分子生态学复习

儋意照1.生物学种/系统发生物种/分类学物种概念答：生物学物种是：实际上或潜在地能互相交配的自然种群的集合，该集合与其他这类集合存在生殖隔离。系统发育的物种是最小的可鉴别的单系生物类群，在该生物类群中存在祖先与后裔的亲本模式。分类学物种是形态相似并且具有特异的表观特征的个体所组成的种群，该物种概念被植物分类学家广泛使用。2.基因、等位基因、单位基因、基因型、表型、基因流。答：基因是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列；等位基因一般指位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因；基因型是指某一生物个体全部基因组合的总称；表型是具有特定基因型的个体，在一定环境条件下，所表现出来的性状特征的总和。基因流：遗传物质从一个种群转移到另一个种群的过程，包括传播以及随后的个体、繁殖体或配子的繁殖。3.哈温平衡、观测杂合度和期望杂合度答：哈迪—温伯格平衡是指在一个有性繁殖、无穷大、随机交配并且无选择作用的种群中，基因型频率和基因频率在是在世代间保持不变。观测杂合度是种群中实际的杂合度水平。期望杂合度是种群处于哈迪—温伯格平衡时，预期的杂合度水平。4.人工选择、自然选择儋意照答：自然选择是指在生存斗争中适者生存，不适者被淘汰的现象;包含了两个阶段,第一阶段:由产生出新的合子的一系列过程组成，并产生新的变异。第二个阶段：即淘汰阶段，从幼体（或胚胎）阶段到成体和生殖时期。人工选择是指针对特定性状进行育种，使这些性状的表现逐渐强化，而人们不需要的性状则可能逐渐消匿的过程5.二叉树/系统发生树类别特点答：系统发生树主要归为以下四类：距离法、简约法、最大似然法和贝叶斯法。距离法是基于度量所有两两类群间的进化差异来构建系统树，这些度量可以根据DNA序列数据中核苷酸的差异的数量来计算，或者基于等位酶或微卫星所提供的等位基因频率来估计；最大简约树是步数最少的系统树，也就是通过最少数量的突变来解释系统树上的谱系分布。最大简约树会把系统树上的特征的一致性最大化，如果数据的多态性不足则无法反映真实的系统发育关系。最大似然法明确地使用概率模型，其目标是寻找能够以较高概率产生观察数据的系统发生树。最大似然法是一类完全基于统计的系统发生树重建方法的代表。该方法在每组序列比对中考虑了每个核苷酸替换的概率。贝叶斯法在某些方面与最大似然法相似，关键的差异在儋意照于，对于给定的进化模型和数据，贝叶斯法会把某个特定树是正确的可能性最大化。【树可分为有根树和无根树两类；有根树是具有方向的树，根据系统发生树可推断出物种的起源，包含唯一的节点，将其作为树中所有物种的近的共同祖先。最常用的确定树根的方法是使用一个或多个无可争议的同源物种作为外群，这个外群要足够近，以提供足够的信息，但又不能太近以至于和树中的种类相混。把有根树去掉根即成为无根树，一棵无根树在没有其他信息（外群）或假设（如假设最大枝长为根）时不能确定其树根。无根树是没有方向的，其中线段的两个演化方向都有可能。】6.溯祖理论/最近共祖答：溯祖理论，一种群体遗传学理论。在追溯过去的时候，始于多个当代样本的等位基因会在过去发生合并（通过某个共同的祖先合并到一起），该理论可以鉴别这些等位基因发生合并的节点。最近共祖：指的是在过去食物，两个或多个遗传谱系的最近祖先。7.谱系地理学及其分子标记物、谱系分选答：谱系地理学：一个研究领域，吧遗传谱系间的进化关系与其地理位置进行比较，以了解对基因、种群和物种的当前分布造成最大影响的是哪些因素。儋意照谱系地理学研究的理想标记是线粒体或叶绿体基因组；其特点是易于操作，动物线粒体DNA相对较高的突变率以及假定缺失重组（动物线粒体）或重组率低（植物叶绿体）而导致有效的克隆遗传等。谱系分选；多个种群或物种最近源自一个共同的祖先种群或物种的过程，分化产生的多个种群目前彼此间存在生殖隔离，从而每个种群或物种形成一个单独的遗传谱系。8.有效种群大小和实际种群大小答：现实种群中所有个体数目，称为实际种群大小；一个理想种群（具有相等的性比、随机交配而且繁殖成功率没有差异）的个体数目，称为有效种群大小。9.杂交带及其在保护生物学中的应用/杂种杂交带：在有限的地理区域内，两个不同物种的成员发生接触并相互杂交。杂种：来自不同种群或物种的雄性与雌性交配而产生的后代。10.婚配制度及其基本类型特征答:婚配制度有：单配制（一雄一雌）、一雄多雌、一雌多雄、多雄多雌制、乱交。多雄多雌制是指一组两个或两个以上的雄性与两个或两个以上的雌性社会性结合的情况。乱交是指任意的雌性可以与任意的雄性交配而没形成儋意照任何的社会关系。11.偶外交配/偶外受精/婚外父权及其影响因素答：偶外受精：个体由社会性配偶以外的伴侣进行受精。影响因素:○1年龄，在某些物种中，偶外受精更可能发生在年老的雄性中○2生境结构，特别是繁殖生境开放与隐蔽程度，可能会影响偶外受精的频率。12.分子钟概念及其应用前提要求及如何应用答;一种理论，采用校准的年代计算序列分化的速率，然后用这一速率对成对的序列进行分析，确定序列彼此间分化所经历的时间。前提要求：假设DNA序列的进化速率恒定。分子钟要基于经过精确年代测定的地质事件或化石记录，而且应该特别针对所研究的基因区域和分类群进行校准。13.遗传拯救过程答：遗传拯救，通过向种群中迁入个体而引入新的等位基因，从而导致近交衰退的下降。14.遗传漂变过程答：遗传漂变是由于配子的随机取样而导致的，种群内世代间等位基因频率的改变过程。15.近交净化作用答：近交净化作用。通过自然选择从一个近交的种群中清除有害的等位基因。16.社会性繁殖儋意照答：社会性繁殖。在一些物种中，协助者可能会去帮助繁殖的成年个体饲养它们的幼崽。17.单倍二倍体系统答：单倍二倍体系统是指动物雌雄两性染色体组数的差异。受精的卵有两组染色体，为二倍性的，产生的是雌性个体；未受精的卵只有一组染色体，即单倍性的，产生的是雄性个体。18.性比，性别偏向扩散过程及其假说答;性别偏向扩散是指一种性别比另一种性别更可能在种群间传播。资源竞争假说，停留在出生地的性别是可以从出生地熟悉的环境中最大程度获益的那种。本地配偶竞争假说，个体传播以后，它们将不需要与亲属竞争配偶，从而其广义适合度得到提高。19.进化显著单元/管理单元答;在保护遗传学中，进化显著单元是那些彼此间表现出显著的遗传分化的种群，它们间的遗传分化程度之高足以将它们作为不同的单元进行管理。管理单元:基因流水平极低的种群，因而与其他种群间存在遗传分化。20.DNA条形码答：DNA条形码，一段DNA序列，特异性对于某个特定儋意照的物种，从而可以对该物种进行鉴别。21.Hamilton亲缘选择理论主要内容及其应用、单倍二倍体答：亲缘选择是指一种利他的性状，如在巢中给与其他个体帮助,假如这种性状的利益（b），按协助者与被协助者之间的情缘关系（亲缘系数r）进行加权之后，超过了协助者的代价（c），那么这种性状将会是有利的，因为在这样的条件下，个体的等位基因经亲缘选择会比个体的繁殖得更快，这可以表示为rb＞c亲缘选择可以解释社会性繁殖，在蚁群中单倍二倍体的雌性与其全同胞雌性个体的亲缘关系（r=0.5）会比其后代的亲缘关系（r=0.5）更近，因此雌性的劳动者只需饲养不少于其可能繁殖后代数量的2/3的同胞雌性个体，就可以提高其适合度。22.昆虫的社会性繁殖过程、亲缘关系的确立过程及亲缘系数计算答：雄性从未受精的卵发育而来，因此它们是单倍体，专司与皇后交配，雌性由受精卵发育而来，是二倍体，既可能是不要的劳动者，也可能是可以繁殖的皇后。劳动者不参与繁殖，只负责大部分工作和饲养后代，皇后只负责与雄性交配，产生后代。儋意照23.行为生态学的主要研究内容答：行为生态学试图理解动物对特定环境或刺激的反应如何受它的生态与进化历史的影响，研究领域包括：配偶选择、巢寄生、合作繁殖、觅食行为、传播、领域性以及后代性别比的控制等。24.动物通常采取哪种繁殖策略来避免近亲繁殖。答：第一种是有性别偏向的传播。如果一种性别是“恋家的”（停留在出生地繁殖）而另一种性别则在繁殖前传播出去，那么同一种或繁殖群中交配的雄性与雌性彼此间的亲缘关系就不会太近。第二种是配偶选择，某些物种的配偶选择基于避免近交，有些物种用表型特征来识别亲属，另一些物种利用嗅觉线索来辨别遗传上不同的配偶。25.近交衰退的发生过程。/远交衰退如何发生。答：当近交导致适合度下降时，近交会对小种群的生存造成威胁，这种现象称为近交衰退。在两种情况下会发生近儋意照交衰退。一种是所谓的显性，即基因位点上有利等位基因通常呈现显性，而有害的等位基因由于呈现隐性而在种群中保存下来。近交导致的纯合度的增加意味着，有害等位基因纯合的可能性也会增加，当有害等位基因纯合时，其不利影响无法被显性的有利基因所掩盖，那么就会导致近交衰退。第二种导致近交衰退的现象是超显性或杂合子优势，即在特定的基因位点上，杂合子比纯合子具有更高的适合度。远交衰退是指，在遗传上不相似的个体间交配，其后代的适合度值比每个亲本都要低的现象。有两种遗传因素会导致远交衰退。一种是局域适应的基因型的丢失，如果两个种群各自适应其出生的环境条件，这两个种群的杂交后代中具有混合的等位基因，这些等位基因的混合可能对每种环境条件都不能很好适应，这种情况下，子一代会有明显的远交衰退。第二种导致远交衰退的遗传因素是正的上位相互作用的丢失。上位是指多个位点基因的相互作用及其对特定性状的共同影响。参与某个上位相互作用的基因位点组合被称为共适应基因复合体，如果这个复合体被重组所打破就会导致远交衰退。26.谱系地理学通常基于假定为中性的分子遗传标记，然而，有时也用来推断适应性变化，此时通常采用哪些基因标儋意照记更好，并举例说明。答：通常采用受自然选择影响的分子遗传标记。例如：光敏色素等位基因的谱系地理结构受到自然选择影响，因此与基于中性标记的谱系地理结构相比可能存在差异。IkedaandSetoguchi在Arctericanana中检验了这一假说。A.nana是一种高山常绿灌木，一项基于中性标记的前期研究显示该种在日本列岛上没有遗传分化。在最近研究中，研究者对其4个核基因进行了测序，包括了两个光敏色素基因。他们发现其中一个光敏色素基因（PHYE）揭示的谱系地理结构与其他3个核基因不同，表现出显著的从南到北的遗传分化，这与以前揭示的没有遗传分化的结果不同。鉴于该研究最南和最北种群的夏季日长相差0.5-1.0小时，研究者认为光周期的纬度梯度变化可能是驱动PHYE等位基因频率从北到南逐渐改变的选择压力。27.小种群容易灭绝的主要原因答：○1小种群缺乏能帮助其度过高死亡率时期的“缓冲”能力○2小种群倾向于具有较低水平的遗传多样性。低水平的遗传多样性会导致两个主要风险，一是从长远来看，遗传多样性低的种群和物种将不太可能适应变化的环境条件；二是遗传多样性低的种群具有较低的适合度，而且在胁迫的条件下，这些种群大部分会灭亡。28.影响种群内遗传多样性水平的主要因素及其作用机制。儋意照答：影响遗传多样性的主要因素包括：遗传漂变、瓶颈效应、自然选择以及繁殖方式。遗传漂变是导致种群的等位基因频率在世代间随机变化的过程。由于遗传漂变改变等位基因频率的方式完全是随机的，它会导致非适应性的进化改变。遗传漂变对小种群的影响最大，在没有选择的情况下，漂变会驱动每个等位基因在相对较短的时间内固定下来或灭绝，因此遗传漂变的总体效应是降低遗传多样性。种群瓶颈是指种群大小剧烈的暂时的下降。种群瓶颈会降低种群的有效大小，进而降低其整体地遗传多样性水平。只要一个等位基因被固定，种群的遗传多样性就会降低，因为此时该种群在这个特点位点只有一个等位基因。一个新突变在种群中由于遗传漂变而被固定的概率是1/（2Ne），这个概率与种群的Ne成反比，所以种群瓶颈会降低遗传多样性。自然选择可以通过多种不同的方式来改变等位基因频率，可能增加或减少整体地遗传变异水平。稳定选择和定向选择通常都会降低种群的遗传的多样性。稳定选择对平均表型的偏好强于两侧的极端表型，从而降低多样性。定向选择一般通过负选择或纯化选择来