生态学种群的遗传与进化.ppt

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1、第四章种群的遗传与进化§1遗传变异§2物种进化§3物种形成§4种群进化对策7/29/20211基因库和基因频率基因和等位基因基因是带有可产生特定蛋白质遗传密码的DNA片段,在二倍体生物,由两个等位基因构成,每一等位基因来自一条同源染色体。遗传型和表现型个体的遗传结构叫遗传型，遗传型在个体中的表达叫表现型。§1遗传变异7/29/20212基因组和基因库一个物种的全部遗传信息的总和则称为基因组(genome)。种群中全部个体的所有基因总和称基因库（genepool）。基因频率和哈温定律基因频率:种群中某一基因出现的频率哈温定律（Hardy-Weinberglaw）：指在一个

2、巨大的、随机交配和没有干扰基因平衡因素的种群中，基因型频率将世代保持稳定不变。多形现象(polymorphism):种群中许多等位基因的存在导致一种以上的表现型。7/29/20213基因型频率和基因频率计算基因型频率N个体，等位基因为A1、A2，n1个A1A1，n2A1A2，n3A2A2A1A1：x=n1/N；A1A2：y=n2/N；A2A2：z=n3/Nn1/N+n2/N+n3/N=100%2N配子基因频率：A1:p=(2n1+n2)/2NA2:q=(n2+2n3)/2NP+q=1X=p2,y=2pq,z=q27/29/202140204060801000204060

3、801001.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10A1基因频率种群增长因子世代世代A1A1纯合个体具最高适合度的假设条件下，种群中A1基因频率和种群指数增长因子随世代的变化7/29/20215预测值观察值隐性基因频率012345678910世代果蝇试验种群的进化。隐形致死基因随世代而逐渐减少7/29/20216变异和遗传多样性变异（variation）和遗传漂变（geneticdrift）变异是指个体或群体之间的形态、生理、行为和生态特征上的差别和区别，通常指遗传变异。基因频率在小的种群里随机增减的现象称遗传漂变。遗传多样性遗传多样性可表现在种群

4、、个体、组织和细胞、分子水平，最直接的表现形式就是遗传变异水平的高低。检测遗传多样性的主要方法有：形态学技术；染色体技术；等位酶技术；DNA技术。7/29/20217§2物种进化进化动力自然选择类型种群对自然选择压力反应的时空变化7/29/20218进化动力进化动力：自然选择和遗传漂变是两种进化的动力。两种进化动力的作用：中性说：认为遗传变异完全是突变和遗传漂变的结果，不包括自然选择。筛选说：认为遗传变异是突变、遗传漂变和自然选择的联合结果。平衡选择说：认为遗传变异完全是自然选择的结果。7/29/20219自然选择类型作用于表现型特征的自然选择，按其选择结果可分为三类：

5、稳定选择定向选择分裂选择均数频率选择前选择后定向选择稳定选择分裂选择选择压力7/29/202110种群对自然选择压力时空变化的反应广布种的形态、生理、行为和生态特征往往在不同地区有显著的差异，称地理变异。地理变异反映了物种种群对于环境选择压力空间变化的反应。环境压力的变化有时是连续的，有时是不连续的，生物的适应性反应也可分两类，形成渐变群和地理亚种。渐变群（cline）:选择压力地理空间上的连续变化导致基因频率或表现型的渐变，形成一变异梯度，称为渐变群。工业黑化现象（industrialmelanism）:桦尺蠖（Bistonbetularia）在污染区黑色型占优势，在

6、未污染区则仍以浅色型个体占优势。7/29/202111§3物种形成物种形成的步骤物种形成的方式7/29/202112生物种的概念传统生物学家的物种概念真实存在、形态相似、自由交配、产生可育后代物种不变、中间无亲缘关系达尔文的物种概念人为分类单位，亲缘关系密切的个体群物种可变、个体差异在种间渐变近代的物种概念形态和遗传结构相似的种群构成，种类个体间存在差异现代的物种概念(Mayr,1982)由许多群体形成的生殖单元(与其他单元生殖上隔离)，占有一定的生境位置7/29/202113Mayr关于物种的定义自然界的真实存在遗传学特征形态学特征生态学特征进化特征7/29/2021

7、14生物种的特点由内聚因素(生殖、遗传、生态、行为、相互识别系统)联系起来的个体的集合可随时间进化改变的个体集合生态系统的功能单位7/29/202115物种形成的步骤地理物种形成学说认为：物种形成(allopatricspeciation)过程大致分三个步骤：①地理隔离；②独立进化；③生殖隔离机制的建立。7/29/202116物种形成的方式物种形成的方式一般分为三类：①异域性物种形成(allopatricspeciation)②邻域性物种形成(parapatricspeciation)③同域性物种形成(symptricspeciation