首页基础医学医学遗传学医学遗传学 07 群体遗传学.ppt

07 群体遗传学.ppt

页数:65页文件大小:772.5 KB来源: 医学遗传学ppt课件

本课件讲解群体遗传学,先建立群体、基因频率与基因型频率的概念,推导Hardy-Weinberg遗传平衡定律并演示其应用,随后分析突变、选择、迁移与遗传漂变的影响,最后讨论近亲婚配、近婚系数与遗传负荷。

群体遗传学封面要点,医学遗传学群体遗传学
本章节重点要点,基因频率和基因型频率及计算、遗传平衡定律、影响群体遗传平衡的因素——突变、选择
群体遗传学概述要点,群体遗传学医学群体遗传学(遗传流行病学)
查看本课件的文字版(共 65 页,供检索与复制)

第1页:群体遗传学封面

  • 医学遗传学群体遗传学

第2页:本章节重点

  • 本章节重点
  • 基因频率和基因型频率及计算
  • 遗传平衡定律
  • 影响群体遗传平衡的因素——突变、选择
  • 近亲婚配

第3页:群体遗传学概述

  • 群体遗传学医学群体遗传学(遗传流行病学)

第4页:群体与基因库

群体
指一个物种生活在某一地区内的、能相互交配并能产生具有生育能力后代的个体群,也称为孟德尔式群体(Mendelianpopulation)。群体中的遗传平衡基因库:一个群体所具有的全部遗传信息称为基因库(genepool)。

第5页:基因频率

基因频率和基因型频率基因频率(genefrequency):指群体中某一基因在其所有等位基因数量中所占的比例。任何基因座位上全部基因频率的总和等于 1。

有一对等位基因 A 和 a 基因 A 的频率为 p 基因 a 的频率为 q

第6页:基因型频率

基因型频率(genotypefrequency)
指群体中某一基因型个体占群体总个体数的比例。任何群体各个基因型频率的总和等于 1。基因频率和基因型频率

有一对等位基因 A 和 a 基因型 AA 的频率为 D 基因型 Aa 的频率为 H 基因型 aa 的频率为 R

第7页:共显性与不完全显性性状的频率计算

  • 对于共显性和不完全显性性状基因频率和基因型频率

第8页:Hardy-Weinberg定律

遗传平衡定律(lawofgeneticequilibrium)D.H. Hardy W. Weinberg

  • Hardy-Weinberg 定律

第9页:遗传平衡的条件

在一定条件下,群体中的基因频率和基因型频率在世代传递中保持不变。如果一个群体达到了这种状态,就是一个遗传平衡的群体。

没有大规模的个体迁移 Hardy-Weinberg 定律

  • 群体很大
  • 随机婚配
  • 没有突变
  • 没有选择

第10页:遗传平衡的基因型频率展开

基因型频率按下列分布展开精子 f (a)=qf (A)=ppqp2f (A)=p 卵子 q2pqf (a)=q Hardy-Weinberg 定律

  • 每个世代基因频率保持不变

第11页:基因型频率的p2、2pq、q2分布

基因型频率按下列分布展开 p2
基因型 AA 的频率 2pq:基因型 Aa 的频率 q2:基因型 aa 的频率 Hardy-Weinberg 定律
  • 每个世代基因频率保持不变

第12页:不平衡群体的遗传平衡

一个不平衡的群体只要经过一个世代随机婚配就可以达到遗传平衡

基因型频率按下列分布展开 Hardy-Weinberg 定律

  • 每个世代基因频率保持不变

第13页:Hardy-Weinberg定律的应用

  • Hardy-Weinberg 定律的应用

第14页:Hardy-Weinberg定律(续)

  • Hardy-Weinberg 定律的应用

第15页:观察值与理论值的显著性检验

当实际值(观察值)和平衡状态下的理论值不一致时 Significance Level=0.05

  • Hardy-Weinberg 定律的应用

第16页:AR病基因频率的计算

  • 隐性表型频率(发病率)=隐性致病基因型频率
  • 常染色体隐性遗传病(AR)基因频率的计算

第17页:致病基因多存在于携带者

致病基因更多的存在于携带者(Aa)而非患者(aa)身上。

  • 基因频率的计算
  • 隐性表型频率(发病率)=隐性致病基因型频率
  • 常染色体隐性遗传病(AR)

第18页:携带者频率约为致病基因频率的二倍

群体中携带者(Aa)的频率大约是致病基因(a)频率的二倍。

  • 基因频率的计算
  • 隐性表型频率(发病率)=隐性致病基因型频率
  • 常染色体隐性遗传病(AR)

第19页:AD病基因频率的计算

  • 基因频率的计算
  • 常染色体显性遗传病(AD)

第20页:AD患者多为杂合子

群体中几乎所有的 AD 患者都是杂合子(Aa)患者。

  • 基因频率的计算
  • 常染色体显性遗传病(AD)

第21页:AD致病基因频率与发病率

致病基因(A)频率大约是群体发病率(杂合子 Aa 患者频率)的 1/2。

  • 基因频率的计算
  • 常染色体显性遗传病(AD)

第22页:X连锁基因的基因频率

X 连锁基因 YXa(q)XA(p)XAY(p)XAXa(pq)XAXA(p2)XA(p)Xa Y(q)Xa Xa(q2)XAXa(pq)Xa(q)

  • 基因频率的计算
  • 男性表型频率=男性基因型频率=群体基因频率
  • 女性纯合子的频率为男性相应表型频率的平方

第23页:XD与XR的男女发病比例

XD 中,男女发病比例为 p/ (p2+2pq)=1/2

XR 中,男女发病比例为 q/q2=1/q 基因频率的计算

X 连锁基因 YXa(q)XA(p)XAY(p)XAXa(pq)XAXA(p2)XA(p)Xa Y(q)Xa Xa(q2)XAXa(pq)Xa(q)

第24页:复等位基因

  • 复等位基因(IA,IB,i)基因频率的计算

第25页:ABO血型的基因型频率

复等位基因(IA,IB,i)ABOBA 血型 IAIBii IBIB, IBi IAIA, IAi 基因型 2pqr2q2+2qrp2+2pr 基因型频率基因频率的计算

第26页:影响群体遗传平衡的因素

  • 影响群体遗传平衡的因素
  • 突变及突变间的平衡

第27页:突变率

突变率(mutationrate)
每个基因都有一定的突变率,用每一世代中每百万个基因中有 n 个基因发生突变,即 n×10-6/基因/代。突变

第28页:突变间的平衡

一对等位基因 A 和 af(A)=p,突变率为 uf(a)=q,突变率为 vp=qv;q=pu 突变在突变存在的情况下,基因频率由等位基因突变率 u 和 v 的差异所决定,群体平衡是由等位基因的双向突变来维持。

第29页:选择与突变间的平衡

  • 选择及选择与突变间的平衡影响群体遗传平衡的因素
  • 突变及突变间的平衡

第30页:选择、适合度与选择系数

选择选择(selection)
指由于基因型的差别而导致生存能力和生育能力的差别。常用适合度和选择系数来表示。

第31页:适合度与选择系数的计算

选择适合度(fitness,f)
是指一定环境条件下,某种基因型个体能生存并能将他的基因传给后代的能力。一般用相对生育率(relativefertility)来衡量。选择系数(selectioncoefficient,S):选择的作用常用选择系数来表示。S 代表在选择作用下,降低的适合度,S=1-f。

第32页:几种遗传病患者的适合度

几种遗传病患者的适合度适合度遗传病 0 黑矇性痴呆 0 视网膜母细胞瘤 0.2 软骨发育不全 0.29 甲型血友病 0.82 男遗传性舞蹈症 1.25 女 0 镰状细胞贫血 1.26 疟疾区镰状细胞贫血(携带者)

疑似群体遗传学计算表,原文粘连,待人工还原。

第33页:选择与突变的作用方向

选择和突变对群体遗传结构的作用方向正好相反突变选择 有害基因数目频率

  • 选择与突变间的平衡

第34页:选择压力与突变压力

在一个遗传平衡的群体中,选择压力和突变压力基本上维持着平衡。

突变压力(mutationpressure)选择与突变间的平衡

  • 选择压力(selectionpressure)
  • 选择和突变对群体遗传结构的作用方向正好相反

第35页:不同遗传病的选择与突变平衡

  • 选择与突变间的平衡
  • AD 遗传病
  • AR 遗传病
  • XR 遗传病

第36页:选择压力增强的影响

  • 选择压力的变化对遗传平衡的影响
  • 选择压力的增强
  • AD 遗传病
  • AR 遗传病

第37页:选择压力放松的影响

  • 选择压力的变化对遗传平衡的影响
  • 选择压力的放松
  • AD 遗传病
  • AR 遗传病

第38页:随机遗传漂变

  • 随机遗传漂变
  • 选择及选择与突变间的平衡影响群体遗传平衡的因素
  • 突变及突变间的平衡

第39页:遗传漂变

随机遗传漂变遗传漂变
在一个小的群体中,由于所生育的子女数目少,可能导致基因频率产生相当大的随机波动的现象,又称随机遗传漂变(randomgeneticdrift)。

第40页:孤岛模型

孤岛模型
有一对等位基因 A 和 a,频率各为 0.5AA×AAAA×Aa AA×Aa AA×aa Aa×Aa Aa×AAaa×AAAa×AAAa×Aa Aa×Aa Aa×Aa Aa×aaaa×Aaaa×Aa Aa×aaaa×aa AAAa Aaaa AAAa Aaaa AA×AAaa×aa 随机遗传漂变

第41页:

第42页:美洲印第安人ABO血型频率

北美
IA0.018;IB0.009;i0.973 随机遗传漂变
  • 美洲印第安人 ABO 血型频率
  • Blackfeet:IA0.5

第43页:隔离

  • 隔离
  • 随机遗传漂变
  • 选择及选择与突变间的平衡影响群体遗传平衡的因素
  • 突变及突变间的平衡

第44页:隔离与纯合子比例

隔离由于自然条件或宗教、民族风俗习惯等因素所形成的隔离(isolation)使该群体与其他人群无基因交流,使纯合子的比例增加,产生类似于近亲婚配的遗传效应。

第45页:建立者效应

隔离在一些小的隔离群体中,一些异常基因的频率特别高,可能是由于少数几个始祖的某一突变基因在小的隔离群体近亲繁殖的结果,称为建立者效应(foundereffect)。小的隔离群体的遗传结构不断变化,随机遗传漂变可能起了重要的作用。

第46页:迁移

  • 迁移
  • 隔离
  • 随机遗传漂变
  • 选择及选择与突变间的平衡影响群体遗传平衡的因素
  • 突变及突变间的平衡

第47页:迁移压力

迁移迁移(migration)
指具有某一基因频率群体的部分个体因某种原因迁入与其基因频率不同的另一群体中,并杂交定居,从而改变迁入群体的基因频率,这种影响也称迁移压力(migrationpressure)。

第48页:基因流与不同地区f(t)频率

迁移基因流
迁移压力的增强可使某些基因从一个群体有效地散布到另一个群体中,称为基因流(geneflow)。欧洲、西亚 tt:36%f(t)=60%汉族 tt:9%f(t)=30%回族 tt:20%f(t)=45%

疑似迁移率 f(t) 计算表,原文粘连,待人工还原。

第49页:近亲婚配

  • 近亲婚配
  • 迁移
  • 隔离
  • 随机遗传漂变
  • 选择及选择与突变间的平衡影响群体遗传平衡的因素
  • 突变及突变间的平衡

第50页:近亲婚配的定义

近亲婚配近亲(closerelative)是指在 3~4 代以内有共同祖先的个体间的关系,他们之间的婚配称为近亲婚配(consanguineousmarriage)。

第51页:亲缘系数与近婚系数

亲缘系数(coefficientofrelationship):由于继承的关系,亲属间具有相同基因的可能性。近婚系数(inbreedingcoefficient,F):近亲婚配使子女从婚配双方得到祖先同一基因的概率。近亲婚配

第52页:兄妹婚配(一级亲属)

兄妹婚配(一级亲属)SA1A2A3A4A1A1A2A2A3A3A4A4

第53页:舅甥女婚配(二级亲属)

舅甥女婚配(二级亲属)SA1A2A3A4A1A1A2A2A3A3A4A4

第54页:半同胞婚配

半同胞婚配 A1A2A3A4A1A1A2A2A5A6S

第55页:近婚系数的估算

近亲系数的估算 F=4×(1/2)n&F=2×(1/2)n4×:两个共同祖先(4 条染色体)n=2×世代数 2×:一个共同祖先(2 条染色体)n:传递步骤 n=世代数 1+世代数 2

第56页:X连锁基因的近婚系数

由于交叉遗传
男性的 X 连锁基因一定传给女儿,传递概率为 1 男性的 X 连锁基因不会传给儿子,传递概率为 0X 连锁基因的近亲系数

X 连锁的基因女性有两条 X 染色体,可形成纯合子;男性只有一条 X 染色体,是个半合子。所以,只需计算女性的近婚系数 F。

第57页:姨表兄妹婚配

姨表兄妹婚配(三级亲属)X1YX2X3X1X1X2X2X3X3S

第58页:舅表兄妹婚配

舅表兄妹婚配(三级亲属)X1YX2X3X1X1X2X2X3X3S

第59页:姑表兄妹婚配

姑表兄妹婚配(三级亲属)X1YX2X3X1X1X2X2X3X3S

第60页:堂兄妹婚配

堂兄妹婚配(三级亲属)X1YX2X3X1X1X2X2X3X3S

第61页:平均近婚系数

平均近婚系数评估近亲婚配对群体的危害时,平均近婚系数(averageinbreedingcoefficient,a)有重要的意义。平均近亲系数 a>0.01

第62页:遗传负荷

遗传负荷遗传负荷(geneticload)是指在一个群体中,由于致死基因(lethalgene)或有害基因的存在而使该群体适合度降低的现象。来源于突变负荷和分离负荷。

第63页:突变负荷

突变负荷(mutationload)
是指基因突变产生有害或致死基因,使群体适合度下降而给群体带来的负荷。突变负荷
  • 取决于突变率和突变基因的选择系数

第64页:分离负荷

分离负荷分离负荷(segregationload)
是指适合度较高的杂合子由于基因分离而产生适合度较低的显性纯合子(AA)与隐性纯合子(aa),从而降低群体适合度的现象。

第65页:本章节重点回顾

  • 本章节重点
  • 基因频率和基因型频率及计算
  • 遗传平衡定律
  • 影响群体遗传平衡的因素——突变、选择
  • 近亲婚配
顶部目录