基因的分离定律教学教案设计

自交和随机交配的区别

自交，是指来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同基因型个体间的交配，泛指种群中相同基因型个体互相交配（狭义上指植物自花传粉等）。

我们今天只讨论杂合子自交的例子。

自由交配，指种群中任一个体都能随机与任一异性个体交配（包括自

交和杂交的正反交）。

为了更好的区分自交和自由交配，老师举一个例子：

加入控制某种形状的基因为

A 和

a，其中基因型为

Aa 的雄性个体和基因型为

Aa 的雌性个体杂交，称之为自交；基因型为

Aa 的雄性个体分别和

基因型为

aa、Aa、AA 的个体杂交，称之为自由交配。

n对于杂合子自交，第 n 代个体中，杂合子的比例为 1/2，纯合子的比

例为

nn1－1/2，纯合子共两种，单一某种纯合子的比例为（1－1/2）/2，

之前王老师和大家探讨过杂合子自交的规律，不再重复，需要的同学可以

自行查看。

自由交配如果符合哈代温伯格定律的话，使用哈代温伯格定律做题解

答会比较方便、快捷。

下面我介绍一下哈代温伯格定律。

2（p+q）=1 是数学中一个常用计算公式。在生物学科中，有时也需要

借助于此公式进行相关计算，这里我只说在遗传学计算中的应用。

1

2在一个大而稳定的种群中，基因频率计算可以使用[p（A）+q（a）]=1

→p2（AA）+q2（aa）+2pq（Aa）=1。

不过这个规律使用的时候需要符合

5 个条件：

①、种群足够大；②、无基因突变；③、无迁入迁出；④、随即交配

或者自由组合；⑤、自然选择对该形状无影响。

通过两道例题解释下这种情况的应用。

【例

1】在某一人群中，已调查得知，隐性性状者（aa）为

16%，问该

种群中基因

A 和

a 的基因频率为（

A、60%、40% B、48%、52% ）

C、36%、64% D、40%、60% 【解析】根据题目已知，aa 为

16%，根据上面的公式可以推出

a 的基

因频率为

40%，则

A 的基因频率为

60% 。

答案是

A。

【例

2】大豆黄粒（子叶颜色）对绿粒是显性，现用纯种黄粒与绿粒

杂交得到

F1，F1 自交得到

F2，将

F2 中黄粒种子种植后得到植株，让其自

由交配，问所得种子中杂合黄粒的理论比例为（ ）

A、4/9 B、3/9 C、1/2 D、7/9 【解析】此题如果直接计算，似乎有点复杂，但如果我们利用基因频

率，再利用以上公式就可以很快得出结论：F2 中，黄粒种子种植的植株中， AA：Aa=1：2，因此

A 的基因频率为

2/3，a 的基因频率为

1/3，让其自由

组合，则所得种子中基因型为

AA 的比例为

2/3×2/3=4/9，Aa 所占的比例

为

2×2/3×1/3=4/9，因此

Aa/（AA+Aa）=1/2 。

答案为

C 理解了哈代温伯格定律在遗传学计算上的应用，我们现在再来看两个

关于自交和自由交配的例题。

2

【例

3】小麦的抗锈对感锈为显性，让杂合抗锈病小麦连续自交，F5

播种后淘汰感锈病类型，则长出的抗锈病植株中纯合子占

A、31/33 B、31/32 C、31/64 D、31/66 【分析】杂合子连续自交，后代中杂合子所占比例逐代减少，到

n 代，

则杂合子有

2 的

n 次方分之一（1/2)，显性纯合子与隐性纯合子各有 (1-1/2)/2。所以在淘汰隐性纯合子之后，显性纯合子在全部植株中所占

比例为：

nnnn[(1-1/2)/2]/[(1-1/2)/2+（1/2)]=（2-1）/n（2+1）

例

1 中

n=5，则显性纯合子所占比例为

31/33。

【例 4】小麦的抗锈对感锈为显性。让杂合抗锈病小麦连续自交并逐

代淘汰感锈病类型，F5 播种后长出的植株中抗锈病纯合子所占比例为

A、31/33

【分析】乍一看，你可能会以为这跟例 3 是相同的问题。仔细分析，

才能发现两者的不同。例

4 与例

3 的不同的地方，就是

F5 尚未淘汰隐性纯

合子。前面的

4 代还是与例 3 进行相同处理的。我们可以先计算到

F4，然

后再分析 F4 自交产生的

F5 的情况。

按照例 3 的结论，F4 中淘汰掉隐性纯合子以后，显性纯合子所占比例

为

15/17，杂合子所占的比例为

2/17。F4 自交，纯合子的后代仍然是纯合

子；杂合子自交后代发生分离：1/4 的为显性纯合子，1/2 的杂合子，1/4 的

隐

性

纯

合

子

。

因

此 F5 中

显

性

纯

合

子

所

占

比

例

为

：

15/17+2/17 ×

1/4=31/34。

推广到一般情况，杂合子连续自交，逐代淘汰隐性类型，到第

n 代nn长出的植株中，显性纯合子所占的比例为：（2-1）/（2+2）。

B、31/34 C、31/64 D、31/66 nn

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