第一章 遺傳多樣性及其保護(hù)

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1、第一章?遺傳多樣性遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分，是地球上所有生物攜帶的遺傳信息的總和。遺傳多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性和物種多樣性的基礎(chǔ)，研究遺傳多樣性有助于進(jìn)一步探討生物進(jìn)化的歷史和適應(yīng)潛力；有助于推動(dòng)保護(hù)生物學(xué)研究（動(dòng)物園圈養(yǎng)野生動(dòng)物的保護(hù)）；有助于生物資源的保存和利用。第一節(jié)遺傳多樣性及其起源和演化一、遺傳多樣性含義廣義：指地球上所有生物（動(dòng)物、植物、微生物）所攜帶的遺傳信息的總和（不同物種、不同分類單元所擁有的基因庫及其所體現(xiàn)出來的遺傳結(jié)構(gòu)的不同）。狹義：主要指種內(nèi)不同群體間（兩個(gè)隔離地理

2、種群間）及單個(gè)群體（種群）內(nèi)個(gè)體間的遺傳變異總和，換句話說，遺傳多樣性主要是指種內(nèi)不同群體之間或同一群體內(nèi)不同個(gè)體的遺傳變異的總和。從這一定義中可以看出，遺傳多樣性基本上包括了下面幾層含義:1、遺傳多樣性是指生物種內(nèi)的遺傳變異；個(gè)體――種群（居群）――物種居群：同種個(gè)體在空間上形成不同程度隔離的個(gè)體集合。P=G+E現(xiàn)代達(dá)爾文主義1、群體是生物進(jìn)化的基本單位。種群有相對(duì)的穩(wěn)定性，其基礎(chǔ)是遺傳平衡。在一定的條件下（種群足夠大，種群中個(gè)體間的交配是隨機(jī)的，沒有突變發(fā)生，沒有新基因加入，沒有自然選擇），一個(gè)

3、有性生殖的自然種群，其基因頻率和基因型頻率在一代一代的遺傳中保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，這稱為哈迪－溫伯格定律。2、突變、選擇、隔離是物種形成和生物進(jìn)化的機(jī)制，突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原材料。3、引起種群基因頻率改變的因素1）突變：突變的方向是隨機(jī)的，突變給自然選擇提供了原材料。如果突變性狀被選擇，這一突變基因就在基因庫中積累增多。2）遺傳漂變：在一個(gè)小種群內(nèi)，基因頻率由于偶然的機(jī)會(huì)（不是自然選擇的原因）而隨機(jī)增減的現(xiàn)象。建立者效應(yīng)：18一個(gè)種群中的幾個(gè)或幾十個(gè)個(gè)體遷移到另一地區(qū)而定居下來，自行繁衍后代，造成基因

4、頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。瓶頸效應(yīng)：不同的生物在不同的生活季節(jié)中，數(shù)量有很大的差異，如果某一基因殘存的個(gè)體多，下一世代繁殖后，這一基因的頻率也相應(yīng)增多，反之某一基因的個(gè)體少，下一世代中該基因的頻率也相應(yīng)減少，從而引起種群內(nèi)部基因頻率的改變。3）基因遷移：一個(gè)種群的個(gè)體遷入到另一個(gè)種群中去的現(xiàn)象。不管是老個(gè)體的遷出還是新個(gè)體的加入，都會(huì)使種群基因頻率發(fā)生變化。4）自然選擇：通過自然選擇對(duì)基因型的影響和基因重組的作用，從而定向改變?nèi)后w的基因頻率。結(jié)果使生物類型發(fā)生改變。2、遺傳多樣性的表現(xiàn)是多層次的；1）在分

5、子水平，可表現(xiàn)為核酸、蛋白質(zhì)、多糖等生物大分子的多樣性；2）在細(xì)胞水平，可體現(xiàn)在染色體結(jié)構(gòu)的多樣性以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的多樣性；3）在個(gè)體水平，可表現(xiàn)為形態(tài)差異、生理代謝差異、形態(tài)發(fā)育差異以及行為習(xí)性的差異。遺傳多樣性通過對(duì)上述各層次的生物性狀的影響，導(dǎo)致生物體的不同適應(yīng)性，進(jìn)而影響生物的分布和演化。許多遺傳變異并不導(dǎo)致任何可觀測(cè)到的表型上的差異。3、遺傳多樣性是指種內(nèi)可遺傳的變異；那些由于發(fā)育或環(huán)境引起的變化應(yīng)排除在遺傳多樣性范圍之外。可遺傳的變異：遺傳物質(zhì)的改變。即編碼遺傳信息的核酸（DNA或RN

6、A）在組成和結(jié)構(gòu)上的變異。不可遺傳的變異：發(fā)育或環(huán)境引起的變化。相同環(huán)境不同基因型不同表現(xiàn)型不同環(huán)境相同基因型不同表現(xiàn)型遺傳多樣性是生物適應(yīng)環(huán)境能力的體現(xiàn)。是生命進(jìn)化和物種分化的基礎(chǔ)。二、遺傳多樣性起源和演化生物進(jìn)化的三大因素：遺傳、變異、選擇遺傳是一個(gè)保守的過程。沒有遺傳，不可能保持性狀和物種的相對(duì)穩(wěn)定性，變異不可能得到積累，生物也就不可能進(jìn)化，不可能產(chǎn)生多樣性。變異：指同種生物世代之間或同代個(gè)體之間的差異。但是，遺傳性又是一個(gè)相對(duì)的過程，絕非一成不變的，否則，僅憑遺傳帶來的簡單重復(fù)，不可能產(chǎn)生新

7、的性狀，生物也失去了進(jìn)化的素材。18（一）遺傳多樣性起源（從那兒來？）在DNA核苷酸序列中記錄的遺傳信息作為一種規(guī)律忠實(shí)地進(jìn)行復(fù)制，故每次復(fù)制（DNA半保留復(fù)制）形成的兩個(gè)DNA分子彼此相同，與其親本也完全一致。但DNA分子在復(fù)制過程中偶爾也會(huì)發(fā)生“錯(cuò)誤”，導(dǎo)致子細(xì)胞或后代在DNA的順序或數(shù)量上不同于母細(xì)胞或親本。遺傳多樣性的根本來源可以歸因于這種偶爾發(fā)生的錯(cuò)誤，即遺傳物質(zhì)的改變-突變，是“創(chuàng)造”遺傳多樣性的過程，也是創(chuàng)造生命的過程。突變包括染色體畸變和點(diǎn)突變以及有性過程中的重組。1、基因突變（點(diǎn)突

8、變）指基因內(nèi)部一個(gè)或少數(shù)核苷酸的改變，生物界很普遍。1）堿基替換basesubstitution：指一個(gè)堿基對(duì)被另一個(gè)堿基對(duì)替換，嘌呤間或嘧啶間的替換稱為轉(zhuǎn)換；(AT->GC,GC->AT,TA->CG和CG->TA)嘌呤與嘧啶間的替換稱為顛換。(AT->CG,AT->TA等)基因替換：當(dāng)一個(gè)個(gè)體中發(fā)生的堿基替換或其它類型的突變經(jīng)過許多世代在群體內(nèi)擴(kuò)散并固定下來時(shí)，由突變形成的新等位基因取代了原來的等位基因。結(jié)構(gòu)基因核苷酸順序的堿基替換對(duì)該基因所編碼多肽中氨基酸順序的