第二章生物多样性的三个层次解说.ppt

第二章 生物多样性的三个层次 第一节 遗传多样性 第二节 物种多样性 第三节 生态系统多样性 第一节 遗传多样性 基本概念 指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性，它决定其他两个层次的生物多样性。 2. 遗传多样性的起源 A 染色体畸变 是遗传变异的重要来源 4种方式：①缺失（deletion） 染色体丢失了片段 ②重复（duplication） 染色体增加了片段 ③倒位（inversion） 染色体某一片段作 180o 的颠倒 ④易位（translocation） 非同源染色体间 相互交换染色体片段 B 基因突变 两种方式： ①碱基替换（base substitution）一个碱基对被另一碱基对代替 ②移码突变（frameshift mutation） 一个或几个碱基对的增加或减少 虽然在自然界正常的生物条件和环境中，每个基因位点上的自发突变率很低，但由于一个物种拥有许多个体，每一个体又具有许多基因位点，故新的基因突变能在自然界不断地出现。 例如：以人有10 万个基因，每代每个基因的平均突变率是10-5 来推算，每个人将产生父母所没有的突变为2 ×105×10-5=2 个，如果每个人平均携带2 个新突变，按全世界50 亿人计，在目前人类群体中新产生的突变数目就高达80 亿（8 ×109） C 重组 引起DNA分子间重组的机制可分为下列3 类： ①一般（general） 重组，发生在同源DNA 分子之间 ②位点专一（site-specific） 重组发生在顺序极少同源的DNA分子间 ③异常（illegitimate） 重组发生在顺序不同源的DNA 分子间 例如：水稻有24 条染色体n=12， 其非同源染色体分离时的可能组合就有212=4096 种。 重组产生基因型的数目g 可表示为 g=[ r（ r+1）]/2] n 即重组基因型与组成该基因型独立基因位点的数目n 和每个位点上等位基因的数目r 有关。 如AaBB 和AABb 两类个体，如果这两类个体间发生重组则能形成9 种基因型AABB、 AABb、 AAbb、 AaBB、AaBb、 Aabb、 aaBB、 aaBb、 aabb D 其他：基因流（gene flow）、 杂交（hybridization）、选择（selection） 和遗传漂变（genetic drift） 3. 遗传多样性的表观层次 转录 转译 DNA mRNA 蛋白质（酶） 细胞（组织） 器官(个体) 遗传多样性起源于DNA 分子水平，但可以表现在遗传信息转录后的各个层次上 4. 检测方法 最初是从形态学开始的 目前检测遗传多样性的常用手段基本上是以形态学性状为主的表型分析和分子水平的检测表型分析 如：孟德尔豌豆杂交试验等 分子水平上检测遗传多样性的方法很多，包括： 等位酶(allozyme) 分析 限制性片段长度多态性（RFLP） 分析 随机扩增多态DNA （RAPD） 分析 DNA 序列分析等 由于生物类群的基因组十分庞大，常只检测基因组中一部分序列的变异 序列分析是最根本和最准确的方法，但基本上是针对基因组中某些片段进行的， 如生物核基因组中的核糖体DNA (rDNA) 片段、动物线粒体DNA(mtDNA) 和植物叶绿体DNA(cpDNA)中的特定片段进行检测。 如：人类基因组计划 人类只有一个基因组，大约有5-10万个基因。人类基因组计划是美国科学家于1985年率先提出的，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列。由：美、英、德、法、日和中国的科学家用近一年的时间完成。 5.研究遗传多样性的意义 A 有助于进一步探讨生物进化的历史和适应潜力 一个物种的遗传多样性水平高低和其群体遗传结构是长期进化的结果，它还将影响其未来的生存和发展。如：大熊猫（Azluropoda melanoleuca） 银杉（Cathaya argyrophylla）具有很低的遗传多样性 B 有助于推动保护生物学研究