群体遗传与进化

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长度频率f世代P1P2F1F2B1B2521113182122161311131691710616964593610513426111413163下面数据是冬小麦有关世代的抽穗期，试估算广义遗传率和狭义遗传率第十三章群体遗传和进化第一节群体的遗传平衡第二节改变遗传平衡的因素第三节生命的起源与进化第一节群体的遗传平衡一、基本概念二、基因型频率与基因频率三、遗传平衡定律群体：population有相互交配关系、能自由进行基因交流的同种生物个体的总和。基因库(genepool)：群体内全部个体共有的全部基因一、基本概念孟德尔群体在一个有性繁殖的生物群体中，个体间的交配是随机的，基因的分配、交换、重组都服从孟德尔式的随机规律，这样的群体称为孟德尔群体，又叫随机交配群体一个物种一个品种一个玉米自交系二、基因型频率和基因频率一个群体内某种特定基因型所占的比例基因型个体数基因型频率AAD'D=D'/NAaH'H=H'/NaaR'R=R'/NN1基因型频率（genotypicfrequency）基因频率(genefrequency)一个群体内某特定基因座(locus)上某种等位基因占该座位等位基因总数的比例，也称为等位基因频率(allelefrequency)等位基因基因座数基因频率A2D'+H'p=(2D'+H')/2ND+½Ha2R'+H'q=(2R'+H')/2NR+½H2N11例如已知玉米的自然群体中，结糯性籽粒的有250株，结非糯性籽粒的有750株，而且已知其中非糯性纯合体占250株请计算三种基因型的基因型频率表现型非糯性非糯性糯性基因型WxWxWxwxwxwx株数250500250基因型频率0.250.500.25基因频率的计算基因型WxWxWxwxwxwx株数250500250例如求基因Wx

与wx

的基因频率？已知群体总数为1000株，基因总数为2000个∴Wx基因频率=2×250+5002000=0.50wx基因频率=500+2×2502000=0.50三、遗传平衡定律Hardy与Weinberg(1908)分别推导出随机交配群体的基因频率、基因型频率变化规律——遗传平衡定律(哈德-温伯格定律)在一个完全随机交配的大群体内，如果没有其它因素（如突变、选择、迁移、遗传漂变）干扰时，群体的基因频率与基因型频率在生物世代之间将保持不变内容随机：等位基因的分离是随机的非等位基因的组合是随机的个体间的交配是随机的——配子的结合是随机的设某群体内A基因频率为p，a基因频率为qD=p2AA基因型频率Aa基因型频率aa基因型频率H=2pqR=q2则有该群体产生的配子频率A=

p2+1/2(2pq)=p(p+q)=pa=1/2(2pq)

+q2=q(p+q)=q♀配子♂配子A=pa=qA=pa=qAA=p2Aa=pqaA=qpaa=q2下代基因型及基因型频率上代与下代的基因频率及基因型频率保持不变群体保持平衡设某群体第一代基因型D1=0.5H1=0.4R1=0.1第一代p1=0.70q1=0.30第二代D2=0.49H2=0.42R2=0.09p2=0.70q2=0.30第三代D3=0.49H3=0.42R3=0.09p3=0.70q3=0.30p1=p2=p3=···q1=q2=q3=···D1≠D2H1≠H2R1≠R2D2=D3=D4=···H2=H3=H4=···R2=R3=R4=···在随机交配的大群体中，如果没有其他因素干扰，群体将是一个平衡群体群体处于平衡状态时：各代基因频率保持不变，且基因频率与基因型频率间关系为：D=p2，H=2pq，R=q2非平衡大群体(D≠p2，H≠2pq，R≠q2)只要经过一代随机交配，就可达到平衡遗传平衡定律的要点基因频率分析1。无显性或不完全显性、共显性此情况下，基因型与表现型是一致的2。完全显性此情况下，基因型三种、表现型两种1.无显性或不完全显性、共显性此情况下，基因型与表现型是一致的例如1971年，我国某大城市调查1788人的MN血型，结果如下：M型397人，MN型861个，N型530人，求：基因型频率和基因频率已知人类MN血型由常染色体上的一对等位基因控制M型=0.222MN型=0.482N型=0.296M=0.463N=0.537例：儿童中有一种幼年失明痴呆症，由一对常染色体隐性基因纯合而致，假定它在人群中的发病率为0.000038，试计算人群中携带致病基因的几率？2.完全显性cc=0.000038=q2q=0.0062p=1-q=0.9936Cc个体频率=2pq=2×0.9936×0.0062=0.0123解析：

遗传平衡定律的意义

育种工作，实际上是一种改变群体遗传结构的工作，可以说，改变群体的基因频率和基因型频率，打破它的平衡，乃是目前动、植物育种中的主要手段

当育成一个好的品种时，则必须保持其遗传结构的稳定，否则，将引起优良品种的退化

研究群体中基因的动态和行为，对许多遗传疾病的防治和优生学提供了理论依据第二节改变遗传平衡的因素群体保持平衡状态的条件群体内个体间的完全随机交配群体内没有其他因素（如突变、选择、迁移）的干扰影响群体平衡状态的因素突变选择迁移遗传漂变突变能够直接导致群体基因频率改变一、突变突变对群体遗传组成的作用：为自然选择提供原始材料突变压(mutationpressure)：因基因突变而产生的基因频率变化趋势uA=======av二、选择选择压及其作用：选择压：由于选择作用产生的基因频率改变的趋势选择对基因频率改变有非常重要的作用选择效果：当等位基因频率接近0.5时，选择压最大，而当其大于或小于0.5时选择压将明显下降选择对显性不利基因的淘汰速度明显大于隐性不利基因，尤其是当隐性基因的频率很低时，选择效果将明显下降三、遗传漂变（geneticdrift）由于样本机误造成基因频率的随机波动漂变在所有群体中都会出现，在小群体中更为明显遗传漂变没有确定方向，世代群体间基因频率变化是随机的，因此又称为随机遗传漂变(randomgeneticdrift)四、迁移迁移指生物个体从一个居群进入另一个居群如果迁入个体的基因频率与原群体不同，将改变基因频率设一群体的基因频率为p0,q0。若从另一群体(基因频率为pm,qm)迁入若干个体，占新群体比例(迁入率)为m，则：迁入后新群体的基因频率为：p1=(1-m)p0+mpmq1=(1-m)q0+mqm基因频率的改变为：

Δp=p1-p0=(1-m)p0+mpm-p0=m(pm-p0)

Δq=q1-q0=(1-m)q0+mqm-q0=m(qm-q0)