Слайд 1ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ
Определение популяции и ее основные характеристики
Структура популяций и их
генетический анализ
Закон Харди – Вайнберга
– закон равновесия популяций
Фактор эволюции популяций
Слайд 2Определение популяции
Популяция – совокупность особей определенного вида, в течении большого
числа поколений населяющих определенную территорию, внутри которой осуществляется та или
иная степень панмиксии, нет заметных изоляционных барьеров и которая отделена от соседних таких же популяций той или иной степенью давления изоляции.
Слайд 3Основные черты популяции
Во-первых, популяция это совокупность особей одного вида. Поэтому
в фитоценозе, в состав которого входят несколько видов растений, будет
столько популяций, сколько там видов.
Во вторых, для формирования популяции необходимо, чтобы особи конкретного вида в течение длительного времени, большого числа поколений, населяли определенную территорию. В связи с этим применение термин «популяция» к лесным культурам, где уже был проведен искусственный отбор и возраст которых незначителен неправильно.
Слайд 4Основные черты популяции
В третьих, особи, составляющие популяцию, должны свободно скрещиваться
между собой. Это самое главное условие, так как оно обеспечивает
перекомбинацию генов и обуславливают сильную изменчивость, или полиморфизм вида.
В четвертых, каждая популяция должна быть отделена от соседних популяций такой степенью изоляции, которая исключает возможность свободного скрещивания между популяциями
Слайд 5Генетическая структура популяций
Каждая популяция имеет определенный генофонд и генетическую структуру.
Генофондом
популяции называют совокупность генотипов всех особей популяции.
Под генетической структурой популяции
понимают соотношение в ней различных генотипов и аллелей.
Одним из основных понятий популяционной генетики являются частота генотипа и частота аллелей.
Слайд 6Частота генотипов
Частота генотипа – доля определенного генотипа отнесенная к общему
количеству генотипов в популяции
- выражается либо в процентах, либо в
долях единицы
Например: если ген имеет две аллельные формы и доля рецессивной аллели «а» составляет ¾ (или 75%), то доля доминантной аллели «А» будет равна ¼ (или 25%) от общего числа аллелей данного гена в популяции
Слайд 7Структура популяций
Большое влияние на генетическую структуру популяций оказывает способ размножения.
В
популяции организмов с самооплодотворением наблюдается процесс гомозиготизации, то есть в
каждом последующем поколении число гомозиготных генотипов увеличивается, а число гетерозигот уменьшается.
Слайд 8Структура популяций
В популяциях большинство растений размножаются половым путем, осуществляется свободное
скрещивание, которое обеспечивает равновероятную встречаемость гамет.
Популяция, в которой наблюдается равновероятная
встречаемость гамет при свободном скрещивании называют панмиктической
Слайд 9Генетический анализ популяции
- популяция находится в равновесном состоянии при отсутствии
в ней отбора
- частота того или иного гена в популяции
определяется естественным отбором
- генетический анализ популяции проводится по частоте встречаемости определенного признака, при этом статистическими методами устанавливается степень генетической обусловленности признака по коэффициенту наследуемости и коэффициенту генетической корреляции
Слайд 10Генетический анализ
Для проведения генетического анализа используются:
- количественные признаки (высота, диаметр
и др.);
- качественные признаки (формовое разнообразие);
- изоферменты (наследуемые фракции ферментов)
анализ проводится с использованием электрофореза;
- ДНК-маркеры (повторяющиеся последовательности)
Слайд 11Степень генетической обусловленности признака
– фенотипическая дисперсия;
– генетическая дисперсия
– экологическая дисперсия
Слайд 13Закон Харди – Вайнберга
Несмотря на непрерывный процесс возникновения новых комбинаций
генов в свободно развивающихся популяциях, в них устанавливается некоторое состояние
равновесия.
В 1908 году независимо друг от друга, появились две работы – Харди и Вайнберга. В них был математически обоснован принцип, что всякая популяция по ее генетической структуре подчиняется менделевским законам наследственности.
Слайд 14Закон Харди – Вайнберга
(определение)
В большой панмиктической популяции с большой
численностью особей и при отсутствии давления отбора или других эволюционных
факторов устанавливается, и затем сохраняется определенное соотношение особей с доминантными и рецессивными признаками, при чем это соотношение остается длительно постоянным в ряду поколений.
Слайд 15Закон Харди – Вайнберга
Генетическая структура панмиктической популяции подчиняется закону Харди-Вайнберга
Где
p и q – частота генов A и a популяции
соответственно
Слайд 16Закон Харди – Вайнберга
Эта формула показывает численное соотношение генотипов в
популяции для одного моногенного признака.
Одна популяция отличается от другой набором
и частотой различных генов, а также частотой и набором отдельных генотипов
Слайд 19Проверка гипотезы равновесия
О – наблюдаемое значение признака;
Е – ожидаемое
значение признака
Слайд 20Факторы эволюции популяции
Мутации
Естественный отбор
Перенос пыльцы из одной популяции в
другую
Слайд 21Факторы эволюции популяции
Основной фактор эволюции популяции – это мутации, которые
приводят к появлению новых генов и генотипов. Основная роль при
этом принадлежит генным мутациям, которые могут привести к возникновению совершенно новых видов.
Слайд 22Факторы эволюции популяции
Вторым фактором эволюции популяции является естественный отбор, который
оценивает новые генотипы, возникающие в популяции в результате мутаций и
перекомбинации генов при перекрестном опылении. Жизнеспособные генотипы сохраняются, а генотипы с понеженной жизнеспособностью вытесняются.
Третий фактор – это перенос пыльцы с одной популяции в другую. Что приводит к созданию новых комбинаций генов, образование новых генотипов.
Слайд 23
Таким образом генетическая структура популяции меняется под влиянием мутационного процесса,
естественного отбора, и случайного заноса пыльцы из других популяций (миграция
генов).