分子生态学名词解释.docx

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分子生态学名词解释

一、翻译并解释名词：

（10x4分）

1.allele等位基因

一个位点的序列变异。

2.Effectivepopulationsize（Ne）有效种群大小

在一个具有相等性比、随机交配的理想种群中表现出与特定统计（全部成体数目）规模相对应的真实的种群杂合性随时间丧失的速率相同的个体数。

3.F-statisticsF统计检验

用于评估个体间、亚种群间和整个种群间杂合性的分布的统计方法，被广泛应用于定量亚种群的遗传分化。

4.Geneticload遗传负荷

相对于理论最佳值来说降低了的基因型适合度。

5.Hardy-Weibergequilibrium哈温平衡

当所有等位基因频率是已知的时候，在一个大的随机交配种群中的纯合子和杂合子的预期比例。

假设没有迁移、突变或选择作用，哈温平衡定律则认为等位基因频率从一个世代到下一个世代应该保持不变。

6.Bottleneckeffect瓶颈效应

种群的规模大为缩小，随后常常有一个（种群的）恢复。

7.Selectionsweep选择扫荡。

课件：

Occurrenceofabeneficialmutation，Onlyindividualscarryingthemutationreproduce，‘Populationbottleneck’，Mainlyaffectslinkedloci。

8.IAM无限等位基因模型

其中突变不是以可预料的方式一个接一个发生，而大多数突变是像产生SNP（单核苷酸多态性）那样出现的。

9.Linkagedisequilibrium（LD）连锁不平衡。

术语表：

Linkageequilibrium连锁平衡：

由重组促成的情形，其中遗传位点在繁殖期相互独立分离。

当两个位点上的等位基因一起分离时，如他们在同一个染色体上的物理位置太接近时，则发生不平衡。

XX：

连锁平衡：

?

不同的各在人群中以一定的出现。

在某一群体中，不同座位上某两个出现在同一条染色体上的高于预期的随机频率的现象，称连锁不平衡（linkagedisequilibrium）。

由于HLA不同的某些经常连锁在一起遗传，而连锁的基因并非完全随机地组成单体型，有些基因总是较多地在一起出现，致使某些单体型在群体中呈现较高的，从而引起连锁不平衡。

10.Metapopulation复合种群

种群再分为多个同类群，至少其中的一些偶尔灭绝，随后通过从其他同类群迁入再建立种群。

11.Microsatellite微卫星

带有单序列（通常为2-，3-或4-核苷酸）重复多次的遗传位点。

12.MtDNA线粒体DNA

存在于线粒体中的环状染色体。

13.Non-synomousmutation非同义突变

由一个三联密码变化使特定氨基酸改变的突变。

14.PCR聚合酶链式反应

用寡核苷酸引物和耐热的DNA聚合酶扩增大量DNA序列的一种方法。

15.SNP单核苷酸多态性

在DNA序列中一个特殊位点上出现不同核苷酸碱基的等位基因。

16.RFLP限制性片段长度多态性

用限制性酶和凝胶电泳鉴定DNA序列多态性的方法。

17.Transition转换

一个嘌呤核苷酸被另一个嘌呤核苷酸替代，或一个嘧啶核苷酸被另一个嘧啶核苷酸取代的突变。

18.Transversion颠换

一个嘌呤核苷酸被另一个嘧啶核苷酸取代或相反过程的突变。

19.Molecularecology分子生态学

课件:

分子生物学是应用分子生物学的原理和方法来研究生命系统与环境系统相互作用的生态机理及其分子机制的科学。

它是生态学与分子生物学相互渗透而形成的一门新兴交叉学科,其研究内容包括种群在分子水平的遗传多样性及遗传结构，生物器官变异的分子机制、生物体内有机大分子对环境因子变化的响应、生物大分子结构、功能演变与环境长期变化的关系以及其它生命层次生态现象的分子机理等。

分子生态学的理论和方法对传统学科有巨大的促进作用，同时，对解决诸如转基因、克隆技术应用中的生态安全、环境与人类健康等重大问题将产生深刻的影响。

20.Functionalecologicalandevolutionarygenomics（FEEG）

生态和进化基因组学？

？

21.Phylogeographic

Phylogeographiy亲缘地理学

研究调控系谱世系的地理分布的原理和过程的科学。

22.Monophyly单系

类群中的所有个体是从同一个祖先来的，并且从这个祖先来的所有存活的后代都在这个类群中。

23.Intron内含子

真核生物的结构基因间的非编码DNA序列。

内含子被转录但它们的RNA拷贝在功能产生期间被切除。

24.Introgression渐渗杂交

等位基因从一个种群或物种向另一个种群或者物种的扩散，而产生像种群间或物种间的近交或杂交这样的结果。

25.Geneticdrift遗传漂变

《生物多样性导论》：

在有性生殖的群体中，每个世代的基因库是对上一个世代基因库的随机抽样和复制。

在世代交替过程中，不同的等位基因遗传到下一代的偶然性对种群遗传结构有可能产生显着影响。

Wright把这种由于配子产生及结合过程中的随机性导致的基因频率的波动称为遗传漂变（geneticdrift），也称随机漂变、遗传偏离或Wright效应。

26.Haplotype单（倍体）型

源于同一染色体或染色体单倍体组的一套等位基因。

27.ESU（EvolutionarySignificantUnit）进化显着单元

分类学上对保护重要类群的一种尝试性定义。

28.Metagenomics宏基因组学

XX：

宏基因组学（Metagenomics）又叫微生物环境基因组学、元基因组学。

它通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库，利用基因组学的研究策略研究环境样品所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能。

它是在微生物基因组学的基础上发展起来的一种研究微生物多样性、开发新的生理活性物质（或获得新基因）的新理念和新方法。

其主要含义是：

对特定环境中全部为生物的总DNA（也称宏基因组，metagenomic）进行克隆，并通过构建宏基因组文库和筛选等手段获得新的生理活性物质；或者根据rDNA数据库设计引物，通过系统学分析获得该环境中微生物的遗传多样性和分子生态学信息。

29.CpDNA叶绿体DNA

存在于叶绿体内的环状染色体。

30.Heterosis杂种优势，杂合体优势

杂合子比纯合子有较高的适合度的情形。

31.Recombination重组

二倍体生物中减数分裂期间同源（配对）染色体间的DNA交换。

32.rRNA核糖体RNA

核糖体中的RNA分子…………

33.SNP单核苷酸多态性

在DNA序列中一个特殊位点上出现不同核苷酸碱基的等位基因。

34.Sympatricspeciation同域发生（物种形成）

生活在同一地区的个体中形成的新物种。

35.Vicariance地理隔离

种群或物种被环境事件，如山脉形成造成的物理隔离

注：

描黄部分为术语表中无相关解释的，仅供参考。

分子生态学简答题

1.什么是分子生态学，分子生态学的主要研究内容是什么？

教材的定义:

分子生物学是应用分子生物学的原理和方法来研究生命系统与环境系统相互作用的生态机理及其分子机制的科学。

它是生态学与分子生物学相互渗透而形成的一门新兴交叉学科。

研究内容：

包括种群在分子水平的遗传多样性及遗传结构，生物器官变异的分子机制、生物体内有机大分子对环境因子变化的响应、生物大分子结构、功能演变与环境长期变化的关系以及其它生命层次生态现象的分子机理等。

分子生态学的理论和方法对传统学科有巨大的促进作用，同时，对解决诸如转基因、克隆技术应用中的生态安全、环境与人类健康等重大问题将产生深刻的影响。

2.什么是宏基因组学，其主要研究过程如何？

宏基因组学（Metagenomics）又叫微生物环境基因组学、元基因组学。

它通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库，利用基因组学的研究策略研究环境样品所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能。

宏基因组学的研究过程：

对特定环境中全部为生物的总DNA（也称宏基因组，metagenomic）进行克隆，并通过构建宏基因组文库和筛选等手段获得新的生理活性物质；或者根据rDNA数据库设计引物，通过系统学分析获得该环境中微生物的遗传多样性和分子生态学信息。

3.什么是生态和进化基因组学，其主要研究内容如何？

研究环境条件与基因组结构、功能、动态及进化相互关系的学科。

4.什么是亲缘地理学，其研究内容是什么？

研究调控系谱世系的地理分布的原理和过程的科学。

5.什么是数量性状？

数量性状有那些类型？

数量性状又称为适应性性状，通常由互相影响的多个基因控制，并会明显受到环境的影响。

在足够大的群体中，数量性状的分布基本符合正态规律。

数量性状的类型：

连续型、阈值型、间断型（或离散型）

连续型：

数量性状的表现为连续分布，群体中个体数足够多时，连续型数量性状基本符合正态分布，如：

身高、体重、奶牛产奶量等。

阈值型数量性状：

此种数量性状的表现会受到潜在风险因素的影响，具有最低或最高阈值，例如：

生物的性成熟年龄，疾病的易感率等。

间断型数量性状：

只能用离散的数值或数组表示其表现型的数量性状，如动物每胎产仔个数、果蝇足上的刚毛数等。

6.影响种群等位基因频率变化的进化过程有哪些？

种群进化的主要动力有：

突变、遗传漂变、选择、基因的迁移（基因流动）。

突变：

生物核酸序列上碱基种类或数目发生改变，导致新等位基因产生或原有等位基因丧失。

遗传漂变：

由于进行有性生殖的生物的配子形成过程具有随机性，亲代的部分遗传信息在通过配子传递给子代时会由于这种不确定性而丢失，导致部分等位基因在整个种群的下一代中频率降低甚至消失。

遗传漂变现象在小种群中表现尤其明显。

选择：

外部自然环境对种群等位基因的选择往往是定向的，若等位基因所控制的形状不能使生物较好地适应生存环境，自然选择就会逐步淘汰这些等位基因。

基因流动：

种群内个体在不同种群之间进行迁移时，会造成不同种群之间等位基因的混合。

整体而言，大规模的种群之间个体迁移能够调和等位基因频率分布的不均衡现象，有利于提高种群等位基因多样性。

7.什么叫选择扫荡？

是如何产生的？

AselectivesweepisthereductionoreliminationofvariationamongthenucleotidesinneighboringDNAofamutationastheresultofrecentandstrongpositivenaturalselection.

Aselectivesweepcanoccurwhenanewmutationoccursthatincreasesthefitnessofthecarrierrelativetoothermembersofthepopulation.Naturalselectionwillfavourindividualsthathaveahigherfitnessandwithtimethenewlymutatedvariant（allele）willincreaseinfrequencyrelativetootheralleles.Asitsprevalenceincreases,neutralandnearlyneutralgeneticvariationlinkedtothenewmutationwillalsobecomemoreprevalent.Thisphenomenoniscalledgenetichitchhiking.Astrongselectivesweepresultsinaregionofthegenomewherethepositivelyselectedhaplotype（themutatedalleleanditsneighbours）isessentiallytheonlyonethatexistsinthepopulation,resultinginalargereductionofthetotalgeneticvariationinthatchromosomeregion.

选择扫荡或选择性清除：

种群中产生了能够提高个体适合度的有利变异后，该有利变异以及与之连锁的中性和近中性变异的等位基因频率逐渐提高，从而导致其他等位基因频率的降低乃至丧失，最终造成种群遗传多样性整体显着降低的现象。

当种群中产生了可提高个体适合度的新变异（即有利变异）时，选择性扫荡就可能发生。

携带了这种有利变异的个体在自然选择中更具优势，拥有更高繁殖成功率，因此随着时间推移，该有利变异在同位点等位基因中的频率逐渐提高，并且与其可连锁遗传的其他中性和近中性等位基因频率也会相应提高。

强烈的选择性扫荡作用会导致基因组整体遗传多样性的大幅降低乃至丧失，因为它往往会最终导致种群中只剩下具有少数几种有利突变基因型的个体。

8.什么是瓶颈效应？

产生瓶颈效应的原因有哪些？

规模较大、具有高度遗传多样性的种群，由于干扰等因素导致种群个体数量急剧减少后，虽然个体数目可以在后来逐渐恢复至原来的水平，但由于大量个体丧失而同时导致的种群遗传多样性的损失却再也无法恢复。

导致瓶颈效应产生的原因：

破坏性自然灾害、传染病、大规模捕杀或采集、栖息地的破坏等均可造成种群数量急剧减少，从而导致瓶颈效应。

9.什么是FST，怎样用FST衡量种群分化程度？

FST是用于衡量种群分化程度的F-统计方法所用的统计量之一，定义为：

，其中：

HS为亚种群期望杂合度，HT为整个种群的期望杂合度。

它反映的是一个大种群内部各个亚种群之间的分化程度。

FST取值范围为：

0≤FST＜1

若FST=0，则有HS=HT，原种群无分化现象；

若FST→1，则有HS→0，表示亚种群杂合度极低，原种群已发生高度分化。

10.举例说明常用的分子标记及其在分子生态学研究中的应用。

常用分子标记有：

RFLP（Restrictionfragmentlengthpolymorphism）限制性片段长度多态性

SSLP（Simplesequencelengthpolymorphism）简单序列长度多态性

AFLP（Amplifiedfragmentlengthpolymorphism）扩增片段长度多态性

RAPD（RandomamplificationofpolymorphicDNA）随机扩增的多态性DNA

VNTR（Variablenumbertandemrepeat）可变数目串联重复序列

Microsatellitepolymorphism,SSR（Simplesequencerepeat）简单重复序列多态性（微卫星）

SNP（Singlenucleotidepolymorphism）简单核苷酸多态性

STR（Shorttandemrepeat）短串联重复序列

SFP（Singlefeaturepolymorphism）单一特征多态性

DArT（DiversityArraysTechnology）多样性阵列技术

RADmarkers（RestrictionsiteassociatedDNAmarkers）与DNA相关的限制性位点分子标记

分子标记的应用：

研究动植物交配机制、遗传漂变、亲缘地理学、种群生态学、保护生物学、宏基因组学研究（例如微生物群落组成与功能的研究）等。

分子标记的特点：

普遍性、稳定性、高度多态性、可遗传性、可区分由于遗传和生存环境导致的相似性（区分同源性与相似性）；

对于绝大多数种类难以进行培养的微生物，可利用分子标记，直接建立环境样品中的微生物宏基因组文库，以便研究环境中微生物群落的组成、结构与功能。

此外，分子标记还是基因组学分析的重要工具。

11.什么叫适应，适应性状有哪些特点？

定义：

使生物个体对其生境适应性提高的现象。

适应性状：

又称为数量性状，其表现型一般由多个基因共同控制，并且受环境影响较明显。

补充：

群体很大时，数量性状的表型分布规律基本为正态的。

分布

基因型与表性关系

涉及等位基因位点数

环境效应

描述参数

举例

连续或离散

复杂

较多

通常明显

均值、方差、遗传力等

生长率、身高、繁殖适合度

12.什么叫突变？

突变有那些种类？

定义：

生物核酸序列上核苷酸种类的改变或少数几个核苷酸的插入或缺失现象。

突变种类：

按突变发生机制，可以分为碱基替换（Substitution）、插入与删除（Indels）

碱基替换：

又称错误配对。

分为转换（一种嘌呤替换为另一种嘌呤，或一种嘧啶替换为另一种嘧啶）和颠换（嘌呤和嘧啶之间的替换）

替换不改变核苷酸数目，可能导致对应密码子和氨基酸的改变。

按突变结果，可以分为：

同义突变（或沉默突变）、错义突变（对应氨基酸改变）、无义突变（对应的密码子变为终止子，使转录停止）。

插入与删除：

即在DNA新链合成时，由于复制错误，在新链中添加或遗漏了若干个核苷酸。

这将导致新链核苷酸数目改变，造成密码子读取顺序随之发生变化，又称为移码突变。

按突变发生场所，亦可分为体细胞突变与生殖细胞突变。

分子生态学论述题回答参考思路

1.举例说明分子生态学在解决经典生态学问题中的优势和局限是什么？

经典生态学的研究层次：

个体、种群、群落、生态系统。

个体生态学：

个体的形态结构、生理功能、生态习性多样性及分布；

种群生态学：

种群组成与结构、种群动态（出生与死亡、迁移）、种群行为（交配机制、种间关系等）；

群落生态学：

群落的物种组成与结构、群落动态（群落演替）、群落稳定性；

生态系统生态学：

生态系统的组成与结构（生产者、消费者、分解者）、生态过程（物质循环、能量流动、信息传递）

※分子生态学的直接研究对象是生物大分子（如核酸序列、蛋白质）。

优势：

从分子生态学的主要研究手段方面考虑，分子生态学的最大特点是应用分子生物学原理和技术手段，上述研究方向，哪些可以应用？

？

局限性：

起步相对较晚，缺乏原始数据（没有建立完善的数据库），因此进行基础性研究仍存在一定难度。

2.举例说明分子生态学方法在微生物学中的应用。

（1）宏基因组学：

提取环境样品中的全部微生物基因组信息，构建环境微生物群落的宏基因组文库。

（传统研究方法：

微生物培养；仅能培养约1%的微生物种类）

（2）分子标记技术：

进行微生物的分类学研究。

使用微生物的16SrRNA中的可变序列，利用PCR技术、凝胶电泳、放射自显影的方法对环境品种的微生物进行遗传序列鉴定，可以有效地进行微生物的分类学研究。

传统分类学通过对生物个体表性特征的鉴别进行分类，对于个体及其微小的微生物，传统方法显然是不适合的。

（3）基因工程与微生物育种：

利用生物突变原理，对微生物进行诱变育种；利用基因工程技术培育杂交菌种等。

3.从种群遗传学和保育生物学角度来说明小种群为什么易于灭绝？

、

遗传漂变、瓶颈效应、奠基者效应、近交现象

4.人类谱系地理学证据如何表明人类起源于非洲？

如何解释用线粒体和Y-染色体来推断人类最近共同祖先进化时间上的差异?

科学家利用遵循母系遗传的线粒体DNA和遵循父系遗传的Y染色体片段作为分子标记，对采集自世界各地的人类样本进行了遗传序列比对，分析出样本之间遗传序列的差异情况，并根据分子钟原理和系统发育树的建立原理，得到了人类的大致谱系发育图。

大量这方面的相关研究表明，除非洲外的其他区域采集到的样本都曾来源于共同的祖先（同一个谱系），而只有在非洲采集到的样本中，发现有的样本不属于上述共同的谱系，因此科学家推断，人类可能更早起源于非洲，后通过迁移扩散分布于世界各地。

进化时间差异：

用线粒体DNA估计出的人类母系祖先出现的时间为距今约20万年前，早于用Y染色体估计出的人类父系祖先出现时间为距今约6~14万年<（=￥▽￥=）>。

产生差异的主要原因：

线粒体DNA和Y染色体的突变速率不同，线粒体DNA的突变速率更快。

建议大家背题的时候，遇到不懂的地方自己查找一下有关的资料。

论述题只需要建立清晰的条理，明白地表达自己的观点即可，因此建议：

对上述四个问题，请大家选择自己容易理解的角度，尽可能完全弄懂。

考试时有得写才是最重要的_（:

37∠）_