淺議自由交配

【摘 要】本文對有關(guān)自由交配的題目可采用的解題方法進(jìn)行了闡述。自由交配在最近幾年高考中經(jīng)常考到，是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一。文中通過一道例題，從不同的角度對自由交配的內(nèi)涵進(jìn)行了深入的剖析，通過多組雜交法和基因頻率的方法，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確理解和快速得出結(jié)論的效果。

【關(guān)鍵詞】自由交配 雜交 基因頻率

自由交配指在一種群中，不同基因型的個(gè)體之間都有交配機(jī)會(huì)，且機(jī)會(huì)均等，既有基因型相同的個(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。在2010年全國卷II生物第４題中進(jìn)行了考查。在平時(shí)的教學(xué)中，學(xué)生做有關(guān)自由交配的題目時(shí)經(jīng)常出錯(cuò)，這對學(xué)生來說是難點(diǎn)。在參加理綜考試時(shí)，時(shí)間很有限，怎樣能使學(xué)生準(zhǔn)確而高效地做出這類題目，得出正確答案？下面筆者談?wù)勛约旱慕虒W(xué)體會(huì)。

[例]：已知某環(huán)境條件下某種動(dòng)物的一個(gè)大群體，只有BB和Bb兩種基因型，其比例為1∶2，假設(shè)每對親本只交配一次且成功受孕，均為單胎。在上述環(huán)境條件下，理論上該群體隨機(jī)交配產(chǎn)生的第一代中BB、Bb和bb的比例是多少？第一代所有個(gè)體均成活，每對只交配一次且成功受孕，均為單胎且隨機(jī)交配，產(chǎn)生的第二代中BB、Bb和bb的比例是多少？

[方法一]分析：題目中的隨機(jī)交配即為自由交配，親本中BB和Bb比例為1∶2，則雄性個(gè)體當(dāng)中1/3BB，2/3Bb，雌性個(gè)體中1/3BB，2/3Bb，讓它們隨機(jī)交配，則雄性中的每種基因型個(gè)體與雌性中的每種基因型個(gè)體均有機(jī)會(huì)交配，交配組合如下：

雜交組合① ♀1/3BB×♂1/3BB 1/9 BB

雜交組合② ♀1/3BB×♂2/3Bb 1/9BB∶1/9Bb

雜交組合③ ♀2/3Bb×♂1/3BB 1/9BB∶1/9Bb

雜交組合④ ♀2/3Bb×♂2/3Bb 1/9BB∶2/9Bb∶1/9bb

第I代匯總 4/9BB∶4/9Bb∶1/9bb

第I代自由交配，則雜交組合如下表

雜交組合① ♀4/9BB×4/9BB ♂16/81BB

雜交組合② ♀4/9BB×4/9Bb ♂8/81BB∶8/81Bb

雜交組合③ ♀4/9BB×1/9bb ♂4/81Bb

雜交組合④ ♀4/9Bb×4/9BB ♂8/81BB∶8/81Bb

雜交組合⑤ ♀4/9Bb×4/9Bb ♂4/81BB∶ 8/81Bb∶ 4/81bb

雜交組合⑥ ♀4/9Bb×1/9bb ♂2/81Bb∶2/81bb

雜交組合⑦ ♀1/9bb×4/9BB ♂4/81Bb

雜交組合⑧ ♀1/9bb×4/9Bb ♂2/81Bb∶2/81bb

雜交組合⑨ ♀1/9bb×1/9bb ♂1/81bb

第II代匯總

BB：16/81+8/81+8/81+4/81=4/9

Bb：8/81+4/81+8/81+8/81+2/81+4/81+2/81=4/9

bb：4/81+2/81+2/81+1/81=1/9

[方法二]：用哈代-溫伯格平衡公式即：（p+q）2 =p2+2pq +q2=1來計(jì)算：由題意可知：親本中BB和Bb比例為1∶2，那么BB的比例為1/3，Bb的比例為2/3，則親本中各基因的基因頻率：

B的基因頻率為p=1/3+1/2×2/3=2/3

b的基因頻率為q=1/2×2/3=1/3

故：第I代中BB的個(gè)體為（p2）=（2/3）2=4/9

Bb的個(gè)體為（2pq）=2×2/3×1/3=4/9

bb的個(gè)體為（q2）=（1/3）2=1/9

第I代當(dāng)中，各基因的基因頻率為：

B基因頻率p=4/9＋4/9×1/2=2/3

b基因頻率q=1/9＋4/9×1/2=1/3

第I代自由交配后代，第II代基因型比例為

BB的個(gè)體為（p2）=（2/3）2=4/9

Bb的個(gè)體為（2pq）=2×2/3×1/3=4/9

bb的個(gè)體為（q2）= （1/3）2=1/9

兩種方法比較

通過雌雄雜交組合，由后代比例統(tǒng)計(jì)計(jì)算比較繁瑣，但容易理解，而通過基因頻率計(jì)算快速而簡便，但學(xué)生對于什么情況下可以利用基因頻率進(jìn)行計(jì)算把握不好，容易出錯(cuò)。

綜上所述，BB和Bb比例為1∶2自由交配，子代基因型為4/9BB∶4/9Bb∶1/9bb，子代再次交配，后代基因型仍為4/9BB∶4/9Bb∶1/9bb，即自由交配的后代再自由交配，其后代基因型比例與基因頻率不再發(fā)生改變。