普通遗传学第十六章群体遗传与进化

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1、第16章群体遗传与进化第一节群体的遗传平衡第二节改变基因平衡的因素第三节生命的起源与生物进化论第四节物种的形成Frog遗传与进化第一节群体的遗传平衡◆群体遗传学(populationgenetics):研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科◆遗传学、进化论中的群体、种群、孟德尔群体——有相互交配关系、能自由进行基因交流的同种生物个体的总和。◆基因库:一个群体内全部个体共有的全部基因称为基因库。◆基因型频率(genotypefrequency）：一个群体内某种特定基因型所占的比例。◆基因频率(genefrequency)：一个群体内某特定基因座(locus)上某种等位

2、基因占该座位等位基因总数的比例，◆基因型频率与基因频率都是用来描述群体遗传结构(性质)的重要参数。从群体水平看：生物群体进化就表现为基因频率的变化，也就是群体配子类型和比例变化(对一个基因座位而言)，所以基因频率是群体性质的决定因素。基因型频率与基因频率如：某一基因位点有2个等位基因A和a基因型:AA,Aa,aa个体数:ND,NH,NRN=ND+NH+NR频率:D,H,RNDNHNRD=H=R=NNNA的数目:2ND+NHa的数目:2NR+NH2ND+NH2NR+NHp==D+1/2Hq==R+1/2H2N2N遗传平衡定律◆Hardy与Weinberg(1908)分别推导出

3、随机交配群体的基因频率、基因型频率变化规律——遗传平衡定律(哈德-温伯格定律)：★在随机交配的大群体中，如果没有其他因素干扰，群体将是一个平衡群体；★在任何一个大群体内，不论其等位基因频率和基因型频率如何，只要一代的随机交配，这个群体就可达到平衡。★群体处于平衡状态时：各代基因频率保持不变，且基因频率与基因型频率间关系为：D=p2，H=2pq，R=q2。如人类血型血型基因型频率AIAIA,IAIOpA2+2pApOBIBIB,IBIOpB2+2pBpOABIAIB2pApBOIOIOpO2某基因的频率是其纯合体的频率与含有该基因全部杂合体频率一半之和◆遗传平衡定律主要条件有

4、：★随机交配；★大群体；★无突变；★无选择；★无其它基因掺入形式(最主要的迁移)；★对一个基因座位而言。◆群体遗传学正是研究当上述条件不满足时群体遗传结构的变化及其对生物进化的作用。遗传平衡定律第二节改变基因平衡的因素一、突变二、选择三、遗传漂变(又称遗传漂移)四、迁移第二节改变基因平衡的因素一、突变uAapvq如果某一世代a=q,则A=p=1-q（1）平衡时，qv=(1-q)u（2）未平衡时,Δp=qv-pu（3）若A→a的突变不受其他因素的阻碍，则该群体最后将达到纯合性的a二、选择1、淘汰显性性状能够迅速改变基因频率2、淘汰隐性性状，改变等位基因频率的速度就慢了三、遗传

5、漂变在一个小群体中，由于个体间不能充分随机交配，因而基因不能达到完全自由分离和组合，使等位基因频率产生偏差，即导致抽样误差，叫做随机遗传漂变，或叫遗传漂变。一个群体愈小，遗传漂变作用愈大；当群体很大时,个体间容易达到充分随机交配,遗传漂变的作用就消失了。图16群体大小与遗传漂变四、迁移设在一个大群体内,每代有一部分个体新迁入,其迁入率为m,则1-m是原有个体的比率.令迁入个体某一等位基因的频率是qm,原来个体所具有同一等位基因的频率是qo,二者混杂后群体内等位基因的频率q1将是:q1=mqm+(1-m)qo=m(qm-qo)+qo一代迁入所引起的等位基因频率的变化Δq则为:

6、Δq=q1-qo=m(qm-qo)第三节生命的起源与生物进化论◆地球生命的起源是一个长达约35亿年的历史，经历了以下历程：★有机物质与非细胞生命形式形成；★非细胞生物细胞生物；★原核细胞真核细胞、单细胞生物多细胞生物；★水生生物陆生生物；★高等生物的形成与动植物分化。◆生命现象有四个最基本的特征：生长、生殖、新陈代谢与适应性第三节生命的起源与生物进化论◆达尔文同意获得性状遗传观点，认为：★不定微小变异广泛存在，并且都是可遗传的；★变异导致生物个体间(特别是同种个体间)表型和适应性差异；★选择(人工与自然选择)保留符合人类要求、适应环境的类型(适者生存)；★长期选择和

7、变异积累导致物种演化、新物种产生(因而生物进化与物种形成是渐变式的)。达尔文以博物学家的身份进行了五年的考察工作。第三节生命的起源与生物进化论◆狄·弗里斯对普通月见草(Oenotheralamarckiana)进行研究时候发现：一些新类型是突然产生的，并且只要一代自交就达到遗传稳定。狄·弗里斯据此提出了突变论。◆突变论认为：★自然界新种的形成不是长期选择的结果，而是突然出现的；★这一观点与达尔文选择学说和拉马克学说均不相符，并且有明确的试验证据。第三节生命的起源与生物进化论纯系学说：◆选择只能将混合群体中已有变异隔