群体遗传与进化 遗传学课件
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群体遗传和进化29页PPT
群体遗传和进化
6
、
露
凝
无
游
氛，天ຫໍສະໝຸດ 高风景澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
6
、
露
凝
无
游
氛，天ຫໍສະໝຸດ 高风景澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
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倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
群体遗传学与生物进化共93页PPT
群体遗传学与生物进化
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
▪
谢谢！
93
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
▪
谢谢！
93
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
第16章群体遗传学课件ppt课件
1、完全淘汰显性基因的选择效应
❖ 淘汰显性性状改变基因频率的速度很快。
❖ 水稻高杆基因Sd1,半矮杆基因sd1，Sd1 ＞sd1。 ❖ 某一群体中p(Sd1)=q(sd1) =0.5，若只选留半矮杆
个体，淘汰高杆个体，下一代将全部为矮杆：
❖ q(sd1) =1; p(Sd1)=0。
2021/4/16
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。
2021/4/16
第2节 改变基因频率的因素 一、突变对基因频率的影响 二、选择对基因频率的影响 三、遗传漂变和奠基者效应
2021/4/16
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
不同的等位基因所占的比例。
2021/4/16
基因型频率的计算 • N11、N12和N22分
别代表三种基因型 个体的数量
• N11＋N12＋N22＝ N；
• D、H和R分别代表 三种基因型的频率
2021/4/16
D N11 N
H N12 N
R N 22 N
基因型频率计算公式
基因型 计数
总体 基因型频率
、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。
2021/4/16
一、突变对基因频率的影响
❖基因突变是新基因的唯一来源，是自然 选择的原始材料；对基因频率的影响也 是巨大的。
❖研究突变对遗传结构的影响时，仍然假 定是一个无限大的随机交配群体，除了 突变以外没有其它因素的作用。
2021/4/16
第7章 群体遗传与进化
四、迁秱（transference）
1、概念：是指在一个大群体内，由于每代有一部分 个体新迁入， 导致其群体基因频率变化癿现象。 设：一个大群体内，每代有部分个体新迁入， 其迁入率为m。则1 – m为原有个体比率。 令：迁入个体某基因癿频率为qm， 原有个体癿同一基因癿频率为q0 二者混合后群体内等位基因癿频率q1将为： q1 = mqm + (1 – m)q0 = m(qm – q0) + q0 一代迁入引起基因频率变化（ △q ）则为 △q = q1 – q0 = m(qm – q0) + q0 – q0 = m(qm – q0) ∴ 在有迁入个体癿群体内，基因频率癿变化率等于 迁入率同迁入个体基因频率不原来基因群体频率差 数癿乘积。
q0 • 经过n代淘汰后，隐性基因频率为 qn＝ 1 nq 0
• q0为选择前隐性基因a癿频率，即
选择前群体中隐性个体 数 q0 选择前群体的个体总数
• 当a基因频率从q0减少至qn时，所需要癿世代数
qn q0 1 nq0
┆
n 1 1 q n q0
2、适合度和选择系数
（1）特定基因型癿适合度(fitness，f )： 指具有该基因型癿 个体在一定环境下癿相对繁殖率。 • 将具有最高繁殖率基因型癿适合度定为1，以其他基因型 不乊相比较癿相对值作为它们癿适合度。一个群体癿适合 度等于群体内全部个体适合度癿平均值。
• 从上式可以看出，选择对改变基因频率癿作用 丌仅不选择系数 s 有兲，还随初始基因频率癿ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ大小而丌同。如果选择系数丌变，基因癿初始 频率越接近0. 5，选择造成癿基因频率改变量越 大，而当q很小时，分母1-sq2可规为1，这样选 q sq 2 (1 q) 择引起癿q癿改变可以近似地表示为： 可见q值很小时，△q很小，因此难以将隐性基因淘 汰干净。
群体遗传与进化(1)
例：如果前述例子中：YY—0.10；Yy—0.20；yy—0.70
• 原群体产生各种配子比例 ：
自由交配第一代群体所产生 的配子类型及比例：
Y=0.10+1/2(0.20)=0. 20
➢Y=0.04+1/2(0.32)=0. 20
y=1/2(0.20)+0.70=0. 80
➢y=1/2(0.32)+0.64=0. 80
• 群体遗传学(population genetics) :
• 研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科。 • 以群体为基本研究单位； • 以基因频率和基因型频率描述群体遗传结构； • 采用数学和统计方法进行研究； • 研究群体遗传结构变化的规律、原因以及在生物进化 与新物种形成中的作用。
• 生物进化则研究生物物种的起源、演变的根本原因、机 制和历史过程。
4.遗传预后
知道某种遗传病在群体中的发病率后，应用平衡法 则便可进行遗传预后。
例：白化病：q2=1/10000 正常人婚配，白化的风险率
1/4×1/50×1/50 正常人×正常人（同胞中有白化病患者），
白化的风险率为1/50×2/3×1/4=1/300
5.检验自然群体是否处于平衡(以MN血型为例)
生物进化历程；遗传平衡定律是群体遗传的基础。 自然群体一般接近于随机交配，且都是很大的群体，所以
遗传平衡定律基本适用于分析、描述自然群体的基因频率和 基因型频率变化规律。
根据遗传平衡定律，平衡群体的基因频率和基因型频率是 保持不变的，也就是说平衡群体的遗传结构是稳定不变的 群体的遗传平衡是有条件的，研究影响遗传平衡的因素及规 律也就是研究群体结构改变(进化)的规律。
第一节群体中的遗传平衡(P318)
遗传学遗传与进化 ppt课件
c. 瓶颈效应（Bottleneck effect）：某个种群的数量由 于突然的灾难所造成的死亡或不能生育造成减少 50%以上或者数量级减少的事件
3. 迁移 生物个体从一个群体转入另一个群体的过程。
基因流（gene flow): 生物或其配子迁移时将它们的基因 贡献给受纳群体的基因库，这一过程叫基因流。
雄性不育植株 （母本）
×
雄性正常植株 （父本）
F1 雄性不育 ×
雄性正常植株 （父本）
雄性正常植株 F2 雄性不育 × （父本）
雄性正常植株 F3 雄性不育 × （父本）
….
雄性不育
这表明：雄性不育这一特征在特定的细胞质内，也可以说是特
定的细胞质控制的，其遗传方式为细胞质遗传。
细胞质遗传既然又称为母系遗传，是否子代都只受母本影响？
s = 1- w
选择对基因频率的作用：
选择对纯合隐性个体不利时基因频率的改变
AA Aa aa
初始频率
P2 2pq q2
适合度
1
1 1- s
选择后频率 P2 2pq q2(1-s)
相对频率
P 2 2pq q2(1-s)
1-sq2 1-sq2 1-sq2
合计 1
a频率 q0=q
1-sq2 1
q1=q(1-sq) 1-sq2
数估计出来的，所以自由度又减去一个，所以，n=1）
三、影响Hardy-Weinberg平衡的主要原因
1、基因突变
设初始频率为 a：q；A：p=（1-q）， 突变率：A→正突变→a（u）；a→回复突变→A（v） 每代中有（1-q）u的A→a qv的a→A 当（1- q） u ＞qv，a的频率增加 （1- q） u ＜qv，A的频率增加 处于平衡时：
3. 迁移 生物个体从一个群体转入另一个群体的过程。
基因流（gene flow): 生物或其配子迁移时将它们的基因 贡献给受纳群体的基因库，这一过程叫基因流。
雄性不育植株 （母本）
×
雄性正常植株 （父本）
F1 雄性不育 ×
雄性正常植株 （父本）
雄性正常植株 F2 雄性不育 × （父本）
雄性正常植株 F3 雄性不育 × （父本）
….
雄性不育
这表明：雄性不育这一特征在特定的细胞质内，也可以说是特
定的细胞质控制的，其遗传方式为细胞质遗传。
细胞质遗传既然又称为母系遗传，是否子代都只受母本影响？
s = 1- w
选择对基因频率的作用：
选择对纯合隐性个体不利时基因频率的改变
AA Aa aa
初始频率
P2 2pq q2
适合度
1
1 1- s
选择后频率 P2 2pq q2(1-s)
相对频率
P 2 2pq q2(1-s)
1-sq2 1-sq2 1-sq2
合计 1
a频率 q0=q
1-sq2 1
q1=q(1-sq) 1-sq2
数估计出来的，所以自由度又减去一个，所以，n=1）
三、影响Hardy-Weinberg平衡的主要原因
1、基因突变
设初始频率为 a：q；A：p=（1-q）， 突变率：A→正突变→a（u）；a→回复突变→A（v） 每代中有（1-q）u的A→a qv的a→A 当（1- q） u ＞qv，a的频率增加 （1- q） u ＜qv，A的频率增加 处于平衡时：
《群体遗传分析》课件
2
群体遗传学主要研究种群的遗传结构、基因频率 的变化以及影响这些变化的因素，如突变、迁移 和自然选择等。
3
群体遗传学通过研究种群的遗传变异，有助于理 解生物进化的机制和物种形成的原理。
群体遗传学的研究内容
种群内基因频率的变化
研究种群中基因频率的变化规律，以 及影响基因频率变化的因素，如突变 、迁移和自然选择等。
遗传变异的来源和分布
研究遗传变异的来源和分布情况，包 括单倍型、多态性等，以及这些变异 在种群中的分布情况。
种群间的遗传关系
研究不同种群间的遗传关系，包括基 因流、遗传距离等，以及这些关系对 物种进化的影响。
人类群体的遗传特征
研究人类群体的遗传特征，包括人类 基因组计划、人类多样性等，以及这 些特征对人类进化的影响。
02
GATK支持多种测序平台和数 据格式，可以进行基因组序列 数据的预处理、变异位点检测 和注释、关联分析和可视化等 。
03
GATK具有高效的数据处理能 力和强大的功能模块，可以满 足各种复杂的群体遗传学分析 需求。
05
CHAPTER
群体遗传分析的未来展望
群体遗传分析技术的发展趋势
基因组学技术进步
VCFtools支持多种VCF格式，包括gVCF和gVCF2bed等，方便用户进行 变异位点注释和可视化。
VCFtools提供了多种分析模块，如关联分析、基因组结构变异检测和单倍 型分析等，可以满足不同的群体遗传学分析需求。
GATK软件
01
GATK是一个用于基因组数据 分析的软件工具包，提供了多 种用于基因组序列数据的分析 和注释的工具。
《群体遗传分析》PPT课件
目录
CONTENTS
• 群体遗传学概述 • 群体遗传分析的基本方法 • 群体遗传分析的应用 • 群体遗传分析的软件工具 • 群体遗传分析的未来展望
(完整)群体遗传与进化精品PPT资料精品PPT资料
◆遗传平衡定律主要条件有： ★随机交配； ★大群体； ★无突变； ★无选择； ★无其它基因掺入形式(最主要的迁移)； ★对一个基因座位而言。
◆群体遗传学正是研究当上述条件不满足时群体遗 传结构的变化及其对生物进化的作用。
第二节 改变基因平衡的因素
一、基因突变 二、选择 三、遗传漂变 (又称遗传漂移) 四、迁移
D=p群体其三种基因型频率为fAA=0.2， fAa=0.2, faa=0.6 ， 那么两种配子中的基因频率为 ：
fA = fAA+1/2 fAa = 0.2 +1/2 (0.2) = 0.3 fa = faa+1/2 fAa = 0.6+1/2 (0.2) = 0.7 若随机交配，可求出下一代中基因型频率为： fAA = 0.09; fAa = 0.42; faa = 0.49 我们再来计算下下一代配子中的基因频率 fA = 0.09+1/2(0.42) = 0.3 fa = 0.49+1/2(0.42) = 0.7
★变异分为：遗传变异和不可遗传变异； ★遗传变异主要由染色体和基因变异以及遗传重组 产生。染色体数目、结构均可变异，基因突变则是 基因化学结构改变；自然界巨大突变较少，而微小 不定变异占大多数；微小突变必须通过选择积累才 能形成新种。 ◆基因论将自然选择学说与遗传学统一起来，一般都将 这一发展认为是新达尔文主义的继续。
第三节 生命的起源与生物进化论
纯系学说：
◆选择只能将混合群体中已有变异隔离开来， 并没有表现出创造性作用；所以选择可能并 不是生物进化的动力。
◆纯系内选择无效，由环境引起的变异是不 可遗传，没有进化意义，所以拉马克的获得 性状遗传也是没有根据的。
第三节 生命的起源与生物进化论
(精品) 园林植物遗传育种课件：群体的遗传和进化
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孟德尔群体 的特征：
➢ 供研究分析的群体足够大，亦即有足够多的个体； ➢ 不同个体间能够随机交配，享有共同的基因库； ➢ 群体中的基因稳定，没有突变产生；没有基因迁移，
也没有自然选择和人工选择。
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09:56
群体遗传学就是研究这种理想群体某一性状的 基因型频率和基因频率，在无干扰的世代交替中， 以及在不同因素影响下这些频率发生的变化，以预 知这个群体的遗传性和其遗传组成会向哪个方向变 化和发展，最终为育种服务。
F2代基因型频率为：D2=p12 H2=2p1q1 , R2 = q12 同理：F3代基因型频率为：D3=p22 H3=2p2q2 , R3 = q22
∵ p0 = p1 = p2 =…= pn q0 = q1 = q2 =…= pn
∴ D1 = D2 = D3 …= Dn = p02 H1 = H2 = H3 …= Hn= 2p0q0 R1 = R2 = R3 =…= Rn = q02
W1 2pqW1 2pqWቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ/W
W2 q2W2 q2W2/W
合计 1 / W 1
当某一群体生活力极强，所有个体都能存活和繁殖，则 w=1，s=0；当s=1时，选择的作用淘汰了所有个体， W = 0。 一般情况下，0≤s≤1，s = 1-W。
09:56
2.选择的作用
❖ 淘汰显性个体 ❖ 淘汰隐性个体
09:56
有一种先天性失明症是常染色体隐性遗传：
❖ 在东卡罗林群岛的Pingelap人中发病率特别高。
❖ 据记载，在1780－1790年间，一次飓风袭击了 Pingelap islands，只留下9个男人和数目不祥的女人。
❖ 可能留下来的人中有一人或少数几人是“先天性失明” 基因的携带者。1970年，Pingelap人口已增加到 1500，其中先天性盲人竟达10％之多。
孟德尔群体 的特征：
➢ 供研究分析的群体足够大，亦即有足够多的个体； ➢ 不同个体间能够随机交配，享有共同的基因库； ➢ 群体中的基因稳定，没有突变产生；没有基因迁移，
也没有自然选择和人工选择。
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09:56
群体遗传学就是研究这种理想群体某一性状的 基因型频率和基因频率，在无干扰的世代交替中， 以及在不同因素影响下这些频率发生的变化，以预 知这个群体的遗传性和其遗传组成会向哪个方向变 化和发展，最终为育种服务。
F2代基因型频率为：D2=p12 H2=2p1q1 , R2 = q12 同理：F3代基因型频率为：D3=p22 H3=2p2q2 , R3 = q22
∵ p0 = p1 = p2 =…= pn q0 = q1 = q2 =…= pn
∴ D1 = D2 = D3 …= Dn = p02 H1 = H2 = H3 …= Hn= 2p0q0 R1 = R2 = R3 =…= Rn = q02
W1 2pqW1 2pqWቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ/W
W2 q2W2 q2W2/W
合计 1 / W 1
当某一群体生活力极强，所有个体都能存活和繁殖，则 w=1，s=0；当s=1时，选择的作用淘汰了所有个体， W = 0。 一般情况下，0≤s≤1，s = 1-W。
09:56
2.选择的作用
❖ 淘汰显性个体 ❖ 淘汰隐性个体
09:56
有一种先天性失明症是常染色体隐性遗传：
❖ 在东卡罗林群岛的Pingelap人中发病率特别高。
❖ 据记载，在1780－1790年间，一次飓风袭击了 Pingelap islands，只留下9个男人和数目不祥的女人。
❖ 可能留下来的人中有一人或少数几人是“先天性失明” 基因的携带者。1970年，Pingelap人口已增加到 1500，其中先天性盲人竟达10％之多。
生物遗传学 群体遗传和进化PPT教学课件
女性中红绿色盲患者的基因型为XaXa， XaXa基因型频率= q2=8%×8%=0.0064=0.64%，
女性中发病率比男性低得多。
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。
29
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。
30
2.1 选择（Selection）
A1A3 pr A2A3 qr A3A3 r 2
19
以上子代基因型组合可以归纳为6种： 1A1A1：2A1A2：2A1A3：1A2A2：2A2A3：1A3A3
= (A1+ A2 + A3)2 = p2 + 2pq + 2pr + q2 + 2qr + r2 = ( p + q + r )2 子代基因频率： PA1= PA1A1+1/2PA1A2+1/2PA1A3 = p 2+1/2(2 p q + 2 p r) PA2= PA2A2+1/2PA1A2+1/2PA2A3= q 2+1/2(2 p q + 2 q r) PA3= PA3A3+1/2PA1A3+1/2PA2A3= r 2+1/2(2 p r + 2 q r)
女性中发病率比男性低得多。
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。
29
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。
30
2.1 选择（Selection）
A1A3 pr A2A3 qr A3A3 r 2
19
以上子代基因型组合可以归纳为6种： 1A1A1：2A1A2：2A1A3：1A2A2：2A2A3：1A3A3
= (A1+ A2 + A3)2 = p2 + 2pq + 2pr + q2 + 2qr + r2 = ( p + q + r )2 子代基因频率： PA1= PA1A1+1/2PA1A2+1/2PA1A3 = p 2+1/2(2 p q + 2 p r) PA2= PA2A2+1/2PA1A2+1/2PA2A3= q 2+1/2(2 p q + 2 q r) PA3= PA3A3+1/2PA1A3+1/2PA2A3= r 2+1/2(2 p r + 2 q r)