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)涵進行了深入的剖析，通過多組雜交法和基因頻率的方法，實現(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，不同基因型的個體之間都有交配機會，且機會均等，既有基因型相同的個體交配，也有基因型不同的個體交配，強調(diào)隨機性。在2010年全國卷II生物第４題中進行了考查。在平時的教學(xué)中，學(xué)生做有關(guān)自由交配的題目時經(jīng)常出錯，這對學(xué)生來說是難點。在參加理綜考試時，時間很有限，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。

[例]：已知某環(huán)境條件下某種動物的一個大群體，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？第一代所有個體均成活，每對只交配一次且成功受孕，均為單胎且隨機交配，產(chǎn)生的第二代中BB、Bb和bb的比例是多少？

[方法一]分析：題目中的隨機交配即為自由交配，親本中BB和Bb比例為1∶2，則雄性個體當(dāng)中1/3BB，2/3Bb，雌性個體中1/3BB，2/3Bb，讓它們隨機交配，則雄性中的每種基因型個體與雌性中的每種基因型個體均有機會交配，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的個體為（p2）=（2/3）2=4/9

Bb的個體為（2pq）=2×2/3×1/3=4/9

bb的個體為（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的個體為（p2）=（2/3）2=4/9

Bb的個體為（2pq）=2×2/3×1/3=4/9

bb的個體為（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)計計算比較繁瑣，但容易理解，而通過基因頻率計算快速而簡便，但學(xué)生對于什么情況下可以利用基因頻率進行計算把握不好，容易出錯。

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。