自交和自由交配自交和自由交配 1 概念上的不同 1 1 自交 大多數(shù)植物沒(méi)有性別分化 為雌雄同株單性花或兩性花植物 像水稻 小麥等兩性花植物 其 自花授粉的過(guò)程就稱(chēng)為自交 而像玉米 黃瓜等單性花植物來(lái)說(shuō) 自交是指同株異花授粉 所以自 交的概念適用于植物 含義是自花授粉或雌雄同株的異花授粉 對(duì)動(dòng)物而言 大多數(shù)為雌雄異體 雖有像蚯蚓等雌雄同體的低等動(dòng)物 但為防止物種衰退現(xiàn)象 它們也通常進(jìn)行異體受精 因此 在動(dòng)物種群中 若沒(méi)特殊說(shuō)明 自交的含義是指基因型相同的雌 雄異體交配 1 2 自由交配 自由交配指在一種群中 不同基因型的個(gè)體之間都有交配機(jī)會(huì)且機(jī)會(huì)均等 既有基因型相同的 個(gè)體交配 也有基因型不同的個(gè)體交配 強(qiáng)調(diào)隨機(jī)性 在間行種植的玉米種群中 隨機(jī)交配包括自 交和雜交方式 對(duì)水稻 小麥等主要進(jìn)行自花授粉的植物來(lái)說(shuō) 隨機(jī)交配的概念不適用 而主要是 自交 在動(dòng)物種群中 隨機(jī)交配指基因型相同或不同的雌雄異體交配 交配組合數(shù)為理論應(yīng)出現(xiàn)的 數(shù)目 2 后代相關(guān)頻率變化的比較 2 1 自交和自由交配后代中 基因頻率變化 在一個(gè)大的種群中 如果沒(méi)有突變 也沒(méi)有任何自然選擇的影響 那么無(wú)論是生物自交還是自 由交配 種群中的基因頻率都不改變 例如 在一個(gè) Aa 種群中 A 50 a 50 則該種群自交 或者隨機(jī)交配 后代中 A 和 a 的基因頻率都不變 仍然是 A 50 a 50 2 2 自交和自由交配后代中 基因型頻率變化 自交和自由交配產(chǎn)生的后代中 基因型頻率卻有不同 如 Aa 種群自交多代 AA aa 頻率升高 而 Aa 頻率趨進(jìn)于 0 而自由交配產(chǎn)生的后代 各種基因型出現(xiàn)的機(jī)率相等 因此自由交配不改變后 代基因型頻率 3 遺傳平衡定律法 在一個(gè)理想的種群中個(gè)體間自由交配 其遵循遺傳平衡定律 p q 2 1 若親本產(chǎn)生 A 的基因 頻率為 P 產(chǎn)生 的基因頻率為 則子代基因型及比值為 AA p2 Aa pq aa q2 3 常見(jiàn)習(xí)題例析 已知果蠅的灰身和黑身是一對(duì)相對(duì)性狀 基因位于常染色體上 將純種的灰身和黑身蠅雜交 F1 全為灰身 F1 自交產(chǎn)生 F2 試問(wèn) 1 取 F2 中的雌雄果蠅自由交配 后代中灰身和黑身果蠅的比例為 2 取 F2 中的雌雄果蠅自交 后代中灰身和黑身果蠅的比例為 3 將 F2 的灰身果蠅取出 讓其自由交配 后代中灰身和黑身果蠅的比例為 4 將 F2 的灰身果蠅取出 讓其自交 后代中灰身和黑身果蠅的比例為 A 5 1 B 8 1 C 5 3 D 3 1 解析 本題涉及不同范圍的果蠅中 自交或自由交配產(chǎn)生后代遺傳機(jī)率的計(jì)算 設(shè)等位基因?yàn)?A a 依題意 灰身對(duì)黑身是顯性 1 解法一 果蠅屬雌雄異體生物 自由交配必然是在雌 雄個(gè)體間 而 F2 雌 雄性個(gè)體的基因型 均有三種可能 1 4AA 1 2Aa 1 4aa 但雌雄個(gè)體自由交配中能產(chǎn)生 aa 的組合方式如下 1 2Aa 1 2Aa 1 4aa 1 4aa 1 2Aa 1 4aa 1 4aa 1 2Aa 通過(guò)計(jì)算各組合后代中黑身 aa 個(gè)體的機(jī)率 即得到 aa 1 4 解法二 在自由交配的群體中 可采用先求出 a 基因頻率 再求 aa 的基因型頻率來(lái)計(jì)算 在 F2 群體 中 a 基因頻率為 1 2 則后代中黑身個(gè)體的機(jī)率 aa 1 2 1 2 1 4 故灰身與黑身之比為 3 1 答案 選 D 2 解法一 由于群體個(gè)體之間不是自由交配 故不能使用基因頻率的方法來(lái)計(jì)算 F2 中雌雄果蠅 自交方式有三種 即 1 4AA AA 1 2Aa Aa 1 4aa aa 通過(guò)計(jì)算組合 后代中黑身個(gè)體的 機(jī)率 即得到 aa 1 2 1 4 1 4 1 3 8 解法二 在果蠅自交這個(gè)群體中 純合子 AA aa 雜合子 Aa 1 而 F2 中 Aa 1 2 F2 自交后代中 Aa 1 4 故 aa 1 雜合子 2 3 8 答案選 C 3 解法一 F2 灰身果蠅中基因型為 1 3AA 2 3Aa 自由交配有 4 種方式 1 3AA 1 3AA 2 3Aa 2 3Aa 1 3AA 2 3Aa 2 3Aa 1 3AA 但只有 2 3Aa 與 2 3Aa 雜交 時(shí)才能產(chǎn)生 aa 故 aa 1 9 解法二 F2 灰身果蠅中 a 基因頻率 1 3 其后代 aa 1 3 1 3 1 9 答案選 B 4 F2 的灰身果蠅自交方式有兩種 即 1 3AA AA 2 3Aa Aa 則 aa 2 3 1 4 1 6 答案選 A 答案 1 D 2 C 3 B 4 A 從上述計(jì)算可看出 在自由交配的情況下 采用先求基因頻率再求基因型頻率的方法比較簡(jiǎn) 單 注意自交和自由交配時(shí)各種基因型出現(xiàn)的概率 如 F2 中 Aa 自交為 1 4Aa Aa 而 Aa 自由交 配為 1 4Aa 1 4Aa 因?yàn)樽越粫r(shí) 某個(gè)體基因型是 Aa 的機(jī)率是 1 4 當(dāng)它的基因型確定后 與之交配的個(gè) 體 不論是同一個(gè)體還是相同基因型的個(gè)體 其基因型就隨之確定了 因此不用再乘以 1 4 如同有兩個(gè) 人如果知道他們穿的衣服顏色是一樣的 那么當(dāng)其中一個(gè)穿的衣服顏色決定后 另一個(gè)就一定是與他的 相同了 自由交配則不同 兩個(gè)個(gè)體基因型都是未知的 所以都要先確定它們各自的概率 1 番茄的紅果對(duì)黃果是顯形 現(xiàn)讓純合的紅果番茄與黃果番茄雜交得 F1 F1 自交得 F2 現(xiàn)讓 F2 中的紅果番茄與紅果番茄自由交配 其后代中雜合子占多少 A 3 4 B 4 9 C 1 9 D 1 6 2 AA 與 aa 雜交得 F1 F1 自交得 F2 取表現(xiàn)型為顯性的個(gè)體自由交配 后代中顯性與隱性性狀之 比 A 8 1 B 3 1 C 9 1 D 16 1 3 在調(diào)查某小麥種群時(shí)發(fā)現(xiàn) T 抗銹病 對(duì) t 易感染 為顯性 在自然情況下該小麥種群可以自 由交配 據(jù)統(tǒng)計(jì) TT 為 20 Tt 為 60 tt 為 20 該小麥種群突然大面積感染銹病 致使全部 的易感染小麥在開(kāi)花之前全部死亡 計(jì)算該小麥在感染銹病之前與感染銹病之后基因 T 的頻率分別 是多少 A 50 和 50 B 50 和 62 5 C 62 5 和 50 D 50 和 100 4 一對(duì)紅眼果蠅交配 后代中出現(xiàn)了白眼果蠅 若子一代果蠅自由交配 理論上子二代果蠅中紅眼 與白眼的比例為 A 3 1 B 5 3 C 13 3 D 7 14 5 將同種黃色鼠 A 和灰色鼠 a 雜交 已知 A 和 a 是由常染色體上的一對(duì)等位基因控制的 有 一位遺傳學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)含顯性基因 A 的精子和含顯性基因 A 的卵細(xì)胞不能結(jié)合 如果黃 色鼠與黃色鼠 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 黃色鼠的比例是 A 1 B 4 9 C 1 2 D 5 9 6 無(wú)尾貓是一種觀賞貓 貓的無(wú)尾 有尾是一對(duì)相對(duì)性狀 其遺傳符合基因的分離定律 為了選育 純種的無(wú)尾貓 讓無(wú)尾貓自由交配多代 但發(fā)現(xiàn)每一代中總會(huì)出現(xiàn)約 1 3 的有尾貓 其余均為無(wú)尾 貓 由此推斷正確的是 A 貓的有尾性狀是由顯性基因控制的 B 自由交配后代出現(xiàn)有