高中生物教学论文-浅谈自交与自由交配的计算

用心爱心专心1浅谈自交与自由交配的计算高中生物教学遗传内容中自交与自由交配经常被学生搞混淆，笔者结合多年的高中生物教学经验，在此通过一个例题及多个变式训练的多种方法的解答，便可从中体会和领悟其中含义，深刻掌握其精髓。例；已知果蝇的长翅和残翅是一对相对性状，控制这对性状的基因位于常染色体上，现让纯种的长翅果蝇和残翅果蝇杂交，Ｆ1全是长翅，Ｆ1自交产生Ｆ2，将Ｆ2的全部长翅果蝇取出，让其雌雄个体彼此间自由交配，则后代中长翅果蝇占（）A．2/3B．５/６C．８/９D．15/16解：由题意知：Ｐ：纯合长翅×纯合残翅↓Ｆ1：长翅（自交）↓Ｆ2；？可推知：长翅为显性（显性性状的定义），可写出亲本、后代基因型。如用Ａ、a来表示控制长翅和残翅这一对相对性状的基因。由此得出Ｆ1长翅基因型为杂合Ａa，从而推知其后代的基因型和表现型及比值。Ｐ：纯合长翅×纯合残翅AAaa↓Ｆ1长翅（自交）Aa↓Ｆ2：1/4AA2/4Aa1/4aa3/4长翅1/4残翅取出Ｆ2的全部长翅，而长翅基因型可能为Ａa或aa，其比值为：AA/AA+Aa=1/4／（1/4+2/4）=1/3Aa/AA+Aa=2/3特别要注意的是，此时应重新计算Aa、AA的比值，因为Aa、AA的比值范围不同，得到Ｆ2中长翅的基因型及比值为1/3AA、2/3Aa，彼此间自由交配可进行如下理解。（而比值1/4AA、2/4Aa是在Ｆ2所有子代即长翅和残翅中所占的比值。）方法1：基因型法由于长翅和残翅的性状的遗传位于常染色体上，可知每种基因型的个体中雌雄个体数量应相等，即各占一半。则Ｆ2：1/3AA（♂1/6AA♀1/6AA）2/3Aa（♂1/3Aa♀1/3Aa）在Ｆ2长翅雄果蝇中含Ａa或AA基因型，其所占比值为：AA/AA+Aa=1/6／（1/6+2/3）=1/3Aa/AA+Aa=2/3同理可推知：Ｆ2长翅雌果蝇中AA占1/3、Ａa占2/3。这样Ｆ2中雌雄长翅果蝇基因型如下表示：Ｆ2：♂1/3AA、2/3Aa♀1/3AA、2/3AaＦ2中长翅果蝇自由交配（随机交配）有四种组合方式：♂1/3AA×♀1/3AA→1/3×1/3(AA×AA)→1/9AA长用心爱心专心2♂1/3AA×♀2/3Aa→1/3×2/3(AA×Aa)→2/9（1/2AA、1/2Aa）长♂2/3Aa×♀1/3AA→2/3×1/3(Aa×AA)→2/9（1/2AA、1/2Aa）长♂2/3Aa×♀2/3Aa→2/3×2/3(Aa×Aa)→4/9（1/4AA、2/4Aa、1/4aa）长、残后代中长翅果蝇所占比例为：1/9+2/9+2/9+4/9×3/4=8/9方法2：配子法同方法1可知：Ｆ2：♂1/3AA、2/3Aa♀1/3AA、2/3Aa根据基因分离定律可知♂果蝇中能产生A、a雄配子的概率为：♂（A：1/3A+2/3×1/2A=2/3Aa：2/3×1/2a=1/3a）♀果蝇中能产生A、a雄配子的概率为：♀（2/3A、1/3a）Ｆ2中长翅果蝇自由交配，即雌雄配子自由结合：♂2/3A×♀2/3A=4/9AA♂2/3A×♀1/3a=2/9Aa♂1/3a×♀2/3A=2/9Aa♂1/3a×♀1/3a=1/9aa为长翅果蝇（A-）概率为：4/9AA+2/9Aa+2/9Aa=8/9（A-）当然也可求出残翅果蝇（aa）的概率：♂1/3a×♀1/3a=1/9aa，则长翅果蝇（A-）概率为：1-1/9=8/9（A-）。方法3：遗传平衡定律法由上可知Ｆ2中长翅的基因型及比值为1/3AA、2/3Aa，在一个理想的种群中个体间自由交配，其遵循遗传平衡定律（p+q）2=1,若亲本产生A的基因频率为P，产生ａ的基因频率为ｑ，则子代基因型及比值为AA＝p2、Aa＝２pq、aa＝q2。在Ｆ2长翅中的基因型及比值为1/3AA、2/3Aa，则A的基因频率为1/3+2/3×1/2=2/3，ａ的基因频率为2/3×1/2=1/3，则后代中基因型AA＝（2/3）2、Aa＝2×2/3×1/3=4/9、aa＝（1/3）2。Ｆ2中长翅果蝇自由交配后，长翅果蝇（A-）比例为：4/9+4/9=8/9。变试训练一：若把“将Ｆ2的全部长翅果蝇取出，让其雌雄个体彼此间自由交配，”改为“将Ｆ2的全部果蝇取出，让其雌雄个体彼此间自由交配，”，则后代中长翅果蝇占（）。如上所述，同理可推，答案为3/4。变试训练二：若把“将Ｆ2的全部长翅果蝇取出，让其雌雄个体彼此间自由交配，”改为“将Ｆ2的全部长翅果蝇取出，让其雌雄个体彼此间自交，”则后代中长翅果蝇占（）。解：由上可知Ｆ2；1/3AA2/3Aa（自交）则1/3AA自交→→1/3AA（Ｆ3）2/3Aa自交→2/3Aa×Aa→2/3（1/4AA、2/4Aa、1/4aa）（Ｆ3）所以后代中长翅的比例为：1/3+2/3×（1/4+2/4）=5/6。要注意的是：自交是自由交配中的一种形式，是指具有相同基因型的生物交配，一般是指雌雄同花或雌雄异花但同株的植物的授粉。自交时为什么不写出1/3AA×1/3AA而写成1/3AA×AA，是因为这个群体中基因型为AA的比例为1/3，所以其自交结果所占的比例仍为1/3（AA×AA），也就是说这个群体中基因型为AA自交结果占总的1/3，Aa的自交结果占总的2/3（Aa×Aa）。变试训练二：若把“将Ｆ2的全部长翅果蝇取出，让其雌雄个体彼此间自由交配，”改为“将Ｆ2的全部果蝇取出，让其雌雄个体彼此间自交，”则后代中长翅果蝇占（）。同理可得，答案为5/8。