《群体遗传与进化》PPT课件.ppt

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1、第十一章群体遗传与进化群体遗传学:研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科。以群体为基本研究单位----基因库问题；以基因频率和基因型频率描述群体遗传结构；采用数学和统计方法进行研究；研究群体遗传结构变化的规律、原因以及在生物进化与新物种形成中的作用。第一节群体的遗传结构一、群体和基因库:(生态学)群体——某一空间内生物个体的总和。包括全部物种的生物个体。(遗传学、进化论)群体、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。一个群体内全部个体共有的全部基因称为基因库(genepool)。最大的孟德尔群体就是整个物种(不存在生殖隔离)。地理隔离会

2、造成基因交流障碍，所以群体遗传学研究生活在同一区域内，能够相互交配的同种生物群体。二、群体的遗传结构基因型频率：一个群体内某种特定基因型个体数占群体总个体数的比例。所有基因型的频率之和等于1。即P+H+Q=1在一个个体数为N的二倍体生物群体中，一对等位基因(A,a)位于常染色体上，三种基因型的频率如下表所示：基因型个体数基因型频率AAP'P=P'/NAaH'H=H'/NaaQ'Q=Q'/NN1基因频率：一个群体内某特定基因座位(locus)上某种等位基因占该座位等位基因总数的比例，也称为等位基因频率。常用p、q表示。且P+q=1在一个个体数为N的二倍体生物群体中，一对等位基

3、因(A,a)共有2N个基因座位，两种基因的频率如下表所示：等位基因基因座数基因频率A2P'+H'p=(2P'+H')/2NP+½Ha2Q'+H'q=(2Q'+H')/2NQ+½H2N11通过获得不同基因型数目来计基因频率=群体中某个座位的特定等位基因的拷贝数/群体中该座位所有等位基因总数基因型频率与基因频率的意义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。对任何一个群体样本，可检测各种基因型个体数、各种等位基因数(不同配

4、子数)，因此可以估计群体的基因型频率与基因频率。一个已知基因型频率的群体中，配子种类与比例(基因频率)也就可以确定；已知基因频率却不一定能够估计其基因型频率。第二节遗传平衡定律遗传平衡定律的提出与内容Hardy(英国数学家)与Weinberg(德国医生)(1908)分别推导出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-温伯格定律或Hardy-Weinberg定律)：在一个完全随机交配的大群体内，如果没有其他因素（突变、迁移、自然选择）干扰时，群体的基因频率与基因型频率在生物世代之间将保持不变。遗传平衡定律的要点在随机交配的大群体中，如果没有其他因素干扰

5、，群体将是一个平衡群体；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非平衡大群体(D≠p2，H≠2pq，R≠q2)只要经过一代随机交配，就可达到群体平衡。在平衡状态下，子代基因型频率可由亲代基因频率按下列二项式展开式表示：[p(A)+q(a)]2=p2AA+2pqAa+q2aa随机交配导致群体平衡♀♂A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)设群体中等位基因频率为P(A)=p和P(a)=q，则有：群体产生两类配子，随机交配得到子代群体中有三种基因型，且频率为：AA:D=p2；A

6、a:H=2pq；aa:R=q2.子代群体配子类型与比例(基因频率)仍然为P(A)=p和P(a)=q；所以随机交配情况下基因频率与基因型频率均不发生变化。遗传平衡定律的意义群体遗传研究群体基因频率和基因型频率变化规律，揭示生物进化历程；遗传平衡定律是群体遗传的基础。自然群体一般接近于随机交配，且都是很大的群体，所以遗传平衡定律基本适用于分析、描述自然群体的基因频率和基因型频率变化规律。根据遗传平衡定律，平衡群体的基因频率和基因型频率是保持不变的，也就是说平衡群体的遗传结构是稳定不变的。群体的遗传平衡是有条件的，研究影响遗传平衡的因素及规律也就是研究群体结构改变(进化)的规律。

7、遗传平衡定律的应用1、用来估算某个群体中有害隐性等位基因杂合体个体的频率。如：苯丙酮尿症的频率是1/10000。2、根据一个群体的基因型是否符合哈迪-温伯格定律，就可以判断这是否是一个平衡群体。3、对复等位基因进行分析。4、在x连锁等位基因分析中的应用第二节影响遗传平衡定律的因素当前述遗传平衡条件得不到满足时，均会导致群体遗传结构改变，并从而导致生物群体演变与进化。在这些因素中，突变和选择是主要的，遗传漂变和迁移也有一定的作用。1234无突变无选择大群体无基因掺入突变选择遗传漂变迁移一、突变1.突变对群体遗传组成的