(四)、改变基因平衡的因素P323 ◎当前述遗传平衡条件得不到满足时,均会导致群体遗 传结构改变,并从而导致生物群体演变与进化 ●在这些因素中,突变和选择是主要的,遗传漂变和迁 移也有一定的作用 A B C D E F 无突变无选择大群体无基因掺入随机交配单基因 突变选择遗传漂变迁移|型配与遗传重组 1/(60
1/60 (四）、 改变基因平衡的因素 P323 ⚫ 当前述遗传平衡条件得不到满足时，均会导致群体遗 传结构改变，并从而导致生物群体演变与进化。 ⚫ 在这些因素中，突变和选择是主要的，遗传漂变和迁 移也有一定的作用。 A B C D E F 无突变 无选择 大群体 无基因掺入 随机交配 单基因 突变 选择 遗传漂变 迁移 选型交配与 近亲交配 遗传重组
(四)、改变基因平衡的因素P323 在自然界或栽培条件下,许多因素可以影响群体遗传 平衡,如突变、选择、迁移和遗传漂变等等,这些因素都 是促进生物进化的原因。 其中突变和选择是主要的,遗传漂变和迁移也有一定 的作用 2/60
2/60 (四）、 改变基因平衡的因素 P323
A、突变( mutation) 1.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 会影响群体等位基因频率 如:一对等位基因,当A2→A时,群体中A1频率减少 A频率则增加。 长期A1→A2,最后该群体中A1将被A2代替。 这就是由于突变而产生的突变压。 3/60
3/60 A、突变(mutation)
A、突变( mutation) 2.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a 2 A2→A1为反突变,速率为v。 某一世代中A2的频率为q,则A2的频率为p=1-q 平衡时,qv=p=(1-q)a o=u-ng g +Ig=I q(v+u=u ∴q=l/(v+u) 同理可得:P=v/(v+u) 4/60
4/60 A、突变(mutation)
A、突变( mutation) B.当基因频率达到平御时 群体中A频率的改变值(△p)→是基因A2的突变频率(q)减去 基因A1的突变频率(m),即:Ap=q-p 例如:A1→A2突变率为1100万,突变频率=0001 A2→A1突变率为0.5/100万,突变频率v=0.0000 则按上式可算出 pA=v/(+)=0000005/0.000000.000010.33 以上说明,在群体中A基因占33%,A2基因占67% 当△p=0时,即g=m时,群体达到平衡 当一对等位基因的正反突变速率相等(即=0,则和的平衡值 为0.5。 5/60
5/60 A、突变(mutation)
A、突变( mutation) 4.当A1→A2的突变不受其它因素的阻碍,该群体最后将 达到纯合性的A2: 设:基因A1的频率在某一世代是Po,则在n代之后,其频率 P将是: P=P0(1-)y 多数基因的突变率很小(10-1/10),仅靠突变压使 基因频率明显改变,需要经过很多世代 有些生物世代很短,突变压可能成为 一个重要因素。 6/60
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A、突变 1、突变对群体遗传组成的作用: ●为自然选择提供原始材料; ●突变能够直接导致群体基因频率改变 2、突变压: ●突变压( mutation pressur:因基因突变而产生 的基因频率变化趋势 7/60
7/60 A、突变 1、突变对群体遗传组成的作用： ⚫ 为自然选择提供原始材料； ⚫ 突变能够直接导致群体基因频率改变。 2、突变压： ⚫ 突变压(mutation pressure)：因基因突变而产生 的基因频率变化趋势
正反突变压 ●正反突变压: o在没有其他因素影响时:设某一世代中,一对等位 基因A,a的频率分别为P(A=p,P(a=q o正反突变率分别为u,V,则 u A →a o在某一世代中 oA>a的频率为pu(正突变压) oa→A的频率为qv(反突变压) 8/60
8/60 正反突变压 ⚫ 正反突变压： 在没有其他因素影响时：设某一世代中，一对等位 基因A，a的频率分别为 P(A)=p, P(a)=q； 正反突变率分别为u, v，则： u A=======➔a v 在某一世代中： A→a的频率为pu(正突变压)； a→A的频率为qv(反突变压)
突变压对基因频率的作用 ●经过一个世代,基因频 率的改变为:△p=pu-qv Ap=p-gv=0→p=q 即子代群体: p+q=1→q=1-p P(A)=p-△p;P(a)=q+△p ●当群体达到平衡时,基p=qv=(1p 因频率保持不变,即: △p=puqv=0(正反突变压 相等) L+1 ●因此在平衡状态下 u q L+1 9/60
9/60 突变压对基因频率的作用 ⚫ 经过一个世代，基因频 率的改变为：Δp=pu-qv; 即子代群体： P(A)=p-Δp; P(a)=q+Δp. ⚫ 当群体达到平衡时，基 因频率保持不变，即： Δp=pu-qv=0(正反突变压 相等)。 ⚫ 因此在平衡状态下： u v u q u v v p pu qv ( -p)v p q q p p=pu-qv pu qv + = + = = = + = = − = = 1 1 1 0
突变压对因率的作用 结论: ◎在没有其他因素干扰时,平衡群体的基因频率由正 反突变频率大小决定 o给定一对等位基因的正反突变频率,就可以计算平 衡状态的基因频率。 o例:u=1×106,v=5×107>p=33%,q=67%; u=v=1×106→p=q=50% 由于大多数基因突变频率很低(10410),因此突变 压对基因频率的改变要经过很多世代。时间的长短则 与世代周期长短密切相关 1060
10/60 ⚫ 结论： 在没有其他因素干扰时，平衡群体的基因频率由正 反突变频率大小决定。 给定一对等位基因的正反突变频率，就可以计算平 衡状态的基因频率。 例：u=1×10-6 , v=5×10-7 ➔ p=33%, q=67%; u=v=1×10-6 ➔ p=q=50% ⚫ 由于大多数基因突变频率很低(10-4~10-7 )，因此突变 压对基因频率的改变要经过很多世代。时间的长短则 与世代周期长短密切相关。 突变压对基因频率的作用