对自交和自由交配相关问题的理解（新疆农八师石河子市高中学区高级中学吴娟）电话：15809930365邮编832000在教学过程中，会有学生困惑于“自交与自由交配的本质区别”，“二者计算方法的差异”及“这两种交配方式的后代中基因型频率和基因频率的变化情况”，在分析这些问题之前，我们先来看一道练习题：某植物群体基因型的种类和比例为AA:Aa:aa=1:4:1,比较自交一代与随机交配一代得到的2个子代群体（）A、基因型频率相同B、纯合子比例不同C、基因频率不同D、杂合子比例相同析：1）自交——指来自同一个体的雌雄配子结合或具有相同基因型个体间的交配或来自同一无性繁殖系的个体间的交配。P：AA=1/6Aa=4/6aa=1/6↓自交↓自交↓自交F1：1/6AA4/6[1/4AA2/4Aa1/4aa]1/6aa=﹥基因型频率（指某种基因型的个体在种群中出现的比例）AA=1/3Aa=1/3aa=1/3=﹥基因频率：（指某种基因在基因库中出现的比例）A=(1×2+1×1)/(3×2)=3/6=1/2=﹥a=1/2=﹥纯合子比例：AA+aa=1/3+1/3=2/3=﹥杂合子比例：1-2/3=1/32）自由交配——指群体中雌雄个体随机交配。P：1/6AA4/6Aa1/6aa自由交配：1/6AA×1/6AA=1/36AA2（1/6AA×4/6Aa）=8/361/2AA→4/36AA1/2Aa→4/36aa2（1/6AA×1/6aa）=2/36Aa2（4/6Aa×1/6aa）=8/361/2Aa→4/36AA1/2aa→4/36aa4/6Aa×4/6Aa=16/361/4AA→4/36AA2/4Aa→8/36Aa1/4aa→4/36aa1/6aa×1/6aa=1/36aa=﹥F1：AA=(1+4+4)/36=9/36=1/4Aa=(4+2+4+8)/36=18/36=2/4aa=9/36=1/4=﹥基因型频率：AA=1/4Aa=2/4aa=1/4=﹥基因频率：A=(1×2+2×1)/(4×2)=4/8=1/2=﹥a=1/2=﹥纯合子比例：AA+aa=1/2=﹥杂合子比例：1/2比较：自交一代自由交配一代结果基因型频率：AA=1/3Aa=1/3aa=1/3AA=Aa=aa=1/4不同基因频率：A=1/2a=1/2A=1/2a=1/2相同纯合子比例：2/31/2不同杂合子比例：1/31/2不同故：答案（B）其中我们注意到自交与自由交配的计算方法是不同的。如：2/3Aa的自交：2/3(Aa×Aa)→2/3（1/4AA2/4Aa1/4aa）=﹥1/6AA2/6Aa1/6aa2/3Aa的自由交配：2/3Aa×2/3Aa=4/9（1/4AA2/4Aa1/4aa）=﹥1/9AA2/9Aa1/9aa析：自交是基因型相同的个体相交，Aa的自交就是Aa×Aa。基因已经定了，不需要2/3×2/3。自由交配是很多个个体间的随机交配，这些个体的基因型是不定的，算时需要采用各自的概率相乘。最后，我们再来看看这两种交配的后代中基因型频率和基因频率的变化情况。Aa自交n代，后代基因频率不变。因为这样的种群不符合进化的条件：1、不存在基因突变。2、因为是一对等位基因，不存在基因重组。3、这一对基因不会有染色体变异导致的生物进化。4、这种纯理论的计祘题，没有自然选择起作用，故基因频率一定不变。Aa自交，后代的基因型一定会变，因为随着自交代数增多，纯合子比例会上升。Aa随机交配n代，后代基因频率不变。因为这样的种群不符合进化条件。（原因如Aa自交）Aa随机交配n代，后代基因型频率是否变化，要看和谁比较。如果和亲本比，基因型频率一定变。因为F1出现了3种基因型（AAAaaa）。但从F1开始，无论自由交配多少代，基因型频率均不变化。因为它们开始符合哈迪——温伯格定律了。———一个种群在符合一定条件的情况下，种群的基因频率，基因型频率代代稳定，保持平衡。该定律的使用条件是1、种群极大2、雌雄个体间可能自由交配并产生后代3、没有自然选择4、没有迁入和迁出5、没有基因突变。由此可知，自交：基因频率不变，基因型频率一定变；自由交配：基因频率不变，基因型频率与亲本比变化，从F1~Fn基因型频率不变。
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