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第十一章 群体遗传和进化 1. 物种（species）：指形态相似、分布于不同区域、彼此可以交配、并能产生正常可育后代的一群个体。 2. 群体（population）：指由一群可以相互交配的个体繁育而成的集合。 3. 孟德尔群体（Mondelian population）：能进行随机交配的一个群体，是群体遗传学的研究对象。 5. 基因频率（gene frequency）：是指一个群体中某一等位基因的数量与群体中在该位点上全部等位基因总数之间的比例。任何一个位点上的全部等位基因的频率之和为1。 6. 基因型频率（genotype frequency）：是指一个群体中某种基因型个体数占全部个体数的比例。任何一个位点上的全部等位基因的基因型频率之和为1。 基因频率和基因型频率的符号 2 群体的遗传平衡 哈代—温伯格（Hardy-Weinberg）法则 影响遗传平衡的因素 1908年，英国数学家哈代（Hardy）和德国医生温伯格（Weinberg）分别分别独立推导出随机交配群体的基因频率、基因型频率变化规律。 则F1代中A与ａ基因的频率分别是： 例，某一群体中，起始的基因型频率为： 随机交配一代基因型频率和基因频率为： 在随机交配情况下，第三代基因型频率和基因频率为 平衡群体的标志： 平衡群体的标志不是基因频率在上下代之间保持不变，而是基因型频率在上下代之间保持不变。 基因频率不变，基因型频率也可能会变化 基因型频率不变，基因频率一定不变 AA Aa aa 是否平衡？ 1. 0.5 / 0.5 2. 0.4 0.2 0.4 3. 0.25 0.5 0.25 Hardy－Weinberg定律的要点： 1、在一个随机交配的大群体中，如果没有其它因素的干扰，各世代之间基因频率和基因型频率保持不变。 2、在一个大群体内，不论起始基因频率和基因型频率如何，只要经过一代的随机交配，群体就能达到平衡。 Hardy－Weinberg定律的要点： 3、基因型频率是随着基因频率的变化而变化的，基因频率变化了，基因型频率一定会随之变化；基因型频率若保持不变，基因频率一定不会变化。 4、如果一个群体的基因频率和基因型频率在世代间保持不变，这个群体就被称为平衡群体。 2 影响遗传平衡的因素 选择（selection） 突变（mutation） 遗传漂变(genetic drift ) 迁移（transference） Hardy－Weinberg定律只是一种理想状态 影响基因频率变化的因素，如突变、选择、迁移和遗传漂移等，时时刻刻存在着。 在自然界中，尤其人类社会中，不可能有无限大的随机婚配群体。 这些因素正是生物进化的促进因素，其中突变和选择的作用更大。 　　例如：玉米致死基因： 设：正常绿色基因C和等位白苗基因c 的基因频 率为0.5。经过一代繁殖，子代群体中将有1/4隐性纯合体白苗。则：子代群体中的C频率变为2/3、c 频率只有1/3。 　　其中(1/3)2cc的白化苗个体又将被淘汰。 ①.淘汰显性性状，可迅速改变基因频率： 只需自交一代，选留具隐性性状的个体即可成功。 例如：　 红花　×　白花 　　　　　　　 　↓ 　　　　　　　 红花 　　　　　　　　 ↓? 　 红花3/4 : 白花1/4 淘汰红花植株、选留白花è迅速消除群体中的红花。 红花基因频率为0，白花基因频率升至1。 ②.淘汰隐性性状，改变基因频率较慢： 设：AA(p2)、Aa(2pq) 、aa(q2), 下一代中淘汰aa，但隐性基因a还存在于杂合子中，其频率是杂合子频率的一半。 不同情况下选择对基因频率的改变 2.2 突变（mutation） 基因突变对于改变群体遗传组成的作用 　 ① 能提供自然选择的原始材料； 　 ② 会影响群体等位基因频率。 如：一对等位基因，当A1→A2时，群体中A1频率 减少、A2频率则增加。 　长期A1→A2，最后这一群体中A1将完全被A2代替。 当一个群体内正反突变压相等即平衡状态时 设：A1→ A2为正突变，速率为u； 　　 A2 → A1为反突变，速率为v。 某一世代中A2频率为q，则A1频率为p = 1–q。 平衡时，qv = pu = (1 –q) u qv = u–uq qv + uq = u q (v+ u