15群体的遗传平衡.ppt

Chapter15 群体的遗传平衡 本章要求 15.1 群体遗传学及其研究特点 15.2 群体遗传结构 15.3 遗传平衡定律 15.4 影响遗传平衡定律的因素 15.1 群体遗传学及其研究特点 15.1.3 研究目的 应用数学和统计学的方法来研究群体中的基因频率、基因型频率、以及影响这些频率的选择、突变、迁移、遗传漂变等作用与遗传结构的关系，据此来探讨生物进化的机制。 生物进化的过程实质上是群体中基因频率的演变过程，所以群体遗传学是生物进化的理论基础，生物进化机制的研究无疑也属于群体遗传研究的范畴。 15.2 群体遗传结构 基因频率的表示方法：有小数或百分数两种。同一座位各等位基因频率之和为1或100%。基因频率的变化范围在0～1或0～100%之间，无负值。 如：某奶牛群中无角基因P的频率为0.01,有角基因p的频率为0.99（假设P对p为显性）。则该群体中约有2%的牛无角。 基因频率和基因型频率间的关系（以一对等位基因为例） 设某一基因座上有一对等位基因： A 和 a 这对等位基因的频率分别为： p q 由这对等位基因构成的基因型有： AA Aa aa 各基因型的个体数为： D’ H’ R’ 由这三种基因型构成的群体总数为：N（= D’+ H’+ R’） 则各基因型频率分别为： D=D’/N，H=H’/N，R=R’/N N个个体所包含的基因总数为： 2N 基因型频率与基因频率的意义 描述群体遗传结构(性质)的重要参数 从群体水平看：生物群体进化就表现为基因频率的变化，也就是群体配子类型和比例变化，所以基因频率是群体性质的决定因素。 对任何一个群体样本，可检测各种基因型个体数、各种等位基因数(不同配子数)，从而估计群体基因型频率与基因频率。 对伴性基因而言，可分成雌、雄两个群体来考查： 对雄配异型生物来说，雌性群体中基因频率与基因型频率的关系与常染色体上基因一样；雄性群体中，基因频率就等于基因型频率。 雌异配型生物的情况则刚好相反。 15.3 遗传平衡定律 15.3.1 遗传平衡定律及其应用 遗传平衡定律的要点 在随机交配的大群体中，若无影响基因频率变化的因素存在，群体的基因频率可代代保持不变。 在任何一个大群体内，无论其基因频率如何，只要经过一代随机交配，一对常染色体上的基因所构成的基因型频率就达到平衡状态，只要基因频率不发生变化，以后每代经过随机交配，这种平衡状态始终保持不变。 在平衡状态下，子代基因型的频率可根据亲代基因频率按二项展开式计算，即基因频率与基因型频率之间的关系为：D=p2，H=2pq，R=q2。 满足上述条件的群体就是平衡群体，它所处的状态就是 Hardy-Weinberg 平衡。 定律的证明 数学证明 假设在常染色体上的某一基因座位上有两个等位基因A和a。 F0 基 因 型 基 因 AA Aa aa A a 频率 D0 H0 R0 p0 q0 若该世代随机交配，则： 生物学证明（以人类的MN血型为例） 血 型： M MN N （红细胞中含抗原） 基 因： LM LN 基 因 型： LMLM LMLN LNLN 总计 调查结果（O）：342 500 187 1029 群体遗传平衡定律的意义 Hardy-Weinberg定律揭示了基因频率与基因型频率之间的关系及其遗传规律。由于这一定律的存在，一个群体的遗传特性才能保持相对稳定。 根据Hardy-Weinberg定律揭示的基因频率与基因型频率之间的关系，特别是隐性纯合子频率与隐性基因频率间的关系，我们可以在任何条件下计算群体的基因频率。 群体遗传研究群体基因频率和基因型频率变化规律，揭示生物进化历程，遗传平衡定律是群体遗传的基础。 遗传平衡定律的应用 计算群体基因频率 一对等位基因呈共显性或不完全显性时 D=p2 通过 H=2pq 直接计算群体的基因频率 R=q2 如，安达鲁西鸡有三种毛色：黑色、蓝色和白花。由一对等位基因B和b控制，B=b。 表 型： 黑色 蓝色 白花 基因型： BB Bb bb 调查结果： 49% 42% 9% 基因型频率：0.49 0.42 0.09 B基因频率：p=0.49+(1/2)×0.42=0.70 b基因频率：q=(1/2)×0.42+0.09=0.30 一对等位基因间呈完全显性时（AA和Aa的