遗传学群体遗传与进化.pptx

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1、第一节第一节 群体的遗传平衡群体的遗传平衡群体：群体：各个体间有相互交配关系的集各个体间有相互交配关系的集 合体，又叫孟德尔群体。最大合体，又叫孟德尔群体。最大 的孟德尔群体可以是一个物种的孟德尔群体可以是一个物种基因库：基因库：一个群体中全体个体所共有一个群体中全体个体所共有 的全部基因。群体的所有基因的全部基因。群体的所有基因 是恒定的是恒定的第1页/共25页一、等位基因频率和基因型频率一、等位基因频率和基因型频率基因型频率：基因型频率：一个群体内某特定基因一个群体内某特定基因 型所占的型所占的比例比例等位基因频率：等位基因频率：一个群体内某特定基一个群体内某特定基 因位点的某一等位基因占

2、该基因位点因位点的某一等位基因占该基因位点 等位基因总数的比率，又称等位基因总数的比率，又称基因频率基因频率第2页/共25页如：某一基因位点有如：某一基因位点有2个等位基因个等位基因A1和和A2基因型基因型:A1A1,A1A2,A2A2个体数个体数:N11,N12,N22 N=N11+N12+N22频频 率率:P11,P12,P22 N11 N12 N22P11=P12=P22=N N NA1的数目的数目N1=2N11+N12A2的数目的数目N2=2N22+N12 2N11+N12 2N22+N12p1=P11+1/2P12 p2=P22+1/2P12 2N 2N第3页/共25页一一个个群群体

3、体，在在没没有有其其他他因因素素干干扰扰的的情情况况下下，随随机机交交配配下下去去，即即将将达达到到一一种种平平衡衡状状态态，这这样样的的平平衡衡群体具有什么特征呢？群体具有什么特征呢？第4页/共25页第5页/共25页亲代配子中基因亲代配子中基因A和和a的频率分别为的频率分别为p、q。随机结合组成子代合子，随机结合组成子代合子，基因型基因型AA、Aa、aa的频率分别为的频率分别为p2、2pq、q2。基因频率恒定的证明基因频率恒定的证明雌性A(p)a(q)雄性A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)配子中A基因的频率为：p2+(2pq)=p2+pq=p(p+q)=p；配子

4、中a基因的频率为：q2+(2pq)=q2+pq=q(p+q)=q；1212此群体继此群体继续向下代续向下代提供配子，提供配子，第6页/共25页基因型频率恒定的证明基因型频率恒定的证明AA基基因因型型频频率率P=p2,Aa基基因因型型频频率率H=2pq,aa基基因因型型频频率率Q=q2。三三种种基基因因型型随随机机交交配配，各各种种基基因因型型亲亲本本的的组组合合出现频率为出现频率为AA基因型频率P2+2PH+H2=(P+H)2=(.)=P121412第7页/共25页如人类血型如人类血型血型血型 基因型基因型 频率频率 A IAIA,IAIO pA2+2pApO B IBIB,IBIO pB2+

5、2pBpO AB IAIB 2pApB O IOIO pO2 IO的频率的频率 pO=POOIA的频率的频率 pA=PA-+POO -pOIB的频率的频率 pB=1-pA -pO第8页/共25页 第二节第二节 改变基因平衡的因素改变基因平衡的因素 一、突变一、突变 u A1 A2 p v q 如果某一世代如果某一世代A2=q,则则A1=p=1-q（1）平衡时，）平衡时，qv=(1-q)u v u p=q=u+v u+v （2）未平衡时）未平衡时,p=qv-pu（3）若）若A1A2的突变不受其他因素的阻碍，的突变不受其他因素的阻碍，则该群体最后将达到纯合性的则该群体最后将达到纯合性的A2第9页/

6、共25页设设A1在某一世代为在某一世代为p0，则，则n代后的代后的pn:pn=p0(1-u)n二、选择二、选择（1）隐性致死基因）隐性致死基因设正常绿色基因为设正常绿色基因为W，白化苗基因为，白化苗基因为w设设W=w=0.5 Ww1WW:2Ww:1ww死死则则经经过过一一代代繁繁殖殖，子子代代群群体体中中1/4ww死死亡亡，这时这时 W=2/3,w=1/3第10页/共25页下一代为：下一代为：2 1 2 2 1 1 (W:w)2=()2WW:2()()Ww:()2ww 3 3 3 3 3 3这样这样n代后群体为：代后群体为：n2 2n 1 WW :Ww:ww(n+1)2 (n+1)2 (n+1

7、)2第11页/共25页（2）人工选择）人工选择 淘汰显性性状能够迅速改变等位基因淘汰显性性状能够迅速改变等位基因 频率频率设设一一随随机机交交配配群群体体中中，红红花花植植株株占占84%，白花植株占，白花植株占16%则白花基因频率则白花基因频率p2=0.16 =0.4 红花基因频率红花基因频率p1=1-0.4=0.6若将红花全部淘汰，则若将红花全部淘汰，则 p1=0 p2=1第12页/共25页淘淘汰汰隐隐性性性性状状，改改变变等等位位基基因因频频率率的的速度就慢速度就慢了了因因为为选选留留的的显显性性个个体体可可能能包包含含两两种种基基因因型型,其其中中有有一一种种是是杂杂合合体体。杂杂合合体

8、体内内的的一一半半隐隐性性基基因因不不能能被被淘淘汰汰而而同同显显性性基基因因在在杂杂合合体体内内保保留留下下来来。所所以以,这这种种选选择择方方式式只只能能使使隐性基因频率逐渐变小隐性基因频率逐渐变小,但不会降到但不会降到0,0,显性基因频率则逐渐增加显性基因频率则逐渐增加,也不会达到也不会达到1 1。第13页/共25页设红花显性基因A选择前的频率为p0,隐性基因a的频率为q0,选择前AA、Aa、aa3种基因型的频率分别为D0=po2、Ho=2p0q0、R0=q02。经过淘汰隐性个体后,群体中只留下AA和Aa,在此基础上随机交配,繁殖产生下一代群体。现在我们只考虑隐性基因的变化情况。由于a已

9、被淘汰,下一代隐性基因频率q1只有从杂合子的一半占整个群体的比例中求出。将p0=1-q0代入上式得第14页/共25页例如,一个开白花和开红花的随机交配群体,在选择前群体中白花个体625株,红花个体9375株。经过若干代淘汰白花个体之后,群体内开白花植株只有25株,开红花的9975株,试分析经历的选择代数。第15页/共25页三、遗传漂变三、遗传漂变在在一一个个小小群群体体中中，由由于于个个体体间间不不能能充充分分随随机机交交配配，因因而而基基因因不不能能达达到到完完全全自自由由分分离离和和组组合合，使使等等位位基基因因频频率率产产生生偏偏差差，即即导导致致抽抽样样误误差差，叫叫做做随随机机遗传漂

10、变遗传漂变，或叫，或叫遗传漂变遗传漂变。一一个个群群体体愈愈小小，遗遗传传漂漂变变作作用用愈愈大大；当当群群体体很很大大时时,个个体体间间容容易易达达到到充充分分随机交配随机交配,遗传漂变的作用就消失了。遗传漂变的作用就消失了。第16页/共25页图图 14-3 14-3 群体大小与漂变群体大小与漂变 第17页/共25页图图 14-4 14-4 近交系数与群体大小和世代数的关系近交系数与群体大小和世代数的关系小群体的遗传漂变不仅能够改变等位基小群体的遗传漂变不仅能够改变等位基因频率，还会增加群体内的近交程度因频率，还会增加群体内的近交程度第18页/共25页遗传漂移在小群体中的作用很强,它可以掩盖

11、甚至违背选择所起的作用。无适应意义的中性突变基因,或选择与之不利但尚未达到携带者致死程度的基因,都有机会因漂移作用而被固定。遗遗传传漂漂移移作作用用可可以以解解释释在在远远离离大大陆陆的的孤孤岛岛上上常常出出现现大大陆陆上上所所没没有有的的物物种种的的现现象象。这是因为,在被隔离的小群体里,一旦发生了某个位点的突变,经过若干代小群体繁殖,新产生的基因可以由漂移作用使其频率增加以致被固定下来,逐渐形成个新类型或物种,而在随机交配的大群体里,尽管这种突变同样可以发生,但由于大群体随机交配产生的遗传平衡作用使新生成基因的频率没有机会被固定,也就难有机会被发现。需要指出,遗传漂变来自小样本留种的随机抽样误差,而不是群体内个体间的非随机交配作用。第19页/共25页第20页/共25页第三节第三节 达尔文的进化学说达尔文的进化学说 及其发展（自学）及其发展（自学）一、生物进化的概述一、生物进化的概述二、二、达尔文的进化学说及其发展达尔文的进化学说及其发展三、分子水平的进化三、分子水平的进化第21页/共25页第22页/共25页第23页/共25页第24页/共25页感谢您的观看！第25页/共25页