群体遗传与进化教材.ppt

第十三章群体遗传和生物进化 本章重点 1.生物进化理论及其发展。 2.遗传平衡定律： 哈德－魏伯格定律、基因型频率和基因频率及相关计算 3.改变基因频率的因素： 突变、选择、迁移和遗传漂变。 4.隔离在物种形成过程中的作用。 5.物种形成的方式。 遗传学:?? 研究生物遗传和变异的规律和机理； 进化论:?? 研究生物物种的起源和演变过程。 　　每个物种具有相当稳定的遗传特性，而新种形成 和发展则有赖于可遗传的变异。 ∴ 群体遗传学是研究进化论的必要基础。 群体遗传学的研究： 　① 为生物进化的研究提供更多的证据； 　② 解释生物进化根本原因和历史过程。 生物进化理论及其发展 第一节　生物进化的概述 第二节 达尔文的进化学说及其发展 第三节　分子水平的进化 ∴原始地球首先合成氨基酸等有机分子 → 整合成蛋白质、核苷酸和脂肪酸等生命分子 → 产生古细菌等生物有机体→ 蓝藻等原核生物（25~34亿年前, 可进行光合作用） → 原始真核生物（22亿年前）→ 植物、动物。 第二节 达尔文的进化学说及其发展 一、 拉马克的获得性遗传学说 　　 提出用进废退学说和获得性状遗传原理→解释生物进化 认为动植物生存条件的改变是引起遗传特性发生变异的根本原因。 环境引起的性状改变是会遗传的。 二、达尔文的自然选择学说 生物个体普遍存在着变异； 生物的变异至少有一部分是遗传的； 生物的繁育能力大大超过它们的繁育率； 每一个个体适应环境的能力存在差别； 适合度较高的个体留下较多的后代； 环境是多种多样的，生物对环境的适应也是多种多样的； 生物界通过自然选择得到多种新性状。 达尔文的进化学说 三、进化理论的发展 新拉马克学派 新达尔文学派 两个学派的争论首先是由德国生物学家魏斯曼（A. Weismann）和英国哲学家兼生物学家斯宾塞（H. Spencer）两人开始的。争论的中心围绕生物进化的动力问题，也就是遗传特性如何发生变异和形成物种的问题。 第三节 分子水平的进化 从分子水平上研究生物进化的优点： 根据生物核酸和蛋白质结构上差异程度： ① 精确估计生物种类的进化时期和速度； ② 估计结构简单的微生物进化； ③ 比较亲缘关系极远类型之间的进化信息。 不同物种间的核酸和蛋白质组成成分差异→ 估测相互 之间的亲缘关系→ 彼此间所具有的核苷酸或氨基酸愈相 似、其亲缘关系也就愈近。 一、分子进化现象 DNA含量上的变化 DNA质量上的进化 遗传密码的进化 蛋白质的进化 如血红蛋白；细胞色素c等。 二、非达尔文进化理论 分子进化中性论，又称中性突变随机漂变学说 认为生物大分子层次上的进化是在连续的突变压之下由选择中性或非常接近中性的突变的随机固定造成的。即，进化是“中性突变”在自然群体随机的遗传漂变的结果。 第四节 群体的遗传平衡 一、基本概念 随机交配 在孟德尔群体中，任何一个个体都具有与其他个体以相等的概率进行交配的机会。 基因型频率(genotype frequency)： 　　一个群体内某种特定基因型所占的比例。 　∵一个群体内由许多不同基因型的个体所组合。 　　基因型是受精时由亲本基因组成→基因型频率 需从F2的表现型比例推算出来，再从F3加以验证。 基因频率（gene frequency）或等位基因频率（allele frequency）： 一个群体内特定基因座某一等位基因占该基因座等位基因总数的比例。基因型频率→推算出基因频率。 　　等位基因频率→决定群体基因性质的基本因素； 　　环境条件或遗传结构不变→等位基因频率不会改变。 　　例：　　A1A1×A2A2 　　　　　　　　 ↓ 　　　　 F1 　 A1A2 　　　　　　　　 ↓ F2 　1 A1A1 : 2 A1A2 : 1 A2A2 　　 二、哈德－魏伯格定律 1. 概念：在一个完全随机交配的群体内，如果没有其它因素（如突变、选择、迁移等）的影响，则基因频率可以保持 一定，各代不变。 设：在一个随机交配群内基因A与a的频率分别为p和q（p+q=1），三种基因型AA，Aa，aa的频率为： 　　D= p2，H= 2pq，R= q2 　　当3种不同基因型个体间充分随机交配→ 下一代基因型频率和亲代完全一样，不会发生改变。 2. 验证 　　设一群体内三个基因型频率是： 　　 AA Aa aa 　　 D= p2，H= 2pq，R= q2 　∵这三种基因型产生配子频率为： 　　A： p2 + (1/2) (2 pq) = p (p+q) = p 　　a： (1/2) (2 pq) + q2= q (p+q) = q 　　在一个大群体中，个体间随机交配→ 配子间的 随机结合→ 可得