素材自交和自由交配后代杂合子的基因型频率规律高一下学期生物人教版必修2.docx

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素材自交和自由交配后代杂合子的基因型频率规律高一下学期生物人教版必修2

自交和自由交配后代杂合子的基因型频率规律

考试中，经常会遇到在某种选择的条件下，如淘汰隐性类型，自交和自由交配后代杂合子的基因型频率的判断和计算。

例1、用基因型为Aa的小麦分别进行：

①连续自交、②随机交配、③连续自交并逐代淘汰隐性个体、④随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。

①根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。

分析回答下列问题：

（1）图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别对应题中①②③④中的哪一种杂交？

（只要求按数字排序）    。

答案：

②④③①

解析：

本题考查基因分离定律及应用、基因频率的相关计算。

首先要求考生掌握基因分离定律的实质和遗传平衡定律，能通过计算判断图中四条曲线分别代表题干中的哪种情况；其次还要求考生能运用基因分离定律和基因频率进行相关的计算，总结规律，有一定难度。

①连续自交－对应曲线Ⅳ：

杂合子Aa连续自交n代（如图1），杂合子比例为（1/2）n，纯合子比例为1－（1/2）n。

连续自交的结果是纯合子所占的比例越来越大，杂合子所占的比例越来越小，连续自交的F1－F5的Aa的基因型频率分别是1/2、1/4、1/8、1/16、1/32。

连续自交不存在选择，所以A和a的基因频率都不会改变。

故对应曲线Ⅳ。

②随机交配－对应曲线Ⅰ：

若亲本杂合子Aa随机交配得F1，杂合子比例为1/2，显性纯合子比例为1/4，隐性纯合子比例为1/4，随机交配不存在选择，所以A和a的基因频率不会改变，得到的杂合子F1－F5的Aa的基因型频率不变始终为1/2。

故对应曲线Ⅰ。

③连续自交并逐代淘汰隐性个体－对应曲线Ⅲ：

亲本杂合子Aa自交和随机交配的结果是一样的，即F1的基因型及其比例为：

（1/4AA+1/2Aa+1/4aa），淘汰掉aa，则F1基因型为（1/3AA+2/3Aa），杂合子Aa的比例是2/3，即杂合子F1的基因型频率为2/3。

如果F1自交则其后代是1/3AA+2/3Aa（1/4AA+1/2Aa+1/4aa），淘汰掉aa以后，得到的后代F2是3/5AA+2/5Aa，F2杂合子Aa所占的比例是0.4。

得到的杂合子F1-F5的基因型频率分别为：

2/3、2/5、2/9、2/17、2/33。

故对应的曲线是Ⅲ。

④随机交配并逐代淘汰隐性个体－对应曲线Ⅱ：

亲本杂合子Aa自交和随机交配的结果是一样的，即F1的基因型及其比例为：

（1/4AA+1/2Aa+1/4aa），淘汰掉aa，则Aa的比例都是2/3，也就是（1/3AA+2/3Aa），F1杂合子的基因型为2/3。

如果F1随机交配，根据遗传平衡定律（2/3A+1/3a）2，后代是（4/9AA+4/9Aa+1/9aa），淘汰掉aa，F2杂合子Aa的基因型频率为1/2。

随机交配计算下一代的基因型和表现型可以有三种方法：

棋盘法、配子计算法和遗传平衡定律计算法。

下面以F1的基因型AA占1/3，Aa占2/3为例，个体间可以随机交配，F2代中基因型和表现型的概率。

淘汰aa个体后，可以得出F2的杂合子Aa基因型为1/2。

同理可得，F3随机交配以后（3/4A+1/4a）2，则9/16AA+6/16Aa+1/16aa，淘汰掉aa以后，得到F3基因型为3/5AA+2/5Aa，F3杂合子的基因型为2/5。

规律：

若杂合子Aa连续随机交配n代，且逐代淘汰隐性个体后，显性个体中，纯合子比例为n/（n+2），杂合子比例为2/（n+2）。

得到的杂合子F1-F5的基因型频率分别为：

2/3、1/2、2/5、1/3、2/7。

故对应的曲线是Ⅱ。

由以上分析可知：

曲线I是随机交配的结果，即②；曲线Ⅱ是随机交配并淘汰aa的结果，即④；曲线Ⅲ是自交并淘汰aa的曲结果，即③；曲线Ⅳ是自交的结果，即①。

（2）当基因型为Aa的小麦分别按①②③④进行到Fn时，计算每一种杂交情况下，Aa所占的比例是多少？

答案：

（1）1/2n

（2）1/2

（3）2/（2n+1）

（4）2/（n+2）

解析：

①当基因型为Aa的小麦连续自交时，Fn中Aa所占的比例是1/2n。

②当基因型为Aa的小麦随机交配时，根据遗传平衡定律，基因频率和基因型频率保持不变，所以Fn中Aa所占的比例是1/2。

③当基因型为Aa的小麦连续自交并逐代淘汰隐性个体时，F1的基因型及其比例为1/3AA、2/3Aa，F2的基因型及其比例为3/5AA、2/5Aa，则Fn中Aa所占的比例是2/（2n+1）。

④当基因型为Aa的小麦随机交配并逐代淘汰隐性个体时，F1中Aa所占的比例是2/3，F2中Aa所占的比例是1/2（即2/4），所以Fn中Aa所占的比例是2/（n+2）。

例2．（2013年山东高考试题）用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交，随机交配，连续自交并逐代淘汰隐性个体，随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。

下列分析错误的是（　　）

A.曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4

B.曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4

C.曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加（1/2）n＋1

D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等

解析：

若Aa分别自交和随机交配，则F1代都为（1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa），淘汰掉aa则F1代Aa的基因型比例都是2/3。

而若F1代再自交则其后代是1/3AA＋2/3（1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa），淘汰掉aa以后，得到的后代F2是3/5AA＋2/5Aa，Aa所占的比例是0.4；若F1代再随机交配则可先计算出F1的A和a的基因频率分别为2/3和1/3，依据遗传平衡可计算出F2中AA＝4/9、Aa＝4/9、aa＝1/9，淘汰aa之后则Aa＝1/2，由此推知图中曲线Ⅱ是随机交配并淘汰aa的曲线，曲线Ⅲ是连续自交并淘汰aa的曲线，进而可知B正确；曲线Ⅱ所示F2代的A、a基因频率分别为3/4和1/4，则随机交配后代中AA＝9/16、Aa＝6/16、aa＝1/16，淘汰aa后，则Aa的基因型频率为2/5，A正确；Aa分别连续自交和随机交配不淘汰隐性个体，F1代Aa的基因型频率都是1/2,若F1代再随机交配，后代的基因型频率不会发生改变，则图中Ⅰ是Aa随机交配的曲线。

而若F1代再连续自交Aa的基因型频率＝（1/2）n，F2中Aa＝1/4，则可推知图中曲线Ⅳ是连续自交的结果，曲线Ⅳ中在Fn代纯合体的比例是1－（1/2）n，则比上一代Fn－1增加的数值是1－（1/2）n－[1－（1/2）n－1]＝（1/2）n，C错误。

故答案为C。