遗传学经典课件第13章群体遗传和进化.ppt
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第十三章群体遗传与进化解析ppt课件
AA~0.64, Aa~0.362, aa~0.04
与上代相同，群体达到平衡。
意义：
（1）揭示了基因频率和基因型频率的在一定条件下的相对 稳定性。因而群体的遗传特性才能保持相对的稳定。基 因和基因型的差异导致生物体的遗传变异。而基因频率 和基因型频率的差异必然造成群体的遗传结构变异。
（2）平衡是有条件的，如果失去平衡条件（如有选择、突 变、迁移等），则有可能产生新的物种。这一点对于动 植物的育种工作具有指导意义。
（3）该定律揭示了在一个随机交配的大群体内，基因频率 和基因型频率的一般关系，特别是隐性纯合体的频率和 隐性基因的关系。为认识群体的性质，分析研究基因的 动态行为，进行各种隐性遗传病的研究，咨询与防治提 供了重要的理论依据。
例1：一人群的ABO血型数据为：A型血
有227人，B型血有91人，O型血有134
基因型
AA
Aa
aa
全群体
初始频率 p2
2pq
q2
1
适应值
1
1
1-s
选择后频率 p2
2pq
q2(1-s) 1-sq2
相对频率
p2 1-sq2
2pq 1-sq2
q2(1-s) 1 1-sq2
从上表可见，经过一代的自然选择后，不利的aa 频率减少了 ，下一代隐性基因a的频率变为：
q1
pq q2 (1 s) 1 sq 2
0.182=0 q=0.150 用1-0.518-0.332=0.150，即q的频率。
例2：在人类中，大约12个男人中有一个红绿 色盲，问：在女人中色盲比例是多少？整个人 群中色盲女人比例为多少？
解：色盲遗传是X染色体上隐性基因控制
男人：XY ，因此男人色盲的比例就是色盲 基因频率。
与上代相同，群体达到平衡。
意义：
（1）揭示了基因频率和基因型频率的在一定条件下的相对 稳定性。因而群体的遗传特性才能保持相对的稳定。基 因和基因型的差异导致生物体的遗传变异。而基因频率 和基因型频率的差异必然造成群体的遗传结构变异。
（2）平衡是有条件的，如果失去平衡条件（如有选择、突 变、迁移等），则有可能产生新的物种。这一点对于动 植物的育种工作具有指导意义。
（3）该定律揭示了在一个随机交配的大群体内，基因频率 和基因型频率的一般关系，特别是隐性纯合体的频率和 隐性基因的关系。为认识群体的性质，分析研究基因的 动态行为，进行各种隐性遗传病的研究，咨询与防治提 供了重要的理论依据。
例1：一人群的ABO血型数据为：A型血
有227人，B型血有91人，O型血有134
基因型
AA
Aa
aa
全群体
初始频率 p2
2pq
q2
1
适应值
1
1
1-s
选择后频率 p2
2pq
q2(1-s) 1-sq2
相对频率
p2 1-sq2
2pq 1-sq2
q2(1-s) 1 1-sq2
从上表可见，经过一代的自然选择后，不利的aa 频率减少了 ，下一代隐性基因a的频率变为：
q1
pq q2 (1 s) 1 sq 2
0.182=0 q=0.150 用1-0.518-0.332=0.150，即q的频率。
例2：在人类中，大约12个男人中有一个红绿 色盲，问：在女人中色盲比例是多少？整个人 群中色盲女人比例为多少？
解：色盲遗传是X染色体上隐性基因控制
男人：XY ，因此男人色盲的比例就是色盲 基因频率。
十三章节群体遗传29页PPT
n1+n2+n3=N，PAA =D=n1/N，n1=N*D ； PAa =H=n2/N，n2=N*H ； Paa=R=n3/N， n3=N*R；D+H+R=1
PA =（2n1+n2）/2N=（2N*D+N*H）/2N=D+1/2H= p Pa =（2n3+n2 ）/2N=（2N*R+N*H）/2N=R+1/2H= q； p+q=1
2pq r2
一、复等位基因的遗传平衡
如果A型=0.45 B型=0.3 O型=0.36 AB型= 0.06，计算复等位 基因IA、IB、i的频率？ 即p、q、r的值。
因为O型为ii，表型=基因型，i基因的频率r= O = 0.36 =0.6, A型+O型（表型频率）
=p2+2pr+r2=(p+r)2=0.45+0.36=0.81
三个基因自由组合形成的基因型如下：
配子
A （p）
a （q）
a′ （r）
A （p） A （q） a′（r）
AA p2 Aa pq Aa′ pr
Aa pq aa q 2 aa′qr
Aa′ pr aa′ qr a′a′ r2
以上9中组合可以归纳为6种： 1AA：2Aa：2Aa′：1aa：2aa′：1a′a′ = p2+2pq+2pr+ q 2+2qr+r2
二、哈代—温伯格定律 定律的内容：1908,英国数学家哈代和德国医生温伯格分别 发现。 当一个大的孟德尔群体中的个体间进行随机交配，同时 没有突变、没有迁移和没有任何选择的情况下，群体中的 基因型频率在世代之间将保持不变。
第一节 遗传平衡定律
PA =（2n1+n2）/2N=（2N*D+N*H）/2N=D+1/2H= p Pa =（2n3+n2 ）/2N=（2N*R+N*H）/2N=R+1/2H= q； p+q=1
2pq r2
一、复等位基因的遗传平衡
如果A型=0.45 B型=0.3 O型=0.36 AB型= 0.06，计算复等位 基因IA、IB、i的频率？ 即p、q、r的值。
因为O型为ii，表型=基因型，i基因的频率r= O = 0.36 =0.6, A型+O型（表型频率）
=p2+2pr+r2=(p+r)2=0.45+0.36=0.81
三个基因自由组合形成的基因型如下：
配子
A （p）
a （q）
a′ （r）
A （p） A （q） a′（r）
AA p2 Aa pq Aa′ pr
Aa pq aa q 2 aa′qr
Aa′ pr aa′ qr a′a′ r2
以上9中组合可以归纳为6种： 1AA：2Aa：2Aa′：1aa：2aa′：1a′a′ = p2+2pq+2pr+ q 2+2qr+r2
二、哈代—温伯格定律 定律的内容：1908,英国数学家哈代和德国医生温伯格分别 发现。 当一个大的孟德尔群体中的个体间进行随机交配，同时 没有突变、没有迁移和没有任何选择的情况下，群体中的 基因型频率在世代之间将保持不变。
第一节 遗传平衡定律
群体遗传学-PPT课件
群体遗传结构：群体中各种等位
基因的频率以及由不同的交配体制所
产生的各种基因型在数量上的分布。
例：有一群体：AA 30个，Aa 60个， aa 10个 则基因型频率：AA P＝30/100＝0.3 Aa aa 基因频率： A H ＝60/100＝0.6 Q＝10/100＝0.1 p＝(302+60)/1002 ＝0.6
当q或s很小时qsq1q50精选ppt当纯合隐性个体致死或不能生育51精选ppt不同q值s值时的选择效率s05s01s001099075383820750518176050253131002501014717100100019018592492400010001900180590239023100010000190001800590023900230选择的效果与被选择基因的初始频率及选择系数有关52精选ppt对显性表型不利的选择aaaaaa合计a频率初始频率适合度1s1s1s2pq1s1s2pq1ssp1sp2p1sp2p1sp2p1sp2p相对频率53精选pptpsp1sp2p1sp2p54精选ppt当s或p很小时说明当选择系数很小或a基因频率很低时a基因频率的改变是很小的选择的作用不大
存活力（viability） 适合度 生殖成功（reproductive success） 将具有最高生殖效能的基因型的适应 值定为1，其它基因型在0~1之间。
选择系数（selective coefficient，s)： 在选择的作用下降低的适合度。即s=1-w。 致死或不育的基因型，s=1，w=0。
(2) 对隐性纯合体不利的选择
AA Aa aa 合计 a频率
初始频率
适合度
p2
1
2pq
1 2pq 2pq
q2
群体遗传与进化—群体遗传(普通遗传学课件)
则原有个体比例为1-m。 设迁入个体中的某一个体基因频率是qm，则原有 个体同一基因频率是q0。 则在混合群体内基因频率q1将是：
q1 = mqm + (1-m)q0 = m(qm-q0)+q0
三、迁移（transference）的计算
➢ 迁入一代引起的基因频率的改变为： △q = q1–q0 = m(qm–q0)
基因频率和基因型频率的区别
主要内容
一 概念比较 二 计算方法
群体遗传学是研究群体的遗传组成及其变化规律 的科学。群体的遗传组成是指群体的基因型频率和 基因频率。
一、概念比较
基因频率计算
某种基因在某个种群 中出现的比例.
基因型频率计算
某种特定基因型的个体站群 体内全部个体的比例.
二、计算方法
（一）计算方法
二 哈迪-温伯格定律的生物学例证
一般说来，自然界中许多群体都是很大的，个体 间的交配在许多性状上，尤其是在中性性状上一般是 接近于随机的，所以哈德—温伯格定律具有普遍适用 性。它已成为分析自然群体的基础，即使对于那些不 能用实验方法进行研究的群体也是适用的。
一、哈迪-温伯格定律的适用条件
一般说来，自然界中许多群体都是很大的，个体间的交 配在许多性状上，尤其是在中性性状上一般是接近于随机的， 所以哈德—温伯格定律具有普遍适用性。它已成为分析自然 群体的基础，即使对于那些不能用实验方法进行研究的群体 也是适用的。
[剖析]A基因的频率为30%+1/2×60%=60% a基因的频率为10%+1/2×60%=40%
二、计算方法
➢ 由式子可知，在一个有个体迁入的群体里， 基因频率的改变明显的取决于迁入率及迁 入个体与原群体之间的基因频率差异。
q1 = mqm + (1-m)q0 = m(qm-q0)+q0
三、迁移（transference）的计算
➢ 迁入一代引起的基因频率的改变为： △q = q1–q0 = m(qm–q0)
基因频率和基因型频率的区别
主要内容
一 概念比较 二 计算方法
群体遗传学是研究群体的遗传组成及其变化规律 的科学。群体的遗传组成是指群体的基因型频率和 基因频率。
一、概念比较
基因频率计算
某种基因在某个种群 中出现的比例.
基因型频率计算
某种特定基因型的个体站群 体内全部个体的比例.
二、计算方法
（一）计算方法
二 哈迪-温伯格定律的生物学例证
一般说来，自然界中许多群体都是很大的，个体 间的交配在许多性状上，尤其是在中性性状上一般是 接近于随机的，所以哈德—温伯格定律具有普遍适用 性。它已成为分析自然群体的基础，即使对于那些不 能用实验方法进行研究的群体也是适用的。
一、哈迪-温伯格定律的适用条件
一般说来，自然界中许多群体都是很大的，个体间的交 配在许多性状上，尤其是在中性性状上一般是接近于随机的， 所以哈德—温伯格定律具有普遍适用性。它已成为分析自然 群体的基础，即使对于那些不能用实验方法进行研究的群体 也是适用的。
[剖析]A基因的频率为30%+1/2×60%=60% a基因的频率为10%+1/2×60%=40%
二、计算方法
➢ 由式子可知，在一个有个体迁入的群体里， 基因频率的改变明显的取决于迁入率及迁 入个体与原群体之间的基因频率差异。
群体遗传和进化[精品ppt课件]
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2. 影响遗传平衡的因素： 选择 突变 迁移 遗传漂变
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。
发生变化,又称为遗传平衡定律(law of
genetic equilibrium)。
1.1 一对等位基因的遗传平衡公式
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;
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。
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。
2.1.1 对隐性纯合体(aa)不利的选择作用
AA 起始频率 p2 Aa 2pq 1 2pq aa q2 1-S (1-S)q2 合计 1 1-Sq2 1 q(1-Sq)/ (1-Sq2) 基因a频 率 q
解：AA+Aa=0.19，故aa=0.81, q=0.9, p=0.1
遗传学经典课件第13章 群体遗传和进化
在没有自然选择等因素的干扰下，只考虑突变对基因频率的影响
只考虑正突变： 设fA=p， f（A→a）=U Pn=p0(1-U)n A的频率最终减为0，但速率很慢
突变对群体中基因频率的影响
突变对群体中基因频率的影响
正向突变和回复突变同时存在时： 设fA=p=1-q，fa=q；f（A→a）=U， f （a → A） =V。 突变有pU=(1-q)U,回复突变有qV 当(1-q)U=qV时,处于平衡状态,此时: q=U/(U+V) 即只有突变时,基因频率有突变率和回复突变率决定.
p2(1-s)
2pq(1-s)
q2
1-sp(2-p)
选择后的相对频率
p2(1-s) 1-sp(2-p)
2pq(1-s) 1-sp(2-p)
q2 1-sp(2-p)
1
选择后的 A 的频率： 自然选择造成的a基因的频率改变：
突变和选择对基因频率的共同影响
隐性基因的频率
突变(1-q)U，回复突变率qV 选择sq2(1-q)
Hardy-Weinberg equilibrium
遗传平衡定律
在一个大群体中，如果满足条件①无限大的群体②随机交配③无突变④无自然选择和迁移漂变。即群体中各基因型的比例可从一代到另一代保持不变。
1
这样的群体称为理想群体，平衡群体。隐性变异不会因显性基因的遮盖而消失。
2
遗传平衡定律
群体中有3种基因型AA 、Aa 、aa，假设起始频率为0.1、0.2、0.7
04
平衡群体的性质
平衡群体的性质
平衡定律的推广
（一）复等位基因的平衡 如：人血型决定基因有IA、IB、I三个，其基因型频率分别为p、q、r。 p+q+r=1。 某基因的频率是其纯合体频率加上含有该基因的全部杂合体频率的½。
只考虑正突变： 设fA=p， f（A→a）=U Pn=p0(1-U)n A的频率最终减为0，但速率很慢
突变对群体中基因频率的影响
突变对群体中基因频率的影响
正向突变和回复突变同时存在时： 设fA=p=1-q，fa=q；f（A→a）=U， f （a → A） =V。 突变有pU=(1-q)U,回复突变有qV 当(1-q)U=qV时,处于平衡状态,此时: q=U/(U+V) 即只有突变时,基因频率有突变率和回复突变率决定.
p2(1-s)
2pq(1-s)
q2
1-sp(2-p)
选择后的相对频率
p2(1-s) 1-sp(2-p)
2pq(1-s) 1-sp(2-p)
q2 1-sp(2-p)
1
选择后的 A 的频率： 自然选择造成的a基因的频率改变：
突变和选择对基因频率的共同影响
隐性基因的频率
突变(1-q)U，回复突变率qV 选择sq2(1-q)
Hardy-Weinberg equilibrium
遗传平衡定律
在一个大群体中，如果满足条件①无限大的群体②随机交配③无突变④无自然选择和迁移漂变。即群体中各基因型的比例可从一代到另一代保持不变。
1
这样的群体称为理想群体，平衡群体。隐性变异不会因显性基因的遮盖而消失。
2
遗传平衡定律
群体中有3种基因型AA 、Aa 、aa，假设起始频率为0.1、0.2、0.7
04
平衡群体的性质
平衡群体的性质
平衡定律的推广
（一）复等位基因的平衡 如：人血型决定基因有IA、IB、I三个，其基因型频率分别为p、q、r。 p+q+r=1。 某基因的频率是其纯合体频率加上含有该基因的全部杂合体频率的½。
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◆遗传平衡定律主要条件有： ★随机交配； ★大群体； ★无突变； ★无选择； ★无其它基因掺入形式(最主要的迁移)； ★对一个基因座位而言。
◆群体遗传学正是研究当上述条件不满足时群体遗 传结构的变化及其对生物进化的作用。
第二节 改变基因平衡的因素
一、基因突变 二、选择 三、遗传漂变 (又称遗传漂移) 四、迁移
D=p群体其三种基因型频率为fAA=0.2， fAa=0.2, faa=0.6 ， 那么两种配子中的基因频率为 ：
fA = fAA+1/2 fAa = 0.2 +1/2 (0.2) = 0.3 fa = faa+1/2 fAa = 0.6+1/2 (0.2) = 0.7 若随机交配，可求出下一代中基因型频率为： fAA = 0.09; fAa = 0.42; faa = 0.49 我们再来计算下下一代配子中的基因频率 fA = 0.09+1/2(0.42) = 0.3 fa = 0.49+1/2(0.42) = 0.7
★变异分为：遗传变异和不可遗传变异； ★遗传变异主要由染色体和基因变异以及遗传重组 产生。染色体数目、结构均可变异，基因突变则是 基因化学结构改变；自然界巨大突变较少，而微小 不定变异占大多数；微小突变必须通过选择积累才 能形成新种。 ◆基因论将自然选择学说与遗传学统一起来，一般都将 这一发展认为是新达尔文主义的继续。
第三节 生命的起源与生物进化论
纯系学说：
◆选择只能将混合群体中已有变异隔离开来， 并没有表现出创造性作用；所以选择可能并 不是生物进化的动力。
◆纯系内选择无效，由环境引起的变异是不 可遗传，没有进化意义，所以拉马克的获得 性状遗传也是没有根据的。
第三节 生命的起源与生物进化论
生物遗传学 群体遗传和进化PPT教学课件
女性中红绿色盲患者的基因型为XaXa， XaXa基因型频率= q2=8%×8%=0.0064=0.64%，
女性中发病率比男性低得多。
25
Hardy－Weinberg定律的要点：
1、在一个随机交配的大群体中，如果没有 其它因素的干扰，各世代之间基因频率 和基因型频率保持不变。
2、在一个大群体内，不论起始基因频率和 基因型频率如何，只要经过一代的随机 交配，群体就能达到平衡。
29
Hardy－Weinberg定律只是一种理想状态
影响基因频率变化的因素，如突变、选择、迁移 和遗传漂移等，时时刻刻存在着。
在自然界中，尤其人类社会中，不可能有无限大 的随机婚配群体。
这些因素正是生物进化的促进因素，其中突变和 选择的作用更大。
30
2.1 选择（Selection）
A1A3 pr A2A3 qr A3A3 r 2
19
以上子代基因型组合可以归纳为6种： 1A1A1：2A1A2：2A1A3：1A2A2：2A2A3：1A3A3
= (A1+ A2 + A3)2 = p2 + 2pq + 2pr + q2 + 2qr + r2 = ( p + q + r )2 子代基因频率： PA1= PA1A1+1/2PA1A2+1/2PA1A3 = p 2+1/2(2 p q + 2 p r) PA2= PA2A2+1/2PA1A2+1/2PA2A3= q 2+1/2(2 p q + 2 q r) PA3= PA3A3+1/2PA1A3+1/2PA2A3= r 2+1/2(2 p r + 2 q r)
女性中发病率比男性低得多。
25
Hardy－Weinberg定律的要点：
1、在一个随机交配的大群体中，如果没有 其它因素的干扰，各世代之间基因频率 和基因型频率保持不变。
2、在一个大群体内，不论起始基因频率和 基因型频率如何，只要经过一代的随机 交配，群体就能达到平衡。
29
Hardy－Weinberg定律只是一种理想状态
影响基因频率变化的因素，如突变、选择、迁移 和遗传漂移等，时时刻刻存在着。
在自然界中，尤其人类社会中，不可能有无限大 的随机婚配群体。
这些因素正是生物进化的促进因素，其中突变和 选择的作用更大。
30
2.1 选择（Selection）
A1A3 pr A2A3 qr A3A3 r 2
19
以上子代基因型组合可以归纳为6种： 1A1A1：2A1A2：2A1A3：1A2A2：2A2A3：1A3A3
= (A1+ A2 + A3)2 = p2 + 2pq + 2pr + q2 + 2qr + r2 = ( p + q + r )2 子代基因频率： PA1= PA1A1+1/2PA1A2+1/2PA1A3 = p 2+1/2(2 p q + 2 p r) PA2= PA2A2+1/2PA1A2+1/2PA2A3= q 2+1/2(2 p q + 2 q r) PA3= PA3A3+1/2PA1A3+1/2PA2A3= r 2+1/2(2 p r + 2 q r)