# 第一章 系统发生学概论

本文介绍了系统发生学的基本概念,包括系统发生的定义及其在分子生物学中的应用,探讨了分子系统发生、谱系基因组学等内容,并分析了进化中的关键问题如基因树与物种树的区别及相互转化的可能性。

第一章 系统发生学概论

1

系统发生(phylogeny)

分子系统发生(molecular ;phylogeny) 分子性状构建生物体之间的演化关系。

系统发生学(phylogentics)

谱系基因组学(phylogenomics)

表征关系

分支关系 :物种或类群之间与共同祖先相对进度的关系。

遗传关系: 1 垂直遗传(双亲遗传,母系遗传,父系遗传) 可以转化为物种树

​ 2 水平遗传 (基因水平转移【horizontal gene transfer】) : 不同物种之间进行的遗传物质交流。 不可转化为物种树

年代关系:进化时间标度上表示有机体之间的关系。

地理分布关系:生物进化过程中形成的空间分布上的关系。

2

进化的两种形式:

​ 线系进化 :时间上世代延续的种

​ 趋异进化(分支进化):一个祖先分支处两个和多个线系。

gene flow:生物个体从起发生地分散出去而导致不同种群之间。

单系群(祖先+所有后代)

多系群(部分后代)

并系群(祖先+部分后代)

分子进化原理:遗传物质的复制是最基本,最核心的原理, 突变是源泉,后遗传漂变和自然选择驱动进化。

异质性:个体内部同源基因拷贝之间存在的遗传变异。

多态性:种内个体之间存在的遗传变异。

基因树→物种树造成错误的原因

  1. 并源基因引起的基因树的不相合性(直系同源基因与并源基因混淆)
  2. 基因水平转移
  3. 重组
  4. 杂交
  5. 支系分选/深度溯祖(辐射进化,支系分选的后果十分严重)

分子数据的优点:

1.便宜 2方便,容易处理 3 不依赖化石 4范围宽广 5提供有用特性

6 提供大量性状

两种建树方法:

  • 基于算法建树的方法 特点:速度快,假设少,缺点不能提供比较不同树之间优劣的方法和标准。

  • 基于标准建树的方法 缺点:速度慢 MP ML BI ME LS

    标准建树的过程:

    1 进化模型的选择

    2优化标准的选择

    3搜索策略的选择

    4最优树的检验和评价

[外链图片转存失败(img-arRJt576-1563506078267)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1563499825548.png)]

下载方式:https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 布线问题(分支限界算法)是计算机科学和电子工程领域中一个广为人知的议题,它主要探讨如何在印刷电路板上定位两个节点间最短的连接路径。 在这一议题中,电路板被构建为一个包含 n×m 个方格的矩阵,每个方格能够被界定为可通行或不可通行,其核心任务是定位从初始点到最终点的最短路径。 分支限界算法是处理布线问题的一种常用策略。 该算法与回溯法有相似之处,但存在差异,分支限界法仅需获取满足约束条件的一个最优路径,并按照广度优先或最小成本优先的原则来探索解空间树。 树 T 被构建为子集树或排列树,在探索过程中,每个节点仅被赋予一次成为扩展节点的机会,且会一次性生成其全部子节点。 针对布线问题的解决,队列式分支限界法可以被采用。 从起始位置 a 出发,将其设定为首个扩展节点,并将与该扩展节点相邻且可通行的方格加入至活跃节点队列中,将这些方格标记为 1,即从起始方格 a 到这些方格的距离为 1。 随后,从活跃节点队列中提取队首节点作为下一个扩展节点,并将与当前扩展节点相邻且未标记的方格标记为 2,随后将这些方格存入活跃节点队列。 这一过程将持续进行,直至算法探测到目标方格 b 或活跃节点队列为空。 在实现上述算法时,必须定义一个类 Position 来表征电路板上方格的位置,其成员 row 和 col 分别指示方格所在的行和列。 在方格位置上,布线能够沿右、下、左、上四个方向展开。 这四个方向的移动分别被记为 0、1、2、3。 下述表格中,offset[i].row 和 offset[i].col(i=0,1,2,3)分别提供了沿这四个方向前进 1 步相对于当前方格的相对位移。 在 Java 编程语言中,可以使用二维数组...
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