15第十五章群体遗传与进化362-389.doc

第十五章 群体遗传与进化 教学目的 本章要求掌握群体遗传学与进化遗传学的基本概念，掌握遗传平衡定律和改变群体遗传组成因素的作用，了解遗传进化与物种形成的基本过程。 学习指导 群体是生物进化的单位，在生物的进化与演变过程中，群体结构的变化起着至关重要的作用，而群体结构的基本度量参数为基因频率和基因型频率。根据其在群体中表现的不同，可将群体分为平衡群体和非平衡群体。Hardy—Weinberg遗传平衡定律是关于处于遗传平衡群体的基因与基因型频率的定律，是群体遗传学的基础定律。在熟练掌握Hardy—Weinberg定律的原理及推导过程，突变、选择、迁移对遗传组成的影响及基因频率变化的原理及公式的基础上，多研究一些例题，如能进行一些实际的调查、统计，并通过计算分析得出结论则效果更好。 物种的形成是生物进化的基础，其方式多样，但是隔离在物种形成中起着至关重要的作用。在地理隔离与生态隔离的基础上，进一步产生生殖隔离特别是遗传隔离，这就完成了新物种形成的飞跃过程。随着生物技术的发展，人们开始从分子水平上考虑生物进化的机制，中性突变学说认为：大多数氨基酸和核苷酸变化的突变型的替换是由选择上呈中性或近乎中性的突变经随机固定所造成的。这一部分概念较多，应该在比较的基础上加以理解和记忆。 基本概念 群体遗传学（population genetics）：研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科。它应用数学和统计学方法研究群体中等位基因频率和基因型频率以及影响这些频率的选择效应和突变效应，还研究迁移和遗传漂变等与遗传结构的关系，由此探讨进化的机制。 孟德尔群体（Mendelian population）：也称群体，是指享有共同基因库并能相互交配的一群个体（一群可以相互交配进行繁殖的个体）。在有性繁殖的生物中，一个物种就是一个最大的孟德尔群体。 一个物种因地域或其他因素限制不能进行个体间的自由交配时，则不属于一个群体。 基因库（gene pool）：一个群体中全部个体所共有的全部基因。（指一个群体所包含的基因总和）。 随机交配（random mating，panmixis）：是指孟德尔群体中，任何个体都具有与其他个体以相同的机会进行交配。 基因频率（gene frequency）：也称等位基因频率(allele frequency)，是指群体中某一等位基因在该位点上可能出现的所有等位基因总数中所占的比率。 基因型频率(genotype frequency) ：在一个群体内某一基因型的个体在总群体中所占的比率。 遗传平衡（genetic equilibrium）：群体中等位基因的频率和基因型的频率一代一代保持不变的现象。 突变压（mutation pressure）：因基因突变产生的群体基因频率变化趋势称为突变压。 基因库（gene pool）：一个群体中全部个体所共有的全部基因称为基因库。 迁移（migration）：指个体从一个群体迁入(或迁出)另一个群体而引起的基因流动过程。 适合度（fitness）：又称适应值（adaptive value），一般以ω表示，它是指在一定环境下一个生物个体能够生存并能把它的基因传给下一代的相对能力。一般把最适基因型的适合度定为ω=1（100％），其它基因型的适应值在0 ～1之间。 选择系数（selective coefficient）：又称淘汰系数，一般记作s，是指在一定环境条件下，某基因型在群体中不利于生存的程度；或选择作用下降低的适合度即 s=1-ω。对于全部致死或不育的基因型s=1。 遗传漂变（genetic drift）：在一个小群体内，每代从基因库抽样形成下一代个体的配子时，会产生较大的抽样误差，由这种误差引起群体等位基因频率的偶然变化，叫做遗传漂变。 奠基者效应（founder effect）：一个由为数不多的几个个体建立起来的新的小隔离群体形成时，少数个体的基因频率决定了它们后代群体的基因频率的一种极端的遗传漂变作用。奠基者效应通常会导致新建种群与源种群的遗传分化，并使新建种群的遗传多样性低于源种群。 瓶颈效应（bottle neck effect）：当一个大的群体发生变化，群体的个体数急剧减少，然后由少数几个个体再发展为大规模群体，这种群体数量消长对群体遗传组成的影响称为瓶颈效应。 遗传多态性（genetic polymorphism）：同一群体中存在两种或两种以上变异类型的现象。 物种（species）：是个体间能够相互交配并能产生可育后代的自然群体。不同物种的种群之间存在着生殖隔离。界定物种的主要标准是：是否存在生殖隔离、能否进行相互杂交。分类学上定义为:具有一定形态、生理特征和自然分布区域的生物类群，是生物分类的基本单位、生物繁殖和进化中的基本环节。 自然选择（natural selec