第十二章 群体遗传与进化

群体遗传和进化
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氛，天ຫໍສະໝຸດ 高风景澈
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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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
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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 。
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60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左

生物进化与群体遗传学的关系分析生物进化是生物学中的一个重要的话题，它涉及到了生物物种的起源、演化以及多样性等诸多方面。

而群体遗传学则是研究生物群体遗传结构、群体进化等的一个分支学科。

生物进化和群体遗传学之间存在着千丝万缕的关系，下面我们来具体分析一下。

1.基本概念首先，需要了解一些基本概念。

所谓生物进化，指的就是生物种类的起源和演化过程。

进化是指物种遗传组成的变化，通常是逐渐发生的，随着时间的推移，或者环境变化的影响而发生。

而遗传则是指父母的基因遗传到子代中的过程。

群体遗传学，顾名思义，其研究的是生物群体的遗传结构变化以及群体进化。

它主要关注的是群体基因频率、遗传漂变、突变、基因流等问题。

2.基因频率的变化在群体中，基因频率指的是某一基因在群体中的表现频率。

基因频率的变化是群体进化中的一个重要问题。

群体中个体的基因型会随着时间不断变化，这种变化可以是基因倾向于在群体中变得更加广泛，也可以是某些基因被淘汰。

基因频率的变化可以通过群体遗传学来研究。

3.漂变和基因流漂变和基因流是群体遗传学中的两个重要概念。

漂变指的是群体中的基因频率在无选择压力情况下发生的随机性变化。

而基因流则是指不同群体之间的基因交流。

基因流可以改变不同群体之间的基因频率，影响不同群体之间的遗传结构。

4.自然选择自然选择是生物进化的核心理论之一，也是群体遗传学中的一个重要内容。

自然选择是指自然环境对物种进行筛选的过程。

适者生存，不适者淘汰，这是自然选择的核心原则。

自然选择会对物种的生存和繁殖产生影响，进而影响物种的遗传结构和种群数量。

5.基因突变基因突变是遗传变异的一种形式。

基因突变是指由自然环境、生活条件等因素所引起的基因的发生了随机性的改变。

这种改变可以是点突变，也可以是基因重组等形式。

基因突变可以导致生物物种内部的遗传多样性的增加，促进生物进化的发展。

6.结论总之，生物进化和群体遗传学之间密不可分。

进化的本质是遗传的变化，而群体遗传学则是研究这种遗传变异的学科，两者在理论和实践中有着紧密的联系。

１．形态突变（morphological mutation），基因突变 主要影响生物的形态结构，导致形状、大小、色泽 改变。
例：普通绵羊的四肢有一定的长度，但安康羊 （Ancon sheep）的四肢很短，这类突变可在外观上 看到，称为可见突变（visible mutation） 2. 生化突变（biochemical mutation)：基因突变主要影 响代谢过程，导致某种特定生化功能改变。
2. 性细胞的突变频率比体细胞高： 性母细胞与性细胞对环境因素更为敏感。
3. 突变时期不同，其表现也不相同。
突变时期
显性突变
隐性突变
高 等
性细胞
突变当代表现突变性 状。
突变当代不表现突变性 状，其自交后代才可能 表现突变性状。
生 物
突变当代表现为嵌合 突变当代不表现突变性 体细胞 体，镶嵌范围取决于 状，往往不能被发现、
例如： T4噬菌体的温度敏感突变型在25℃时能在 E.coli 宿主中正常生长，形成噬菌斑，但在42℃时 就不能这样。
水稻分蘖基因的突变（Li et al., 2003, Nature, 422: 618-621） 野生型
突变体（moc1）
二、基因突变的时期
1. 生物个体发育的任何时期均可发生： 性细胞(突变)突变配子后代个体； 体细胞(突变)突变体细胞组织器官。 植物的体细胞突变：芽变 动物的体细胞突变：癌变
（二）突变的多方向性
基因的突变可以向多个方向进行，形成复等位基因(multiple alleles)。这些复等位基因可以从野生型基因突变产生，也可以 从其它任何一个突变基因突变产生。
（三）突变的可逆性
➢ 突变的可逆性：突变的基因可以发生回复突变。 正突变(forward mutation)：显性基因A隐性基因a； 反突变(reverse mutation)：隐性基因a显性基因A。 通常认为：野生型基因是正常、有功能基因；而最初基 因突变往往是野生型基因突变而丧失功能、发生功能改 变，表现为隐性基因。所以反突变又称为回复突变 (back mutation)。

第十二章微生物的进化、系统发育和分类鉴定地球大约是在45亿年前形成的。

地质学、古生物学和地球化学直接或间接证据都表明：大约在地球形成10亿年之后，我们这个星球开始出现生命，主要是些类似简单杆状细菌的原始生物。

但在同期的、另外一些被认为是由光合微生物与沉积物形成的片层状化石--叠层石(stromatolites)资料中，也发现存在形态较多样的微生物，综合分析认为，它们类似于绿硫细菌和多细胞丝状绿菌，这似乎表明：不产氧光合细菌的起源也很早。

这些原始生命大概都是厌氧型的。

含有产氧型光合细菌--蓝细菌的叠层石则发现于25-30亿年前的地质年代中，蓝细菌的出现，给地球带来了氧气。

而后，各种真核生物才随之出现。

根据现代生物进化论观点，地球上的生命是在地球历史早期的特殊环境条件下，通过"前生命的化学进化"过程，由非生命物质产生的。

这些最原始的生命经过漫长的进化历程，产生了千姿百态的生物种类。

所谓进化(evolution)是生物与其生存环境相互作用过程中，其遗传系统随时间发生一系列不可逆的改变，在大多数情况下，导致生物表型改变和对生存环境的相对适应。

所以，今天仍生存在地球上的生物种类，彼此之间都有或远或近的历史渊源。

研究微生物的系统发育(phylogeny)就指的是研究各类微生物进化的历史。

地球上到底有多少物种至今仍无准确答案，估计有分类记录的各类物种大约有150万，其中微生物超过10万种，而且其数目还在不断增加。

微生物学工作者要认识、研究和利用微生物或控制有害微生物，必须对它们进行分类(classification)。

对生物进行分类存在两种基本的、截然不同的分类原则：一是根据表型(phenetic)特征的相似程度分群归类，这种表型分类重在应用，不涉及生物进化或不以反映生物亲缘关系为目标；第二种分类原则是要按照生物系统发育相关性水平来分群归类，其目标是探寻各种生物之间的进化关系，建立反映生物系统发育的分类系统。