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第1章 DNA与分子古生物学 杨群施苏华钟扬1

引言1

1.1 历史回顾1

1.2 一些基本概念3

1.2.1 DNA与基因3

1.2.2 遗传密码4

1.2.3 基因组5

1.2.4 氨基酸与蛋白质结构7

1.3 分子进化型式8

1.3.1 编码基因的突变型式9

1.3.2 非编码序列中的替代型式11

1.4 分子系统学概要13

1.4.1 性状（特征）14

1.4.2 分类群14

1.4.3 分子系统学的特点16

1.5 分子系统学在古生物学中的意义17

1.5.1 分子化石17

1.5.2 古生物学中的DNA分子指标17

1.6 附录19

1.6.1 标本的采集与储存19

1.6.2 分子古生物学实验室设置20

2.1 等位基因频率的变化23

引言23

第2章 群体遗传动力学 王顺德罗泽伟23

2.2 自然选择24

2.2.1 共显性25

2.2.2 超显性26

2.3 随机遗传漂变27

2.4 有效居群规模31

2.5 基因替代32

2.5.1 等位基因被固定的概率32

2.5.2 等位基因的固定时间33

2.5.3 基因替代率34

2.6 在突变压力下等位基因的消失35

2.7 基因多态性36

2.8 新达尔文理论和中性突变假设38

第3章 古DNA的研究方法与应用 赖旭龙杨群杨洪40

引言40

3.1 研究简史40

3.2 古DNA研究的意义及难点42

3.2.1 意义42

3.2.2 难点43

3.3 基本概念与方法44

3.3.1 古DNA的定义与范畴44

3.3.2 DNA分子埋藏学45

3.3.3 古DNA研究材料的选用46

3.4 实验技术47

3.4.1 总体规划47

3.4.2 古DNA的提取与扩增47

3.5 古DNA序列分析及可靠性鉴别方法49

3.5.1 DNA序列分析49

3.5.2 污染控制51

3.5.3 可重复性51

3.5.4 甄别古DNA的标准52

3.6 古DNA的应用53

3.6.1 谱系发育研究53

3.6.2 历史群体遗传学研究53

3.6.3 谱系地理的演变54

3.6.4 古生态研究55

3.6.5 分子进化速率的直接估算55

3.6.6 古人类研究56

3.6.7 其他应用56

3.7 结语57

3.8 附录：古DNA实验要点57

3.8.1 抽提57

3.8.2 PCR扩增58

3.8.3 PCR引物设计59

3.8.4 PCR产物的直接测序59

4.1.1 四面体碳和光学异构体62

4.1 氨基酸立体化学基础62

第4章 古氨基酸研究 刘德明62

引言62

4.1.2 构型的标定65

4.1.3 氨基酸及衍生物系统名称的构成68

4.1.4 氨基酸外消旋反应动力学69

4.2 技术和方法72

4.2.1 气相色谱原理73

4.2.2 氨基酸衍生物的制备74

4.2.3 氨基酸气相色谱分析75

4.2.4 氨基酸液相色谱分析79

4.3.1 地层氨基酸的总量与组分研究82

4.3 化石氨基酸及其外消旋作用的一些应用82

4.3.2 氨基酸年代学84

4.3.3 氨基酸外消旋与古DNA保存的评估85

4.3.4 重要年代界线地层中的氨基酸研究87

4.3.5 有孔虫的氨基酸分析与属种效应88

4.3.6 生物年代学89

4.4 附录91

4.4.1 氨基酸分子结构式91

4.4.2 2.5mmol氨基酸标准液的配制91

4.4.3 贝壳化石中氨基酸组分的提取92

4.4.4 氨基酸组分的气相色谱分析92

4.4.5 氨基酸对映体的气相色谱法拆分（用光学活性酰化剂）93

4.4.6 氨基酸对映体的气相色谱法拆分（用光学活性酯化剂）94

4.4.7 氨基酸对映体的气相色谱法拆分（用手性相Chirasil-Val毛细柱）94

第5章 生物标志物及其古生物与古环境意义 盛国英张干傅家谟彭平安96

引言96

5.1 生物标志物的定义与特点96

5.2 研究简史97

5.3 有机化学预备知识98

5.3.1 有机化合物的结构表示法98

5.3.2 无环烷烃98

5.3.4 类异戊二烯烃99

5.3.3 环烷烃99

5.3.5 系列化合物碳优势指数101

5.3.6 生物标志物的立体化学102

5.3.7 典型生物标志物的立体化学103

5.4 生物标志物的地球化学107

5.4.1 生物标志与古生物输入108

5.4.2 生物标志物及其参数的地球化学意义122

5.5 生物标志物在古气候古环境研究中的应用125

5.5.1 古温度125

5.5.2 古大气二氧化碳分压（PCO2）指标126

5.5.3 古湖泊沉积物源与生产力的有机分子指标128

5.5.4 应用生物标志物判认古环境研究示例129

5.6 生物标志化合物的地史分布138

5.7 附录：生物标志物的分析技术140

5.7.1 样品的保存和化学前处理140

5.7.2 气相色谱－质谱（GC-MS）分析143

第6章 分子数据的基本处理方法——以DAMBE分析软件为例 夏旭华李春香杨群149

引言149

6.1 分子数据文件的格式及格式转换149

6.2 在互联网（Internet）上获取数据152

6.3 GenBank数据文件的内涵与处理方法154

6.4 多序列对位排列（MultipleAlignment）157

6.5.1 核苷酸与二核苷酸频率158

6.5 分子序列数据的基本分析方法158

6.5.2 密码子的频率160

6.5.3 实例分析162

6.6 氨基酸频率及其演化165

6.7 附录165

6.7.1 DAMBE程序的简介及安装程序165

6.7.2 常用的计算机辅助程序165

第7章 分子谱系树的构建与检验 钟扬唐先华黄德世张晓艳施苏华杨群168

引言168

7.1 基本概念、模型与分析流程168

7.1.1 谱系树168

7.1.2 分子数据和序列进化模型170

7.1.3 对位排列173

7.2 分子谱系树的构建175

7.2.1 距离矩阵法176

7.2.2 简约法178

7.2.3 最大似然法180

7.2.4 谱系树构建方法的比较181

7.3 分子谱系树的统计检验183

7.3.1 一致性指数和一致树183

7.3.2 谱系树的重复抽样检验185

7.4 附录：网络资源187

引言189

第8章 中性理论、分子钟及支系分歧时间估算 庚镇城杨群189

8.1 中性理论：分子进化速率研究的理论基础190

8.1.1 分子突变中的中立性190

8.1.2 中性理论的要点191

8.1.3 关于中性理论的争议192

8.2 分子钟193

8.2.1 概念193

8.2.2 分子钟的构建与相对速率检验195

8.2.3 二簇检验法与枝长检验法198

8.3 谱系间的速率差异198

8.3.1 啮齿类vs灵长类198

8.3.2 谱系进化速率差异的原因199

8.4 关于分子钟的争议200

8.5 研究实例：后生动物门类的起源201

8.6 展望202

第9章 非线性分子进化与古生物重大事件 吕宝忠杨群204

引言204

9.1 进化研究从形态至分子、从线性至非线性204

9.1.1 线性形态进化204

9.1.2 线性分子进化205

9.1.3 非线性形态进化205

9.1.4 非线性分子进化206

9.2 非线性分子进化研究简史206

9.3.1 基因重复207

9.3 非线性分子进化的机制207

9.3.2 外显子拼接、域拼接208

9.3.3 基因共享208

9.3.4 基因的横向转移210

9.3.5 同功替代211

9.4 非线性进化研究方法211

9.4.1 以蛋白质构象叠合来校正其序列的对位排列211

9.4.2 功能－结构分析211

9.5 三叶虫兴衰的呼吸机制探秘214

9.6 结语215

参考文献217

名词索引237