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第四章 遗传多样性及其保护 第四章 遗传多样性及其保护 概述 一、遗传多样性的概念及研究意义 二、遗传多样性的来源 三、遗传多样性的检测方法 概述 1、遗传多样性是生物多样性的重要组成部分，也是保护生物学研究的核心内容。 2、保护生物多样性的最终目的是要保护好遗传多样性。 3、高度的遗传多样性是维持物种长期生存和进化的基础。 4、遗传多样性的保护是对人类及生活环境中可再生资源保护的一个极其重要的方面。 一、遗传多样性的概念及研究意义 （一）遗传多样性的概念 （二）遗传多样性的表现形式 （三）遗传多样性的研究意义 （一）遗传多样性的概念 1、概念 2、物种内的多样性是物种以上各水平多样性的重要来源。 3、群体或群体系统在自然界有其特定的分布格局，故遗传多样性不仅包括遗传变异高低，也包括遗传变异分布格局，即群体遗传结构。 4、每一个物种所保存的遗传基因可被看作是一个基因库，一个物种所包含的遗传变异愈丰富，基因库规模越大，它对环境的适应能力越强。 5、种内遗传变异的分类（4类）。 1、概念 ①广义：蕴藏在地球上植物、动物和微生物个体基因中的遗传信息的总和，即地球上所有生物所携带的各种遗传信息的总和。 ②狭义：主要是指种内不同群体之间或一个群体内不同个体的遗传变异的总和，即指种内基因的变化，包括同种显著不同的群体间或同一群体内的遗传变异。 5、种内遗传变异的分类 ①局部群体内的变异； ②生活在相似气候和土壤条件下隔离群体间的变异； ③生长在不同环境条件下、产生独特生态型的群体间的变异； ④分类学上亚种间的变异。 （二）遗传多样性的表现形式 1、表型水平上的个体外部形态上的差异；如颜色、形态等。 2、表现在细胞水平上的染色体倍性、数目、核型及带型的差异；如多倍体、单体等。 3、生理、生化水平上，如等位酶谱带等。 4、分子水平上的DNA序列的变化。 （三）遗传多样性的研究意义 1、群体的遗传结构可以反映物种的进化历史 2、探讨物种濒危机制，制定科学合理的保护策略 3、种质资源的保存及取样策略 1、群体的遗传结构可以反映物种的进化历史 （1）群体的遗传多样性大小和分布是物种长期进化的产物，也是其生存适应和发展进化的前提。 （2）对群体目前遗传多样性的研究，可以提示物种的起源时间、发生中心的地点、群体扩散的途径，也能为进一步分析其进化潜力提供重要的资料。 2、探讨物种濒危机制，制定科学合理的保护策略 （1）了解种内遗传变异的大小、时空分布及其与环境条件的关系，是我们制定科学有效的措施来保护人类赖以生存的遗传资源（基因）、挽救濒于灭绝的物种、保护受到威胁的物种的前提条件。 （2）早在20世纪初，一些学者就指出稀有或特有种往往出现遗传上衰退，即遗传多样性水平的降低，并得到证实。 （3）在自然群体中，个体数量下降和生境片段化会明显地改变群体的遗传结构，增加近亲繁殖和遗传漂变，导致遗传异质性和基因多样性一代代地丧失。 （4）制定特殊物种的有效保护措施取决于遗传结构信息，特别是遗传变异能力的空间分布。 3、种质资源的保存及取样策略 （1）保护一个物种，特别是珍稀濒危物种，不管是就地保护还是迁地保护，都要考虑保存一定的个体数量和足够的遗传变异。 （2）使样本具有代表性和包含尽可能多的遗传变异。 （3）取样3因素：①每个种群采集的个体或种子数；②取样种群的数目；③这些取样种群在该物种分布区内的分布。 （4）对资源或作物类，还必须考虑： ①经济性、②对病虫害的抗性、③遗传形态标志。 二、遗传多样性的来源 （一）遗传重组 （二）染色体畸变 （三）基因突变 （一）遗传重组 1、遗传重组是生物界有性生殖普遍存在的遗传现象；重组是通过有性生殖过程将群体中不同个体具有的变异进行重新组合，形成新的变异的过程。 2、遗传重组包括任何造成基因型变化的基因交流过程，这个过程在生物界是一种普遍现象。 （二）染色体畸变 1、遗传学上将染色体结构或数目的改变称为染色体畸变。 2、染色体畸变分为结构变异和数目变异。 3、结构变异包括缺失、重复、倒位和易位，它们都是由于染色体断裂引起的。 4、染色体数目变异分为两大类：一种是染色体组数目的增减产生的变异，称为整倍体变异，如单倍体、多倍体；另一种是染色体组内个别染色体数目的增减产生的变异，称为非整倍体变异，如单体、缺体等。 （三）基因突变 1、突变是生物界较为普遍的一种遗传状态，一切能够通过复制而遗传的DNA结构的任何永久性改变都叫突变。基因突变是指染色体上的一个位点内遗传物质的变化。 2、按突变产生的原因，可分为自发突变和诱发突变。 3、按突变的分子基础，可以将基因突变分为碱基替换、移码突变和缺失突变。 4、突变的结果就是从一个基因变成它的等位基因型，丰富的基因型为生物进化提供了原材料。 三、遗传多样性的检测方法 （一）形态标记