群体遗传与进化课件.ppt

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1、第十二章群体的遗传和进化一、教学目的1、掌握群体遗传学的基本概念2、掌握遗传平衡定律3、掌握达尔文的自然选择学说4、理解改变基因频率的几种因素5、了解分子进化的理论二、重点1、遗传平衡定律2、达尔文的自然选择学说三、难点：1、遗传平衡定律2、群体遗传学的基本概念地球上的生物，随着地球环境的变化，他们的进化都经历了一个由简单到复杂，由低级到高级长期的发展过程。现在地球上生存着的所有生物，都是由古老生物进化而来的，每种生物都与他生活的环境相适应。遗传学的研究不仅为生物进化提供了许多证据，而且解释了生物进

2、化的过程。第一节群体遗传学中的基本概念一、孟德尔群体（孟德尔种群）：一群基因传递遵循孟德尔定律，且能相互杂交的个体所组成的集合。在有性繁殖的生物中，一个物种就是一个最大的孟德尔群体。物种内能相互杂交，物种间存在生殖隔离。二、基因库：一个群体所包含的所有基因的总和（即一个种群含有的总的遗传信息）。对二倍体生物来说，每个个体都含有两个基因组，一个由N个个体组成的群体就包含2N个基因组，在其基因库中，除性连锁基因外，每个基因座就具有2N个基因。三、基因型频率：指群体中某特定基因型个体的数目占个体总数目的比

3、率。基因型频率＝四、基因频率：某一个等位基因占该座位上等位基因总数的比率。基因频率＝第二节遗传平衡定律一、遗传平衡定律（基因平衡定律）：群体无限大，随机交配，没有突变，没有任何形式的自然选择，那么，各基因型的比例从一代到另一代维持不变。遗传平衡定律是由英国数学家哈代、德国内科医生范堡于1908年1909年各自独立提出来的。二、公式：用P代表显性基因频率，q代表隐性基因频率，那么，代表显性纯合基因型频率，代表隐性纯合基因型频率，2Pq代表杂合体基因型频率。以MN血型为例，则基因型频率与基因频率之间的关

4、系如下：∵MM＋2MN＋NN＝1MM＝　2MN＝2Pq　NN＝∴＋2Pq＋q2＝1P＋q＝1这就是哈代——范堡的遗传平衡定律或基因平衡定律公式。根据遗传平衡定律，可以计算在群体中实际调查的数据是否处于遗传平衡状态。③例子：上海中心血站1977年对上海市居民1788人的MN血型的调查，发现MM型为397人，MN型为861，NN型为530人。求MN血型是否处于遗传平衡状态。解：a、上海人群在M、N的基因频率为：M基因频率＝N基因频率＝b、根据基因频率可以计算出群体中预期（理论）的各基因型人数：MM基因型

5、人数＝1788×＝1788×0.214＝383人MN基因型人数＝1788×2Pq＝1788×2×0.4628×0.5372＝889人NN基因型人数＝1788×＝1788×0.2886＝516人C、MN血型是否处于遗传平衡状态n＝1（因为计算理论值时用的是基因频率）∴查表得0.10﹤P﹤0.20，为差异不显著，这说明上海居民MN血型处于遗传平衡状态。从上面的遗传平衡定律的“适用条件”看，这样的群体其实是个理想群体。严格的说一个群体没有突变，没有选择，群体无限大，完全随机交配是不存在的。第三节改变基因频

6、率的因素一、突变大多数基因都有很低的突变频率，设A基因的频率为P，突变为a的频率为u；a基因的频率为q，突变为A的频率为v。因为P＋q＝1P＝1－q若（1-q）u>qv时，则a的频率增加。若（1-q）u＜qv时，则A的频率增加。若（1-q）u＝qv时，则P、q保持不变，群体处于遗传平衡状态。那么q＝或P＝基因频率完全由突变率u和v决定在自然群体中，基因频率单凭突变率决定，自然选择完全或几乎不参与，这种情况是不多的。二、选择1、适合度和选择系数①适合度（W）：指一种已知基因型的个体，将它的基因传递给后

7、代的相对能力。解释：W为一个相对值，一般将具有最高生殖效能的基因型个体的适合度定为1，其它基因型个体与之相比的比值来表示。例如：椒花蛾在污染区（工业黑化现象）时(浅色容易被淘汰)在非污染区时（黑色容易被淘汰）：②选择系数（S）：指在选择作用下降低的适合度。S＝1－W2、选择对隐性纯合体不利时如果选择只对隐性个体(aa)起作用，对群体中较多的隐性个体的选择比较有效；对群体中稀少的隐性个体的选择比较无效。理由是隐性基因大多数存在于杂合体中，自然选择对它们不起作用。3、选择对显性基因不利时如果带有显性等位

8、基因的个体是致死的，那么一代之后它的频率就等于0。如果对显性基因的选择系数降低，那么被隐性基因取代的速率就大大放慢。三、迁移迁移(基因流)：指个体或群体从一个群体迁入另一个群体，导致迁入群体基因频率的改变。四、遗传漂变：由于某种随机因素，某一等位基因的频率在群体（尤其是在小群体）中出现世代传递的波动现象。例1：东卡罗林群岛在1780前人们患先天性失明症的人是非常低的，1780－1790年间一场飓风使群岛的人大量伤亡，岛上仅剩下9个男和几个女人，到了1970年群岛上人增