第7章 群体遗传与进化

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1、第七章群体遗传与进化本章重点基因频率与基因型频率遗传平衡定律影响群体遗传平衡的因素自然群体的遗传多态性物种的形成方式生物的分子进化第一节群体的遗传平衡一、孟德尔群体（遗传学）群体：指各个体间有相互交配关系的集合体。在一个大群体内，基因在从一代传递到下一代的过程中仍然遵循孟德尔的分离规律和自由组合规律。这样的群体称为孟德尔群体（Mendelianpopulation）。最大的孟德尔群体可以是一个物种。孟德尔群体与一般群体的主要区别在于群体内个体间能够随机交配。∴几乎所有的异花授粉植物群体都属于孟德

2、尔群体，而自花授粉植物构成的群体则只能属于一般的群体或称非孟德尔群体。二、群体的基因频率和基因型频率1．基因型和表现型基因型：基因的一种组合→个体遗传组成。表现型：生物个体所表现的性状→基因型与环境影响共同作用的结果。2．基因型频率和基因频率①基因型频率(genotypefrequency)：一个群体内某种特定基因型所占的比例。∵一个群体由许多不同基因型的个体所组合。基因型是受精时由父母本基因组成，∴基因型频率需从F2的表现型比例推算出来，再从F3加以验证。②基因频率（genefrequency

3、）或等位基因频率（allelefrequency）：一个群体内特定基因座某一等位基因占该基因座等位基因总数的比例。♣设一对同源染色体某一基因座有一对等位基因Aa。其中A频率为p、a频率为q，则p＋q=1由这一对基因可以构成三种不同基因型AA　　Aaaa个体数为　NDNHNR♣设群体总个体数为N，即ND+NH+NR=N基因A的频率:基因a的频率:例如：假设紫茉莉花冠颜色的遗传受一对等位基因（W与w）的控制，属于不完全显性遗传。其基因型WW的花冠表现为红色，Ww的花冠为粉色，ww的花冠为白色。如果某

4、紫茉莉群体共有1000株，其中开红色花的有300株，开粉色花的有500株，开白色花的有200株。表现型基因型株数基因型频率红花WW(ND)300(D)0.3粉色花Ww(NH)500(H)0.5白花ww(NR)200(R)0.2总计10001∴W与w基因频率则为：p＋q＝0.55＋0.45＝1。三、遗传平衡定律与平衡群体的性质1、遗传平衡定律（Hardy-Weinbergprinciple）（1）概念：在一个随机交配的大群体中，如果没有突变、选择、迁移和遗传漂变等因素的干扰，群体的基因频率和基因型

5、频率将保持不变；在任何一个大群体内，不论基因频率和基因型频率如何，只要经过一代随机交配，这个群体就可以达到平衡状态；群体处于平衡状态时，基因型频率和基因频率的关系是D=p2，H=2pq，R=q2。（2）验证：设一原始群体，有一对等位基因A与a，频率分别为p0和q0，其相应基因型AA、Aa、aa的频率分别为D0、H0、R0。♀♂A（p0）a（q0）A（p0）AA（p02）Aa（p0q0）a（q0）Aa（p0q0）aa（q02）F1代的各基因型及其频率为：D1＝p02，H1＝2p0q0，R1＝q0

6、2F1代的各基因型频率：D1＝p02，H1＝2p0q0，R1＝q02可知F1代A、a基因的频率分别为：同理可证：……即p0＝p1＝p2＝…＝pnq0＝q1＝q2＝…＝qn表明，从F1群体到Fn群体，基因的频率保持不变，且与原始群体的基因频率完全相同。经随机交配：F1基因型频率：D1＝p02，H1＝2p0q0，R1＝q02再经一代随机交配，群体的基因型为：D2＝p12＝p02，H2＝2p1q1＝2p0q0，R1＝q12＝q02如此继续随机交配，D1＝D2＝D3＝D4……＝Dn＝p02，H1＝H2＝

7、H3＝H4……＝Hn＝2p0q0，R1＝R2＝R3＝R4……＝Rn＝q02。∴无论原始群体基因型频率为多少，只要经过一代随机交配，群体的基因型频率就在此基础上保持不变。2、平衡状态群体的特征(1)p0＝q0＝1/2时，H有最大值，即H＝2p0q0＝0.5；而在其他情况下，H＜0.5；(2)当群体中杂合体频率是两个纯合体频率的乘积的平方根的2倍时，群体处于遗传平衡状态；H＝2或H2＝4DR(3)在奇次坐标中，平衡群体点的运动轨迹为一条抛物线4DR－H2＝0。各基因频率与3种基因型频率之间的关系0.

8、5频率p频率q基因型频率01.01.000.80.60.40.2第二节影响群体遗传平衡的因素一、突变（mutation）突变可使一个等位基因（A）变为另一个等位基因（a），因此突变能影响等位基因的频率。如：一对等位基因，当A→a时，群体中A频率减少、a频率则增加。长期A→a，最后该群体中A将被a代替→这就是由于突变而产生的突变压。设：A→a为正突变，速率为u；a→A为反突变，速率为v.于是每代a基因频率的净改变量为：△q＝pu－qv＝（1－q)u－qv经过足够多的世代，增加量与减少量相等，即Δq