群體遺傳學、進化與熵

內容概要

基因替換與群體內的遺傳多樣性，是生物進化中同一現(xiàn)象的兩個方面。袁志發(fā)所著的《群體遺傳學進化與熵》在論證熵作為多樣性測度及其遺傳學內涵的基礎上，運用最大熵信息原理講述了群體平衡、非隨機交配群體、系統(tǒng)性過程、隨機遺傳漂變和分子進化中的熵變規(guī)律，探討了生物進化與熵的關系。
《群體遺傳學進化與熵》可供遺傳學工作者、應用數(shù)學工作者及相關專業(yè)的研究生參考。

書籍目錄

前言
第1章生物進化與群體遺傳學
1.1地球生命進化史
1.1.1生命進化史的階段性
1.1.2生物進化中的物種概念和進化圖譜
1.1.3生物進化的復雜性
1.2生物進化學說的產(chǎn)生
1.2.1生物進化思想的形成和發(fā)展
1.2.2先驅者們的生物進化學說
1.2.3達爾文的生物進化論
1.2.4達爾文生物進化論的意義
1.3對達爾文進化論的修正
1.3.1經(jīng)典遺傳學的建立和發(fā)展
1.3.2數(shù)理統(tǒng)計學的建立和發(fā)展
1.3.3從經(jīng)典遺傳學到分子遺傳學
1.3.4對達爾文進化論的兩次修正
1.3.5分子進化中性論
1.4群體遺傳學
1.4.1孟德爾群體及其數(shù)量表示
1.4.2影響生物進化的主要因素及其熵變規(guī)律
1.4.3遺傳多態(tài)性
1.4.4群體中親屬關系的研究
1.4.5重建系統(tǒng)樹的研究
第2章群體平衡與熵
2.1一對等位基因群體
2.1.1群體的遺傳結構
2.1.2哈迪一溫伯格定律
2.1.3平衡群體的Shannon信息熵最大
2.1.4平衡群體中的親屬關系
2.1.5平衡的建立
2.1.6平衡群體的性質
2.1.7平衡的意義
2.2復等位基因群體
2.2.1復等位基因群體的遺傳結構及其平衡
2.2.2平衡群體的Shannon信息熵最大
2.2.3平衡群體的性質
2.2.4平衡群體中的親屬關系
2.2.5隨機樣本資料分析
2.2.6建立親屬間聯(lián)合分布的ITO方法
2.3兩對基因群體
2.3.1基因型頻率、配子頻率與基因?率
2.3.2平衡群體
2.3.3平衡的建立(獨立遺傳)
2.3.4連鎖時的平衡
2.3.5兩對基因平衡群體的信息分析
2.3.6群體的純合度J與雜合度H
2.3.7K對基因群體
2.3.8基因頻率與配子頻率的最大似然估計
2.4性連鎖基因等群體
2.4.1性連鎖群體
2.4.2同源多倍體群體
2.4.3自交不育群體
2.5小結
第3章非隨機交配群體與熵
3.1遺傳型同型交配群體
3.1.1遺傳型同型交配對-對等位基因群體的影響
3.1.2遺傳同型交配對多對基因群體的影響
3.1.3遺傳同型交配對同源四倍體群體的影響
3.2同胞交配群體
3.3近親繁殖的平衡群體
3.3.1近親繁殖的Wright平衡
3.3.2平衡群體的一般定理
3.4回交群體
3.4.1從Aa開始用AA逐代回交
3.4.2從AaBb開始用AABB逐代回交
3.4.3利用回交排除不良基因
3.4.4回交對多對基因群體的影響
3.5表型選型交配與遺傳非同型交配群體
3.5.1表型同型交配
3.5.2表型非同型交配和遺傳非同型交配
3.5.3不完全的表型非同型交配的群體
3.6交配系統(tǒng)與群體(第3章小結)
第4章系統(tǒng)性過程與熵
4.1基因突變、遷移與熵
4.1.1基因突變與熵
4.1.2遷移
4.2自然選擇及其數(shù)學模型
4.2.1自然選擇是達爾文進化論的核心
4.2.2單位點選擇的一般模型及其分析
4.2.3遺傳負荷
4.2.4遺傳死亡
4.2.5自然選擇的代價-替換負荷
4.3針對不利基因a或A的選擇
4.3.1適應度的顯性度
4.3.2針對不利基因a的選擇
4.3.3針對不利基因A的選擇
4.4針對雜合子的單位點選擇
4.4.1有利于雜合子的選擇
4.4.2不利于雜合子的選擇
4.4.3依頻選擇
4.4.4環(huán)境異質性選擇
4.5系統(tǒng)性因素綜合作用下的平衡
4.5.1突變-選擇平衡
4.5.2選擇-遷移平衡
4.6系統(tǒng)性過程與熵(第4章小結)
4.6.1現(xiàn)代綜合論對達爾文進化論的貢獻
4.6.2現(xiàn)代綜合論的自然選擇觀
4.6.3系統(tǒng)性過程與熵
第5章有限群體中的隨機遺傳漂變與熵
5.1隨機遺傳漂變的Wright模型
5.1.1離散過程是一個基因抽樣過程
5.1.2離散過程是一個近交過程
5.1.3普遍小群體(無系統(tǒng)因素)的隨機遺傳漂變
5.1.4最低限度近交
5.2隨機遺傳漂變的馬爾可夫過程分析
5.2.1Wright模型的馬爾可夫過程分析
5.2.2馬爾可夫過程的近似擴散方程
5.2.3Wright模型及其擴廣的Kolmogorov后顧方程
5.2.4群體內的基因替換
5.3維持自然群體遺傳多態(tài)性的兩種假說
5.3.1自然群體中遺傳多態(tài)性的普遍性
5.3.2自然選擇學?
5.3.3扣性突變一隨機漂變假說
5.4物種與群體的遺傳變異
5.4.1物種與物種形成
5.4.2群體的遺傳變異
5.4.3分類學與系統(tǒng)學
5.5隨機遺傳漂變與熵(第5章小結)
5.5.1Wright隨機漂變模型的熵性質
5.5.2馬爾可夫過程分析
5.5.3擴散近似法分析
5.5.4關于自然選擇學說與分子進化中性論之爭的熵解釋
第6章分子進化與熵
6.1DNA與基因
6.1.1核酸
6.1.2基因
6.1.3遺傳密碼
6.1.4基因組
6.1.5氨基酸與蛋白質結構
6.1.6DNA序列的突變
6.2分子系統(tǒng)學與分子進化機制
6.2.1分子系統(tǒng)學梗概
6.2.2分子進化的形式與機制
6.3氨基酸序列的進化
6.3.1p距離及其校正距離dpc
6.3.2Γ距離dG及其特例
6.3.3氨基酸進?距離的選擇模型
6.4DNA序列的進化
6.4.1兩個序列問的核苷酸差異
6.4.2核苷酸替代的數(shù)學模型及其分析
6.4.3Γ距離
6.4.4不同進化距離的比較
6.4.5關于DNA進化距離的進一步分析
6.4.6關于新相對熵距離
6.5分?進化與熵(第6章小結)
6.6結束語
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章 生物進化與群體遺傳學　　達爾文（C.R. Darwin，1809-1882）于1859年出版著作《物種起源》，論證了生物由簡單到復雜、由低級到高級的進化過程，提出了以自然選擇為核心的生物進化理論。隨著經(jīng)典遺傳學、生物統(tǒng)計學、系統(tǒng)生物學、地質學、古生物學、分子遺傳學等的發(fā)展，人們對達爾文進化論的爭論和修正從未停止過。20世紀初到20世紀30年代，相繼對達爾文進化論修正了兩次，產(chǎn)生了新達爾文主義和現(xiàn)代綜合論，在現(xiàn)代綜合論基礎上形成了經(jīng)典群體遺傳學。70年代，提出了分子進化中性論，認為在分子水平上進化并不符合達爾文的自然選擇理論。關于生物進化理論的爭論還將繼續(xù)下去，但無論爭論的結果如何，都將使生物進化理論越來越和地球生命史變得一致。有關經(jīng)典群體遺傳學和分子進化中性論等，都將在群體遺傳學這一理論框架下予以闡述和比較。本章就生物進化論的形成、群體遺傳學的研究對象、方法等予以闡述?！　?.1地球生命進化史　　地球形成于約45億年前，地球生命史約38億年。在這個漫長的已逝去的歲月中，在有方向的時間尺度上，順序發(fā)生的生物進化事件是生物進化的足跡，形成了地球生命史。根據(jù)挖掘出的大量生物化石、各種生物的：DNA含量、地質和氣候資料以及其他科學的間接印證，地球生命史為我們展現(xiàn)出地球生命自誕生之日起就不停地變化、在變化中延續(xù)、演進的真實畫面（圖1.1.1）?！　?.1.1生命進化史的階段性　　圖1.1.1所示生命進化史，可分為三個階段：化學進化（生命起源）、生物學進化（含單細胞生物和多細胞生物進化）、人類文化和生物的協(xié)同進化。生命起源主要探討產(chǎn)生生命或自體繁殖物質的理化條件，本書不討論這個領域。本書主要探討生物的生物學進化，特別是高等生物的進化。 ……

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