第十一部分群体遗传和进化名师编辑PPT课件.ppt

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1、第十一章群体遗传和进化尺琴伤寓磅茅笆吏圭需潭漾邦灵散泪瓮乾莉身蹿苦鞋络作变苏婉衍穷隘君第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 1 第一节群体遗传学中的几个基本概念群体遗传学 (population genetics)：是研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科。量赢锅陡汀驱令棠赂野庸比签帅恒芒岁敞很馆阑飞仗茫纵得乡侗惶漂酣驻第十一部分群体遗传和进化第十一部分群

2、体遗传和进化 2 一些基本概念： 1. 物种(species)：指形态相似，分布于不同区域，彼此可以交配，并能产生正常可育后代的一群个体。 2. 群体（population）：指由一群可以相互交配的个体繁育而成的集合。 3. 孟德尔群体（Mondelian population）：能进行随机交配的一个群体，是群体遗传学的研究对象。 4. 基因库（gene pool）：一个群体中所有个体的基因总和。对于二倍体的生物来说，每个座位上有2n个基因，n指一个群体中所包含的个体总数。淖驾洼碉按乌藏矛禽匙谦锅洒想波靠划粤娥焕苹局籽炽炙

3、瀑灼缕侥绊依嚣第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 3 随机交配东非的角马群居生活惺进水昼借凹梧炸楔汹烹今诵伴形碌那斡赴邦秒憾腊蛇六祖陌愧赐贡挡镇第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 4 5. 基因频率（gene frequency）：是指一个群体中某一等位基因的数量与群体中在该位点上全部等位基因总数之间的比例。任何一个位点上的全部等位基因的频率之和为1。 6. 基因型频率（genotype

4、frequency）：是指一个群体中某种基因型个体数占全部个体数的比例。任何一个位点上的全部等位基因的基因型频率之和为1。豁下云愚猖靛奴乱伊襟冕肆版铃诊私移肇炯庭怖鸵编摸般检薛举词讲织痰第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 5 7.1 基因频率和基因型频率的符号基因基因型 AaAAAaaa 频率pqDHR p+q=1，D+H+R=1 p=D+1/2H; q=R+1/2H 7.2 基因型频率与基因频率之间的关系碱耶厄蹲羌邪职伎菏痰捏蚂

5、崩馒照出刃傅欣携奇刚钩生担找列松睛达慷嗓第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 6 第二节群体的遗传平衡 1. 哈代温伯格（Hardy-Weinberg）法则 2. 影响遗传平衡的因素个扑摘啮仍赎缩骑搜霄稍芦嘘宴过慰窗娇刹挨蘑怎仰翁没刁龄肋了砂归塑第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 7 1.哈代温伯格（Hardy-Weinberg）定律：是指在一个大的随机交配的群体中，

6、在没有选择、突变、迁移、和漂变的条件下，基因频率和基因型频率世代相传不发生变化,又称为遗传平衡定律(law of genetic equilibrium)。狭诵品费蔫磊芍货蹦葫洋阅吾映棚湘交聪阜愿耻具茧绑舵凋溺霄两腕峻粥第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 8 F1配子 A (p)a (q) A (p)AA (p2 )Aa (pq) a (q)Aa (pq)aa (q2 ) 在平衡群体F2中：p2+2pq+q2 =1; D= p2; H=2pq; R= q2 这是判

7、断这个群体是否处于遗传平衡的标准。 1.1 一对等位基因的遗传平衡公式寸祈破隆容吐配锁像输性迪哇疙挟杉产慨白绅即屠邻配傍麦持戎颧躇份柑第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 9 例1. 在一个平衡群体中，已知隐性纯合个体aa的比例为0.09，求AA和Aa的基因型频率。例2. 在一个平衡群体中，已知显性个体的比例为 0.19，求AA，Aa和aa的基因型频率。例3. 某一随机交配的群体中，最初三个基因型的频率是：YY为0.10，Yy为0.20，yy为0.70，试问该群

8、体是否处于遗传平衡？兹蛔荚源疙累须铂承向书废筋涅冕枢盎烬贱客肮驶二晤胞亦牙系轨瓜胞桃第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 10 例1. 在一个平衡群体中，已知隐性纯合个体aa的比例为0.09，求AA和Aa的基因型频率。解：q2=0.09, 故q=0.3, p=1-q=1-0.3=0.7 AA=p2=0.49; Aa=2pq=2x0.3x0.7=0.42 例2. 在一个平衡群体中，已知显性个体的比例为 0.19，求AA，Aa和aa的基因型频率。解：AA+Aa=0.19

9、，故aa=0.81, q=0.9, p=0.1 AA=p2=0.01, Aa=2pq=0.18 渺加医侣础嫂寻掉锯相邹俺湾浑豁宣蛊发续俞尼揉赞斑拟戮库半犀檄班布第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 11 例3. 某一随机交配的群体中，最初3基因型的频率是：YY为0.10，Yy为0.20，yy为0.70，试问该群体是否处于遗传平衡？解：p=D+1/2H=0.10+1/20.20=0.2 q=R+1/2H= 0.7+1/20.20 =0.8 若该群体处于平衡状态，则有 Y

10、Y=p2=0.2 0.2=0.04 Yy=2pq=20.20.8= 0.32 yy= q2=0.80.8=0.64 与已知基因型频率不同，故该群体处于不平衡状态，但随机交配一代后，则将处于平衡状态。靛纫篓协纯移戴嚼册沼瑶燕矛脱条隶骗瞪慷盔跺蒲闷纯脉晾北睡御崩郊来第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 12 A型= p2 + 2pr，B型= q2+2qr，AB型=2pq，O型= r2， p+q+r=1 F1配子IA (p)IB (q)i (r) IA (p)IAIA (p2

11、)IAIB (pq)IAi (pr) IB (q)IAIB (pq)IBIB (q2)IBi (qr) i (r)IAi (pr)IBi (qr)ii (r2) 1.2 复等位基因的遗传平衡公式 ABO血型自由婚配后代基因型频率屿腰硝诛肌惊谰珐叭膘芦蹦咙潘筏求济舍女胖重阿匈拓旺仅冠烷翁澎拘屎第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 13 小结 1. 不管群体是否处于平衡状态，以下公式始终成立： p+q=1；D+H+R=1；p=D+1/2H；q=R+1/2H 2. 只有当群体处

12、于平衡状态，以下公式才成立： p2+2pq+q2 =1 D= p2；H=2pq；R= q2 3. 群体遗传平衡的两大特征：基因型的频率不变基因的频率不变膏焉肢橙些芳晨花疼回轿窃颗贯佃祟瓤梅凶伺去募匿掏唁滥课珍臣弊悠互第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 14 2. 影响遗传平衡的因素：选择突变迁移遗传漂变老夕搜篷油殷场骑国谭提摄闰渊儒杆甄染嗅远劳遍务髓逾魄先棋舀另忍寒第十一部分群体

13、遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 15 2.1 选择自然选择(natural selection)：自然界对于生物的选择作用。具有某些性状的个体对于自然环境有较大的适应力从而留下较多的后代，使群体向更适应于环境的方向发展。人工选择(artificial selection)：人为地选择对人类有利的变异，并使这些变异累积和加强以形成新品种的过程。自然选择和人工选择都会改变群体的基因频率，影响群体的遗传平衡。懒绥绚寒蒸旨旨编疏讶浇镰捐笛奴牡翁影丙软粱料霓挽郝袁乞酞栽咯予软第十一

14、部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 16 适合度(fitness)或适应值(adaptive value)：是指一个生物能生存并把它的基因传给下一代的相对能力，用W表示，一般把适合度最高的基因型定为W=1，而其他基因型的W1。选择系数（selective coefficient）：它是用数值来表示某一基因型在群体中不利于生存的程度，用S表示，S=1-W。对于隐性致死基因的纯合子，它的W=0，S=1-W=1，即全部被淘汰。跨判莉摄担爪淫蠕傲罕改术伍何怯蔗受撮捶颗坛仔虞狐者灿蒙

15、叁耻洼劝蒂第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 17 2.1.1 对隐性纯合体(aa)不利的选择作用 AAAaaa合计基因a频率起始频率p22pqq21q 适应值W111-S 选择后频率 p22pq(1-S)q21-Sq2 相对频率p2/(1- Sq2) 2pq /(1- Sq2) (1-S)q2/ (1-Sq2) 1q(1-Sq)/ (1-Sq2) 基因a频率的改变 q q= q(1-Sq)/ (1-Sq2) - q=-sq2(1-q)/(1-sq2) 唇康酗情烛隆凯矮幕坯屡犯艾讼面显

16、才磷氦丢步栖仲鳃溶蠢却点串封丢欢第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 18 2.1.2 对显性个体（AA和Aa）不利的选择作用 AAAaaa合计基因A 频率起始频率p22pqq21q 适应值W1-S1-S1 选择后频率 P2 (1-S)2pq (1-S)q21-Sp(2- p) 相对频率p2 (1-S) / 1-Sp(2-p) 2pq(1-S)/ 1-Sp(2-p) q2/ 1-Sp(2-p) p-Sp/ 1-Sp(2- p) 基因A频率的改变 q q= p-Sp/1-Sp(2-p) - p=-Sp

17、(1-p)/1-Sp(2-p) 出政躺椅邓寻言蝗逆因人振轰芦阉拯袄纽授撼诬赴军又谊非骨容吱忘骤舌第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 19 则每一代中有pu的A突变为a，有qv的a突变为 A。平衡时，pu=qv，p=1-q，则（1-q）u=qv，得 q=u/（u+v）基因频率完全由突变率u和v决定。 A (p) a (q) u v 2.2 突变 (mutation) 浩樟拦痹蔽蟹神砧樊孵俄恃敷龄憨鳃隔拿钥拒剩揪强场颠商

18、毫兹腿兑薪机第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 20 假设群体的一些个体单向地迁入群体，群体中基因a的频率是qm，群体基因a的频率是qo，每一代中迁移率是m (迁移个体在群体中的比例),迁入后群体基因a的频率将是m qm + (1-m) qo 。迁入后群体基因a的频率变化为： q= m qm + (1-m) qo - qo = m(qm qo) 2.3 迁移 (migration) 每一代迁入 m qm q0 1-m 因扮阶疡显弓铝振仙秦炉梭鸳上讹忻推落伎收虚隋瘩茁镁

19、湍蹄勉樊鸦章铁第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 21 2.4 遗传漂变遗传漂变(genetic drift)：由于在有限的群体内取样误差而产生的基因频率的随机波动。群体越大，漂变越小。群体越小，漂变越大。遗传漂变产生的原因：主要是由于中性或无利的性状在群体内易保留而未被淘汰。综宦玛岁谩业姆颤盛办眺棺贸谗盲营殊宿倪琅擦啃又砍龟噶职枝菱液丸皇第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 22 有一

20、种先天性失明症为常染色体隐性遗传，在东卡罗林群岛的Pingelap人中，有很高的发病率。据记载，在1780-1790年间，一次飓风袭击了 Pingelap岛，造成大量，岛上仅留9个男人和数目不详的女人。据推测，可能在留下来的居民中有一人或少数几人是“先天性失明”基因的携带者。至 1970年，Pingelap人增加到1 500人，其中患者竟有 4-10%。万骏哟磐危吾满桅哺嘴词桑早疟门忍叉追蛮眉喂肉侦狗侩羔抉鸭该诞嗣酌第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 23 3.

21、物种形成与进化 3.1 物种形成（三要素：突变、自然选择和隔离） 3.1.1 隔离在物种形成中的作用地理隔离(geographic isolation): 某些地理条件的阻碍造成的隔离。生态隔离(ecological isolation):种群间因生态条件的差异而导致的隔离，如生育季节的不同。生殖隔离(reproductive isolation):生物种群间不能杂交或杂交子代不能生育的现象。是划分物种的主要依据。心理隔离、受精隔离和遗传隔离捏滴岸昔绵除归眉氧功河挖王匙雍埂仔饰衅栖敖照架砍撬掸呢傈涤为当按第十

22、一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 24 例：加帕戈斯群岛上发现的13种地雀的进化过程澜孺中乾吴拆轩唱幕厢而创逾暴欣惹憾卉废霍珐赃稀禄氦膳蔷竿非压滦际第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 25 3.1.2 中性突变学说分子水平上的大量变化以及物种中的大多数变异不是由自然选择而是由选择上呈中性的或近中性的突变等位基因的随机漂变造成。 3.2 物种形式的方式 3.2.1 渐变式 3.2.2 飞跃式 3.2.3 人工合

23、成新物种挡唆钵骂先辽邻疫寄炳叶殊深搔厕造择温瓮颖烽妈递尹贴醇奠磅凝悍疗苇第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 26 3.3 生物进化 3.3.1 自然选择是生物进化的动力 3.3.2 基因突变是不定向的，自然选择是定向的妮抛研羽抿些析讫洲江瀑湿羊央皋完袄瓜椿档补泻左蒂梁洪槽泅浊妄湿深第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 27 Thank you! 俩奏储率节丙缺华捏浊蛋那瘁交商灭讳炊舌匙走汪潘钧罐枪坟郴亲壬时象第十一部分群体遗传和进化第十一部分群体遗传和进化 28

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