12--群體遺傳與進化(編輯修改稿)
2024-08-31 08:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 性狀可以迅速改變基因頻率： 只需自交一代 ， 選留具有隱性性狀的個體即可成功 。 例如： 紅花 白花 ? 紅花 ?? 紅花 3/4 : 白花 1/4 淘汰紅花植株 、 選留白花 ?迅速消除群體中的紅花 。 紅花基因頻率為 0， 白花基因頻率升至 1。 31 設(shè)： 在一個隨機交配群體中 紅花株占 84%、白花株占 16%。 ∴ 白花基因頻率 p2 = 紅花基因頻率 p1 = 1 –p2 = 1 – = 如果把 16%的白花植株選留下來 ， 下一代都是白花植株 。 這時 p2 = p1 =0， 基因頻率迅速發(fā)生了改變 。 32 ② 淘汰隱性性狀 ， 改變基因頻率較慢： 設(shè)： 未加選擇的隱性基因初始頻率為 p2(0)。 淘汰隱性基因 A2A2 ， 下一代隱性基因頻率 p2(1) 只能從雜合子所占的比值求出 。 ∵ A2只占雜合體基因的一半 ∴ A2在總個體中所占的比值可通過計算求出： 連續(xù) n代淘汰 后 ， 得隱性等位基因頻率為： )0(2)0(2)0(2)0(1)0(2)0(2)0(12)0(1)0(2)0(1)1(2 122 ppppppppppp??????)0(2)0(2)(2 1 nppp n??33 設(shè)： 原來白花基因頻率 p2（ 0） = 。 當(dāng)連續(xù)淘汰白花植株 10代后的基因頻率： ∴ 至 第 10代時 ， 隱性基因頻率還保持 。 在上例中 ， 隱性基因頻率逐代下降： (p2(0))?(p2(1))?(p2(2))? (p2(3)) ? (p2(4))? …… ? (p2(10)) ∴ 從表現(xiàn)型上淘汰隱性性狀的速度很慢 ， 其淘汰效果隨世代的增加而變差 ， 以 。 1 )0(2)0(2)10(2 ?????? nppp34 3．選擇影響基因頻率的效果 ① 基因頻率接近 ，選擇最有效。 基因頻率 或 ，選擇有效度就降低很快； ② 當(dāng)隱性基因很少時，對一個隱性基因的選擇或淘汰的有效度就很低。 此時隱性基因幾乎完全存在于雜合體中而得到保護。 36 在正向選擇壓下 ， 異交群體的表現(xiàn)型值隨世代增加而不斷增加 ， 同時 ， 群體的表現(xiàn)型變異則不斷減少 。 異交群體在正向選擇壓下的表現(xiàn)型值頻率 37 5． 突變后形成新生物類型 ， 在自然選擇壓力下 ， 適者生存： ? 如新變異類型比原類型更適應(yīng)環(huán)境條件 ， 可以繁殖更多后代 ?代替原有類型成為新種 。 ? 如新產(chǎn)生類型和原有類型都能生存下來 ， 則不同類型就分布在各自最適宜地域 ? 成為地理亞種 。 ? 新類型不如原有類型 ?消失 。 ∴ 自然選擇 是生物進化的主導(dǎo)因素 ， 而 遺傳 和 變異 則是其作用的基礎(chǔ) 。 39 40 三 、 遺傳漂變 (geic drift， 亦稱隨機遺傳漂變 ) 1． 概念： 一個小群體內(nèi) ， 每代從基因庫中 抽樣 形成下一代個體的配子時 ， 就會產(chǎn)生較大的抽樣誤差 ， 由這種誤差引起群體等位基因頻率的偶然變化 ， 叫做 叫做 遺傳漂變 。 41 2． 引起遺傳漂變的原因： 遺傳漂變一般發(fā)生于小群體中 。 ∵ 在一個大群體中 ， 如果不產(chǎn)生突變 ， 則根據(jù) 哈德－魏伯格定律 ， 不同基因型的頻率將會維持平衡狀態(tài)； 在一個小群體中： ∵ 一個小群體與其它群體相隔離 ， 不能充分地隨機交配 。 ∴ 在小群體內(nèi) 基因不能達到 完全自由分離和組合 ， 使基因頻率容易產(chǎn)生偏差 。 但這種偏差不是由于突變 、 選擇等因素引起的 。 一般群體愈小 ?愈易發(fā)生遺傳漂變作用 。 44 3． 遺傳漂變的作用： 許多 中性 或 不利性狀 的存在不一定可用自然選擇來解釋 ，可能是遺傳漂變的作用保持下來 。 ∴ 遺傳漂變 可能使中性基因 (既無利又無害的基因 )保存下來或被淘汰 ， 也可能使有利基因淘汰掉而保存有害基因 。 對瀕危動物而言 ， 很可能導(dǎo)致絕滅 。 例如： 在人類不同種族所具有的 血型 頻率差異無適應(yīng)性上的意義 ， 但能同類人猿一樣將血型差異一直傳遞下來 ， 可能是遺傳漂變的結(jié)果 。 45 四 、 遷移 （ Migration ） 指在一個大群體內(nèi) ， 由于 每代 有一部分個體新遷入 ?導(dǎo)致其 基因頻率變化 的現(xiàn)象 。 個體的遷移也是影響群體基因頻率的一個因素 。但遷移一般是小規(guī)模的 。 Map of fr(B allele) of ABO locus parallels Mongol migration into Europe after end of Roman Empire. 46 設(shè)： 一個大群體內(nèi) ， 每代有一部分個體新遷入 ， 其遷入比率為 m， 則 1 –m為原有的個體比率 。 令： 遷入個體某基因的頻率為 qm， 原有個體的同一基因的頻率為 q0， 二者混合后 群體內(nèi)等位基因的頻率 q1將為： q1 = mqm + (1 –m)q0 = mqm + q0 –mq0 = m(qm –q0) + q0 一代遷入引起基因頻率變化 （ △ q） 則為 △ q = q1 –q0 = m(qm–q0) + q0 –q0 = m(qm–q0) ∴ 有遷入個體的群體內(nèi) ， 基因頻率的變化率等于遷入率 同 遷入個體基因頻率與原來基因群體頻率 差數(shù) 的乘積。 47 第三節(jié) 達爾文的進化學(xué)說 48 一、生物進化的概述 生命在地球上起源于 35億年前。 ?原始氣體冷凝匯流成海洋 ?火山爆發(fā)和閃電等能量?氣體合成簡單有機物 ?氨基酸聚合成肽鏈又重新回到水中 ?各種大分子進化 ?原核細胞和真核細胞 49 ∴ 原始地球首先合成氨基酸等有機分子 ?整合成蛋白質(zhì) 、 核苷酸和脂肪酸等生命分子 ?產(chǎn)生古細菌等生物有機體 ?藍藻等原核生物(25~34億年前 , 能夠進行光合作用 ) ?原始真核生物 (22億年前 ) ? 植物 、 動物 。 50 生物進化樹 51 進化論 認為 形成一個新種 需在遺傳 、 變異和自然選擇 、 隔離等因素作用下 ， 從一個舊物種逐漸演化形成一個新物種 。 52 二 、 達爾文的進化學(xué)說及其發(fā)展 ㈠ 、 拉馬克 ： 《 動物學(xué)哲學(xué) 》 。 提出 用進廢退 和 獲得性狀遺傳原理 ?解釋生物進化 ?認為動植物生存條件的改變是引起遺傳特性發(fā)生變異的根本原因 。 53 外界環(huán)境條件對生物的影響有兩種形式： ① ． 對于植物的影響是直接的： 如 水生毛茛 ， 生長在水面上的葉片呈掌狀 、 而生長在水面下的葉片呈絲狀； ② ． 對于具有發(fā)達神經(jīng)系統(tǒng)的高等動物則是間接的： 當(dāng)外界環(huán)境條件改變時 ?引起動物習(xí)性和行為改變 ?促使某些器官使用的加強和減弱 。 用進廢退和獲得性狀的遺傳 ?生物才逐漸得以發(fā)展 。
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