大学课程生态学-分子生态学课件

等电聚焦电泳（IEF）： ——利用特殊的一种缓冲液（两性电解质）在凝胶（常用
聚丙烯酰胺凝胶）内制造一个pH梯度，电泳时每种蛋白质就 将迁移到等于其等电点（pI）的pH处（此时此蛋白质不再带 有净的正或负电荷），形成一个很窄的区带
双向电泳（two-dimensional electrophoresis）
第二节 分子生态学起源、理论
一、分子生态学起源
• 1950s—— 凝胶电泳技术（Smithies, 1955)和蛋白质组织化学染色方法 （Hunter &Marker 1957) 的发明和有机结合，促进了利用蛋白质多态性方法 分析遗传变异。
• 1960s—— 分子进化的中性理论的提出(Kimura 1968)和限制性内切酶的发现 （Linn & Arber 1968) 为限制性内切酶长度多态性（RFLP）分析提供了工具
• 1970s—— DNA转膜杂交（ Southern 1975); 线粒体DNA遗传变异性的发现 （Brown & Vinograd 1974); DNA测序（Sanger et al. 1977); DNA克隆技术 （Maniatis et al. 1978)
• 1980s—— PCR、 热稳定DNA聚合酶（Saiki et al. 1985,1988). • 1992s—— The Journal of “Molecular Ecology” .
—— 是等电聚焦电泳和SDS-PAGE的组合，即先进行 等电聚焦电泳（按照PH分离），然后再进行SDS-PAGE （按照分子大小），经染色得到的电泳图是个二维分布的 蛋白质图。
• 2. 分子进化的中性理论（neutral theory of molecular evolution) • （1）
• 中性理论对种内遗传变异的解释：分子水平上的绝大部分种内遗传变异 （即遗传多态现象）是选择上中型的，突变速率和遗传漂变速率决定遗传 多态性的变化速率。
• 假如DNA 顺序中的某个碱基发生了突变，使突变所在部 位的DNA 序列产生（或缺失）某种限制性内切酶的位点。 这样，利用该限制性内切酶消化此DNA 时，便会产生与 正常不同的限制性片段。在同种生物的不同个体中会出现 不同长度的限制性片段类型，即限制性片段多态性
（Restriction Fragment Length Polymorphism ，RFLP ）。
RFLP作为一种“遗传路标”，当多态性顺序与人类遗传性疾病位点 连锁时，可作为遗传缺陷的产前诊断或鉴别携带者的标记，还可应 用于亲子鉴定和群体研究等方面
4. DNA转膜杂交
பைடு நூலகம்
二、分子生态学基础理论
分子生态学（Burk, 1994)：~是分子生物学与生态学融 合而成的新的生物学分支学科。而不仅只是应用分 子生物学技术研究生态学问题。
向近敏等（2000）：~ 研究生物活性分子在其显示与生命关联 的活动中所牵连到的分子环境问题。
定义两层含义：
（1）运用现代分子生物学技术研究传统生态学问题；
（2）生物活性分子表现其生命活动时的分子生态条件的 规律性。
分子生态学 分子生物学
生理学 细胞学
生态学
10-9
10-6
10-3
1 103
106
109
Scale (m)
尺度 与学科的关系示意图
分子生态学的多学科交叉特性
多学科交叉的复合学科： 分子生物学
生物地理学
生态学
数学
古生物学
群体遗传学
分子生 行为生物学 态学
分子进化
系统发生学
保护生物学
进化生物学
古地学/古气候学
1. 蛋白质多态性(protein polymorphism) —— 指一种蛋白质存在多种不同的变型，这些变型的产
生是由于同一基因位点内的突变，产生复等位基因，导致合 成不同类型的蛋白质。
人类蛋白质的多态性往往和人种及其地理分布有关。在 目前已发现的近20种载脂蛋白中，ApoAⅠ、AⅡ、AⅣ、CⅡ、 CⅢ、E及Apo(a)等存在明显的多态性
第10 章 分子生态学
第1节 第2节 第3节 第4节
分子生态学的产生与发展 分子生态学的理论基础 分子生态学的研究方法 前沿进展举例
第1节 分子生态学的产生与发展
一、分子生态学与生命科学
• 生态系统的三个层次： （1）以个体为基础的宏观生态系统 （2）以细胞为基础的微生态学统 （3）以核酸分子和其他生物活性分子为基础的分 子生态系统
单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphisms,SNPs)，
用部分水解的淀粉制成凝胶作为载体的区带
电泳技术。常用于分离和鉴定同工酶。
PAGE：分离蛋白质和寡核苷酸
聚丙烯酰胺凝胶电泳简称为PAGE ——是以聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质的一种常用电泳
技术。 用于分离蛋白质和寡核苷酸。
• 大部分对种群的遗传结构与进化有贡献的分子突变在自然选择的意义上都 是中性或近中性的，因而自然选择对这些突变并不起作用；中性突变的进 化是通过随机漂移，或被固定在种群中，或消失。
3. 限制性内切酶长度多态性
• 第一代分子标记技术
RFLP （Restriction Fragment Length Polymorphism，限制性片段长度多态性）
Model of DNA built by Watson and Francis Crick at Cambridge University, 1953.
分子生物学与生态学紧密联系：基因研究首先从
生物的生态特征和适应入手
An overview depicting several of the most important early discoveries on
我国著名医学病毒学家。长期从事病毒学教学与 研究工作，尤对脊髓灰白质炎病毒、流行性出血 热病毒、疱疹病毒等有研究。1979年在国内首先 开展单纯疱疹病毒与宫颈癌的关系的研究。著有 《组织与细胞培养》、《基础免疫学》、《病毒 与肿瘤》、《医学病毒学》等。 2001年，他和 林雨霖教授在世界上首次提出“分子生态学”的 概念，并出版世界上第一本《分子生态学》（第 一卷）专著，后又陆续出版了《分子生态学》 （第二卷）和《病毒分子生态学》。