遗传题中的自交与自由交配

冉珩　李莉

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授粉（如豌豆）或同株異花受粉（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，又可被称为随机交配，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，F■自交，播种所有的F■，假定所有F■植株都能成活，F■植株开花时，拔掉所有的白花植株，假定剩余的每株F■植株自交收获的种子数量相等，且F■的表现型符合遗传的基本定律.从理论上讲F■中表现白花植株的比例为（？摇？摇）

A.1/4？摇？摇？摇？摇B.1/6？摇？摇？摇？摇C.1/8？摇？摇？摇？摇D.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.F■的基因型为Aa，F■自交，产生的F■代中有1/4AA、1/2Aa、1/4aa，去掉白花aa，F■红花基因型为1/3AA、2/3Aa，再自交如上图：

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，就会比较繁琐，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，则有如下关系：

由上表不难看出，子一代的基因频率和亲代的基因频率相同.子二代、子三代及若干代以后，种群的基因频率仍然和亲代的基因频率相同，因为基因交流只发生在种群内部.种群的基因型频率只需一代就可以达到平衡，即子二代、子三代及若干代以后的基因型频率和子一代的基因型频率相同.

3.一般规律

若不考虑自然选择、基因突变等因素的影响，则基因型为AA、Aa、aa的种群，在自交或随机交配的情况下，基因频率不会改变，但是基因型频率出现两种可能性：如果自交，则后代的基因型频率会发生变化，纯合子的频率增加，杂合子的频率减小；如果随机交配，那么后代的基因型频率不发生变化.

4.典型例题分析

例题3：[2013·山东卷]用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型的频率绘制曲线如图所示.下列分析错误的是（？摇？摇）

参考文献：

[1]乔建学.教材解读（生物必修2）[M].北京：人民教育出版社，2012：20.

[2]朱正威，赵占良.生物必修2（遗传与变异）[M].北京：人民教育出版社，2007：115.