資源簡介

自交和自由交配的辨析及相關(guān)計算
易錯歸因
不能正確辨析自交和自由交配；不能準(zhǔn)確進(jìn)行自交和自由交配的相關(guān)計算。
典型易錯題
例1（2022·黑龍江·朝鮮族中學(xué)高三月考）用基因型為Aa的小麥分別進(jìn)行連續(xù)自交、隨機(jī)交配、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體、隨機(jī)交配并逐代淘汰隱性個體，根據(jù)各代Aa基因型的比例繪制曲線如圖。下列分析錯誤的是（ ）
A．曲線Ⅳ的Fn中純合子的比例比上一代增加（1/2）n+1
B．曲線Ⅱ的F3中Aa基因型的比例為0.4
C．曲線Ⅲ的F2中Aa基因型的比例為0.4
D．曲線I和Ⅳ的各子代間A和a的配子概率始終相等
【答案】A
【分析】Aa連續(xù)自交和隨機(jī)交配的F1的基因型及其比例為1/4AA、1/2Aa、1/4aa，F(xiàn)1的Aa的基因型頻率都是1/2，I和IV符合，但是連續(xù)自交的結(jié)果是純合子所占的比例越來越大，雜合子所占的比例越來越小，所以Ⅰ是隨機(jī)交配的曲線，Ⅳ是自交的曲線。
曲線Ⅱ和Ⅲ的F1雜合子Aa所占的比例相同，這是由于Aa自交和隨機(jī)交配的F1的基因型及其比例為1/4AA、1/2Aa、1/4aa，淘汰掉其中的aa個體后，Aa的比例變?yōu)?/3，AA的比例變?yōu)?/3。如果F1自交則其后代F2是1/3AA+2/3Aa（1/4AA+1/2Aa+1/4aa）=3/6AA+2/6Aa+1/6aa，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。如果隨機(jī)交配，F(xiàn)1的基因型及其比例為：（1/4AA+1/2Aa+1/4aa），淘汰掉aa，F(xiàn)1為1/3AA、2/3Aa，基因頻率A=2/3，a=1/3，隨機(jī)交配的后代F2是（4/9AA+4/9Aa+1/9aa），淘汰掉aa，則F2是1/2AA+1/2Aa，Aa所占的比例是0.5，所以從這里看以看出曲線Ⅱ是隨機(jī)交配并淘汰aa的曲線，曲線Ⅲ是自交并淘汰aa的曲線。
【解答】曲線IV是自交的結(jié)果，在Fn代純合子的比例是1－（1/2）n，則比上一代F（n-1）增加的數(shù)值是1－（1/2）n－[1－（1/2）n-1]=（1/2）n，A錯誤；曲線II是隨機(jī)交配并淘汰aa的曲線，F(xiàn)1的基因型及其比例為：（1/4AA+1/2Aa+1/4aa），淘汰掉aa，F(xiàn)1為1/3AA、2/3Aa，基因頻率A=2/3，a=1/3，隨機(jī)交配的后代F2是（4/9AA+4/9Aa+1/9aa），淘汰掉aa，則F2是1/2AA+1/2Aa，基因頻率A=3/4，a=1/4，F(xiàn)2隨機(jī)交配的F3是（9/16AA+6/16Aa+1/16aa），淘汰掉aa，則F3是3/5AA+2/5Aa，F(xiàn)3中Aa基因型的比例為0.4，B正確；曲線Ⅲ是自交并淘汰aa的曲線，Aa自交兩代得到的F2中Aa=（1/2）2=1/4，AA=aa=3/8，淘汰aa后，AA=3/5，Aa=2/5=0.4，C正確；曲線Ⅰ和Ⅳ分別是隨機(jī)交配和連續(xù)自交，這兩者都不存在選擇，所以沒有發(fā)生進(jìn)化，各子代間A和a的配子概率始終相等，D正確。故選A。
解題技巧
1．自交與自由交配的區(qū)別
自交：指基因型相同的個體之間的交配，如在基因型為AA、Aa的群體中，自交是指AA×AA、Aa×Aa。
自由交配（又稱隨機(jī)交配）：指同種生物各種基因型的個體自由交配，個體之間交配機(jī)會均等，包括自交和雜交，如在基因型為AA、Aa的群體中，自由交配包括AA×AA、Aa×Aa、AA（♀）×Aa（♂）、AA（♂）×Aa（♀）。
2．雜合子連續(xù)自交后代概率的變化
雜合子連續(xù)自交時，在無選擇因素的情況下，基因頻率不變，但后代的基因型頻率會發(fā)生改變，表現(xiàn)為純合子的概率不斷增大，雜合子的概率不斷減?。ㄈ缦聢D）。雜合體Aa連續(xù)自交n代，雜合體的比例為（1/2）n，純合體的比例是1－（1/2）n。
3．自由交配的概率計算
在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同、無選擇因素時，會遵循遺傳平衡定律，逐代保持基因頻率及基因型頻率不變。如群體中AA∶Aa＝1∶2（A＝2/3，a＝1/3），自由交配時子代類型為AA＝A2，Aa＝2×A×a，aa＝a2。
同類題練習(xí)
1．（2021·黑龍江·海林市第三中學(xué)模擬預(yù)測）下列曲線能正確表示雜合子（Aa）連續(xù)自交若干代，子代中顯性純合子所占比例的是（ ）
2．（2020·安徽·毛坦廠中學(xué)高三階段練習(xí)）將遺傳因子組成為Aa的豌豆連續(xù)自交，后代中的純合子和雜合子按所占的比例繪得如圖所示曲線。據(jù)圖分析，錯誤的說法是（ ）
A．a(chǎn)曲線可代表自交n代后純合子所占的比例
B．b曲線可代表自交n代后顯性純合子所占的比例
C．隱性純合子的比例比b曲線所對應(yīng)的比例要小
D．c曲線可代表自交n代后雜合子所占的比例
3．（2021·云南·曲靖一中高三階段練習(xí)）在不考慮生物變異或致死情況下，下列哪種情況可使基因型為Aa的植物連續(xù)交配3次后所得F3中純合子所占比例為3/5（ ）
A．基因型為Aa的該植物連續(xù)自交3次，且每代子代中不去除aa個體
B．基因型為Aa的該植物連續(xù)自交3次，且每代子代中均去除aa個體
C．基因型為Aa的該植物連續(xù)自由交配3次，且每代子代中不去除aa個體
D．基因型為Aa的該植物連續(xù)自由交配3次，且每代子代中均去除aa個體
4．（2022·河南鄭州·二模）某種二倍體植物的n個不同性狀由n對獨立遺傳的基因控制（雜合子表現(xiàn)顯性性狀）。已知植株A的n對基因均雜合。理論上，下列說法錯誤的是（ ）
A．植株A產(chǎn)生的雌雄配子種類都是2n，雌雄配子的結(jié)合方式有4n種
B．植株A自交子代中基因型的種類為3 n，比例為（1∶2∶1）n
C．植株A自交子代中n對基因均雜合的個體數(shù)等于純合子的個體數(shù)
D．n越大，植株A自交子代中表現(xiàn)型與植株A相同的個體所占比例越大
5．（2022·江蘇·高三專題練習(xí)）已知紅玉杏花朵顏色由A、a和B、b兩對獨立遺傳的基因共同控制，基因型為AaBb的紅玉杏自交，子代F1中的基因型與表現(xiàn)型及其比例如表，下面說法錯誤的是（　?。?br/>基因型 A_bb A_Bb A_BB、aa_ _
表現(xiàn)型及比例 深紫色占3/16 淡紫色占6/16 白色占7/16
A．F1中基因型為AaBb的植株與aabb植株雜交，子代中開淡紫色花個體的占1/4
B．F1中淡紫色的植株自交，子代中開深紫色花的個體占5/24
C．F1中深紫色的植株自由交配，子代深紫色植株中純合子為8/9
D．F1中純合深紫色植株與F1中雜合白色植株雜交，子代中基因型AaBb的個體占1/2
6．（2022·湖北·華中師大一附中模擬預(yù)測）利用組織培養(yǎng)技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，若轉(zhuǎn)基因植株的染色體上成功導(dǎo)入了2個抗蟲基因，則理論上，該轉(zhuǎn)基因植株自交的后代中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果為（ ）
A．全為抗蟲 B．抗蟲∶不抗蟲=1：1
C．抗蟲∶不抗蟲=3：1 D．抗蟲∶不抗蟲=15：1
7．（2022·河北邢臺·二模）栝樓是雌雄異株植物，葉形有近圓形葉（E）和心形葉（e），花粉e有50%不育?，F(xiàn)有雌雄基因型均為EE∶Ee=1：2的植株自由交配，子代中的近圓形葉與心形葉比值為（ ）
A．24∶19 B．8∶1 C．19∶1 D．14∶1
8．（2021·黑龍江實驗中學(xué)高三階段練習(xí)）基因型為Aa的個體和Aa的個體相交，得F1，下列有關(guān)對F1的處理方法及所產(chǎn)生的結(jié)果的敘述，錯誤的是（　?。?br/>A．如果讓F1個體連續(xù)自交，雜合子所占的比例會越來越小
B．如果讓F1個體隨機(jī)交配，雜合子所占的比例會越來越大
C．如果讓F1個體連續(xù)自交，子代中aa個體出現(xiàn)的概率與AA個體出現(xiàn)的概率相同
D．讓F1連續(xù)自交和隨機(jī)交配，均不改變基因頻率
9．（2022·廣東惠州·二模）基因型為Aa的玉米分別進(jìn)行連續(xù)自交和自由交配多代（兩種雜交的代數(shù)相同）后，其自交與自由交配所得后代相比，以下說法錯誤的是（ ）
A．A與a的頻率均沒發(fā)生改變
B．純合子的比例自由交配更高
C．若aa致死，自交所得后代a的頻率更低
D．若aa致死，自交所得后代純合子的比例更高
10．（2022·甘肅·武威第六中學(xué)模擬預(yù)測）玉米是雌雄同株異花植物，一年只能收獲一次種子。玉米控制葉形性狀的基因（A、a）和控制抗病性狀的基因（B、b）分別位于兩對同源染色體上，寬葉（A）對窄葉（a）為顯性，抗病（B）對感?。╞）為顯性。現(xiàn)有寬葉抗病和窄葉感病兩品種的純合種子，研究人員欲培育窄葉抗病新品種。請回答下列問題：
（1）研究人員若用誘變育種的方法培育窄葉抗病新品種，從所給材料中選用___________品種的幼苗處理，更易獲得窄葉抗病品種。采用誘變育種的方法獲得所需品種時通常需要處理大量材料，原因是________________________________。
（2）研究人員將純合的寬葉抗病植株和純合的窄葉感病植株雜交得到F1，讓F1自交獲得F2。F2中不符合所要培育的新品種表現(xiàn)型的個體中純合子所占比例為______。若讓F2中所有的窄葉抗病植株進(jìn)行自由交配，理論上子代出現(xiàn)純合窄葉抗病植株的概率為______。請用遺傳圖解表示F2中雜合窄葉抗病植株自交獲得子代的過程。
（3）單倍體育種可明顯縮短育種年限，可將純合的寬葉抗病植株和窄葉感病植株雜交得到F1，對F1寬葉抗病植株進(jìn)行_________獲得單倍體幼苗，再用_________處理幼苗，經(jīng)培育獲得純合的窄葉抗病植株。
（4）在一定環(huán)境條件下玉米的抗病品種比感病品種有更多個體存活并繁殖，這種適應(yīng)性進(jìn)化是_____________造成的。
同類題練習(xí)參考答案
1．B 【解析】雜合子（Aa）連續(xù)自交若干代后，雜合子所占的比例為（1/2）n，純合子所占的比例為1－（1/2）n，顯性純合子和隱性純合子各占純合子的1/2。隨著自交代數(shù)的增加，純合子所占的比例為1－（1/2）n，越來越接近于1，純合子中有顯性純合子AA和隱性純合子aa，各占純合子1/2，因此比例會越來越接近1/2，B正確，A、C、D錯誤。
2．C 【解析】雜合子自交n代，后代純合子所占的比例為1－（1/2）n，自交代數(shù)越多，該值越趨向于1，對應(yīng)于圖中曲線a，A正確；純合子包括顯性純合子和隱性純合子，并且它們的比例相等，因此顯性純合子1/2[1－（1/2）n]，自交代數(shù)越多，該值越趨向1/2，對應(yīng)于曲線b，B正確；顯性純合子和隱性純合子所占比例相等，因此隱性純合子的比例也可用b曲線表示，C錯誤；雜合子的比例為（1/2）n，隨著自交代數(shù)的增加，后代雜合子所占比例越來越小，且無限接近于0，即c曲線，D正確。故選C。
3．D 【解析】雜合子Aa連續(xù)自交，第n代中雜合子所占比例為（1/2）n，顯性純合子所占比例為[1/2－（1/2）n+1]，隱性純合子所占比例為[1/2－（1/2）n+1]?；蛐蜑锳a的該植物連續(xù)自交3次，且每代子代中不去除aa個體，F(xiàn)3中AA∶Aa∶aa＝7∶2∶7，A錯誤；基因型為Aa的該植物連續(xù)自交3次，且每代子代中均去除aa個體，F(xiàn)3中AA：Aa＝7∶2，B錯誤；基因型為Aa的該植物連續(xù)自由交配3次，且每代子代中不去除aa個體，F(xiàn)3中AA：Aa∶aa＝1∶2∶1，C錯誤；基因型為Aa的該植物連續(xù)自由交配3次，且每代子代中均去除aa個體，F(xiàn)3中AA：Aa＝3∶2，D正確；故選D。
4．D 【解析】一對雜合子（如Aa）自交，后代基因型有三種，比例為1AA∶2Aa∶1aa，表型為顯性∶隱性=3∶1，與親本相同表現(xiàn)型的個體占3/4。雜合子（Aa）為1/2，純合子（1/4AA、1/4aa）為1/2。植株A產(chǎn)生的雌雄配子種類都是2n，雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生下一代，雌雄配子的結(jié)合方式有4n種，A正確；一對雜合的植株自交產(chǎn)生子代基因型的比例為1∶2∶1，植株A的n對基因均雜合，因此植株A自交子代中基因型的種類為3 n，比例為（1：2：1）n，B正確；植株A自交子代中n對基因均雜合的個體數(shù)所占比例為（1/2）n，純合子所占比例為（1/2）n，n對基因均雜合的個體數(shù)等于純合子的個體數(shù)，C正確；植株A自交子代中表型與植株A相同的個體所占比例為（3/4）n，n越大，該比例越小，D錯誤。故選D。
5．C 【解析】基因型為AaBb的植株與aabb植株雜交，后代的基因型及比例為AaBb∶aaBb∶Aabb∶aabb＝1∶1∶1∶1，根據(jù)題干信息可知，基因型為AaBb的個體表現(xiàn)為淡紫色花，占測交后代的1/4，A正確；F1中淡紫色植株的基因型為1/3AABb、2/3AaBb，F(xiàn)1中淡紫色的植株自交，子代中開深紫色花的個體（基因型為A_bb）＝（1/3×1/4）+（2/3×3/4×1/4）=5/24，B正確；F1中深紫色的植株基因型為1/3AAbb、2/3Aabb，可產(chǎn)生的配子為2/3Ab、1/3ab，F(xiàn)1中深紫色的植株自由交配，產(chǎn)生的子代深紫色植株（基因型為AAbb+Aabb）占比例＝（2/3×2/3）+（2×2/3×1/3）=8/9，其中純合子AAbb占1/2，C錯誤；F1中純合深紫色植株基因型為AAbb，與F1中雜合白色植株雜交，若雜合白色植株基因型為AaBB，則子代中基因型AaBb的個體占1/2；若雜合白色植株基因型為aaBb，則子代中基因型AaBb的個體占1/2，D正確。故選C。
6．B 【解析】若兩個抗蟲基因?qū)胍粚ν慈旧w中，則該植株相當(dāng)于抗蟲基因的純合子，自交后代全為抗蟲，A不符合題意；無論兩個抗蟲基因插入位置如何，該轉(zhuǎn)基因植株自交后代不會出現(xiàn)抗蟲：不抗蟲=1∶1，B符合題意；若兩個抗蟲基因?qū)胪粭l染色體上，則該植株相當(dāng)于抗蟲基因的雜合子，自交后代抗蟲：不抗蟲=3∶1，C不符合題意；若兩個抗蟲基因?qū)雰蓷l非同源染色體上，則該植株相當(dāng)于抗蟲基因的雙雜合子，自交后代抗蟲：不抗蟲=15：1，D不符合題意。故選B。
7．D 【解析】雌雄基因型均為EE：Ee=1∶2的植株自由交配，雌雄配子均為2/3E、1/3e，花粉e有50%不育，因此雄配子為4/5E、1/5e，則子代心形葉（ee）的比例為1/15，近圓形葉為14/15，近圓形葉與心形葉比值為14∶1，D正確。故選D。
8．B 【解析】F1個體連續(xù)自交，F(xiàn)n中雜合子的比例為（1/2）n，即雜合子所占的比例會越來越小，A正確；F1個體隨機(jī)交配后代基因頻率不變，B錯誤；F1個體連續(xù)自交，子代中aa個體出現(xiàn)的概率為與AA個體出現(xiàn)的概率相同，均為1/2－（1/2）n+1，C正確；F1連續(xù)自交和隨機(jī)交配，都不存在選擇，所以沒有發(fā)生進(jìn)化，因此均不改變基因頻率，D正確。故選B。
9．B 【解析】Aa連續(xù)自交后代Aa的概率為（1/2）n，AA=aa=1/2[1－（1/2）n]，自交后代若沒有自然選擇，則后代基因頻率不變，而Aa的基因型頻率逐漸變小，純合子所占比例逐漸增加，且大于1/2。Aa自由交配一代后AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，產(chǎn)生的配子種類和比例為A∶a=1∶1，自由交配兩代后AA=1/2×1/2=1/4，aa=12×1/2=1/4，Aa=1/2，自由交配若干代后基因頻率和基因型頻率均不變（純合子為1/2），因此自交與自由交配A與a的頻率均沒發(fā)生改變，但純合子的比例自交更高，A正確，B錯誤；假設(shè)基因型為Aa的玉米分別進(jìn)行連續(xù)自交和自由交配兩代，若aa致死，則Aa自交一代后AA=1/3，Aa=2/3，自交兩代后AA=1/3+2/3×1/4=3/6，Aa=2/3×1/2=2/6，aa=2/3×1/4=1/6，aa致死，所以AA=3/5，Aa=2/5，a基因頻率為2/5×1/2=1/5；Aa自由交配一代后AA=1/3，Aa=2/3，繼續(xù)進(jìn)行自由交配，由于AA=1/3，Aa=2/3的群體產(chǎn)生配子為A=1/3+2/3×1/2=2/3，a=1/3，所以子二代中AA=2/3×2/3=4/9，Aa=2×1/3×2/3=4/9；aa=1/3×1/3=1/9，aa致死，故子二代中AA=Aa=1/2，a基因頻率為1/2×1/2=1/4，由于1/5<1/4，因此若aa致死，自交所得后代a的頻率更低，由于3/5>1/2，所以若aa致死，自交所得后代純合子的比例更高，CD正確。故選B。
10．（1）窄葉感病 基因突變具有低頻性、不定向性等特點
（2）3/13 4/9
（3）花藥離體培養(yǎng) 秋水仙素（低溫誘導(dǎo)）
（4）自然選擇
【解析】由題意知，玉米控制葉形性狀的基因（A、a）和控制抗病性狀的基因（B、b）分別位于兩對同源染色體上，遵循自由組合定律。
（1）窄葉抗病品種基因型為aaB_，純合寬葉抗病品種（AABB）經(jīng)誘變處理需兩個A基因都突變?yōu)閍基因才能成為窄葉抗病品種，而窄葉感病品種（aabb）經(jīng)誘變處理只需一個b基因突變?yōu)锽基因就能成為窄葉抗病品種，故選用窄葉感病品種進(jìn)行誘變處理更易獲得所需新品種。由于基因突變具有低頻性、不定向性等特點，采用誘變育種培育新品種時需要處理大量材料。
（2）純合的寬葉抗?。ˋABB）植株和窄葉感病（aabb）植株雜交，F(xiàn)1基因型為AaBb，F(xiàn)1自交，所得F2為寬葉抗?。ˋ_B_）∶寬葉感病（A_bb）∶窄葉抗?。╝aB_）∶窄葉感病（aabb）=9∶3∶3∶1，其中不符合新品種表現(xiàn)型（9寬葉抗病+3寬葉感病+1窄葉感病）的個體中純合子（AABB/AAbb/aabb）所占比例為3/13。若讓F2中的所有窄葉抗病植株（1/3aaBB、2/3aaBb）隨機(jī)交配，理論上產(chǎn)生的雌配子和雄配子基因型及所占比例都為2/3aB和1/3ab，則理論上子代出現(xiàn)純合窄葉抗病植株（aaBB）的概率為2/3×2/3=4/9。F2中雜合窄葉抗病植株基因型為aaBb，其自交，產(chǎn)生雌、雄配子的基因型均為aB和ab兩種，則子代的基因型及其比例為1aaBB（窄葉抗病）∶2aaBb（窄葉抗?。?aabb（窄葉感?。?3∶ 1。遺傳圖解如下：
（3）利用雜交育種的方法從播種親本到篩選獲得純合的窄葉抗病玉米種子至少需要4年，第一年種植親本，兩親本雜交，收獲基因型為AaBb的種子，第二年種植F1（AaBb），并讓F1自交，第三年種植F2，并使其中表現(xiàn)為窄葉抗病的植株自交，第四年種植F2中窄葉抗病植株自交獲得的種子，自交后未發(fā)生性狀分離的植株所產(chǎn)生的種子為純合的窄葉抗?。╝aBB）種子。采用單倍體育種的方法，即先采用花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗，再用秋水仙素處理幼苗，經(jīng)培養(yǎng)獲得所需植株。
（4）適應(yīng)性進(jìn)化是自然選擇造成的。
答案第1頁，共2頁
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