群体遗传 遗传学课件.ppt

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1、群体遗传学Hardy-Weinberg定律改变群体基因频率的因素Hardy-Weinberg定律●基本概念●Hardy-Weinberg定律与群体遗传结构●基本概念◆群体遗传学（populationgenetics）：研究群体中的基因组组成以及世代间基因组变化的学科。◆群体（population）：指孟德尔群体，即在特定地区内一群能相互交配并繁育后代的个体。一个最大的孟德尔群体就是一个物种。◆基因库（genepool）：一个群体中所有个体的等位基因的总和。◆等位基因频率（allelefrequency）：一个群体中某一等位基因在该基因座上可能出现的等位基因总数中所占的比率。任一基因座的全部

2、等位基因频率之和等于1。例题：某一1000人群中MN血型的分布是MMNN250500250M的频率：(250X2+500)/1000x2=0.5N的频率：(250X2+500)/1000x2=0.5●Hardy-Weinberg定律与群体遗传结构◆计算群体的基因和基因型频率◆检验群体中决定某性状的基因及基因型频率是否处于Hardy-Weinberg平衡◆基因型频率：一个群体中不同基因型所占的比率。全部基因型频率的总和等于1。◆群体遗传结构：群体中各种等位基因的频率以及由不同的交配体制所产生的各种基因型在数量上的分布。◆Hardy-Weinberg定律：在一个大的随机交配的群体内，基因型频率在没

3、有迁移、突变和选择的理想条件下，世代相传保持不变。由英国数学家Hardy，G.H和德国医学家Weinberg，W于1908年提出。平衡群体：在生物个体随机交配，且没有突变，选择情况下，群体的基因型频率世代保持不变这样的一个群体称为平衡群体。随机交配一代，基因型频率发生改变的群体不是平衡群体。一个非平衡群体，随机交配一代以后，成为平衡群体。改变群体基因频率的因素●突变能产生新的等位基因，但改变基因频率的速率很慢（13-3）●自然选择是进化的潜在动力●突变与选择对常染色体上等位基因频率的联合效应●遗传漂变对进化平衡的不可预测效应●迁移造成群体间的基因流（geneflow）●人类活动对病原体及作物害

4、虫进化的影响群体在世代过程中等位基因频率的变化，称为微进化（microevolution），即发生在物种内的遗传变化。大进化（macroevolution）指从现有物种中产生新物种的过程，是微进化的扩展、累积的结果。●突变能产生新的等位基因，但改变基因频率的速率很慢（13-3）设初始频率为：a=q；A=1-q，突变率：A→正突变→a（u）；a→回复突变→A（v）每代中有（1-q）u的A→aqv的a→A当＞qv，a的频率增加＜qv，A的频率增加处于平衡时：软骨发育不全遗传病侏儒108人生27个子女，确定相对生育率，正常对照457人生582个子女，侏儒侏儒相对生育率是：27/108582/457=

5、0.20代表适合度●自然选择是进化的潜在动力◆基本概念◆选择作用于基因型依赖的（genotype-dependent）适合度差异时，群体中等位基因和基因型频率的变化（13-5）。◆计算自然选择对基因型频率的影响（13-6）◆基本概念◇适合度（fitness，w）：群体中一个个体相对于其他个体存活并传递其基因到下一代的能力。适合度具有两个基本成分：存活力（viability）和生殖成功（reproductivesuccess）。◇选择系数（selectioncoefficient，s）：在选择的作用下降低的适合度。◇自然选择（naturalselection）：自然界中逐渐淘汰适合度低的个体，选

6、择适合度高的个体作为下一代亲本的过程（13-4）。选择对纯合隐性个体不利时基因频率的改变AAAaaa合计a频率初始频率P22pqq21q0适合度111-s选择后频率P22pqq2(1-s)1-sq2相对频率P22pqq2(1-s)1q1=q(1-sq)1-sq21-sq21-sq21-sq2a频率的改变q1-q0=-sq2(1-q)/1-sq2当有害隐性基因纯合致死时q0qns=1s=0.50.990.501110.500.108200.100.01901850.010.00190018050.0010.00019000180050.00010.0000190000当纯合隐性个体致死或

7、不能生育时，隐性基因a的频率q改变如下：q1=1/1+q0q2=1/1+2q0q3=1/1+3q0…q4=1/1+nq0n=1/qn－1/q0选择对显性个体不利时基因A频率p的改变AAAaaa合计A频率初始频率P22pqq21p0适合度1-s1-s1选择后频率P2(1-s)2pq(1-s)q21-sq(2-p)相对频率p2(1-s)2pq(1-s)q2p-sp1-sq(2-p)1-sq(2-p)1