[理学]第15章 群体的遗传平衡.ppt

第十五章 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之间，无负值。 如：某牛群中无角基因P的频率为0.01,有角基因p的频率为0.99。则该群体中约有2%的牛无角。 15.2.2 群体遗传结构 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 15.2.2 群体遗传结构 对伴性基因而言，可分成雌、雄两个群体来考查。 对雄异型生物来说，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，若无其它因素的影响，群体的基因频率一代一代传下去，始终保持不变。 在任何一个大群体内，无论上一代的基因型频率如何，只要经过一代随机交配，一对常染色体上的等位基因所构成的基因型频率就达到平衡状态，若无其它因素的影响，一代一代随机交配下去，这种平衡保持不变。 在平衡状态下，基因频率与基因型频率之间的关系为：D=p2，H=2pq，R=q2。或者说满足D=p2、H=2pq、R=q2条件的群体就是平衡群体。 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 基因型频率： D=0.3324 H=0.4859 R=0.1817 基因频率： p=0.57535 q=0.42465 基因型理论频率：D’=p2=0.3310,H’=2pq=0.4887,R’=q2=0.1803 理论人数(E)： 340.6 502.9 185.5 1029 x2=∑[(O-E)2/E]=0.0346[x20.05(1)=3.841, x20.95(1)=0.04]， 观察值与理论值之间一致的概率P＞0.95，表明这一调查结果符合Hardy-Weinberg定律。 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。 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时 p=D＋1/2H 通过 q= R＋1/2H 直接计算群体的基因频率 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与b共显性。 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.