群體遺傳學、進化與熵 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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袁誌發 著

圖書標籤:

• 群體遺傳學
• 進化生物學
• 熵
• 生物統計學
• 遺傳變異
• 自然選擇
• 分子進化
• 基因組學
• 復雜性科學
• 生物信息學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030299376

版次：1

商品編碼：11882511

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-02-01

用紙：膠版紙

頁數：346

字數：436000

正文語種：中文

內容簡介

　　基因替換與群體內的遺傳多樣性，是生物進化中同一現象的兩個方麵。《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，運用熵信息原理講述瞭群體平衡、非隨機交配群體、係統性過程、隨機遺傳漂變和分子進化中的熵變規律，探討瞭生物進化與熵的關係。
　　《群體遺傳學、進化與熵》可供遺傳學工作者、應用數學工作者及相關專業的研究生參考。

內頁插圖

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 生物進化學說的産生
1．2．1 生物進化思想的形成和發展
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 經典遺傳學的建立和發展
1．3．2 數理統計學的建立和發展
1．3．3 從經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 孟德爾群體及其數量錶示
1．4．2 影響生物進化的主要因素及其熵變規律
1．4．3 遺傳多態性
1．4．4 群體中親屬關係的研究
1．4．5 重建係統樹的研究

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係
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係
2．2．5 隨機樣本資料分析
2．2．6 建立親屬間聯閤分布的ITO方法
2．3 兩對基因群體
2．3．1 基因型頻率、配子頻率與基因頻率
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 群體的純閤度J與雜閤度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 迴交群體
3．4．1 從Aa開始用AA逐代迴交
3．4．2 從AaBb開始用AABB逐代迴交
3．4．3 利用迴交排除不良基因
3．4．4 迴交對多對基因群體的影響
3．5 錶型選型交配與遺傳非同型交配群體
3．5．1 錶型同型交配
3．5．2 錶型非同型交配和遺傳非同型交配
3．5．3 不完全的錶型非同型交配的群體
3．6 交配係統與群體（第3章小結）

第4章 係統性過程與熵
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 針對雜閤子的單位點選擇
4．4．1 有利於雜閤子的選擇
4．4．2 不利於雜閤子的選擇
4．4．3 依頻選擇
4．4．4 環境異質性選擇
4．5 係統性因素綜閤作用下的平衡
4．5．1 突變-選擇平衡
4．5．2 選擇-遷移平衡
4．6 係統性過程與熵（第4章小結）
4．6．1 現代綜閤論對達爾文進化論的貢獻
4．6．2 現代綜閤論的自然選擇觀
4．6．3 係統性過程與熵

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（無係統因素）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
5．2．1 Wright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
5．2．3 Wright模型及其擴廣的Kolmogorov後顧方程
5．2．4 群體內的基因替換
5．3 維持自然群體遺傳多態性的兩種假說
5．3．1 自然群體中遺傳多態性的普遍性
5．3．2 自然選擇學說
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 分類學與係統學
5．5 隨機遺傳漂變與熵（第5章小結）
5．5．1 Wright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 關於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
6．1 DNA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
6．1．6 DNA序列的突變
6．2 分子係統學與分子進化機製
6．2．1 分子係統學梗概
6．2．2 分子進化的形式與機製
6．3 氨基酸序列的進化
6．3．1 p距離及其校正距離dpc
6．3．2 Γ距離dG及其特例
6．3．3 氨基酸進化距離的選擇模型
6．4 DNA序列的進化
6．4．1 兩個序列問的核苷酸差異
6．4．2 核苷酸替代的數學模型及其分析
6．4．3 Γ距離
6．4．4 不同進化距離的比較
6．4．5 關於DNA進化距離的進一步分析
6．4．6 關於新相對熵距離
6．5 分子進化與熵（第6章小結）
6．6 結束語
參考文獻

前言/序言

　　20世紀20年代末和30年代初，著名的遺傳學者和進化論學者Fisher、Haldane、Wright、Dobzhansky等共同努力，把基因論和生物統計結閤起來，對達爾文主義進行瞭第二次修正，形成瞭以自然選擇學說為核心的現代綜閤論，奠定瞭群體遺傳學的理論體係基礎，著名華裔學者李景鈞的名著《群體遺傳學》，總結瞭此前有關群體遺傳學的研究成果，標誌著經典群體遺傳學理論體係的係統化和完善化（Li，1955）。然而，生物進化是復雜的。Kimura（1968）等提齣瞭分子進化中性論，承認自然選擇在錶型進化中的作用，但否認自然選擇在分子進化中的作用，認為分子進化是由中性或近中性的突變的隨機固定造成的，這種大相徑庭的認識，是生物進化論曆史上的又一次大爭論。
　　愛因斯坦（Einstein）認為“熵理論對於整個科學來說是*一法則”；玻爾茲曼（Boltzmann）認為“生物生存是為瞭熵而鬥爭”；薛定諤（Schrodinger）認為“生物賴負熵為生”；普裏高津（Prigogine）認為“生物學與理論物理之間存在著巨大的鴻溝”。這些著名物理學傢關於生物進化的論述都與熵有關。熵是剋勞斯（Clausins）研究熱力學第二定律時提齣的，玻爾茲曼引入瞭微觀粒子熵，而香農（Shannon）又提齣瞭信息熵。作者認為：“生物進化是生物為適應環境壓力而保持或變為新的多樣性的過程”，“生物進化的方嚮是遺傳多樣性增加的方嚮。”本書對熵與遺傳多樣性、熵與生物進化、理論物理與生物進化等問題提齣瞭一些研究結果和看法。
　　本人在群體遺傳學、數量遺傳學等多年的學習和研究中，得到瞭馬育華教授、吳仲賢教授、趙洪璋院士、莊巧生院士、邱懷教授等老前輩的關懷與鼓勵，他們的著作是我30多年來百學不厭的經典，是他們讓我走上瞭數學與農業科學相結閤的道路。
　　在幾十年的學習和研究中，周靜芋教授是我最尊敬的閤作者，解小莉碩士、杜俊莉碩士、馬國際碩士、張銀霞碩士、瀋娟碩士、宋世德副教授、張宏禮教授、劉建軍副教授曾作為我的學生從事應用數學中有關群體遺傳學與熵的研究，孫世鐸博士、汪小龍博士、陳玉林博士、郭滿纔博士、雷雪芹博士、鄭會玲博士、張恩平博士、張文舉碩士等曾作為我的學生從事動物遺傳育種與繁殖的研究，宋九洲博士現在在美國的馬裏蘭大學從事分子生物學研究。

好的，這是一份關於名為《群體遺傳學、進化與熵》的圖書的詳細簡介，其中不包含該書的實際內容，而是聚焦於該領域相關的、但未在該書中具體闡述的交叉主題。 --- 圖書名稱：群體遺傳學、進化與熵 書籍簡介 本書旨在探討生命係統深層的組織原理，側重於信息、隨機性與結構形成之間的復雜互動。雖然書名指嚮瞭生物學核心領域，但本書的視角超越瞭傳統的遺傳學範疇，深入考察瞭熱力學第二定律如何從微觀層麵滲透到宏觀的生物演化過程中，以及信息論工具在解析生命復雜性時所扮演的角色。 本書著重於建立跨學科的對話框架，連接瞭看似不相關的概念：物理學中的熵增原理、信息論中的不確定性量化，以及生物學中的群體適應性動態。我們將探討生命係統如何在開放的、持續耗散能量的環境中，既遵守物理學基本定律，又能在局部實現高度的組織和功能性，這本身就是對“熵”這一概念在生命係統中應用的深刻反思。 第一部分：信息、隨機性與復雜性的起源 在本書的開篇，我們將構建一個理解生命係統動態的基礎模型，這個模型不完全依賴於基因序列的細節，而是著眼於信息的流動與轉換。我們關注統計力學如何描述大量粒子（或基因等位基因）集閤的行為，以及玻爾茲曼的熵概念（微觀狀態的數量）如何與宏觀可觀察的錶型變異相關聯。 我們將深入分析隨機過程理論在描述群體內遺傳漂變時的應用。漂變作為一種無方嚮性的隨機力量，其作用機製與物理係統中粒子布朗運動的數學描述有驚人的相似之處。書中將詳述如何利用馬爾可夫鏈模型來追蹤特定等位基因在有限群體中的頻率變化，並著重討論有效群體大小（Ne）的概念如何反映瞭係統對隨機擾動的敏感程度。這種敏感性，在信息論中可以被視為係統狀態空間中的“噪聲”水平，直接影響瞭選擇的效率與方嚮性。 此外，信息論的工具，如香農熵，被用來量化群體內遺傳多樣性的不確定性。我們探討當群體麵臨環境壓力時，信息熵如何隨時間演化——是迅速下降（朝嚮適應性均一化），還是通過引入新突變（信息輸入）來維持或增加復雜性。這裏，重點在於區分由遺傳漂變導緻的“無序”信息損失與由自然選擇驅動的“有序”信息捕獲過程。 第二部分：結構耗散與自組織現象的物理基礎 本書的中間部分將焦點從微觀的等位基因頻率轉移到宏觀的形態發生（Morphogenesis）和生態係統結構。我們將考察耗散結構理論，特彆是普裏高津（Prigogine）的工作，如何為理解生命體的非平衡態特性提供理論框架。生命體作為一個開放的、遠離熱力學平衡的係統，其維持自身結構所需的持續能量輸入和代謝活動，本質上是一種高效的熵流管理機製。 我們深入研究臨界現象在生物學中的類比。例如，種群密度依賴的轉嚮（如從穩定到混沌的行為）是否可以被視為一個相變過程？我們通過考察生態網絡中的連接模式和信息傳遞效率，來闡釋係統在何種參數下會“自發地”形成復雜的、具有魯棒性的結構，而這種結構的形成，盡管增加瞭局部信息密度，但其維持代價卻是以更高的全局能量耗散為代價的。 這裏強調的是代謝網絡的優化問題。一個高效的代謝網絡如何平衡對環境信息的快速響應能力（低延遲，可能對應於低信息冗餘）與抵禦隨機擾動的能力（高冗餘，對應於高信息熵的保護層）。這種內在的權衡，被視為生命體在熵增宇宙中爭取生存空間的物理體現。 第三部分：進化的方嚮性與時間尺度下的信息積纍 在本書的最後部分，我們將討論進化過程的時間箭頭。經典的熱力學傾嚮於無序，然而生物進化卻錶現齣積纍和復雜化的傾嚮。本書通過引入“有效信息容量”的概念來調和這一矛盾。 我們分析Fisher信息矩陣在衡量選擇梯度下的信息捕獲效率方麵的作用，並將其與熱力學中的信息效率進行比較。進化並非簡單的局部優化，而是在不斷探索巨大的、高維的適應度景觀。這種探索過程，可以被看作是係統不斷地將環境中的“負熵”（或稱有效能量流）轉化為自身結構和功能的“信息編碼”的過程。 最後，本書將探討宏觀進化中的尺度效應。小尺度的遺傳漂變與大尺度的物種大爆發或滅絕事件之間的聯係，是如何通過反饋機製實現的？我們討論信息如何在代際間傳遞、篩選和積纍，並考察是否存在某種普適的“信息演化率”的上限，它受到能量流動的基本限製。這種分析旨在超越描述性的進化論，試圖從物理信息論的角度，對進化的“不可逆性”及其內在驅動力給齣更深層次的物理學詮釋。 本書麵嚮的讀者是那些對基礎生物學原理、統計物理學、信息論以及復雜係統科學有濃厚興趣的學者和學生。它挑戰讀者以一種全新的、跨學科的視角，重新審視生命如何在一個服從熵增定律的世界中，持續地、有序地構建和維持其自身。 ---

評分☆☆☆☆☆

《群體遺傳學、進化與熵》這個書名，讓我立刻聯想到那些能夠深刻洞察事物本質的經典著作。我並非遺傳學傢或物理學傢，但對科學的交叉領域，特彆是生物如何與物理規律巧妙互動，始終懷有濃厚的好奇。我猜測，作者可能並非簡單地將群體遺傳學的知識點串聯起來，而是試圖從中提煉齣一種更普適的原理。特彆“熵”這個詞，在我的理解裏，它往往代錶著不可逆轉的趨勢，是事物走嚮無序和衰敗的象徵。那麼，在生物進化這一充滿創造和復雜性的過程中，熵又扮演瞭怎樣的角色？我設想，書中或許會探討，生命係統如何通過消耗能量來維持自身的低熵狀態，以及群體在麵對環境挑戰時，遺傳變異的多樣性是否與熵在某種意義上存在關聯。我期待的是，這本書能夠給我帶來一種全新的視角，讓我能夠以一種更宏觀、更辯證的思維方式去理解生命現象，看到群體遺傳學和進化論背後隱藏的更深層、更普適的規律。這不僅僅是一本書，更像是一次關於生命奧秘的哲學思辨之旅。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《群體遺傳學、進化與熵》，讀起來就帶著一種嚴謹而深刻的學術氣息。我不是專業背景，但平日裏對生物學和物理學的交叉領域頗感興趣，特彆是那些試圖用統一的理論框架來解釋自然界現象的研究。《群體遺傳學、進化與熵》恰好符閤瞭我的這種興趣點。我猜測，作者可能在書中會詳細闡述群體遺傳學中的核心概念，比如等位基因頻率、基因型頻率，以及這些在世代間如何變化。同時，進化作為其必然的延伸，書中應該會深入探討自然選擇、性選擇、突變、基因流和遺傳漂變等關鍵的進化驅動力。而“熵”的加入，則讓我最為興奮，也最為好奇。它會如何與群體遺傳學和進化論結閤？是在解釋遺傳信息傳遞的效率問題，還是在描述種群對環境變化的響應能力？或許，熵的增加與種群的滅絕風險相關？又或者，生命係統通過進化在一定程度上“抵抗”熵增？我設想作者會用大量的模型和數學公式來支撐他的論點，但同時也希望他能用清晰易懂的語言，將這些復雜的理論呈現齣來，讓我這個非專業人士也能領略到其中的奧妙。我希望能從這本書中獲得啓發，看到一個更宏大的、有邏輯關聯的生命演化圖景。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，《群體遺傳學、進化與熵》，讓我眼前一亮，仿佛開啓瞭一扇通往全新認知世界的大門。它不僅僅是關於生物的演變，更似乎是對生命體如何在這個復雜宇宙中存在並繁衍的深層哲學思考。我猜測，作者可能並非僅僅停留在基因層麵的描述，而是將眼光放得更遠，去探究“熵”這個看似與生命遙遠的物理學概念，在生命進程中所扮演的角色。試想一下，生命係統是如何在熵增的大趨勢下，維持自身的有序性，甚至發展齣更復雜的結構？這本身就是一個極其引人入勝的問題。我好奇，書中是否會討論，遺傳信息在傳遞過程中，熵的變化如何影響信息的準確性？自然選擇是否可以被看作是一種在特定環境下，最大化群體生存概率、同時優化某種“信息熵”的策略？或者，在麵對環境壓力時，群體遺傳多樣性的增加，是否也伴隨著某種“熵”的釋放，從而為適應性進化提供瞭可能性？這些問題的答案，如果能在這本書中得到解答，那將是一次令人興奮的智力冒險。我期望的，是一本能夠拓寬我的視野，讓我對生命、對宇宙産生更深刻理解的書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字讓我好奇心油然而生，我一直對生命如何演變，以及群體中基因的流動和變化是如何驅動這一切的過程感到著迷。《群體遺傳學、進化與熵》這個標題本身就勾勒齣瞭一個宏大的圖景，暗示著作者將從一個更廣泛的、或許是物理學層麵的視角來審視生物進化。我尤其好奇“熵”這個概念在其中扮演的角色。在我的印象中，熵通常與熱力學、信息論以及係統的無序性相關，將它引入生物群體遺傳學的討論，無疑是一種非常新穎且富有挑戰性的嘗試。這讓我聯想到，或許作者會從能量守恒、信息丟失、或者係統朝著更穩定狀態演化的角度來解析基因頻率的改變，以及自然選擇和遺傳漂變等進化機製。我設想書中可能會探討，在有限的資源和不斷變化的環境中，生物群體如何通過遺傳變異來適應，而熵是否在這個過程中扮演瞭某種“約束”或“驅動”的角色。也許，生命係統在某種程度上可以被看作是局部熵減的過程，但整體上又遵循熱力學第二定律。這種跨學科的融閤，讓我對這本書充滿瞭期待，希望它能提供一種全新的、深刻的理解生命演化奧秘的框架，而不是簡單地堆砌概念。我期待能讀到那些能夠觸及生命本質、引發深刻思考的內容。

評分☆☆☆☆☆

“群體遺傳學、進化與熵”——僅僅是這幾個詞語的組閤，就足以勾起我強烈的求知欲。我一直認為，理解生命最深刻的方式，莫過於探究其演化的根源和機製。而“群體遺傳學”無疑是這其中的核心。“進化”則是它最直接、最壯觀的體現。但“熵”的加入，卻讓這本書的定位顯得尤為獨特和前沿。我能想象，作者可能會將群體遺傳學中關於基因頻率變化、適應性景觀等概念，與物理學中關於能量、信息和係統穩定性的理論聯係起來。比如說，遺傳漂變作為一種隨機過程，其背後是否與某種熵增的概率有關？而自然選擇，又是如何在這個“熵”的大背景下，篩選齣更有利於生存和繁衍的基因組閤？我更期待的是，書中能否為我揭示，生命係統在不斷地與無序性（熵）抗爭的同時，是如何巧妙地利用這種無序性來驅動自身的進步。這種跨學科的視角，讓我相信這本書不僅僅是對某一學科的講解，更可能是一次關於生命本質的探索，一次關於宇宙規律在生命現象中體現的深刻剖析。