1、第14章 群體遺傳與進化,第一節 群體的遺傳平衡 第二節 改變基因平衡的因素 第三節 生命的起源與生物進化論 第四節 物種的形成,Frog,重點內容 16. 第十六章群體遺傳,論述： 十八、20在人類中，大約12個男人中有一個為紅綠色盲患者。色盲是由于性連鎖隱性基因引起的。問：a. 在女人中色盲的比例是多少？b. 整個群體中色盲女人的比例為多少？,重點內容 16. 第十六章群體遺傳,論述： 十八、20在人類中，大約12個男人中有一個為紅綠色盲患者。色盲是由于性連鎖隱性基因引起的。問：a. 在女人中色盲的比例是多少？b. 整個群體中色盲女人的比例為多少？,遺傳與進化,第一節 群體的遺傳平衡,群體

2、遺傳學(population genetics): 研究群體的遺傳結構及其變化規律的遺傳學分支學科 遺傳學、進化論中的群體、種群、孟德爾群體有相互交配關系、能自由進行基因交流的同種生物個體的總和。 基因庫: 一個群體內全部個體共有的全部基因稱為基因庫。, 基因型頻率(genotype frequency）：一個群體內某種特定基因型所占的比例。 基因頻率(gene frequency)：一個群體內某特定基因座(locus)上某種等位基因占該座位等位基因總數的比例， 基因型頻率與基因頻率都是用來描述群體遺傳結構(性質)的重要參數。從群體水平看：生物群體進化就表現為基因頻率的變化，也就是群體配子類型

3、和比例變化(對一個基因座位而言)，所以基因頻率是群體性質的決定因素。,基因型頻率與基因頻率,如：某一基因位點有2個等位基因A和a 基因型: AA, Aa, aa 個體數: ND, NH, NR N=ND+NH+NR 頻 率: D, H, R ND NH NR D = H = R = N N N A的數目: 2ND+NH a 的數目: 2NR+NH 2ND+NH 2NR+NH p= =D+1/2H q= =R+ 1/2H 2N 2N,遺傳平衡定律, Hardy與Weinberg(1908)分別推導出隨機交配群體的基因頻率、基因型頻率變化規律遺傳平衡定律(哈德-溫伯格定律)： 在隨機交配的大群體中

4、，如果沒有其他因素干擾，群體將是一個平衡群體； 在任何一個大群體內，不論其等位基因頻率和基因型頻率如何，只要一代的隨機交配，這個群體就可達到平衡。 群體處于平衡狀態時：各代基因頻率保持不變，且基因頻率與基因型頻率間關系為： D=p2，H=2pq，R=q2 。,第二節 改變基因平衡的因素,一、突變 二、選擇 三、遺傳漂變 (又稱遺傳漂移) 四、遷移,第二節 改變基因平衡的因素 一、突變 u A a p v q 如果某一世代a=q, 則A=p=1-q （1）平衡時，qv = (1-q)u （2）未平衡時, p =qv - pu （3）若Aa的突變不受其他因素的阻礙， 則該群體最后將達到純合性的a,

5、二、選擇 1、淘汰顯性性狀能夠迅速改變基因頻率 2、淘汰隱性性狀，改變等位基因頻率的速度就慢了 三、遺傳漂變 在一個小群體中，由于個體間不能充分隨機交配，因而基因不能達到完全自由分離和組合，使等位基因頻率產生偏差，即導致抽樣誤差，叫做隨機遺傳漂變，或叫遺傳漂變。 一個群體愈小，遺傳漂變作用愈大；當群體很大時, 個體間容易達到充分隨機交配,遺傳漂變的作用就消失了。,四、遷移,設在一個大群體內, 每代有一部分個體新遷入,其遷入率為m, 則1-m是原有個體的比率.令遷入個體某一等位基因的頻率是qm, 原來個體所具有同一等位基因的頻率是qo, 二者混雜后群體內等位基因的頻率q1將是: q1 = mqm

6、 + (1-m)qo = m(qm-qo) + qo 一代遷入所引起的等位基因頻率的變化q則為: q = q1-qo = m(qm-qo),第三節 生命的起源與生物進化論,地球生命的起源是一個長達約35億年的歷史，經歷了以下歷程： 有機物質與非細胞生命形式形成； 非細胞生物細胞生物； 原核細胞真核細胞、單細胞生物多細胞生物； 水生生物陸生生物； 高等生物的形成與動植物分化。 生命現象有四個最基本的特征： 生長、生殖、新陳代謝與適應性,第三節 生命的起源與生物進化論,進化綜合理論的主要觀點 群體是生物進化的基本單位，進化就是群體遺傳結構(基因頻率)的改變； 基因突變是偶然的、與環境無必然聯系；

7、突變、基因重組、選擇和隔離是生物進化和物種形成的基本環節； 自然選擇是連接物種基因庫和環境的紐帶，自動地調節突變與環境的相互關系，把突變偶然性納入進化必然性的軌道，產生適應與進化。 自然選擇存在多種機制和模式，并從群體水平與分子水平進行了闡述。,第三節 生命的起源與生物進化論,分子水平的進化的中性學說 分子水平研究發現生物基因組中存在中性基因變異：不同等位基因間堿基序列存在差異，但無表型選擇作用。中性基因頻率改變不是選擇壓引起，而主要是由遺傳漂變引起。 中性基因可能有以下幾種情況： 氨基酸序列改變、性狀變異，但無選擇意義 (中性性狀)； 氨基酸序列改變，但蛋白質功能不發生改變 (中性突變)；

8、氨基酸序列不改變 (同義突變)。,原始人的進化,人猿分手，屈指僅數百萬年！,第四節 物種的形成,一、物種的概念 物種是具有一定形態和生理特征、分布在一定區域內的生物類群，是生物分類的基本單元，也是生物繁殖和進化的基本單元。 判斷不同的變種或居群間差異是否成為不同物種，也即界定物種的主要標準是：是否存在生殖隔離、能否進行相互雜交。 這一標準最初是由林耐(Carl von Linne, 1707-1778)所確立的； 同種的個體間可以交配產生后代，進行基因交流從而消除群體間的遺傳結構差異； 不同物種的個體則不能交配或交配后不能產生有生殖力的后代，因此不能進行基因交流。,二、隔離與物種形成,隔離在生

9、物進化尤其是新物種的形成過程中占有重要的地位。 來自同一物種(遺傳結構相同)的不同居群，如果形成了某種形式的隔離，居群間不能進行基因交流、群體遺傳結構差異逐漸增大，最終產生生殖隔離；首先形成不同亞種，最后形成不同物種。 群體內或群體間即使存在遺傳結構差異，如果沒有隔離，隨機交配將消除差異，而不會歧化形成新的物種。,三、物種形成的方式,漸變式： 在一個長時間內舊的物種逐漸演變形成新的物種，是物種形成的主要形式。 也是自然選擇學說所描述的新物種形成方式。 爆發式： 短期內以飛躍形式形成新的物種，往往沒有復雜的中間亞種階段。主要在高等植物普遍存在。,漸變式,繼承式 一個物種在各種改變基因頻率因素(突

10、變、選擇等)作用下，變異累積導致群體遺傳結構改變，經過一系列中間類型過渡為新物種。(無需隔離作用) 分化式 一個物種在變異累積和隔離(地理隔離與生態隔離)共同作用下，先形成兩個或兩個以上的地理亞種或生態亞種； 亞種間遺傳結構進一步分化形成生殖隔離，從而分化形成兩個或兩個以上的新物種。(需要隔離作用),爆發式,新物種的爆發形成機制： 突變： 一系列大突變相繼產生。 染色體結構變異： 倒位與易位。 染色體數目變異： 同源多倍體化； 遠緣雜種染色體數目加倍。,重點內容 16. 第十六章群體遺傳,遺傳學所說的群體是指個體間有 相互交配 關系的集合體，也稱 孟德爾群體 。 一個群體愈大，遺傳漂移的程度愈

11、 小 ，當群體很大時，遺傳漂移的作用 就消失了 。 影響生物群體基因頻率的因素有 、 、 和 。,重點內容 16. 第十六章群體遺傳,在一個大群體中，只要進行隨機交配，那么該群體就可以達到平衡。（14） 一個AA的群體，每代都有含a的花粉散落進來。經過若干代后，aa出現的頻率為0.04。那么被遷入后群體的混雜度就是4%（14） 由于抽樣留種所造成的誤差，改變了原群體的基因頻率，這是遺傳漂變（14） 漸變式形成物種的方式是先形成亞種，然后進一步逐漸累積變異而形成新種。（14） 79；80；,重點內容 16. 第十六章群體遺傳,78. 基因型頻率：一個群體內某種特定基因型所占的比例。 79. 基因頻率：一個群體內某特定基因座上某種等位基因占該座位等位基因總數的比例。 80. 物種：是具有一定形態和生理特征、分布在一定區域內的生物類群，是生物分類的基本單元，也是生物繁殖和進化的基本單元。,重點內容 16. 第十六章群體遺傳,在隨機交配的種群里，品種的典型性能保持代代相傳原因。 答：根據哈德一魏伯格定律（1