自交和自由交配教学文稿

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浅析自交与自由交配及其应用举例

浅析自交与自由交配及其应用举例

浅析自交与自由交配及其应用举例作者:李卫松来源:《中学教学参考·中旬》 2014年第2期江苏宝应县曹甸高级中学(225803)李卫松一、知识内涵辨析1.自交与自由交配的概念不同(1)自交的概念自交是遗传学术语,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。

一般来说,有性别决定的生物不能自交。

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。

(2)自由交配的概念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(既有基因型相同的个体交配,也有基因型不同的个体交配),强调随机性。

在间行种植的玉米种群中,随机交配包括自交和杂交方式,对豌豆、水稻、小麦等主要进行自花授粉的植物来说,随机交配的概念不适用,而主要是自交。

在动物种群中,随机交配指基因型相同或不同的雌雄异体交配,交配组合数为理论应出现的数目。

2.自交与自由交配的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AAAA、AaAa、aaaa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AAAa、AAaa、Aaaa,共六种交配方式。

3.自交与自由交配的结果不同自交和自由交配产生的后代中,基因型频率不同。

如,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)。

随着自交代数的增加,AA、aa基因型频率升高,而Aa基因型频率趋近于0;若自由交配n代产生的后代中,AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,自由交配不改变后代基因型频率。

二、典例应用分析【例1】已知一批基因型为AA和Aa的豌豆种子,其数目之比为1∶2,将这批种子种下,自然状态下自由交配(假设结实率相同),其子一代中基因型为AA、Aa、aa的种子数之比为()。

遗传题中的自交与自由交配

遗传题中的自交与自由交配

遗传题中的自交与自由交配冉珩李莉(陕西师范大学生命科学学院陕西·西安 710119)摘要:高中学生在学习自交、自由交配这两个概念时,通常能大致理解其含义,但当它们在赋予了特定情境的遗传题中出现时,往往感觉困难重重。

本文结合典型例题分析它们各自的解题方法,总结出相应的规律。

关键词:自交自由交配一般规律自交、自由交配既是教学的难点,又是高考的热点。

学生在学习这两个概念时,通常能大致理解其含义,但是当它们在赋予了特定情境的遗传题中出现时,往往感觉困难重重。

笔者结合例题对这两个概念加以辨析,期望对提高学生遗传题的解题能力有所帮助。

1 自交与自由交配的概念自交,遗传学术语,有广义和狭义两种理解。

广义的自交是指基因型相同的生物个体之间相互交配的方式。

狭义的自交仅限于植物,指两性花植物的自花受粉(如豌豆)或同株异花受粉(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。

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[1]。

例如在某一群体中,有基因型为AA、Aa、aa的个体,则群体个体自交指的就是AA×AA、Aa×Aa、aa×aa。

自交可用于植物纯合子、杂合子的鉴定。

在育种实践中,让杂合子连续自交可提高纯合子的比例。

因为自交是指基因型相同的个体相互交配,当两亲本之中的一个确定时,另一个亲本出现的概率就是 1,所以计算时只要乘以一次对应的比例系数。

自由交配,又可以称为随机交配,是指群体中的雌雄个体间无选择地进行交配,其中包含自交和杂交。

例如在某一群体中,有基因型为AA、Aa、aa的个体,这些个体的随机交配指的就是AA×AA、Aa×Aa、aa×aa、AA(♀)×Aa(♂)、AA(♂)×Aa(♀)、Aa(♀)×aa(♂)、Aa(♂)×aa(♀)、AA(♀)×aa(♂)、AA(♂)×aa(♀)。

自交与自由交配

自交与自由交配

《变异进化》专题一、自交和自由交配辨析(一)、概念自交是指植物中的自花授粉和雌雄异花的同株授粉,广义的自交也可指基因型相同的个体相互交配。

若只考虑一个种群的一对等位基因B和b,种群中个体的基因型为BB、Bb、bb,则其包含的交配组合为BB×BB、Bb×Bb、bb×bb三类自由交配又叫随机交配,是指在一个有性繁殖的生物种群中,任何一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等。

若只考虑一个种群的一对等位基因B和b,种群中个体的基因型为BB、Bb、bb,则其包含的交配组合为BB×BB、Bb×B b、bb×bb、BB×Bb、Bb×bb、BB×bb(二)规律:1. 在一个大的种群中,假如没有突变;也没有任何自然选择的影响;无迁入和迁出;个体间自由交配,遵循遗传平衡定律-哈德温伯格定律,A=p,a=q,则AA=p2Aa=2pq,aa=q2.2. 自由交配,基因频率不变,基因频率(A、a)不变,每种基因型频率从下一代开始也不变,下一代达到遗传平衡。

3.Aa连续自交基因频率(A、a)不变,基因型频率AA、aa变大且相等,Aa变小。

例题1:已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状,基因位于常染色体上。

将纯种的灰身和黑身蝇杂交,F1全为灰身。

F1自交产生F2,试问:(1)取F2中的雌雄果蝇自由交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例为(2)取F2中的雌雄果蝇自交,后代中灰身和黑身果蝇的比例为(3)将F2的灰身果蝇取出,让其自由交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例为(4)将F2的灰身果蝇取出,让其自交,后代中灰身和黑身果蝇的比例为A.2:1 B.8:1 C.4:1 D.3:1例2:纯种高茎豌豆和矮茎豌豆杂交,F1全为高茎,F1自交得F2,在F2中选出高茎豌豆,让其自交,后代中高茎与矮茎之比为,DD、Dd、dd三种基因型例。

如果让F2全部自交,后代中高茎与矮茎之比为, DD、Dd、dd三种基因型之比为。

遗传计算中自交与自由交配的区别和实例解析word

遗传计算中自交与自由交配的区别和实例解析word

遗传计算中自交与自由交配的区别和实例解析word自交,是指来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同基因型个体间的交配,泛指种群中相同基因型个体互相交配(狭义上指植物自花传粉等)。

我们今天只讨论杂合子自交的例子。

自由交配,指种群中任一个体都能随机与任一异性个体交配(包括自交和杂交的正反交)。

为了更好的区分自交和自由交配,老师举一个例子:加入控制某种形状的基因为A 和a,其中基因型为Aa 的雄性个体和基因型为Aa 的雌性个体杂交,称之为自交;基因型为Aa 的雄性个体分别和基因型为aa、Aa、AA 的个体杂交,称之为自由交配。

对于杂合子自交,第n 代个体中,杂合子的比例为1/2n,纯合子的比例为1-1/2n,纯合子共两种,单一某种纯合子的比例为(1-1/2n)/2,之前王老师和大家探讨过杂合子自交的规律,不再重复,需要的同学可以自行查看。

自由交配如果符合哈代温伯格定律的话,使用哈代温伯格定律做题解答会比较方便、快捷。

下面我介绍一下哈代温伯格定律。

(p+q)2=1 是数学中一个常用计算公式。

在生物学科中,有时也需要借助于此公式进行相关计算,这里我只说在遗传学计算中的应用。

【例3】小麦的抗锈对感锈为显性,让杂合抗锈病小麦连续自交,F5播种后淘汰感锈病类型,则长出的抗锈病植株中纯合子占 A、31/33 B、31/32 C、31/64 D、31/66【分析】杂合子连续自交,后代中杂合子所占比例逐代减少,到n 代,则杂合子有2 的n 次方分之一(1/2n),显性纯合子与隐性纯合子各有 (1-1/2n)/2。

所以在淘汰隐性纯合子之后,显性纯合子在全部植株中所占比例为:[(1-1/2n)/2]/[(1-1/2n)/2+(1/2n)]=(2n-1)/(2n+1)例1 中n=5,则显性纯合子所占比例为31/33。

【例4】小麦的抗锈对感锈为显性。

让杂合抗锈病小麦连续自交并逐代淘汰感锈病类型,F5 播种后长出的植株中抗锈病纯合子所占比例为A、31/33B、31/34C、31/64D、31/66【分析】乍一看,你可能会以为这跟例3 是相同的问题。

自交和自由交配

自交和自由交配

自交和自由交配1 概念上的不同1.1 自交大多数植物没有性别分化,为雌雄同株单性花或两性花植物,像水稻、小麦等两性花植物,其自花授粉的过程就称为自交;而像玉米、黄瓜等单性花植物来说,自交是指同株异花授粉。

所以自交的概念适用于植物,含义是自花授粉或雌雄同株的异花授粉。

对动物而言,大多数为雌雄异体,虽有像蚯蚓等雌雄同体的低等动物,但为防止物种衰退现象,它们也通常进行异体受精。

因此,在动物种群中,若没特殊说明,自交的含义是指基因型相同的雌雄异体交配。

1.2 自由交配自由交配指在一种群中,不同基因型的个体之间都有交配机会且机会均等,既有基因型相同的个体交配,也有基因型不同的个体交配,强调随机性。

在间行种植的玉米种群中,随机交配包括自交和杂交方式,对水稻、小麦等主要进行自花授粉的植物来说,随机交配的概念不适用,而主要是自交。

在动物种群中,随机交配指基因型相同或不同的雌雄异体交配,交配组合数为理论应出现的数目。

2 后代相关频率变化的比较2.1 自交和自由交配后代中,基因频率变化在一个大的种群中,如果没有突变,也没有任何自然选择的影响,那么无论是生物自交还是自由交配,种群中的基因频率都不改变。

例如:在一个Aa种群中,A=50%,a=50%,则该种群自交或者随机交配,后代中A和a的基因频率都不变,仍然是A=50%,a=50%。

2.2 自交和自由交配后代中,基因型频率变化自交和自由交配产生的后代中,基因型频率却有不同。

如Aa种群自交多代,AA、aa频率升高,而Aa频率趋进于0;而自由交配产生的后代,各种基因型出现的机率相等,因此自由交配不改变后代基因型频率。

3 遗传平衡定律法在一个理想的种群中个体间自由交配,其遵循遗传平衡定律(p+q)2 =1,若亲本产生A的基因频率为P,产生a的基因频率为q,则子代基因型及比值为AA=p2、Aa=2pq、aa=q2。

3 常见习题例析已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状,基因位于常染色体上。

话说“自交与自由交配”

话说“自交与自由交配”
F : 6 1 / 3 AA、 2 / 3 Aa 早1 / 3 AA、 2 / 3 Aa
F 2 中长翅 果 蝇 自由交 配 ( 随机交配) 有 四种组 合 方 式 :
6 l , 3 AA×2 1 , 3 AA —} 1 / 3 x1 , 3 ( A AX AA) —+ l / 9 AA
的基 因型 为 : 1 / 3 D D、 2 / 3 D d .而 只 有 基 因 型为 D d 的个 体 自交 后 代才会 出现矮茎 ( d d ) 及杂合高茎 ( D d ) , 其 中矮茎的概率 为l , 4 , 杂 合高茎 的概率 为1 1 2 , 所 以F 中矮茎 ( d d ) 的概率为2 / 3 × 1 / 4 = 1 / 6 , 高 茎 的概 率 为 1 — 1 / 6 : 5 / 6 , 高 茎 与 矮 茎 之 比为 5 : 1 , D d 的 概率为2 / 3 x l / 2 = 1 / 3 , D D的概 率 为 1 — 1 / 6 ( d d ) 一 1 / 3 ( D d ) = 1 / 2 , D D:
6 l / 3 a x早2 / 3 A= 2 / 9 Aa 6 l / 3 a x早 l / 3 a =l / 9 a a
长翅 果 蝇 ( A 一 ) 概率 为 : 4 / 9 A A + 2 / 9 A a + 2 / 9 A a = 8 / 9 ( A 一 )
自然 状 态 下 其 交 配 类 型 为 自交 ,根 据 题 意 可 知 F 中高 茎 豌 豆
6 1 / 3 AA×早2 / 3 Aa — l / 3 x 2 / 3 ( AAx Aa ) — 2 / 9( 1 / 2 AA、 1 / 2 Aa ) 长
6 2 / 3 Aa X辛 1 / 3 AA—} 2 , 3 × 1 , 3 ( Aa x AA) — 2 / 9( 1 1 2 AA 、 1 /

话说_自交与自由交配_张新平

话说_自交与自由交配_张新平
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长 翅 中 的基

例 两 只 灰 身果 蝇交 配 子 代 中 灰 身 黑 身 选出其 中 的灰 身 果 蝇 全 部 使 其 自 由交 配 下 一 代 果 蝇 中 灰 身 与 黑 身 的 三 种基 因 型 的概 率依次 为 比例 是 答案 方 法 基 因 型法 由 于 长 翅和 残 翅 的 性 状 的 遗 传位 于 常 染 色 体 上 可 知 每 种 基 因 型 的 个 体 中雌 雄 个 体 数 量 应 相 等 即 各 占 一 半 己 则

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,
在 则
一 个 理 想 的种 群 中个 体 间 自由 交 配 其 遵 循 遗 传 平 衡 定 律
高 茎 的概 率 为
,

,
高茎 与矮茎之 比为

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若亲本产生
的基因 频率为

,
产 生 的基 因 频 率 为

,
概率为

的概率为
,

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子 代 基 因 型 及 比值 为
因 型及 比值为
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己 己 己 己
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得凡 在
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中选 出高 茎 豌 豆 让 其 在 自然 状 态 下 结 实 后 代 中 高
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三 种 基 因 型之 比为 茎 与 矮 茎之 比为 答案 解 析 例 中豌 豆 是 严 格 的 自花 授 粉 和 闭花 授 粉 的植 物 自然 状 态 下 其 交 配 类 型 为 自交 根 据 题 意 可 知 中 高 茎 豌 豆

自交与自由交配专题ppt课件

自交与自由交配专题ppt课件
图3。
• (2) 一个处于平衡状态的群体中a基因的频率为q。如果
Ⅱ2与一个正常男性随机婚配,他们第一个孩子患病的概 率为_________ 。如果第一个孩子是患者,他们第二个孩 子正常的概率为_____________。
• 4.自由交配与遗传平衡
• 基因p (显性)与基因q (隐形)的基因频率的关
表现白花植株的比例为( B )
• A、1/4
B 、 1/6
• C、 1/8
D 、 1/16
• (2013山东卷)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
• 例1、已知果蝇的灰身和黑身一对相对性状, 基因位于常染色体上,将纯种的灰身和黑 身蝇杂交得F1 ,F1全为灰身。让F1自交得 到F2,将F2中灰身蝇取出,让其自交得F3,
F3中灰、黑身蝇的比例为( ) C • A 1 :1 B 3 :1 C 5 :1 D 8 :1
• 变式训练、已知果蝇的灰身和黑身一对相 对性状,基因位于常染色体上,将纯种的 灰身和黑身蝇杂交得F1 ,F1全为灰身。让 F1 自由交配得到F2,将F2中灰身蝇取出, 让其自由交配得F3 ,F3中灰、黑身蝇的比 例 为 ( D)
自交与自由交配专题
学习目标
• 1.区分自交与自由交配的概念。 • 2.掌握自交与自由交配的计算方法。
探究一:自交与自由交配辨析
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自交和自由交配
自交和自由交配
1 概念上的不同
1.1 自交
大多数植物没有性别分化,为雌雄同株单性花或两性花植物,像水稻、小麦等两性花植物,其自花授粉的过程就称为自交;而像玉米、黄瓜等单性花植物来说,自交是指同株异花授粉。

所以自交的概念适用于植物,含义是自花授粉或雌雄同株的异花授粉。

对动物而言,大多数为雌雄异体,虽有像蚯蚓等雌雄同体的低等动物,但为防止物种衰退现象,它们也通常进行异体受精。

因此,在动物种群中,若没特殊说明,自交的含义是指基因型相同的雌雄异体交配。

1.2 自由交配
自由交配指在一种群中,不同基因型的个体之间都有交配机会且机会均等,既有基因型相同的个体交配,也有基因型不同的个体交配,强调随机性。

在间行种植的玉米种群中,随机交配包括自交和杂交方式,对水稻、小麦等主要进行自花授粉的植物来说,随机交配的概念不适用,而主要是自交。

在动物种群中,随机交配指基因型相同或不同的雌雄异体交配,交配组合数为理论应出现的数目。

2 后代相关频率变化的比较
2.1 自交和自由交配后代中,基因频率变化
在一个大的种群中,如果没有突变,也没有任何自然选择的影响,那么无论是生物自交还是自由交配,种群中的基因频率都不改变。

例如:在一个Aa种群中,A=50%,a=50%,则该种群自交或者随机交配,后代中A和a的基因频率都不变,仍然是
A=50%,a=50%。

2.2 自交和自由交配后代中,基因型频率变化
自交和自由交配产生的后代中,基因型频率却有不同。

如Aa种群自交多代,AA、aa频率升高,而Aa频率趋进于0;而自由交配产生的后代,各种基因型出现的机率相等,因此自由交配不改变后代基因型频率。

3 遗传平衡定律法
在一个理想的种群中个体间自由交配,其遵循遗传平衡定律(p+q)2 =1,若亲本产生A的基因频率为P,产生a的基因频率为q,则子代基因型及比值为AA=p2、Aa=2pq、aa=q2。

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3 常见习题例析
已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状,基因位于常染色体上。

将纯种的灰身和黑身蝇杂交,F1全为灰身。

F1自交产生F2,试问:
(1)取F2中的雌雄果蝇自由交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例为()
(2)取F2中的雌雄果蝇自交,后代中灰身和黑身果蝇的比例为()
(3)将F2的灰身果蝇取出,让其自由交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例为()
(4)将F2的灰身果蝇取出,让其自交,后代中灰身和黑身果蝇的比例为()
A.5:1 B.8:1 C.5:3 D.3:1
解析:本题涉及不同范围的果蝇中,自交或自由交配产生后代遗传机率的计算。

设等位基因为A、a,依题意,灰身对黑身是显性。

(1)解法一果蝇属雌雄异体生物,自由交配必然是在雌、雄个体间,而F2雌、雄性个体的基因型均有三种可能:1/4AA、1/2Aa、1/4aa;但雌雄个体自由交配中能产生aa的组合方式如下:①1/2Aa×1/2Aa,②1/4aa×1/4aa,③1/2Aa×1/4aa,④1/4aa×1/2Aa,通过计算各组合后代中黑身(aa)个体的机率,即得到aa=1/4。

解法二在自由交配的群体中,可采用先求出a基因频率,再求aa的基因型频率来计算。

在F2群体中,a基因频率为1/2,则后代中黑身个体的机率aa=1/2×1/2=1/4,故灰身与黑身之比为3:1,答案选D。

(2)解法一由于群体个体之间不是自由交配,故不能使用基因频率的方法来计算。

F2中雌雄果蝇自交方式有三种,即①1/4AA×AA,②1/2Aa×Aa,③1/4aa×aa,通过计算组合②③后代中黑身个体的机率,即得到aa=1/2×1/4+1/4×1=3/8。

解法二在果蝇自交这个群体中,纯合子(AA+aa)+杂合子(Aa)=1,而F2中Aa=1/2,F2自交后代中Aa=1/4,故aa=(1-杂合子)/2=3/8,答案选C。

(3)解法一 F2灰身果蝇中基因型为1/3AA,2/3Aa,自由交配有4种方式,①
1/3AA×1/3AA,②2/3Aa×2/3Aa,③1/3AA×2/3Aa,④2/3Aa×1/3AA,但只有2/3Aa与
2/3Aa杂交时才能产生aa,故aa=1/9;
解法二 F2灰身果蝇中a基因频率=1/3,其后代aa=1/3×1/3=1/9,答案选B。

(4)F2的灰身果蝇自交方式有两种,即1/3AA×AA,2/3Aa×Aa,则
aa=2/3×1/4=1/6,答案选A。

答案:(1)D (2)C (3)B (4)A
从上述计算可看出,①在自由交配的情况下,采用先求基因频率再求基因型频率的方法比较简单;②注意自交和自由交配时各种基因型出现的概率,如F2中Aa自交
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为1/4Aa×Aa ,而Aa 自由交配为1/4Aa×1/4Aa 。

因为自交时,某个体基因型是Aa 的机率是1/4,当它的基因型确定后,与之交配的个体(不论是同一个体还是相同基因型的个体),其基因型就随之确定了,因此不用再乘以1/4.如同有两个人如果知道他们穿的衣服颜色是一样的,那么当其中一个穿的衣服颜色决定后,另一个就一定是与他的相同了。

自由交配则不同,两个个体基因型都是未知的,所以都要先确定它们各自的概率。

1.番茄的红果对黄果是显形,现让纯合的红果番茄与黄果番茄杂交得F1,F1自交得F2,现让F2中的红果番茄与红果番茄自由交配,其后代中杂合子占多少?( )
A .3/4
B .4/9
C .1/9
D .1/6 2.AA 与aa 杂交得F 1,F 1 自交得F 2,取表现型为显性的个体自由交配,后代中显性与
隐性性状之比
A .8:1
B .3:1
C .9:1
D .16:1
3.在调查某小麦种群时发现T (抗锈病)对t (易感染)为显性,在自然情况下该小麦种群可以自由交配,据统计TT 为20%,Tt 为60%,tt 为20%。

该小麦种群突然大面积感染锈病,致使全部的易感染小麦在开花之前全部死亡。

计算该小麦在感染锈病之前与感染锈病之后基因T 的频率分别是多少
A .50%和50%
B .50%和62.5%
C .62.5%和50%
D .50%和100%
4.一对红眼果蝇交配,后代中出现了白眼果蝇。

若子一代果蝇自由交配,理论上子二代果蝇中红眼与白眼的比例为( )
A .3∶1
B .5∶3
C .13∶3
D .7∶14
5.将同种黄色鼠(A )和灰色鼠(a )杂交,已知A 和a 是由常染色体上的一对等位基因控制的。

有一位遗传学家在实验中发现含显性基因(A )的精子和含显性基因(A )的卵细胞不能结合。

如果黄色鼠与黄色鼠(第一代)交配得到第二代,第二代老鼠自由交配一次得到第三代,那么在第三代中黄色鼠的比例是( )
A .1
B .4/9
C .1/2
D .5/9
6.无尾猫是一种观赏猫。

猫的无尾、有尾是一对相对性状,其遗传符合基因的分离定律。

为了选育纯种的无尾猫,让无尾猫自由交配多代,但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫,其余均为无尾猫。

由此推断正确的是
A.猫的有尾性状是由显性基因控制的 B.自由交配后代出现有尾猫是基因突变所致
C.自由交配后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子D.无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2
7.某植物群体中基因型AA、aa的个体分别占30%和20%,比较该群体自交与个体间自由交配得到的两个子代群体( )A.杂合子比例不同 B.纯合子比例相同C.基因频率不同D.基因型频率相
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