遗传学课件16第十六章群体遗传与进化

图 14-3 群体大小与漂变
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
图 14-4 近交系数与群体大小和世代数的关系
第三节 生物进化学说及其发展
• 生物进化的概述
地球生命起源于35亿年前 氨基酸分子
蛋白质、核酸、脂肪酸
古细菌（不能进行光合作用）
25亿～34亿年前：出现蓝藻菌（能进行光合作用）
遗传学课件16第十六章群体遗传与进化
第一节 群体的遗传平衡
一、孟德尔群体
群体：孟德尔群体，即一群相互繁育的个体。 基因库：一个群体中全部个体所包含的全部基因。
群体的遗传结构：群体中各种基因的频率，以及由 不同的交配机制所形成的各种基因型频率在数量上 的分布特征。
群体遗传学：研究群体的遗传结构及其变化规律 的学科 。
3．现代 “综合进化”理论
魏斯曼（A. Weismann）种质延续论
孟德尔（G. J. Mendel）遗传因子说
狄·弗里斯（H. de Vires,）的突变论
约翰生（W. L. Johannson）纯系学说
杜布赞斯基（T. Dobzhansky）于1937年发表的 《遗传学与物种起源》。1970年杜布赞斯基出 版了《进化过程的遗传学》，以大量的实验资 料论证了突变、基因重组、选择和隔离四个因 素在生物进化中的作用，并从群体水平和分子 水平上阐述了突变等因素在物种形成和生物进 化中的遗传机理。
哈迪-魏伯格(Hardy-Weinberg) 定律的要点
1) 在随机交配的大群体中,如果没有其它因 素的干扰,则各代基因频率保持不变;
2) 在任何一个大群体中，无论基因频率和 基因型频率如何，只要随机交配一代， 即可达到平衡；
3）在一个平衡群体内，基因频率和基因型 频率的关系是：D=p2，H=2pq, R=q2
第二节 影响遗传平衡的因素
一、基因突变 • 提供选择的原始材料； • 影响基因频率。
二、选择
1、隐性致死基因 设正常绿色基因为W，白化苗基因为w 设W=w=0.5 Ww→1WW:2Ww:1ww死 则经过一代繁殖，子代群体中1/4ww死亡，
这时 W=2/3, w=1/3
下一代为：
21 2
21
1
( W: w)=( )2WW:2( )( )Ww : ( )2ww
令迁入个体某一等位基因的频率是qm， 原来个体所具同一等位基因的频率是q0， 二者混杂后群体内等位基因的频率q1将是：
q1=mqm+(1-m)q0=m(qm-q0)+q0 一代迁入所引起的等位基因频率的变化 Dq则
为：
Dq =q1-q0=m(qm-q0)
四、遗传漂变
在一个小群体中，由于个体间不能充分随 机交配，因而基因不能达到完全自由分离 和组合，使等位基因频率产生偏差，即导 致抽样误差，叫做随机遗传漂变，或叫遗 传漂变。 一个群体愈小，遗传漂变作用愈大；当群 体很大时, 个体间容易达到充分随机交配, 遗传漂变的作用就消失了。
②淘汰隐性性状，改变等位基因频率的速度 就慢了 连续n代淘汰, 则隐性等位基因频率为：
p2(0) p2(n) =
1+np2(0)
一般地，等位基因频率接近0.5时，选择最 有效；隐性基因很少时，选择或淘汰隐性基 因效率就很低。
三、 迁移 设在一个大的群体内，每代有一部分个体新迁 入，其迁入率为m，则1 - m是原有个体的比率。
“综合进化”理论:
(1)自然条件是经常变化的，栖息其中的生物 也必然随之发生变化，现代生存的生物都 是由过去生活过的生物演变而来的，而且 每种生物一般也是与其生活环境相适应的。
(2)在自然条件下，一个新种的形成是通过遗 传、变异和自然选择，在隔离等因素的作 用下，从一个旧的物种逐渐演变而来的。
植物
动物 （22亿年前）
一、 生物进化学说
1．拉马克的获得性状遗传学说
拉马克(J. B. Lamarck，1744－1829) 于1802年 写了一本《动物学哲学》，提出“用进废退” 学说和“获得性状遗传”假说。
用进废退：动、植物的生存环境的改变是引起个 体发生变异的根本原因，环境的改变使生物能 产生适应环境的变异；适应环境的变异器官和 性状因继续使用或持续存在而愈加发达和功能 增强，相反不用的器官或与环境不利的性状逐 渐退化或消失。
二、群体的基因型频率和基因频率
基因型频率：群体内某特定基因型个体占个体总数的 比率。
基因频率：某位点的某特定基因在其群体内占该 位点基因总数的比率。
一个群体中纯合显性基因型AA个体80个，杂合 基因型Aa个体14个，纯合隐性基因型aa 6个。则 AA，Aa和aa 3种基因型频率分别为0.80，0.14和 0.06。
在人类群体中，常染色体上有一对等位基因T与t， 决定对苯硫脲(PTC)的尝味能力。
三、哈德-魏伯格(HardyWeinberg)定律
• 一个随机交配的群体内,基因A 和基因a的 频率分别为p和q,三种基因型的频率分别 为D=p2, H=2pq, R=q2,只要这三种基因型 个体间充分随机交配,则各代各基因型的 频率不会发生改变. 又称群体的遗传平衡 定律。
获得性状遗传：环境引起的性状改变是可以遗传 的，从而使改变了的性状传递给下一代。
2．达尔文的自然选择学说
达尔文（C. Darwin，1809－1882）于1859年发 表了著名著作《物种起源》，用大量资料证明 了生物进化的事实，提出了生存竞争和自然选 择学说。
在自然条件下，一个种或变种内普遍存在着个体 间对环境适应力差异和繁殖过剩，其结果必然 产生生存竞争。群体内不定的微小变异是广泛 存在的，至少其中的一步分变异是可以遗传的。 在自然条件下，对于适应环境的个体的可遗传 的微小变异的选择和累积，这就是自然选择。 种内竞争所产生的自然选择即 “适者生存” 才是物种起源和生物进化的主要动力。
33 3
33
3
这样n代后群体为：
n2
2n
1
WW :
Ww :
ww
(n+1)2
(n+1)2
(ห้องสมุดไป่ตู้+1)2
2、人工选择
① 淘汰显性性状能够迅速改变等位基因
频率
设一随机交配群体中，红花植株占84%， 白花植株占16% 则白花基因频率p2= 0.16 = 0.4
红花基因频率p1=1-0.4=0.6 若将红花全部淘汰，则 p1=0 p2=1