一、区分“自交”和“自由交配”
自交和自由交配的区别和应用是高三复习的一个教学难点,下面从三个方面进行突破。
1.“自交”和“自由交配”概念不同
自交是遗传学术语,有狭义和广义两种理解。狭义的自交仅限于植物,指两性花的自花传粉(如豌豆),或者雌雄同株植物的异花传粉(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;广义的自交是指具有相同基因型的两个个体进行交配。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。
自由交配也叫随机交配,是指种群内具有生殖能力的雌雄个体之间可以随机交配,不受基因型的限制,属于杂交的一种。自由交配的概念在动植物中均适用。
2.交配组合种类不同
若某群体中有基因型AA、Aa、aa的个体,自交方式有AA×AA、Aa×Aa、aa×aa三种交配方式,而自由交配方式除上述三种交配方式外,还有AA×Aa、AA×aa、Aa×aa,共六种交配方式。
3.结果不同
含一对等位基因(Aa)的生物,连续自交n代产生的后代中,基因型为Aa的个体占1/2n,而基因型为AA和aa的个体各占1/2×(1-1/2n);若自由交配n代,则产生的后代中,AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。
二、杂合子连续自交、连续自交并淘汰隐性个体和自由交配的数学模型
(1)Aa连续自交数学模型的建构
基因型为Aa的个体连续自交n代,则第n代中各类个体所占的比例:
则,杂合子连续自交,子代所占比例分析
(2)构建图像模型
三、Aa随机交配数学模型的建构
基因型为Aa的个体,随机交配n代求第n代中各种类型的个体所占比。
由于亲本只有一种基因型Aa,这样A的基因频率就应该是1/2,而a的基因频率也应该是1/2,亲本Aa随机交配一代得F1,F1中会出现3种基因型,其中Aa概率为1/2,AA为1/4,aa为1/4,由此可以发现A的基因频率仍然是1/2,a的基因频率也仍然是1/2。
由此可以总结出,不管随机交配多少代,A和a的基因频率比例始终是1/2,这样就可以推出:不管Aa随机交配多少代,后代中Aa的概率始终是2×1/2×1/2=1/2。
规律可总结如下:
四、Aa连续自交并逐代淘汰隐性个体
基因型为Aa的个体,连续自交n代,且逐代淘汰aa,则第n代中各类个体所占比例是多少?
模型构建如下:
总结规律如下表
其实在考虑淘汰的情况时,也可以不需要推导,只需要将不淘汰的情况下的aa全部去掉。(这种处理是到Fn代时直接将aa一次性淘汰,然后在重分配AA和Aa的比率)
然后再计算AA和Aa的比例即可。比如AA的比例为AA的系数除以AA和Aa系数的和。
所以最终这个问题只需要记住一点即可,那就是不淘汰的情况下第n代时Aa的系数,即1/2n。