二輪復(fù)習(xí)策略巧解遺傳題中的自交與自由交配問(wèn)題

二輪復(fù)習(xí)策略：巧解遺傳題中的自交與自由交配問(wèn)題道州玉潭（東陽(yáng)）學(xué)校高三生物組吳美珠摘要：高中生物必修二《遺傳學(xué)》中的自交和自由交配問(wèn)題既是教學(xué)的難點(diǎn)，又是高考的熱點(diǎn)。本文首先分析了教學(xué)中學(xué)生在解自交和自由交配問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤的主要原因，然后結(jié)合典型例題分析它們各自的解題方法，總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律。關(guān)鍵詞：自交自由交配遺傳學(xué)題中的自交和自由交配問(wèn)題是高中生物必修二《遺傳學(xué)》中重要內(nèi)容。通過(guò)高三一輪復(fù)習(xí)后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生解這兩類問(wèn)題時(shí)，通常能大致理解其含義，但是當(dāng)它們?cè)谫x予了特定情境的遺傳題中出現(xiàn)時(shí)，往往感覺(jué)困難重重。通過(guò)調(diào)查分析，我總結(jié)了學(xué)生解自交和自由交配問(wèn)題過(guò)程中出錯(cuò)的主要原因，并在二輪復(fù)習(xí)中結(jié)合例題對(duì)這類問(wèn)題加以辨析，分析它們各自的解題方法，總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律，期望對(duì)提高學(xué)生遺傳題的解題能力有所幫助。1、學(xué)生在解自交和自由交配問(wèn)題時(shí)出錯(cuò)的原因分析通過(guò)教學(xué)過(guò)程中的提問(wèn)、學(xué)生的練習(xí)和測(cè)試、以及個(gè)別學(xué)生輔導(dǎo)等日常教學(xué)總結(jié)，我認(rèn)為學(xué)生在解自交和自由交配問(wèn)題過(guò)程中出錯(cuò)的原因主要有下面幾個(gè)方面：自交與自由交配的概念認(rèn)識(shí)模糊自交有廣義和狹義兩種理解。廣義的自交是指基因型相同的生物個(gè)體之間相互交配的方式。狹義的自交僅適用于植物，含義是自花授粉或雌雄同株的異花授粉。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，像豌豆、水稻、小麥等兩性花植物，其自花授粉的過(guò)程就稱為自交；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。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。所以動(dòng)物一般不說(shuō)自交，只能說(shuō)基因型相同的個(gè)體雜交相當(dāng)于自交[1]。自由交配，又可以稱為隨機(jī)交配，指在一群體中不同的個(gè)體之間都有交配機(jī)會(huì)且機(jī)會(huì)均等，即有基因型相同的個(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。自由交配包括自交和雜交方式。例如在某一群體中，有基因型為AA、Aa、aa的個(gè)體，這些個(gè)體的隨機(jī)交配指的就是AA×AA、Aa×Aa、aa×aa、AA（♀）×Aa（♂）、AA（♂）×Aa（♀）、Aa（♀）×aa（♂）、Aa（♂）×aa（♀）、AA（♀）×aa（♂）、AA（♂）×aa（♀）。在動(dòng)物種群中，自由交配指基因型相同或不同的雌雄異體交配。不能準(zhǔn)確判斷不同植物在自然狀態(tài)下是自交還是自由交配像豌豆這種自花閉花傳粉的植物，在自然狀態(tài)下為自交。但是多數(shù)兩性花植物并不是閉花傳粉，還有雌雄同株異花的植物如玉米、黃瓜等，在自然狀態(tài)下即可以接受自己的花粉也可以接受其他植株的花粉，所以在自然狀態(tài)下是自由交配。如兩種玉米間種時(shí)為自由交配。當(dāng)然，我們?nèi)绻麑⒋菩弁甑闹参飭为?dú)分開(kāi)種植，進(jìn)行的交配方式可看做是自交。少數(shù)植物和多數(shù)動(dòng)物是雌雄異體的，所以自然狀態(tài)下也是自由交配。解自交和自由交配問(wèn)題時(shí)不知道解題方法學(xué)生在解自交和自由交配問(wèn)題時(shí)不知道區(qū)分使用解題方法，特別是當(dāng)遇到多種不同比例基因型的群體進(jìn)行自交或自由交配問(wèn)題，以及某種配子致死等特殊情況下的自交或自由交配問(wèn)題，往往感覺(jué)困難重重、無(wú)從下筆。2、遺傳題中自交和自由交配的解題策略例題辨析例1

已知一批基因型為DD與Dd的豌豆種子，其數(shù)目之比為1：2，將這批種子種下，自然狀態(tài)下（假設(shè)結(jié)實(shí)率相同）其子一代中基因型為DD、Dd、dd的種子數(shù)之比為（

）

:2:1

:2:1

:5:1

:4:1

解：首先確定豌豆是自花閉花授粉植物，因此自然條件下為自交，再由比例算出豌豆各基因型的比例為1/3DD、2/3Dd，最后根據(jù)自交即基因型相同的個(gè)體交配，寫(xiě)出交配類型如下：1/3DD×DD→1/3(DD×DD)→1/3DD2/3Dd×Dd→2/3(Dd×Dd)→2/3（1/4DD、2/4Dd、1/4dd）

DD:1/3+2/3×1/4=1/2

Dd:2/3×2/4=1/3

dd:2/3×1/4=1/6故DD:Dd:dd=1/2:1/3:1/6=3:2:1例2

（改編題）已知玉米的非甜和甜是一對(duì)相對(duì)性狀，非甜（A）對(duì)甜（a）為顯性,現(xiàn)有兩種種子，已知基因型為Aa和aa，且數(shù)目比例為1:2，則在自然狀態(tài)下間行種植自然受粉，其子一代中基因型為AA、Aa、aa的種子數(shù)之比為解：首先確定玉米間種，自然條件下為自由交配，再由比例算出玉米各基因型的比例為1/3AA、2/3aa，最后根據(jù)自由交配即群體中的雄雌配子隨機(jī)結(jié)合進(jìn)行推算，過(guò)程如下：♂2/3Aa、1/3aa

♀2/3Aa

、1/3aa根據(jù)基因分離定律可知雄果蠅中能產(chǎn)生A、a雄配子的概率為：♂（A：2/3×1/2A=1/3A

a：2/3×1/2a+1/3×1a=2/3a）雌果蠅中能產(chǎn)生A、a雌配子的概率為：♀（1/3A、2/3a）玉米自然狀態(tài)下為自由交配，即雌雄配子自由結(jié)合，故只需將（1/3A、2/3a）的雄配子和（1/3A、2/3a）的雌配子隨機(jī)結(jié)合即可得子代各基因型比例為：1/9AA、4/9Aa、4/9aa，即AA、Aa、aa的比例為1:4:4總結(jié)歸納解題技巧自交類型的計(jì)算方法比較簡(jiǎn)單，即讓每種基因型相同的個(gè)體交配進(jìn)行計(jì)算即可。自由交配的計(jì)算方法相對(duì)復(fù)雜一些，主要有三中方法：方法一、基因型法，即把每種可能的雜交方式分別列出來(lái)，如上述例題2，可有四種交配方式：♂2/3Aa×♀2/3Aa→2/3×2/3(Aa×Aa)→4/9（1/4AA、2/4Aa、1/4aa）♂2/3Aa×♀1/3aa→2/3×1/3(Aa×aa)→2/9（1/2Aa、1/2aa）♂1/3aa×♀2/3Aa→1/3×2/3(aa×Aa)→2/9（1/2Aa、1/2aa）♂1/3aa×♀1/3aa→1/3×1/3(aa×aa)→1/9aa此方法的計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，特別不適合群體中基因型多的。方法二、遺傳平衡定律法（即哈迪-溫伯格定律），即在一個(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=p2+2pq+q2=1,若親本產(chǎn)生A的基因頻率為P，產(chǎn)生ａ的基因頻率為ｑ，則子代基因型及比值為AA＝p2、Aa＝2pq、aa＝q2。此方法學(xué)生不宜理解，所以往往遇到問(wèn)題不會(huì)想到此方法。另外，上述方法不適合用于某種基因型致死和某種配子致死的問(wèn)題。所以通過(guò)實(shí)踐教學(xué)中的總結(jié)，我認(rèn)為學(xué)生更容易理解且不容易算錯(cuò)，還適合解任何特殊情況的方法是配子法。方法三、配子法，即算出雄雌配子的種類及比例，再讓雄雌配子隨機(jī)結(jié)合即可。下面通過(guò)幾個(gè)有特殊情況的例題說(shuō)明該方法的實(shí)用性。利用雄雌配子隨機(jī)結(jié)合巧解自由交配問(wèn)題例3

某種昆蟲(chóng)的性染色體組成為XY型，紅眼雌果蠅（XBXb）與白眼雄果蠅(XbY)交配得F1，讓F1代雌雄個(gè)體自由交配，則F2代中白眼個(gè)體所占的比例為？解：配子法：F1：雌果蠅：1/2XBXb

1/2XbXb

雄果蠅：1/2XBY

1/2XbY雌配子：1/4XB

3/4Xb

雄配子：1/4XB

1/4Xb

1/2Y雄雌隨機(jī)結(jié)合，可得F2代中白眼個(gè)體所占的比例為9/16。例4.某雌雄同株植物基因型為DD、dd的植株分別不能產(chǎn)生卵細(xì)胞和花粉，基因型為Dd的植株正常。該植物的某種群中，植株的基因型及比例分別為DD：Dd：dd=2:2:1，該種群的植株隨機(jī)傳粉，則子代中正常植株的比例是（）421212解：1/5dd產(chǎn)生雌配子：1/5dd→1/5d；2/5Dd→1/5D、1/5d；2/5DD不產(chǎn)生雌配子，故雌配子的種類及比例為：1/3D、2/3d雄配子：2/5DD→2/5D；2/5Dd→1/5D、1/5d；1/5dd不產(chǎn)生雄配子，故雄配子的種類及比例為：3/4D、1/4d雄雌配子隨機(jī)結(jié)合得到的Dd個(gè)體的比例為：1/3D×1/4d+2/3d×3/4D=7/123結(jié)束語(yǔ)做題時(shí)，注意題干中自交，隨