生物种及其变异与进化

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多瓶建 样颈立 性常者 下常效 降导应 。致和
遗遗 传传
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• 例如，太平洋的东卡罗林岛中有5％的人患 先天性色盲。据调查，在18世纪末，因台风 侵袭，岛上只剩30人，由他们繁殖成今天 1600余人的小群体，这5％的色盲，可能只 是最初30人建立者的某一个人是携带者，其 基因频率q=0.016，经若干世代的隔离繁殖， q很快上升至0.22，这就是建立者效应。
w12=W12/W11=0.5， w22=W22/W11=0.25， 则选择系数为w间的最大差值，s=1-0.25=0.75。
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➢遗传漂变的强度取决于种群大小，种群 越大，遗传漂变越弱，种群越小，遗传 漂变越强。
• 遗传漂变强度的指标是种群大小的倒数。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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2.哈迪-温伯格定律（Hardy-Weinberg law）
• 哈-温定律：指在一个巨大的、个体交 配完全随机、没有其他因素干扰（如 突变、选择、迁移、漂变等）的种群 中，基因频率和基因型频率将世代保 持稳定不变。
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• 假设一对等位基因A1和A2在种群中所占比 例分别是p和q（ p+q=1），当处于哈-温平 衡时，三种基因型A1A1 、A1A2、A2A2所占 比例分别为： p2、2pq 、q2 ，种群全部基因 型所占比例之和等于1，即p2+2pq +q2 =1
第二节 生物种及其变异与进化
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一、物种的遗传变异与选择
1.回顾几个概念
(1)基因和等位基因 ➢基因是带有可产生特定蛋白质遗传密码的DNA
片段，在二倍体生物，由两个等位基因构成， 每一等位基因来自一条同源染色体。
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(2)基因频率和基因型频率
➢在种群中不同基因所占的比例即基因频率。 ➢种群内每个基因型所占的比例叫基因型频
率。
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(3)基因组和基因库
➢一个物种的全部遗传信息的总和则称为基 因组。
➢种群中全部个体的所有基因总和称基因库。
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(5)物种：
是自然界的一个基本进化单位和功能 单位，是由形态相似的个体集合；同种个 体可自由交配，并能产生可育的后代，与 其他种存在生殖隔离。
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②定向选择：在群体 中保存趋于某一极端 的个体，而淘汰另一 极端的个体，使生物 类型朝着某一变异的 方向发展。
如上述的桦尺蛾工业 黑化现象。
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③分裂选择：把一 个物种种群中极端 变异的个体按不同 方向保留下来，而 中间常态型个体则 大为减少。
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思考题
• 假设一个种群的个体有1000个，则遗传漂 变强度为 0.001 。
➢如果W11＝2、W12＝1.99、W22＝1.96 • 则自然选择强度s= 0.02 。
➢如果W11＝2、W12＝1.9999、W22＝
1.9998
0.0001
• 则自然选择强度s=
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。
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6.表型的自然选择类型
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• 遗传瓶颈：如果一个种群在某一时期由 于环境灾难或过捕等原因数量急剧下降， 就称其经历遗传瓶颈。
北象海豹
（Mirounga angustirostris）
1818年开始乱捕，19 世纪90年代因过捕减到 20头，现有47600头。 遗传变异水平非常低。
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4.遗传漂变（genetic drift） ➢是基因频率的随机变化，仅偶然出现，
在小种群中更明显。
➢或者说基因频率在小的种群里随机增减 的现象称遗传漂变。
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• 当来自一个大种群的少数个体在一个岛 屿或一个新栖息地定居时就会发生小种 群事件，它可降低定居种群的遗传变异。 这类小种群的产生称为建立者效应（或 称奠基者事件）。
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• 印度洋南部的克格伦岛上的昆虫一般呈两种类型： 翅膀退化不能飞的昆虫，和少数翅膀异常发达能 飞的昆虫。
• 其原因?
岛上经常刮起暴风，一是翅膀强大的个体，在 与暴风的生存斗争中不容易被刮到海里，而生存 下来并繁殖后代；二是翅膀退化、不能飞行的个 体也不致被暴风刮到海里去，而生存下来并繁殖 后代。
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• 自然选择除个体单位外，还可以有下列四 种生物学单位的选择：
•W=ml
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自然选择的例子
桦尺蛾是桦树的
主要害虫，1848
年，昆虫学家首
次在曼彻斯特附
近采到了黑色翅
膀的桦尺蛾标本。
之后，人们采到
的黑蛾标本越来
越多，集中在空
气污染严重的工
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到1895年，曼彻 斯特附近的黑蛾 所占的比例从不 到 1％激增到90 ％以上，灰斑蛾 从90％以上下降 为不到 5％。而 在非工业区，仍 然占绝对优势。
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5.两种进化动力：
自然选择和遗传漂变是两种进化动力。 对自然选择和遗传漂变强度的一个粗
略的比较方法是：如果选择强度大于遗传 漂变强度，且大10倍或更多，则在多数情 况下，可对遗传漂变忽略不计，反之亦然。
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•选择强度的指标是选择系数（s）
如某种群分别含A1A1、A1A2和A2A2基因型个体， 其适合度分别为W11＝2、W12＝1、W22＝0.5， 则其相对适合度为w11=W11/W11=1，
•作用于表现型特征的自然选择，按其 选择结果可分为三类：
➢稳定选择 ➢定向选择 ➢分裂选择
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①稳定选择：把种群中趋 于极端变异的个体淘汰， 保留那些中间类型的个体， 使生物的类型更趋于稳定。
例如有人在马铃薯叶甲中发现， 能过冬的是那些常态型个体， 而变异较大的个体都容易在越 冬中死亡。
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3.自然选择
变异（variation）是自然选择的基础。
自然选择：种群中遗传性状由于携带这 些性状个体的不同存活率和生殖能力而 出现的频率变化。
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适合度：是分析估计生物所具有的各种 特征的适应性及其在进化过程中继续向 后代传递的能力的常用指标。 以基因型个体的平均生殖力乘以存活率。