第六章分子系统发育分析
《分子生物学导论》笔记_学习笔记

《分子生物学导论》笔记第一章:分子生物学概述1.1分子生物学的定义与发展1.2分子生物学的研究对象1.3分子生物学与其他学科的关系1.4分子生物学的重要性第二章:DNA的结构与功能2.1DNA的双螺旋结构2.2DNA的复制机制2.3DNA的修复与重组2.4DNA的功能与基因表达第三章:RNA的类型与作用3.1信使RNA(mRNA)3.2转运RNA(tRNA)3.3核糖体RNA(rRNA)3.4小RNA及其功能第四章:蛋白质的合成与功能4.1转录与翻译过程4.2蛋白质的结构层次4.3蛋白质的折叠与修饰4.4蛋白质的功能与作用机制第五章:基因调控机制5.1基因表达调控的基本概念5.2转录因子与增强子5.3表观遗传学与基因表达5.4RNA干扰与基因沉默第六章:分子生物学的应用6.1分子生物学在医学中的应用6.2分子生物学在农业中的应用6.3分子生物学在生物技术中的应用6.4未来发展与挑战第1章:分子生物学概述分子生物学的定义与发展分子生物学是研究生命现象的分子基础的科学,主要关注生物大分子的结构、功能及其相互作用。
其核心内容包括DNA、RNA和蛋白质的相互关系。
分子生物学的起源可以追溯到20世纪初,随着显微镜技术的发展,科学家们对细胞组成的认识逐渐深入。
1940年代,随着DNA的双螺旋结构被发现,分子生物学开始正式形成。
关键概念包括:DNA(脱氧核糖核酸):遗传信息的载体,结构为双螺旋。
RNA(核糖核酸):在基因表达中起到中介作用,主要类型有信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
蛋白质:由氨基酸构成,承担细胞内外的多种功能。
重要发展里程碑:1953年,沃森和克里克提出DNA双螺旋结构。
1961年,霍普金斯等人发现RNA的转译机制。
1970年代,基因工程技术的引入,推动了分子生物学的应用。
考点:分子生物学定义的准确描述DNA、RNA和蛋白质的基本功能和相互关系重要历史事件及其影响分子生物学的研究对象分子生物学的研究对象主要包括核酸(DNA和RNA)、蛋白质、酶及其相互作用。
研究生高级菌物学第六章 菌物在生物界中的地位及分类

二、Whittaker(1969)五界系统
原核类——原核生物界(细菌、蓝藻) 生物 真核类 多细胞 单细胞——原生生物界 植物界(光合作用) 真菌界(吸收营养) 动物界(吞食营养 )
三、陈世骧(1979)六界系统
植物界 真菌界 动物界 蓝藻界 细菌界
真核总界
原核总界
非细胞总界 —— ?病毒界
四、Cavalier-Smith(1988~1989)八界系统
第二节 菌物在生物界中的地位
一、林奈(Linnaeus,1753)两界系统 植物界——菌藻植物门(后单列为真菌门) 动物界
一、目的:世界菌物约有100~150万种,已描述 80060种,为避免混乱、便于交流,必须按较合理的 分类系统给每一种(或其他分类阶元)菌物进行命 名,并确定它在该系统中的分类地位;此外,应尽 可能指出与已知种类之间的亲缘关系。
5. Alexopoulos et al.(1996)分类体系:
l 即《Introductory Mycology, 4th edn.》的分类体系,
与《安、比氏菌物词典》第八、九版的区别不大。
只承认一个菌物界,下设的11个门与《安、比氏
菌物词典》第八版完全相同,将半知菌(无性子
囊菌)归入子囊菌门。
第三节 菌物的起源及演化
一、菌物起源的两个学派
l菌物来自藻类:根据性器官的形态及交配方式推测,认 为菌物是失去色素并变成异养的藻类。这种起源是多元 的——鞭毛菌来自绿藻,接合菌来自接合藻,子囊菌来 自红藻,担子菌则由子囊菌演化而来。 l菌物来自原始鞭毛生物:许多菌物系统发育研究者认为 菌物来自原始的鞭毛生物。鞭毛生物的演化也是多元的 ——后生单鞭毛者演化为壶菌,前生单鞭毛的演化为丝 壶菌,双鞭毛的演化为卵菌,子囊菌由藻状菌演化而来。 现今持此观点的人居多。
高一必修一生物第六章知识点(通用8篇)

高一必修一生物第六章知识点(通用8篇)高一必修一生物第六章知识点第1篇1、细胞膜的功能控制物质进出细胞进行细胞间信息交流2、植物细胞的细胞壁成分为纤维素和果胶,具有支持和保护作用3、制取细胞膜利用哺乳动物成熟红细胞,因为无核膜和细胞器膜4、叶绿体:光合作用的细胞器;双层膜线粒体:有氧呼吸主要场所;双层膜核糖体:生产蛋白质的细胞器;无膜中心体:与动物细胞有丝分裂有关;无膜液泡:调节植物细胞内的渗透压,内有细胞液内质网:对蛋白质加工高尔基体:对蛋白质加工,分泌5、细胞膜、核膜、细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统,它们在结构和功能上紧密联系,协调。
维持细胞内环境相对稳定生物膜系统功能许多重要化学反应的位点把各种细胞器分开,提高生命活动效率核膜:双层膜,其上有核孔,可供mRNA通过结构核仁高一必修一生物第六章知识点第2篇第6章细胞的生命历程第1节细胞的增殖一、限制细胞长大的原因①细胞表面积与体积的比。
②细胞的核质比二、细胞增殖细胞增殖的意义:生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础真核细胞分裂的方式:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂(一)细胞周期(1)概念:指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。
(2)两个阶段:分裂间期:从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前分裂期:分为前期、中期、后期、末期(3)特点:分裂间期所占时间长。
(二)植物细胞有丝分裂各期的主要特点:分裂间期特点:完成DNA的复制和有关蛋白质的合成结果:每个染色体都形成两个姐妹染色单体,呈染色质形态前期特点:①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失染色体特点:1、染色体散乱地分布在细胞中心附近。
2、每个染色体都有两条姐妹染色单体中期特点:①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上②染色体的形态和数目最清晰染色体特点:染色体的形态比较固定,数目比较清晰。
故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。
后期特点:①着丝点一分为二,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。
生物信息学第七章分子进化与系统发育分析2

生物信息学第七章分子进化与系统发育分析(2)同义与非同义的核苷酸替代❒同义替代:编码区的DNA序列,核苷酸的改变不改变编码的氨基酸的组成❒非同义替代:核苷酸改变,从而改变编码氨基酸的组成❒计算方法:进化通径法Kimura两参数法采用密码子替代模型的最大似然法SdS❒Ka/Ks ~ 1: 中性进化❒Ka/Ks << 1: 阴性选择,净化选择❒Ka/Ks >> 1: 阳性选择,适应性进化❒多数基因为中性进化,约1%的基因受到阳性选择->决定物种形成、新功能的产生❒PAML, MEGA等工具:计算Ka/Ks及统计显著性进化通径法:Nei-Gojobori❒首先需要考虑:潜在的同义(S )和非同义位点数(N )❒基本假设:所有核苷酸的替代率相等❒用f i 表示某一个密码子第i 位的核苷酸上发生同义替代的比例;(i=1,2,3)❒所有密码子潜在的同义和非同义替代的位点数定义如下:,n=3-s∑==31i i f s潜在的同义和非同义位点数的估计❒例如对于Phe, 密码子TTT, 第三位T变成C时为同义替代,变成A/G为非同义替代❒因此:❒s=0+0+1/3❒n=3-1/3=8/3❒终止密码子忽略不计;如Cys的TGT, s=0.5整个序列的同义与非同义估计❒和N=3C-S; Sj 为第j 位密码子的s 值,C 为所有密码子的总数❒S+N=3C :所比较的核苷酸的总数∑==C j j S S 1S d 与N d 的计算:进化通径❒当一对密码子仅存在一个差异时,可以立即判断是同义还是非同义,进化通径只有一种可能;例如对于GTT(Val)和GTA(Val),s d =1,n d =0;而对于ATT(I)和ATG(M),s d =0,n d =1❒一对密码子存在两个差异时:两种进化通径(简约法,即最少需要)。
例如:比较TTT(Phe)和GTA(Val): (1) TTT(Phe)<->GTT(Val)<->GTA(Val)(2) TTT(Phe)<->TTA(Leu)<->GTA(Val)❒s d =1/2=0.5,n d =3/2=1.5❒同样,终止密码子不予考虑一对密码子存在三个差异时:六种进化通径。
初一生物第六章课堂笔记

初一生物第六章课堂笔记1. 人的眼球分为外膜(角膜、巩膜)、中膜(虹膜、睫状肌、脉络膜)内膜(视网膜)。
虹膜的中央有瞳孔,瞳孔是光线的通道。
角膜无色,可以透过光线;晶状体、玻璃体和房水有折射作用。
巩膜保护眼球;视网膜含有感光细胞能感受外界光线的刺激;2. 视觉的形成:外界物体反射来的光线,依次经过角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体、并经过晶状体的折射,最终落在视网膜上,形成了物象物象通过视神经传给大脑的一定区域,人就产生了视觉。
3. 近视眼:晶状体的圆锥渡过小或眼球的前后径过长,物象落到视网膜的前方。
看不清楚远处的物体。
通过配戴凹透镜予以矫正。
4. 预防近视眼做到三要和四不看,读写姿势要正确,眼与书的距离33厘米左右;看书、看电视或看电脑1小时后要休息一下,要远眺几分钟;不要在直射的强光下看书;不要在管线暗的地方看书;部躺卧着看书;部走路看书。
5. 耳的结构:外耳(耳郭、外耳道)中耳(鼓膜、鼓室、听到小鼓)内耳(半规管、前耳蜗)。
6. 听觉的形成:外界的声波经过外耳道传到鼓膜,鼓膜的震动通过听小骨传到内耳,刺激了耳蜗内的听觉细胞将信息通过听觉神经传到大脑的一定区域,人就产生了听觉。
7. 为了维护感官,除了增加和消解噪音以外,还要特别注意不要用锋利的东西挖耳朵;碰到非常大声响的时候快速张开口,并使咽鼓管张开或发飙、堵耳,以维持鼓膜内外大气压力的均衡;鼻部存有炎症,必须及时化疗,防止引发中耳炎。
不想污水步入外耳道,防止外耳道病毒感染。
8. 人体的感觉器官有眼、耳、鼻、舌、皮肤。
眼睛是视觉器官,耳朵是听觉器官,鼻子是嗅觉器官,舌是味觉器官,能感受酸甜苦辣的刺激;皮肤具有感受外界冷热触痛刺激的功能。
9. 身体各部分协调一致主要依靠神经系统的调节作用其次依靠内分泌系统的调节作用。
10. 神经系统由脑(大脑、小脑、脑干)、脊髓和它们所发出的神经组成。
脑和脊髓是中枢神经系统,脑神经和脊神经是周围神经系统。
11. 大脑包含左右两个大脑半球,表面就是大脑皮层,约存有亿个神经细胞,具备感觉、运动、语言等多种生命活动的功能区(神经中枢)。
生物必修一第六章第二节知识点归纳

生物必修一第六章第二节知识点归纳高中生物必修一第六章第二节讲的是细胞的分化这一内容,下面是店铺给大家带来的生物必修一第六章第二节知识点归纳,希望对你有帮助。
生物必修一第六章第二节知识点一、细胞的分化(1)概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。
(2)过程:受精卵增殖为多细胞分化为组织、器官、系统发育为生物体(3)特点:持久性、稳定不可逆转性、普遍性分裂结果:增加细胞的数目分化结果:增加细胞的种类细胞分化是生物个体发育的基础。
使多种生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
基因进行选择性表达。
二、细胞全能性:(1)体细胞具有全能性的原因由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的,一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的DNA分子,因此,分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。
(2)植物细胞全能性高度分化的植物细胞仍然具有全能性。
特点:①高度分化②基因没改变例如:胡萝卜跟根组织的细胞可以发育成完整的新植株(3)动物细胞全能性高度特化的动物细胞,从整个细胞来说,全能性受到限制。
但是,细胞核仍然保持着全能性。
例如:克隆羊多莉(4)全能性大小:受精卵>生殖细胞>体细胞高中生物学习方法回归课本最重要经过对一部分的同学做试卷分析,发现很多的人觉得生物的题出得很难,但实际上他们错的题更多的是最基础的内容,长时间没有回顾学过的内容,很多人已经忘了一些很基础的知识,有谁还能准确地说出性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离等概念?还有谁能记得有氧呼吸的三个步骤?或者伴性遗传病与常染色体遗传病的区别?如果不能的话,孩子们,回归课本吧!先将基础知识梳理清楚再说!多想几个为什么生物的考察的另一个重点就是通过现象看本质。
那么这就要求我们在复习的过程中除了要理解透彻基础知识外,还要多想想为什么是这样。
比如说为什么影响光合作用的因素是二氧化碳、水分、温度等,它们是怎么影响光合作用的。
2019-2020年高中生物 第六章细胞分化教案 新人教版必修1
2019-2020年高中生物第六章细胞分化教案新人教版必修1一、学习需求分析(一)、教学内容分析“细胞的分化”是人教版的生物必修一《分子与细胞》第六章第二节的内容,是“细胞的生命历程”这一主题下的一节内容,教学课时为一课时。
教材在前几节内容中已充分体现了生物体通过生殖而延续、通过细胞分裂而延续的主体思想,在此则进一步提出了通过发育而延续的主题。
细胞分化是细胞生命历程中的一个重要内容,学生所学的细胞分裂是分化的基础。
细胞分化又是个体发育的基础,在此之前,学生所学的遗传部分的性状表达,是细胞分化的分子基础。
关于全能性的理解与以后学习一些生物科技也有着密切的关系,对学生系统掌握“生命延续”这一主题内容来说还是有一定的重要性。
(二)、教学对象分析在初中阶段,学生已学习过有关组织、器官、系统的知识,对于细胞分化的例子有一些感性的认识,但因为本节内容又涉及到个体发育、分化的本质、细胞全能性等比较抽象难懂的知识,教学课时安排的又是一节课,因此,尽管高一学生有相对较强的理解、分析能力,但在有限的教学时空内要让学生真正了解本节教学内容,在实际的教学过程中,确实存在“教师难教、学生难学”的教学现状。
二、教学目标(一)知识与技能1、知道细胞分化的概念、特点及意义。
2、知道细胞全能性概念及应用。
(二)过程与方法1、关注人的胚胎发育过程,了解从受精卵发育成为个体过程中所发生的细胞分化现象。
2、收集和阅读有关植物细胞全能性和植物组织培养的资料,了解和关注相关研究成果。
(三)情感、态度与价值观1、通过学习细胞分化机理,养成严谨的思维方式,激发学生敢于质疑不断探求新知识的科学精神。
2、从植物组织培养的成功实例中,感悟植物组织培养技术对社会经济发展的价值和作用。
三、教学策略细胞分化是多细胞生物体发育的基础和核心,细胞分化的概念,内涵较深刻,也是学生较难理解的。
通过设疑帮助学生理解彼此相似的细胞,最初由一个受精卵经过分裂和分化,发育为形态、结构和功能上不相同的细胞,这一变化过程即为细胞分化。
蚁科6属6种线粒体基因组分子系统发育分析
蚁科6属6种线粒体基因组分子系统发育分析本研究采用高通量测序方法,测定了蚁科6属6种(即粗角猛蚁属Cerapachy 的西藏粗角猛蚁C.xizangensis、矛猛蚁属Myopopone的红矛猛蚁M.castanea、细长蚁属Tertaponera的飘细长蚁T.allaborans、小眼蚁属Myopias的洛巴小眼猛蚁M.luobaensis、行军蚁属Doxrylus的东方行军蚁D.orientalis、钝猛蚁属Amblyopone的细齿点猛蚁A.crenatum)的线粒体基因组全序列,并自行设计引物补齐了高通量测序缺口。
对每一个种的线粒体基因组进行了注释和碱基分析,并下载NCBI上已经发表的蚁科20种的线粒体基因组序列,提取其蛋白质基因和rRNA基因,并联合本研究的6种,建立了COX1,COX2,rrnL,rrnS,COX1+COX2+rrnL+rrnS以及蛋白基因6个数据集,构建BI 树和ML树进行系统发育分析,旨在探讨蚁科各种在亚科级阶元上的系统发育关系,丰富其线粒体基因数据库。
本研究得到以下结果:1.测得粗角猛蚁属Cerapachy的西藏粗角猛蚁C.xizangensis、矛猛蚁属Myopopone的红矛猛蚁M.castanea、细长蚁属Tertaponera的飘细长蚁T.allaborans、小眼蚁属Myopias的洛巴小眼猛蚁M.luobaensis、行军蚁属Doxrylus东方行军蚁D.orientalis、钝猛蚁属Amblyopone-细齿点猛蚁A.crenatum的线粒体序列分别为16769bp,15890bp,15459bp,15227bp,17792bp,16016bp,其中洛巴小眼猛蚁和东方行军蚁的线粒体序列可能在CR区附近存在缺口,其余序列均已测通。
2.研究发现6种蚂蚁的线粒体蛋白基因均排列一致,且ATP8-ATP6与NAD4-NAD4L这两组基因之间常有基因重叠现象。
(完整)生物信息学复习小结(中科大)
第二章:序列的采集和存储2. 序列数据的存储核酸序列数据库国际三大核酸序列数据库:GenBank, EBML, DDBJdbEST: Expressed Sequences Tags数据库UniGene等RefSeq: The Reference Sequence Database蛋白质序列数据库UniProtSwiss—prot & TrEMBL, PIR基因组数据库: Ensembl第三章序列比对I序列间比对的对应关系:匹配、替代、缺失、插入双序列比对算法:Dot matrix(点阵法)动态规划算法Needleman-Wunsch算法Sij = max of Si—1,j-1 + σ(xi , yj )Si—1,j —d ( 从左到右)Si,j—1 —d ( 从上到下)Smith-Waterman 算法Sij = max of 0Si-1,j-1 + σ(xi , yj )Si—1,j -d (从左到右)Si,j—1 -d (从上到下)FASTA和BLAST算法PSI-BLAST (位点特异性迭代BLAST):1. 使用普通的blast算法进行搜索;2。
将搜索得到的序列,包括输入的序列放在一起,构建位点特异性的矩阵(Position Specific Matrix);3。
利用上面得到的矩阵谱(profile),再次在数据库中进行搜索;4. 重复2 ,3 步,直到不再有新的序列出现;PHI—BLAST : 模式发现迭代BLAST第三章序列比对Ⅱ打分矩阵及其含义1,计分方法2, PAM系列矩阵3, BLOSUM 系列矩阵多序列比对:方法改进1。
渐进方法:代表:ClustalW/X, T—Coffee(1)ClustalW/X:计算过程1。
将所有序列两两比对,计算距离矩阵;2. 构建邻接进化树(neighbor—joining tree)/指导树(guide tree);3。
将距离最近的两条序列用动态规划的算法进行比对;4。
第六章分子设计育种.ppt
与常规育种方法相比,作物分子设计育种首先在计算机上模 拟实施,考虑的因素更多、更周全,因而所选用的亲本组合、 选择途径等更有效,更能满足育种的需要,可以极大地提高 育种效率。
2.是一个结合多学科的系统工程
分子设计育种在未来实施过程中将是一个结合分 子生物学、生物信息学、计算机学、作物遗传学、 育种学、栽培学、植物保护、生物统计学、土壤 学、生态学等多学科的系统工程。
三是预见性差,一般很难预测杂交后代的表现,有时即使成功,也不明白其 中的真正原因。
例如:传统育种技术要培育抗病品种,通常是用
抗病品种做亲本,与具有其他优良目标性状(比 如抗倒伏)的品种杂交,从产生的后代中进行选 择,这样的选择要进行5-6代。但如果选择时田间 没有发病,就无法确定后代是否具有抗病性,这 样经过多年选育出的材料最后可能发现是感病的, 结果就前功尽弃。
农作物的数量性状QTL定位研究比较深入的作物有水稻、玉米、 小麦和番茄等。从不同角度分析了QTL的主效应、QTL之间的互作效 应、QTL与环境的互作效应等,在此基础上,进行单基因分解、精细 定位和图位克隆研究。
等位基因变异的检测与表型性状的深入鉴定相结合已成为从种 质资源中发掘新基因的有效手段。利用高代回交导入系结合定向选择, 大规模发掘种质资源中有利基因,从而获取QTL的复等位基因在不同 遗传背景下的表达效应,以便将QTL定位研究与植物育种紧密结合起 来,为分子设计育种提供全面、准确的遗传信息。
2 分子标记技术发展日新月异
第一代分子标记:自20世纪80年代以来,先后开发出基
于Southern 杂交的第一代分子标记 (RFLP为代表) 第二代分子标记:基于PCR的第二代分子标记(SSR为代表)。 第三代分子标记:基于基因序列的第三代分子标记,即来自
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系统发育学的发展历史
追溯于达尔文时代(十九世纪) 经典系统发育学中,主要特征为表型特征
(phonotype features)
由于mtDNA在细胞减数分裂期间不发生重排,而且点突 变率高,所以有利于检查出在较短时期内基因发生的变 化,有利于比较不同物种的相同基因之间的差别,确定 这些物种在进化上的亲缘关系
分子进化实质和对象
从物种的一些分子特性出发,从而了解物种之间 的生物系统发育的关系。
研究分子进化的主要对象:蛋白和核酸序列 通过序列同源性的比较进而了解基因的进化以及
每个节点代表一个分类单元(物种或序列) 节点之间的连线(分支)代表物种之间的进化关系
节点分为外部节点(terminal node)和内部节点 (internal node)
外部节点:代表实际观察到的分类单元 内部节点(分支点);它代表了进化事件发生的位置,
或代表分类单元进化历程中的祖先
分类单元(Operational Taxonomic Unit, OTU):进 化研究中的一种基本单位,由研究者选定。在同一 项研究中分类单元应当一致。
第六章 分子系统发育分析
系统发育(phylogeny)
也称系统发生、种系发生,是指生物形成或进化的历史。
系统发育学(phylogenetics)
根据现有数据推演进化谱系,研究物种之间的进化关系, 其基本思想是比较物种的特征,并认为特征相似的物种在 遗传学上接近。
系统发育研究的结果描述形式
20世纪60年代,蛋白质测序出现 20世纪70年代,开始获得基因组信息,特别是DNA序
列
蛋白质序列和DNA序列为分子系统发育分析提供 了可靠的数据。
如何根据核酸和蛋白质的序列信息推断物种之间 的系统发育关系?
从一条序列转变为另一条序列所需要的变换越多,那 么,这两条序列的相关性就越小,从共同祖先分歧的 时间就越早,进化距离就越大;相反,两个序列越相 似,那么它们之间的进化距离就可能越小
系统发育分析步骤
序列选择
序列有指定的来源并且正确无误 序列是同源的(也就是说,所有的序列都起源于同一祖先
序列) 序列比对中,不同序列的同一个位点都是同源的。 在接受分析的一个序列组中,序列之间的系统发育史是相
同的(比如,序列组中不存在核序列与细胞器序列的混合) 样本足以解决感兴趣问题 样本序列之间的差异包含了足以解决感兴趣问题的系统发
距离(相似度):反映序列之间关系的一种度 量,是建立系统发育树时所常用的一类数据
表型特征的局限性(趋同进化现象) 表型特征判定的困难
现代系统发育学进入分子水平
直接利用从核酸序列或蛋白质分子提取的信息,作为 物种的特征,通过比较生物分子序列,分析序列之间 的关系,构造系统发育树,进而阐明各个物种的进化 关系
20世纪中期,分子数据开始被广泛应用于系统发 育研究
蛋白质电泳:在分子大小、电荷等一些浅层特征上分 离和比较相关的蛋白质
线粒体DNA(mtDNA)用作分子进化研究的主要对象, 具有如下特点
突变率高:是核DNA的10倍左右,即使是在近期内趋异 的物种之间也会很快积累大量的核苷酸置换,可进行比 较分析
母性遗传(maternal inheritance):因为精子的细胞质极 少,子代的mtDNA基本来自卵细胞,且不发生DNA重组, 因此具有相同mtDNA序列的个体必定来自共同的雌性祖 先
生物系统发育的内在规律。
所有的生物都可以追溯到共同的祖先,生物的产 生和分化就像树一样地生长、分叉,以树的形式 来表示生物之间的进化关系是非常自然的事
可以用树中的各个分支点代表一类生物起源的相 对时间,两个分支点靠得越近,则对应的两群生 物进化关系越密切
系统发育树(系统树,进化树)
由一系列节点(nodes)和分支(branches)组成
பைடு நூலகம்例:地球上现代人起源的研究
线粒体DNA非常适合于系统发育分析,因为线粒体DNA从母 体完全传到子代,不与父代DNA重组
用细胞核基因来研究系统发育关系时存在的问题
基因常常会被复制,导致在个体基因组中,一个基因可 能有若干个拷贝
进化过程中,这些拷贝各自演变,形成两个或更多的相 似基因
在对不同物种的基因进行比较时,如果选择这类基因, 其分析结果的可靠性将存在问题
如果找不到可以作为树根的单元,则系统发育树是无根 树;
在有根树中,从根节点出发,到任何一个节点的路径均 指明进化时间或者进化距离
树根
1
1
2
1
1
BC
A
有根树
3 D
A
2
1
1 B
C 1
3
D
无根树
对于给定的分类单元数,有很多棵可能的 系统发育树,但是只有一棵树是正确的, 分析的目标就是要寻找这棵正确的树
本章讨论中,以序列(DNA序列或蛋白质序列)作为分 类单元
二叉树:每个节点最多有两个子节点的树
带权树:分支具有一定权值
在带权树中,分支的长度(或权值)一般与分类单元之 间的变化成正比,它是关于生物进化时间或者遗传距离 的一种度量形式
系统发育树具有以下性质:
如果是一棵有根树,则树根代表在进化历史上是最早的、 并且与其它所有分类单元都有联系的分类单元;
育信号
分子序列或特征数据的分析
分析对象:一组同源的序列(取自于不同生物基因组的共 同位点)
分析方法:多序列比对(Clustal W+手工比对)
通过分析,产生距离或特征数据,确定替换模型, 为建立系统发育树提供依据
构造系统发育树
根据所处理数据的类型 ,按距离法/最简约法(MP)/最 大似然法(ML)构建系统发育树
检验结果(对建立的进化树进行评估)
执行以上几个步骤的计算机程序都是相互独立的,但是它们 都是进行系统发育分析的有机部分
用于构建系统发育树的分子数据
距离(distances)数据:常用距离矩阵描述,表 示两个数据集之间所有两两差异
特征(characters)数据:表示分子所具有的特征
距离和特征