交配组合有:1/3AA(?)×1/3AA(?)、2/3Aa(?)×2/3Aa(?)、1/3AA(?)×2/3Aa(?)、2/3Aa(?)×1/3AA(?)，因此，黑身蝇所占比例为2/3×2/3×1/4=1/9，即灰身、黑身蝇的比例为1:8。 : 1、水稻为自花传粉植物，自由传粉主要为自花传粉，不适合做这道题的实验材料。若改为玉米，F1代中，有1/3AA，2/3Aa，让其自由传粉，交配组合及比例为: 1/3AA? 2/3Aa? 1/3AA?×2/3Aa? 1/3AA?×2/3Aa? 只有2/3Aa?组合出现aa基因型的种子，所占比例为2/3×1/4=1/6。 2、还要注意:植物自由传粉和动物自由交配的区别是:动物为雌雄异体，计算概率时要注意系数问题。如上题植物Aa?，系数为2/3，而动物Aa?，涉及到雌雄个体比例，因此交配组合为2/3Aa?×2/3Aa?，系数为2/3×2/3=4/9，因此同样的题干信息，植物出现aa基因型的比例为2/3×1/4=1/6，动物出现aa基因型的比例为2/3×2/3×1/4=1/9。 自交和自由交配的区别是什么?发生在植物与动物概率怎样计算 狭义的自交仅限于植物，指两性花的自花传粉，或者雌雄同株的一株植物上，雄花和雌花传粉，其实质就是参与融合的两性生殖细胞来自同一个体。广义的自交是指具有相同基因型的两个个体进行交配的遗传学实验。若只考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb 自由交配是指种群内具有生殖能力的雌雄个体之间可以随机交配，不受基因型的限制。从理论上讲，在一个大的种群中，如果没有突变和迁移，只要个体间可以自由交配，这个种群经过一代就可以达到遗传平衡。若只考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb，则F2自由交配组合为 1/4 BB 2/4 Bb 1/4 bb F2(?) F2(?) 1/4 BB 2/4 Bb 1/4 bb - 2 - 例1(已知果蝇的灰身(AA)和黑身(aa)是一对相对性状，基因位于常染色体上。现有纯种灰身果蝇和纯种黑身果蝇杂交，F1全为灰身。F1自由交配产生F2。将F2中的黑身果蝇取出，让其自由交配，后代中灰身果蝇与黑身果蝇的比例为( ) ,:,:, ,:5:, ,:,:, ,:,:, [点拨] 该题的错误率较高的原因就是许多同学审题不够仔细，没有注意题目中的条件，而是按照子二代自交来处理了，但是果蝇的自由交配不仅包括基因型相同的自交，也包括基因型不同的个体之间的相互交配。F2中的灰身果蝇依据上题可以得知1/3AA，2/3Aa。自由交配的话，应该有多种组合方式:1/3AA×1/3AA，2/3Aa×2/3Aa，雌2/3Aa×雄1/3AA，雄2/3Aa×雌1/3AA，根据上述各种交配方式就可以计算推知灰身果蝇与黑身果蝇的比例为8:1。其实，本题可以采用一个简便的方法来计算，F2自由交配的后代中要出现黑身果蝇，只有一种组合的可能性，那就是2/3Aa×2/3Aa，所以在后代中黑身aa=2/3×2/3×1/4=1/9，其余为灰身8/9，两者相比为8:1。另外，本题也可以采用基因频率来计算，自由交配是指就是配子的自由组合，所以在F2中的灰身果蝇产生的配子中，A、a分别是2/3、1/3，所以黑身aa=1/3×1/3=1/9。 棋盘法解答此题:依据题意，灰身为显性性状，F1中无论雌、雄个体，都为灰身(Aa)，F2代灰身蝇中，雌、雄都有AA、Aa、二种基因型，比例为1/3AA、2/3 Aa。因此让F2中灰身蝇自由交配，交配组合如下所示: F2(?) 1/3AA 2/3Aa F2(?) 1/3AA 1/3AA×1/3AA 1/3AA×2/3Aa 2/3Aa 2/3Aa×1/3AA 2/3Aa×2/3Aa 因此可用棋盘法解答此题: F2?配子 2/3A 1/3 a F2?配子 4/9AA(灰) 2/9Aa(灰) 2/3A 2/9Aa(灰) 1/9aa(黑) 1/3 a 答案:D 如果我们把题中条件改为“将F2中的黑身果蝇取出，让其自交，后代中灰身果蝇和黑身果蝇的比例又该是多少,” 解析如下表格: 代中灰身果蝇的基因型 1/3AA 2/3Aa 自交后代的基因型及比例 AA 1/4AA 1/2Aa 1/4aa 灰身果蝇灰身果蝇 灰身果蝇 黑身果蝇 自交后代表现型及其比例 (1/3) (2/3?1/4) (2/3?1/2) (2/3?1/4) 归类后自交后代中基因型比1/3+1/6=1/2AA 1/3Aa 1/6aa 例 归类后自交后代中表现型比灰身果蝇 1/2+1/3=5/6 黑身果蝇1/6 例 所以，将F2中的黑身果蝇取出，让其自交，后代中灰身果蝇和黑身果蝇的比例该是5?1，和自由交配的结果是完全不同的，由此，我们不难看出，自交和自由(随机)交配是两个不同的概念。 - 3 - 自由交配和自交的计算 变式:纯种黄圆和绿皱的豌豆杂交(两对相对性状独立遗传)，F2中黄圆个体自交，后代中纯合黄圆占多少,F2中黄圆个体自由交配(假设自由交配可行)，后代中纯合黄圆又占多少, 方法:首先确定自由交配和自交的区别:自由交配是指种群中的雌雄个体能随机交配;自交是指植物的雄花花粉落到本植物的雌花柱头上完成受精过程。按照定义，确定自由交配、自交的杂交组合:F2中黄圆个体基因型有1/9YYRR、2/9 YyRR、2/9 YYRr、4/9 YyRr，自由交配的组合有 F2(?) 1/9YYRR 2/9 YyRR 2/9 YYRr 4/9 YyRr F2(?) 1/9YYRR 2/9 YyRR 2/9 YYRr 4/9 YyRr 总共16种组合。自交组合有:2/9 YyRR×YyRR、2/9 YYRr× YYRr，4/9 YyRr×YyRr共3种组合。计算结果: 自交: ?1/9YYRR×YYRR=1/9YYRR ?2/9 YyRR×YyRR?2/9×1/4YY×1RR=1/18YYRR ?2/9 YYRr×YYRr?2/9×1YY×1/4RR=1/18YYRR ?4/9 YyRr×YyRr?4/9×1/4YY×1/4RR=1/36YYRR 自交后代中纯合黄圆占比例是:?+?+?+?=1/9+1/18+1/18+1/36=9/36。 作用:通过变式能有效的区分自由交配和自交的区别，特别是自由交配和自交中的亲本基因型的确定、“系数”的确定，计算子代基因型或表现型时怎样处理亲本基因型的“系数”问题以及计算规则分步则乘，分类则加等的区别。 例2 (已知豌豆的的高茎(DD)和矮茎(dd)是一对相对性状，基因位于常染色体上。现有纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交得到F1，F1自交产生F2。让F2中的高茎豌豆自交，后代中高茎与矮茎的比例为( ) ,.7:, ,.5:, ,.,:, ,.5:3 [点拨]用纯种的高茎豌豆(DD)和纯种的矮茎豌豆(dd)杂交得到的F1，F1的基因型为Dd;F1自交得到F2的基因型及其比例为DD:Dd:dd=1:2:1;所以F2中的高茎豌豆的基因型有2种:DD和Dd，比例为DD:Dd =1:2，其中DD占1/3，Dd占2/3，基因型DD自交的后代全是高茎(DD)，基因型Dd自交的后代中DD:Dd:dd=1:2:1，因此就可以推出它们自交后代中高茎和矮茎豌豆的比例为5:1。 答案:B 例3 豌豆种子的黄粒和绿粒是一对相对性状，基因位于常染色体上，将纯种的黄粒和绿粒豌豆杂交得F1全为黄粒。让F1自交得到F2，将F2中黄粒种子取出，种植所得的植株自交得F3，问F3中黄粒、绿粒的比例为( ) A 1:1 B 3:1 C 5:1 D 8:1 解析:这道试题的操作过程与例1完全相同，但因豌豆为自花授粉植物，所以让F2中黄粒植株自交就是自花授粉，交配组合只有两种:1/3(AA×AA)、2/3(Aa×Aa)，求得F3中黄粒与绿粒之比为5:1，答案:C。 例4 某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A - 4 - 基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为( ) A(增大，不变;不变，不变 B(不变，增大;增大，不变 C(不变，不变;增大，不变 D(不变，不变;不变，增大 解析:随机交配(自由交配)的后代，基因型频率和基因频率都不改变，而自交后代中，基因型频率改变，基因频率不改变。答案:C。 例5 某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa个体占20%，该种群植物自交，后代中AA、aa基因型个 a基因频率分别为( ) 体出现的频率以及A、 A 42.5% 32.5% 55% 45% B 55% 45% 55% 45% C 42.5% 32.5% 45% 55% D 55% 45% 45% 55% 解析:首先计算出该植物种群中A%=55%，a%=45%。该植物种群自交，交配组合有30%(AA×AA)、20%(aa×aa)、50%(Aa×Aa)，后代中AA基因型个体的频率为:30%×1+50%×1/4=42.5%;aa基因型个体出现的频率为:20%×1+50%×1/4=32.5%;因为自交后代基因频率不变，所以后代中A%=55%，a%=45%。答案:A。 强化练习: 1(在果蝇中，灰身(B)对黑身(b)为显性，基因位于常染色体上，某雌雄个体数量相等，交配随机的培养瓶中，黑身果蝇占1%，则该瓶内，灰身杂合体个占该种群的( ) A(2% B(10% C(18% D(90% 答案:C 2(某种群中，AA的个体占25,，Aa的个体占50,，aa的个体占25,。若种群中的个体自由交配，且aa的个体无繁殖能力，则子代中AA:Aa:aa的比值是 A(3:2:3 B(4:4:1 C(1:1:0 D(1:2:1 答案:B 上述计算可看出，?在自由交配的情况下，采用先求基因频率再求基因型频率的方法比较简单;?注意自交和自由交配时各种基因型出现的概率，如F2中Aa自交为1/4Aa×Aa，而Aa自由交配为1/4Aa×1/4Aa。因为自交时,某个体基因型是Aa的机率是1/4,当它的基因型确定后,与之交配的个体(不论是同一个体还是相同基因型的个体),其基因型就随之确定了,因此不用再乘以1/4.如同有两个人如果知道他们穿的衣服颜色是一样的,那么当其中一个穿的衣服颜色决定后,另一个就一定是与他的相同了。自由交配则不同,两个个体基因型都是未知的,所以都要先确定它们各自的概率。 总之，在解此类题时，一定要仔细阅读题目，搞清在什么范围内求自交还是自由交配的机率，然后选择合适的解题方法，得出正确的答案。 - 5 -