分子生態學

課程總結分子生物學基礎什么是中心法則？中心法則是生物遺傳信息傳遞時所遵循的法則，主要內容包括：DNA的復制轉錄翻譯逆轉錄RNA的復制DNARNA蛋白質轉錄逆轉錄翻譯復制復制DNA和RNADNA：由A、G、C和T4種不同的脫氧核糖核苷酸經磷酸二酯鍵縮合而成的雙鏈分子，具有雙螺旋結構。大部分生物遺傳信息的物質載體RNA：由A、G、C和U4種核糖核苷酸經磷酸二酯鍵縮合而成的單鏈分子，不具雙螺旋結構。部分病毒和類病毒的遺傳信息載體堿基互補配對：G≡C，A=T（U）書寫方式：5’-AGCTTACC-3’RNA的種類mRNA（信使RNA）：合成蛋白質的直接模板tRNA（轉運RNA）：轉運氨基酸rRNA（核糖體RNA）：與核糖體蛋白質結合在一起形成核糖體，將mRNA翻譯成多肽鏈真核生物：hnRNA（核不均一RNA）、snRNA（核小體RNA）、細胞質小RNA（scRNA）、miRNA、siRNA等基因：含特定遺傳信息的核苷酸序列，是遺傳物質的最小功能單位結構基因：編碼蛋白質或RNA的DNA片段非結構基因：參與基因表達調控的DNA或RNA序列原核生物：DNA序列通過三聯密碼子連續編碼氨基酸。普遍存在著重疊基因的現象。真核生物：核基因多數為斷裂基因，即基因由外顯子（編碼序列）和內含子（非編碼序列）組成，且外顯子被內含子所隔離，形成鑲嵌排列的斷裂方式。遺傳密碼：又稱三聯體密碼子。指mRNA分子上從5’端到3’端方向，由起始密碼子開始，每三個核苷酸組成的三聯體，每個編碼1個氨基酸。4種堿基共組成64種密碼子，其中至少3種是終止密碼子簡并性：多種密碼子編碼同一種氨基酸（大部分的差異是第三個堿基）普遍性和特殊性：幾乎所有的生物都使用相同的遺傳密碼，但是動物的線粒體和葉綠體DNA的遺傳密碼存在少量的例外。基因突變基因突變類型：堿基替換（轉換：嘌呤

嘌呤，嘧啶

嘧啶；顛換：嘌呤

嘧啶）、插入、刪除、倒置、重復、轉座等基因突變的結果：同義突變：不改變氨基酸異義突變：改變氨基酸無義突變：提前出現終止密碼子移碼突變：由于插入或刪除的堿基數量不是3的整倍數，造成這位置之后的一系列編碼密碼子發生移位錯誤的改變，這種現象稱移碼突變分子標記什么是共顯性分子標記？能區分二倍體中雜合子或純合子基因型的分子標記如：RFLP，PCR-RFLP，SSR，SNPs，DNA測序等顯性：RAPD，AFLP，ISSR等了解RAPD，AFLP，RFLP，SSR，SNPs等主要分子標記的原理分子鑒定DNA條形碼技術：用一段相對較短的DNA片段物種進行快速準確鑒定的方法DNABarcode的標準不同物種中都具有該片段具有足夠的種間變異，同時種內變異必須足夠小在不同物種中都能夠用通用引物進行PCR擴增片段短，容易PCR擴增利用分子標記進行個體識別的原理少量的多態性位點就可能形成大量的基因型當位點達到一定數量時，每個個體都具有不同的基因型利用分子標記進行性別鑒定的原理檢測性別特異性的分子標記檢測性別之間存在長度差異的分子標記分子進化和系統發生中性進化理論：分子水平上的大多數突變是中性或近中性的，自然選擇對它們不起作用，這些突變全靠一代又一代的隨機漂變而被保存或趨于消失，從而形成分子水平上的進化性變化或種內變異。分子進化的動力是遺傳漂變分子進化速率的恒定性：生物大分子在相當長的時間內速率進化保持穩定同源生物大分子在不同生物中進化速率大致相同在中性突變情況下，進化速率是一個恒定值且等于其突變率進化速率的保守性：功能不同的生物大分子具有不同的進化速率功能上重要的大分子或大分子的局部比較保守，在進化速率上明顯低于那些功能上不重要的大分子或大分子局部什么是系統發生樹描述任何生物實體之間系統發生關系假說的樹狀圖,也叫做進化樹無根樹：沒有方向性的系統樹，只反映分類單元之間的距離,而不涉及誰是誰的祖先問題有根樹：具有方向性的系統樹，反映了樹上物種或者基因進化的時間順序,包含唯一的節點，即樹根作為樹中所有物種的最近共同祖先確定有根樹樹根最常用的方法：使用外群來確定樹根。外群選擇：與內群具有較近的系統發生關系，但是要比內群分類單元相互之間的系統發生關系遠。物種樹：表示各個物種進化歷史的系統發生樹，各個節點代表物種發生分歧的時間或事件基因樹：由來自各個物種的一個基因構建的系統發生樹，各個節點代表基因分離的時間基因樹不完全等同于物種樹單系群：由一個共同祖先的所有已知的后裔組成的分類群并系群：由一個共同祖先的部分后裔組成的分類群多系類群：由多個共同祖先的后裔組成的分類群由單系群組成的分類單元才是生物學上有意義的、真正的自然類群構建系統發生樹的步驟獲得同源DNA數據序列比對選擇構建系統發生樹的方法和核苷酸替換模型構建系統發生樹及其可靠性評估直系同源基因：由共同的祖先基因通過物種分化形成的不同物種之間的同源基因。旁系同源基因：由基因復制而產生的同源基因。構建物種系統發生樹的序列必須是直系同源的，才能真實反映進化過程基于距離數據的方法：UPGMA非加權分組平均法Fitch-Margoliash法ME最小進化方法NJ鄰接法基于特征（characters）數據的方法：MP最大簡約法ML最大似然法BI貝葉斯推斷法構建系統發生樹的方法種群遺傳學哈迪-溫伯格定律：在理想狀態下，種群中的等位基因頻率和基因型頻率在世代傳遞中保持不變種群足夠大隨機交配沒有突變產生沒有遷移沒有自然選擇哈迪-溫伯格方程式假設一個位點上存在2種等位基因A和a，頻率分別為p和q，則：等位基因頻率總和p+q=1基因型頻率總和：p2+2pq+q2=1在一個大群體內，對于單個位點，不論起始基因頻率和基因型頻率如何，只要經過一代的隨機交配，群體就能達到平衡。遺傳多樣性：指物種內的遺傳變異，包括種群間和種群內個體間的遺傳變異總和遺傳多樣性的產生機制突變：產生新的基因或等位基因重組：產生或不產生新的等位基因同源染色體的交換重組有性生殖過程中基因型不相同的親本基因組之間所進行的非同源染色體的自由組合影響遺傳多樣性的因素遺傳漂變：由于抽樣誤差引起群體內等位基因頻率隨機變化的現象遺傳漂變的速度與種群大小成反比：種群越大，遺傳漂變作用越小；種群越小，遺傳漂變速度越快，甚至短短幾代就能造成某個等位基因的固定或消失有效種群大小(Ne)：種群中能將其基因連續傳遞到下一代的個體數量影響有效種群大小的因素：性別比率個體間繁殖成功率差異種群數量波動奠基者效應：指一個生物種群最初只由少數個體建立，經一段時間之繁衍，雖個體數增加，但整個種群的遺傳多樣性卻未有提高。瓶頸效應：指生物在世代傳遞過程中，種群數量發生大規模的減少，導致種群內遺傳多樣性嚴重丟失的結果定向選擇：處于一端的表型適合度高于處于另一端的表型，在自然選擇過程中，適合度高的一端的表型被保留，適合度低的另一端表型被淘汰選擇結果使種群朝一個方向進化，通常會使遺傳多樣性降低分裂選擇：處于兩端的表型適合度高于中間型，在自然選擇過程中，兩端的表型被保留，中間型的表型被淘汰通常會導致遺傳多樣性的增加；有可能促進物種分化穩定選擇：中間型的表型適合度高于兩端的表型，在自然選擇過程中，中間型的表型被保留，處于兩端的表型被淘汰通常會導致遺傳多樣性的降低當穩定選擇作用于單個位點時，意味著雜合子的適合度更高，即雜合子優勢，此時的選擇方式相當于是平衡選擇（BalancingSelection）選擇結果通常會維持遺傳多樣性雜合子優勢：雜合子的適合度高于純合子，因此，兩個等位基因都將被自然選擇保留，從而維持遺傳多樣性依頻選擇：種群中某種等位基因或基因型的適合度不是固定的，而是取決于其在種群中的頻率正依頻選擇：頻率越高，適合度越高——降低遺傳多樣性負依頻選擇：頻率越低，適合度越高——維持遺傳多樣性Wahlund效應：當一個種群被隔離成多個亞種群后，整體種群純合子比率高于種群處于HWE平衡時的比率，雜合子的比率則低于種群處于HWE平衡時的比率每種純合子頻率的增加量等于亞種群等位基因頻率的方差