物种保育-基因遗传多样性-屏东科技大学农学院
2016-2017版高中生物4.2.1-2生物多样性简介生物多样性的形成学案中图版必
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第一节 生物多样性简介第二节 生物多样性的形成目标导航 1.结合实例,简述生物多样性的概念以及生物多样性三个层次之间的关系。
2.结合实例和探究活动,理解生物多样性与生物进化的关系。
一、生物多样性1.生物多样性的概念生物多样性反映了地球上的植物、动物、菌类等在内的一切生命各不相同的特征及其生存环境,他们相互间存在着错综复杂的关系,包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
2.遗传多样性(1)概念:物种内不同种群和个体间的遗传变异总和,又称为基因多样性。
(2)层次:3个Error!(3)规律:一个物种的遗传多样性越丰富,对环境的适应性越广,同时反映了物种的进化潜力。
3.物种多样性(1)概念:是物种水平的生物多样性,是用一个区域的物种种类的丰富程度和分布特征来衡量的。
(2)内容:物种多样性的现状、物种多样性的形成、演化及维护机制。
(3)研究规律:一般说,一个物种的种群越大,它的遗传多样性就越大,但可使一个地区的物种多样性减少。
(4)意义:物种多样性是生物多样性最直观、最基本的表现。
(5)濒危原因:人口的压力,栖息地的破坏,环境的污染。
4.生态系统多样性(1)概念:是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化,以及生态系统内生境差异和生态过程的多样性。
(2)生境的含义及意义①生境主要指无机环境,如地貌、气候、土壤和水文等。
②生境多样性是生物群落多样性甚至整个生物多样性的基本条件。
5.生物多样性三个层次的关系从某种意义上看,一个物种有其独特的遗传多样性。
一般说一个物种的种群越大,它的遗传多样性就越丰富。
遗传多样性导致了物种多样性,物种多样性与多种多样的生境构成了生态系统多样性。
二、生物多样性的形成1.生物多样性的形成物种是生物存在的基本方式,物种的形成是新基因库产生和发展的基础,生物多样性的形成集中反映在物种形成上。
2.物种形成的方式(1)渐变式物种形成一个物种的种群生存条件发生变化,它的命运决定于它的遗传多样性。
中国荒漠猫生存现状与保育
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林㊀业㊀科㊀技㊀情㊀报2023Vol.55No.1基金项目:陕西省科技厅㊁陕西省科协重点研究项目 陕西省休闲农业科普旅游研究 成果,项目编号:2021PSLK30㊂∗作者简介:侯茗馨(2002-)女,汉族,陕西西安人,本科,研究方向:临床兽医,主要从事蛇类养殖与疾病防治研究,参与省级科研项目多项,出版科普著作‘我们的野生动物朋友们 中国野生保护动物30种“㊂中国荒漠猫生存现状与保育侯茗馨∗(中国农业大学,北京100083)[摘㊀要]㊀荒漠猫是中国的特有物种,由于其发现时间较晚㊁行踪诡秘难以观察导致缺乏基础生态学的研究结论,如今这个物种面临着栖息地破碎化㊁盗猎㊁投毒等多种威胁,却难以找到一个合适的保护措施㊂随着全球变暖的气候影响,小型动物和大型食肉动物的迁徙也对荒漠猫的生存造成了极大的影响,昼夜时长的变化更是多方面改变着这个物种的生存和繁衍方式㊂荒漠猫的保护作为一种缺乏基础研究的保护模式来讲相当典型,当我国真正解决了这个特有物种的野外保护与人工保育问题时,其它更多的物种便拥有了保护模式的样板与对照,以此更进一步的推动我国动物保护事业的发展㊂[关键词]㊀荒漠猫;威胁;保护措施中图分类号:Q89㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1009-3303(2023)01-0182-03Survival and Conservation of the Felis Bieti in ChinaHou Mingxin ∗(China Agricultural University,Beijing 100083,China)Abstract :The Felis Bieti is an endemic species in China.Due to its late discovery and secretive movements,whichare difficult to observe,there is a lack of basic ecological research findings and the species is now facing a varietyof threats such as habitat fragmentation,poaching and poisoning,but it is difficult to find a suitable conservation measure.With the effects of global warming,the migration of small animals and large carnivores has also had a sig-nificant impact on the survival of the Felis Bieti,and changes in the length of the day and night have altered the species survival and reproduction in many ways.The conservation of the Felis Bieti is quite typical of a conserva-tion model that lacks basic research.When China has truly solved the problem of protecting and artificially conser-ving this endemic species in the wild,more species will have a model for conservation and a model for comparison,thus further promoting the development of animal conservation in China.Key words :The Felis Bieti;threats;protection measures1㊀荒漠猫的种群概况荒漠猫作为中国特有的猫科动物,主要生活于中国西北地区高山草甸生态系统㊂在19世纪时,人们于法国巴黎首次目击了荒漠猫的皮毛,当时在场的研究者认为这种有着沙色毛皮的生物理论上应当生活在荒漠地区,因此为其命名为 荒漠猫 ㊂然而,随着后续研究的推进发现,荒漠猫的分布区域表明它们更倾向于在高山草甸生态系统中生活㊂调查显示,荒漠猫在中国分布广泛,从三江源地区嘉塘草原至被称为世界屋脊的青藏高原,从祁连山脉至横断山脉,荒漠猫不断的在红外相机中出镜,给人造成了 种群数量较多无需关注 的错觉㊂然而,这样的估计并不准确㊂国际上对于荒漠猫的研究至今仍处于 一问三不知 阶段,在‘中国濒危动物红皮书“中称 荒漠猫种群数量不详,种群现状难以估计 ,中国濒危物种数据库中也称 无种群数量的总体估计 ㊂1892年在巴黎博物馆初次见到荒漠猫的皮毛后,直到21世纪初才再一次出现了关于其野外生存状况的研究,在2018年才由山水自然保护中心在三江源地区记下了世界第一笔荒漠猫的野外繁殖记录㊂对于荒漠猫的研究时间跨度长㊁研究成果少且鲜少有人关㊃281㊃2023Vol.55No.1林㊀业㊀科㊀技㊀情㊀报注,这些基础研究的缺乏无疑对荒漠猫的保护造成了困难㊂尽管在过去的几年中,我们对荒漠猫的基本生态学和种群分布有所提高,但仍然需要更多的科学认识来支持其保护,虽然这样一个分布广泛的物种在短期内不会面临灭绝的风险,但人类活动对其种群数量造成的影响是不可忽略的[1]㊂2㊀荒漠猫面临的威胁2.1㊀栖息地破碎化栖息地的破碎化是对其种群的主要威胁㊂猫科动物大多属于独行侠,有研究者指出,虽然还没有有关荒漠猫家域面积和密度的研究信息,但鉴于其偏好开阔空间,避难需求将成为决定其空间格局的关键㊂Sanderson et al.曾写到,荒漠猫会寻找旱獭或狗獾挖掘但废弃的洞穴作为自己的巢穴,但如今旱獭种群因捕猎活动而显著减少,西伯利亚旱獭甚至已被列为濒危物种,这将极大地影响荒漠猫对藏身处的选择㊂受旱獭数量减少的影响,荒漠猫栖息地减少并趋于离散,这对其种群密度的不良影响是无法忽略的[2]㊂随着畜牧业和农业的发展,草场被占用㊁草地变耕地,使得荒漠猫的栖息地进一步退化和丧失,荒漠猫为获得足够食物㊁找到合适的躲避场所,被迫扩大领地范围,对于栖息地需要涵盖多只雌性栖息地范围的雄性荒漠猫来说,其对栖息地面积的需求更大㊂而食肉类猫科动物对栖息地和食物的需求进一步激化了家畜与荒漠猫㊁人类与荒漠猫间的尖锐矛盾,进一步对其种群密度造成威胁㊂栖息地破碎化的另一重结果便是导致荒漠猫种群支离破碎,在一定领域内荒漠猫的数量减少很可能将其置于与猎豹相似的种群基因库瓶颈期的僵持局面中,在种群内基因受地理因素影响缺乏足够的交流时,其种群恢复或也仅可依靠有限的基因多样性,这使得许多野外疾病㊁近亲繁殖遗传病有机可乘,对种群数量造成不小的威胁;而生态走廊的不普及则导致各荒漠猫的栖息地几乎处于 孤岛 般的隔离状态,这对于一些人类尚未发现或还未具体研究的小亚种种群而言无异于已然敲响的灭绝警钟[3]㊂2.2㊀人类活动影响第二个主要威胁是来自人类的捕猎和毒杀㊂至今为止关于荒漠猫的仅有的一份食性研究表明,小型啮齿类动物如田鼠㊁鼹鼠和鼠兔等构成了荒漠猫90%的食物来源㊂而草原牧民认为这些啮齿类动物会和家畜抢夺牧草,因此即便在20世纪70年代青海省已禁止了大规模投毒活动的前提下,小范围内投毒灭鼠的活动仍在持续㊂这样的活动不仅会导致荒漠猫误食毒药死亡,减少荒漠猫猎物的种群数量,也可能导致荒漠猫食用被毒死的鼠类尸体而二次中毒[4]㊂另一方面,在青海西藏这样的少数民族聚集区中,动物毛皮服饰属于其民族传统文化的一部分㊂虽然大多的捕猎活动并非针对荒漠猫,但皮草猎人所下的猎套对荒漠猫的误伤有着相当可观的数量,猎套的无差别攻击对于包括荒漠猫在内的许多动物都有着不小的威胁,尤其一些较小的猎套甚至连幼崽也不放过,更是对于种群数量的恢复毫无利处[5]㊂同时由于荒漠猫过冬时会换上保暖的厚皮毛,使得针对荒漠猫的捕猎行径也在秋冬季不断增加,刘国伟曾在‘环境与生活“中提到,仅1970至1980十年间,青海省藏族自治州就在共和㊁兴海㊁同德㊁贵德和贵南五个县收购的上千张兽皮中,就有一定数量的荒漠猫的皮毛㊂故意投毒㊁下套子㊁烟熏等都是偷猎者的惯用手法,这些为皮毛㊁毒鼠进行的人类活动都是荒漠猫种群数量不稳定的威胁因素[6]㊂人类活动造成的除有意的猎杀与投毒外,频繁的放牧活动对荒漠猫的生存同样造成了影响㊂根据粮农组织和蒙古国家统计局的数据,从1991年至2018年间,牲畜数量增长了近乎两倍,而牲畜的增加导致的大量放牧使得草场上人类活动范围变广,作为野生动物的荒漠猫为尽量避免与人类产生交集,便会主动向放牧区域周围移动,不同荒漠猫的栖息地被多个牧区分隔为小块散落周围,加速了栖息地的破碎化,过度放牧导致的土壤沙化则使得荒漠猫栖息地生态环境退化;另一方面,人类的放牧活动则向广袤的草原上输送了数量可观的牧羊犬,人类带来的食物也会吸引着草原上的流浪狗尾随而来,狗群在草原上集群捕食,几乎战无不胜,狗群的增加以及其在草原的捕猎行为也成为了荒漠猫生存的主要威胁之一㊂同时,大量的牲畜活动与人类活动吓跑了草原上的原住民,也吓跑了荒漠猫食谱上的大部分猎物,自然猎物的减少可能迫使荒漠猫铤而走险捕食家禽,引起人兽冲突,并因此招来㊃381㊃林㊀业㊀科㊀技㊀情㊀报2023Vol.55No.1人类捕杀[7]㊂家养猫与流浪家猫则从另一方面制约了荒漠猫种群的发展,威胁荒漠猫的种群恢复㊂有研究人员曾拍到在外活动的家猫与亚洲野猫杂交并产下幼崽,这对于亚洲野猫的基因库无疑是一种污染㊂同样,家猫与荒漠猫的杂交也会使得荒漠猫的种群基因库逐渐杂乱,不再具有其鲜明的独特性㊂种群基因库的丧失对荒漠猫这样一个基础研究并不全面的猫科动物的保护来说无异于难上加难[8]㊂2.3㊀气候变化与信息缺口根据Angerer研究团队和Ross研究团队,气候变化将对中亚的喜马拉雅山的草原和山区生态系统造成重大影响㊂荒漠猫作为季节性繁殖的生物,气候变化对于其发情㊁交配等种族繁衍行为起着关键性的影响,进一步导致其种群数量的波动㊂同时,气候变化可能导致小型哺乳动物季节性的聚集与分散,而小型哺乳动物正是荒漠猫的主要食物选择,小型哺乳动物的季节性活动对于荒漠猫的捕食区域也将造成影响㊂另外,气候的变化可能会导致其他捕食者对生境的选择和迁移,导致荒漠猫生活的领域中出现竞争能力更强的竞争者,使得荒漠猫的整个活动范围受到影响,在食物不足的情况下,对其种群数量产生一定威胁㊂同时,对荒漠猫的基础研究的缺失也会导致在制订针对其的保护措施时,无法全面评估荒漠猫所面临的风险,这样的信息缺口可能造成保护政策不完善,从而影响对这一物种的保护㊂3㊀荒漠猫的保护刻不容缓目前荒漠猫在自然界中的生存状态极不稳定,一方面人类活动区域越来越深地侵入野生动物领域,不断改变着它们的生存环境,对荒漠猫的生存和繁殖造成较大负面影响㊂另一方面,野生荒漠猫的生存状态和数量较难统计,野外监测到的数据较少,但可以看出下降的趋势㊂另外,关于荒漠猫的人工饲养也同样面临着诸多的不确定性㊂荒漠猫作为一个食物链中并非顶端的捕食者,它有着多疑的天性,面对危险时有激烈的生理反应,在西宁动物园曾经有过这样的事例:工作人员在捕捉荒漠猫做体检时,荒漠猫因紧张过度而死㊂可见其对外界的刺激有极强烈的反应,甚至可能因为过激生理反应导致死亡㊂因此仅将对荒漠猫的保护局限于动物园的人工养殖并不是长久之计,我们需要以更加全面和科学的研究,将荒漠猫的生态分布和各类威胁进行更彻底的调查,如人类活动威胁㊁栖息地破碎化和退化及猎物种群动态相关联的情况,并依此建立更系统㊁更有针对性的保护措施㊂同时,从荒漠猫的保育角度来说,政府㊁少数民族㊁猎人与动物保护者代表的不同利益,可持续保育政策的关键在于落实,通过统一各方利益的意见,结合荒漠猫切实面临的问题与威胁,将是制定有效保护行动计划的重要基础㊂尽管在1988年荒漠猫被列为国家二级保护动物后,当地动物保护部门进行了相当数目的普及教育活动和普法活动,但如今多项基础数据仍在警示我们不应放松对这个中国特有物种的关注度㊂其在中国西北地区的广泛分布并非灭绝风险的评估依据,至少在我们轻易预设它在短期内没有风险之前,我们应该对它的分布区域生态及猎物多样性进行更完整更系统的调查,以确保在现有威胁的情况下适当的管理与保育能更有效的保证该种族的种群数量㊂参考文献[1]韩雪松.不在荒漠在高山 荒漠猫的故事[J].地球,2020(7):33-38.[2]周霞芳.荒漠猫的 死亡公路 [J].环境与生活, 2010(9):66-68.[3]王世积.甘肃河西的荒漠猫[J].野生动物,1999(5):30.[4]韩雪松,巫嘉伟.荒漠猫西部荒野淡蓝色的眼神[J].森林与人类,2020(7):78-89.[5]刘国伟.此猫不可 撸 ㊀荒漠猫:毛厚被觊觎㊀性乖拒人远[J].环境与生活,2018(8):38-41.[6]遇赫,邢悦婷,蒙皓,等.关于中国家猫及野猫遗传背景的基因组学研究[C]//.第十三届全国野生动物生态与资源保护学术研讨会暨第六届中国西部动物学学术研讨会论文摘要集.[出版者不详],2017:72.[7]郑涛,费荣梅,吴孝兵.从12SrRNA和Cyt b基因部分序列研究13种猫科动物的分子系统关系[J].动物学报,2005(4):630-639.[8]郑涛.云豹线粒体DNA全序列及中国13种猫科动物的系统发生关系分析[D].芜湖:安徽师范大学,2006.来稿日期:2022-06-13㊃481㊃。
动物育种学-第十一章-畜禽遗传资源多样性保护
![动物育种学-第十一章-畜禽遗传资源多样性保护](https://img.taocdn.com/s3/m/d831ba33360cba1aa911da22.png)
我国家禽品种资源
家禽主要有蛋用型、肉用型、兼用型、观赏型、药 用型等
其中骨细、肉嫩、味鲜的北京油鸡、体小、省料、 年产蛋量200枚左右的浙江仙居鸡,丝毛、乌骨、名 贵药用的泰和鸡,体小、胸肌发达、能够飞翔的藏 鸡。还有生长快、产蛋多的北京鸭,体型特大的狮 头鹅等。这些品种大多是世界闻名的
构和生产条件发生改变,借助品种资源,生产者能 够迅速地作出相关的反应
━ 对畜禽遗传资源保存的成本和效益进行准确分析是 相当困难的
━ 保种投入与完全忽视畜禽遗传多样性保存,从而导 致对未来变化丧失应变能力所带来的损失要低得多
保种的科学意义
❖畜禽遗传多样性是动物遗传育种研究的基础
━ 利用群体间以及个体间的遗传变异来研究动物 的发育和生理机制
F31 N 2 m 2m 2 m2 N N fmCm om m v f, N N m f 2
m 2 f
31 N 2f 2f2f2 N N m f Co fff,m vN N m f 2f2m
群体平均近交系数增量随各方差、协方差增加而提高的
减少种畜在提供后代数目上的变异,是降低近交系数增量 的重要手段
这些品种大多是世界闻名的丝毛乌骨名我国畜禽品种资源面临的形势家畜遗传多样性保护的意义?狭义的遗传多样性保存通过维持一个免受人为影响而导致遗传变化的保种群来实现群来实现?家畜遗传多样性保护指人类管理和利用家畜资源以获得最大的持续利益并保持满足未来需求的潜力畜禽遗传资源保存具有潜在的重要经济价值保种就是保护可利用的遗传变异当畜产品消费结构和生产条件发生改变借助品种资源生产者能够迅速地作出相关的反应保种的经济意义对畜禽遗传资源保存的成本和效益进行准确分析是相当困难的保种投入与完全忽视畜禽遗传多样性保存从而导致对未来变化丧失应变能力所带来的损失要低得多?畜禽遗传多样性是动物遗传育种研究的基础保种的科学意义利用群体间以及个体间的遗传变异来研究动物的发育和生理机制的发育和生理机制分析动物进化驯化品种形成过程?畜禽品种遗传资源的保存也为一个国家的文化历史遗产提供了活的见证?对于濒危畜禽遗传资源的保存?对于濒危畜禽遗传资源的保存应该象对待一应该象对待保种的文化和历史意义个国家其它文化遗产一样给予高度的重视家畜遗传资源保存的主要问题家畜品种的改良为了改善生产性能选择的目的是要打破群体遗传结构的平衡保种的目的在于全面地维持群体遗传结构的稳定保种的目的在于全面地维持群体遗传结构的稳定?保种与选育的矛盾保种群体应避免选择突变迁移近交等因素同时要尽量降低遗传漂变?传统保种与选育目标是对立的?若转变观念可将保种与选育结合起来?短期利益
克隆技术对动物遗传多样性的挑战与机遇
![克隆技术对动物遗传多样性的挑战与机遇](https://img.taocdn.com/s3/m/87f110397ed5360cba1aa8114431b90d6c8589c8.png)
克隆技术对动物遗传多样性的挑战与机遇引言:克隆技术作为生物科学领域的重要研究方向,在过去几十年里取得了令人称奇的进展。
通过克隆技术,科学家们能够复制动物的基因组,并创造出完全相同的个体。
但是,由于克隆技术所带来的影响和潜在的风险,我们需要深入了解它对动物遗传多样性的挑战和机遇。
一、克隆技术对动物遗传多样性的挑战1. 遗传单一化风险克隆技术造成的最明显的挑战是导致遗传单一化,即克隆动物之间的基因组完全相同,缺乏遗传多样性。
这使得克隆动物对环境变化的适应能力大大降低,一旦遇到新的病原体或环境压力,整个种群都可能受到毁灭性的影响。
2. 生殖健康问题克隆动物在生殖过程中存在一系列问题。
研究发现,大部分克隆动物都会出现生殖方面的异常,如生殖器官发育不良、生育能力降低等。
这些问题导致了克隆动物在繁殖过程中存在风险,进一步削弱了它们的生存能力。
3. 道德伦理问题克隆技术的广泛应用引发了道德伦理问题的讨论。
一些人认为,通过克隆技术创造出完全相同的个体等同于篡改自然界的规律。
这涉及到人们对个体身份、自然环境和物种间关系的思考。
因此,我们需要认真对待克隆技术在动物遗传多样性方面带来的挑战,并制定相应的伦理规范和法律法规。
二、克隆技术对动物遗传多样性的机遇1. 物种保护与濒危物种保育克隆技术为物种保护和濒危物种保育提供了新的机会。
通过克隆技术,科学家们能够保存和复制濒危物种的基因组,避免物种灭绝的风险。
例如,已经成功克隆了一些濒危动物,如猫科动物和恐龙。
这些成果为物种保护工作提供了宝贵的经验和思路。
2. 遗传疾病研究与治疗克隆技术对于研究遗传疾病具有重要意义。
通过克隆动物模型,科学家们能够更好地理解遗传疾病的发病机制,并寻找新的治疗方法。
此外,克隆技术还可以用于治疗某些遗传疾病,如糖尿病、免疫系统疾病等。
它为医学研究和治疗开辟了新的途径。
3. 遗传改良与优质畜牧养殖克隆技术有助于动物的遗传改良和优质畜牧养殖。
通过对克隆动物进行基因改良,科学家们可以创造出优质的畜牧品种,并提高养殖效益。
中国农业大学园艺植物育种学名词解释集合
![中国农业大学园艺植物育种学名词解释集合](https://img.taocdn.com/s3/m/8e6cec49ce2f0066f4332205.png)
中国农业大学园艺植物育种学名词解释集合(适合本科生园艺专业期末复习!)名词解释1、育种通过遗传组成的改良获得更利于栽培与利用的优良品种并进一步进行良繁与推广2、育种学是研究选育和繁殖优良品种的原理和方法的应用学科。
3、品种(Cultivar,简cv.)是在一定的生态和经济条件下,通过人工选育或者发现并经过改良,具备特异性、一致性和稳定性,在一定时间内符合生产和消费的需求,并有适当命名的植物群体。
3、新品种指经过人工培育的或者对发现的野生植物加以开发,具备新颖性、特异性、一致性和稳定性并有适当命名的植物品种。
4、生物产量和经济产量生物产量是指单位面积和一定时间内作物全部光合产物的收获量。
而经济产量指同一时间内,单位面积上作物可以作为商品利用的部分的收获量。
5、种质指决定生物的性状,并将其遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质,在遗传学上称为基因。
种质是客观存在的实体,其表现形式可能是种、品种、植株、种子、枝条、细胞、DNA片段等。
6、种质资源携带有不同种质的各种栽培植物及其近缘种和野生种,也称遗传资源和基因资源。
7、生物多样性生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物(动物、植物、微生物)物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。
它包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
8、遗传多样性广义的遗传多样性是指生物所携带遗传信息的总和,也称基因多样性。
狭义的遗传多样性是指生物内基因的遗传变异。
9、物种多样性地球上生物种类的丰富程度,是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标,包括区域生物多样性(一定区域内物种的丰富程度)和群落生物多样性(群落内物种的丰富程度)10、生态系统多样性地球上生态系统的组成、功能及生态过程的多样性,包括生境,生物群落,生态过程多样性。
11、核心种质选择全部种质资源的一部分,以最小的资源份数和遗传重复,最大程度地代表全部种质资源的多样性。
12、种质创新通过人工手段,创造含有特定有益基因或基因组合,满足人们特定需求的新材料的过程。
基于遗传多样性数据的种群结构辨析方法研究
![基于遗传多样性数据的种群结构辨析方法研究](https://img.taocdn.com/s3/m/57617d6a580102020740be1e650e52ea5518ceba.png)
基于遗传多样性数据的种群结构辨析方法研究概述:种群结构分析是遗传学研究中的重要内容之一,通过对遗传多样性数据的分析,可以揭示物种间的遗传差异,进而推断不同种群之间的遗传联系,从而为保护生物多样性、制定合理的保育策略提供科学依据。
本文将对基于遗传多样性数据的种群结构辨析方法进行研究,介绍其原理、常用方法和应用领域,并探讨其在现代生物学研究中的意义。
一、种群结构辨析原理种群结构辨析的基本原理是通过分析遗传多样性数据中的遗传变异,来揭示不同种群之间的遗传联系。
遗传多样性是指在一定种群内,由基因座多态性所表现出的遗传差异。
这些遗传差异可以通过基因频率的计算和统计方法来揭示。
二、基于遗传多样性数据的种群结构辨析方法1. 主成分分析(PCA):PCA是一种常用的降维分析方法,通过线性变换将原始的多维数据映射到低维空间中,从而减少数据的维度。
在种群结构辨析中,通过PCA可以降低数据的维度并提取主要成分,从而揭示不同种群之间的遗传关系。
2. 簇分析(Cluster Analysis):簇分析是一种通过基因频率的相似性来识别种群间关系的方法。
常用的簇分析技术包括层次聚类、k-means聚类等。
这些方法可以将相似基因频率的个体或种群归为一类,从而确定不同种群之间的遗传差异。
3. 人群遗传学模型(Population Genetic Models):人群遗传学模型是一种通过数学模型来模拟种群结构的方法。
常用的模型有 Hardy-Weinberg平衡模型、Wright-Fisher模型等。
这些模型基于种群遗传学理论,可以通过比较模型预测值与实际观测值来推断种群间的结构。
三、应用领域基于遗传多样性数据的种群结构辨析方法在生物学研究中具有广泛的应用。
1. 物种分化研究:通过分析不同地理种群间的遗传差异,可以探讨物种分化的模式和机制,揭示物种间的演化关系。
2. 保护生物多样性:通过种群结构辨析,可以评估物种遗传多样性,并发现濒危物种的种群分布和数量。
番茄种质资源主要植物学性状的遗传多样性及相关性
![番茄种质资源主要植物学性状的遗传多样性及相关性](https://img.taocdn.com/s3/m/8826062482c4bb4cf7ec4afe04a1b0717fd5b3f1.png)
番茄种质资源主要植物学性状的遗传多样性及相关性李云洲;闫见敏;须文;王勇;梁燕【摘要】为拓宽番茄品种选育材料的遗传基础, 以西北农林科技大学园艺学院番茄种质资源库中的142份番茄种质为研究材料, 对植株、产量、果实和品质等方面的47个性状进行遗传多样性和相关性分析, 研究番茄种质的遗传多样性及各性状间的相关性.结果表明:47个性状的遗传多样性指数平均为2.08, 其中27个质量性状的遗传多样性指数平均为0.65, 果型的遗传多样性指数最高 (1.44) , 株型遗传多样性指数最低 (0.04) ;20个数量性状的遗传多样性指数平均为4.01, 心室数的遗传多样性指数最小 (2.41) , 果横径的遗传多样性指数最高 (4.79) .数量性状的变异系数平均为45.94%, 除叶片长之外, 其余各性状变异系数均高于平均值.数量性状中单花序花数和单花序果数属于强变异, 其余均为中等变异.142份番茄种质为自然群体, 遗传变异较丰富, 可用于开展番茄重要目标性状的关联分析作图.%27 qualitative and 20 quantitative traits of 142 tomato germplasm resources from tomato germplasm resources bank in College of Horticulture, NorthwestA&F University were studied by analyzing the genetic diversity and correlations between different traits to broaden the genetic basis of breeding materials in tomato breeding.Result:The average value of genetic diversity index of total 47 traits and 27 qualitative traits is 2.08 and 0.65 respectively.The genetic diversity index of fruit shape and plant type is 1.44 (the highest) and 0.04 (the lowest) separately.The average value of genetic diversity index of 20 quantitative traits is 4.01.The genetic diversity index of fruit transverse diameter and locule number is 4.79 (the highest) and 2.41 (the lowest) respectively.The average value of variation coefficients ofquantitative traits is 45.94%and the variation coefficients of different quantitative traits all are higher than the average value except for leaf length.The flower number per inflorescence and fruit number per inflorescence in 20 quantitative traits belong to strong variation and other traits belong to intermediate variation.142 tomato germplasm resources with abundance genetic variation can be used for correlation analysis of important target traits.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2019(047)002【总页数】7页(P68-74)【关键词】番茄;种质资源;遗传多样性;相关性【作者】李云洲;闫见敏;须文;王勇;梁燕【作者单位】贵州大学农学院,贵州贵阳 550025;西北农林科技大学园艺学院,陕西杨凌 712100;贵州大学农学院,贵州贵阳 550025;贵州大学农学院,贵州贵阳550025;贵州大学农学院,贵州贵阳 550025;西北农林科技大学园艺学院,陕西杨凌 712100【正文语种】中文【中图分类】S641.2中国是世界第一大番茄生产国,2016年全球番茄总产值约为654亿美元,我国约占三分之一。
5 第六章 种群遗传学(1)
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代传递中保持不变
― 种群足够大
― 随机交配
― 没有突变产生
― 没有迁移
― 没有自然选择
哈迪-温伯格方程式 假设一个位点上存在2种等位基因A和a • 等位基因频率 ― A的频率:p ― a的频率:q ― 总的频率:p(A) + q(a) = 1
• 基因型频率: ― AA:p2, ― Aa:2pq, ― aa:q2
频率达到1
遗传漂变的速度与种群大小成反比
― 种群越大,遗传漂变作用越小
― 种群越小,遗传漂变速度越快,甚至短短 几代就能造成某个等位基因的固定或消失
统计种群大小census population size (Nc): 种群中所有个体的数量 有效种群大小effective population size (Ne):种群中能将其基因连续传递到下一代 的个体数量 Ne < Nc
THE NEXT GENERATION
490 AA butterflies 420 Aa butterflies
和基因型频率
在世代传递中 保持不变
p2 + 2pq + q2 = 1
NO CHANGE NO CHANGE
90 aa butterflies
THE NEXT GENERATION
490 AA butterflies 420 Aa butterflies 90 aa butterflies
在一个大群体内,不论起始基因频率 和基因型频率如何,只要经过一代的
随机交配,群体就能达到平衡。
遗传多样性(genetic diversity)
广义的遗传多样性:泛指地球上所有生物携
带的遗传信息的总和,包括不同物种的不同
【课件】生物多样性及其保护课件—2022-2023学年高二上学期生物人教版(2019)选择性必修2
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“海洋塑料污染”
受石油污染的企鹅
水葫芦
三、生物多样性丧失的原因
➢ 批判性思维 有些威胁生物多样性的生产建设活动,不一定都是人类主观上要对野生物
种赶尽杀绝。例如修建高速公路、铁路造成某些野生物种栖息地的碎片化。这 给你什么启示?
要特别警惕人类无意中铸大错。在进行生产建设活动前,要预先进行环境 影响评估,并统筹考虑社会、经济、人民生活等多方面因素,做出最合理的决 策(遵循生态工程基本原理)。
2. 如果人类不进行保护,像中华蛩蠊这样的稀有物种就会灭绝吗? 适合生存的生境十分有限、生活周期相对较长、数量稀少。 如果不进行保护,中华蛩蠊很有可能走向灭绝。
一、生物多样性
1. 定义 生物圈内所有的植物、动物和微生物等,它们所拥有的全部基因,以及各
种各样的生态系统,共同构成了生物多样性(biodiversity)。
的措施,最为有效的是 ( B )
A. 建立长江江豚繁育中心 B. 建立长江江豚自然保护区 C. 加强立法、执法和宣传教育 D. 利用生物技术对长江江豚的基因进行保护
四、保护生物多样性的措施
➢ 练习与应用 教材P96 【概念检测】 2. 保护生物多样性,关键是处理好人与自然的相互关系。下列说法正确的是 (
生物 多样性
5种丧失原因
①人类活动对野生物种生存环境的破坏(主要) ②掠夺式的利用 ③环境污染 ④农林业品种单一化 ⑤外来物种的盲目引入
2类保护措施(主要)
就地保护 易地保护
建立自然保护区或国家公园(最有效) 建立动、植物园以及濒危动植物繁育中心等
四、保护生物多样性的措施
➢ 练习与应用 教材P96 【概念检测】 1. 长江江豚仅分布于我国长江中下游地区,已是极危物种。下列保护长江江豚
我国华南地区大熊猫系统演化与遗传多样性的古DNA研究
![我国华南地区大熊猫系统演化与遗传多样性的古DNA研究](https://img.taocdn.com/s3/m/e9f4629b9e314332396893f7.png)
我国华南地区大熊猫系统演化与遗传多样性的古DNA研究生命的起源与演化问题在自然科学领域一直备受关注,古生物学家、进化生物学家依据发现的动植物化石或亚化石遗体或遗迹,来探寻它们的演化与灭绝的原因。
但是,由于化石记录的不完整,建立在比较解剖学和形态分类学基础上的传统化石分析方法在研究中越来越难以解决生物演化方面的问题。
通过现代分子生物学技术对古生物遗体或遗迹中古DNA的研究,为揭示古生物演化提供了有力的分子生物学证据,同时在研究对象和研究方法方面也拓宽了传统古生物学研究的领域。
大熊猫是我国特有的珍稀濒危物种,地质历史时期中大熊猫在我国分布广泛,更新世中晚期大熊猫的分布达到全盛期,广泛分布于我国长江流域、珠江流域以及华北部分地区,最北界达40°N(周口店第一化石点),向南则延伸至越南、老挝、缅甸部分地区,向东抵达东南沿海地区,第四纪末次冰期大熊猫的分布范围也开始缩小。
目前由于气候的变化和人类活动的影响,大熊猫分布目前仅限于陕西西南的秦岭南麓,四川盆地西北缘的岷山和邛莱山、西缘的大、小相岭及凉山。
大熊猫的分类问题一直以来都是人们争论的热点,80年代以前其争论形成三派学说——熊科、浣熊科、大熊猫科(独立一科)。
Mivart通过研究大熊猫的颅骨结构、四肢骨、牙齿、足型、肾、毛的触感、内脏以及一些化石,还有对进化有重要意义的第四上前臼齿,凭借大熊猫与浣熊类动物在颅骨结构、牙齿、内脏等方面具有的相似性,尤其是裂齿(P4)的齿冠冠型,他认为大熊猫应该属于浣熊科。
1964年Davis发表了《大熊猫形态学与进化机理研究》的专著,他根据大熊猫50个器官系统比较研究的结果,断言“大熊猫每一个形态特征都表明它们仅仅是一种高度特化的熊,故可把它放在熊科,或对它的差异给予足够的承认,也可独立一科”。
从这开始对大熊猫的分类地位逐渐形成两派——熊科、大熊猫科。
林峰等采用PCR和Southern杂交等方法对大熊猫、小熊猫、马来熊、浣熊等共有的1条113kb的RAPD产物片段进行初步分析,发现马来熊产物则无相应的杂交带,认为这种结果暗示了大熊猫与熊科马来熊的亲缘关系要近于小熊猫和浣熊,主张将大熊猫划为熊科。
第六章生命的多样性
![第六章生命的多样性](https://img.taocdn.com/s3/m/9f78d022482fb4daa58d4b26.png)
(2) 物种多样性 (species diversity)
物种的保护有两种基本途径 就地保护(in situ preservation, on-site preservation)是在野生动植物的原产地对 物种实施有效保护。 迁地保护(ex situ preservation, off-site preservation)是通过将野生动植物从原产 地迁移到条件良好的其他环境中进行有 效保护的一种方式。
生命的多样性及形成机制
பைடு நூலகம்
一、生命的多样性biodiversity
生物多样性是指地球上所有生物(动物、植物、 微生物等)、它们所包含的基因以及由这些生 物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化 程度。
生物多样性的主要组成:
遗传多样性、 物种多样性 生态系统多样性
(1) 遗传多样性(genetic diversity)
二、生命多样性形成的机制
生命的多样性形成与生命的历史过程
起源 发展
遗传变异是生命多样性形成的基本动力
遗传是物种得以存在和延续的保证,没有遗传,就不 会有物种的存在,变异是物种演变进化的根据,没有 变异,进化就无从进行。
地理隔离分化是生命多样性形成的主要 途径。
地理隔离是物种分化的必要条件,也是生命多样性形 成的主要途径。初此外还有生态隔离、生殖隔离、行 为隔离、机械隔离等等。
物种多样性是指地球上动物、植物、微 生物等生物种类的丰富程度。物种多样 性包括两个方面,其一是指一定区域内 的物种丰富程度,可称为区域物种多样 性;其二是指生态学方面的物种分布的 均匀程度,可称为生态多样性或群落物 种多样性(蒋志刚等,1997)。物种多 样性是衡量一定地区生物资源丰富程度 的一个客观指标。
海洋岛屿生物多样性保育研究进展
![海洋岛屿生物多样性保育研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/6f4523d4a58da0116c17497d.png)
海洋岛屿生物多样性保育研究进展3魏 娜 王中生 冷 欣 郑建伟 安树青33(南京大学生命科学学院森林生态与全球变化实验室,南京210093)摘 要 海洋岛屿生态系统因具有明显的海域地理隔离而区别于陆地生态系统,被誉为生物地理与进化生态学研究的“天然实验室”。
陆地或其它邻近岛屿的种源物种迁移到新的岛屿后,经历地理隔离、特征置换或适应辐射等一系列的岛屿进化过程,形成与种源物种具有显著遗传差异的岛屿特有种。
岛屿在小面积范围内分化形成大量的特有种,是岛屿生物多样性最为重要的特点之一。
但是,岛屿种群由于分布范围局限、生境脆弱且种群规模较小,岛屿种群较陆地种群具有更高的灭绝风险。
本文通过对海洋岛屿物种的起源与演化、遗传结构以及岛屿物种的濒危与保护3个热点问题的讨论,阐述岛屿生物多样性的形成机制、濒危肇因以及岛屿生物多样性保育的重要性。
关键词 岛屿特有种;地理隔离;特征置换;适应辐射;基因流中图分类号 Q16 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2008)03-0460-09Con serva ti on of ocean i c isl and b i od i versity:A rev i ew .W E I Na,WANG Zhong 2sheng,LENG Xin,Z HE NG J ian 2wei,AN Shu 2qing (L aboratory of Forest Ecology and Global Changes,School of L ife S cience,N anjing U niversity,N anjing 210093,Ch ina ).Ch inese Journal of Ecology ,2008,27(3):460-468.Abstract:Oceanic islands,due t o their discrete geographic is olati on,offer great opportunities for s pecies conservati on,being the natural laborat ory for the study of bi ogeography and evoluti onary ecol ogy .The col onized s pecies fr o m continents or nearby islands are subjected t o unique evolu 2ti onary p r ocesses,e .g .,geographical is olati on,character dis p lace ment and adap tive radiati on,can accumulate mutati ons gradually,and ulti m ately evolve int o new indigenous s pecies that are genetically different fr om the original s pecies on the oceanic islands .One of the most distinctive features of the bi ota on oceanic islands is the large nu mber of ende m ics occurring in s mall areas .Owing t o the li m ited distributi on area,habitat frangibility and s mall populati on size,the oceanic island populati ons are suffering fr om much higher risk of extincti on than mainland populati ons .This revie w intr oduced the origin,evoluti on,and genetic structure of oceanic island s pecies as well as the conservati on strategies for the ende m ic and endangered s pecies,and discussed the for 2mati on mechanis m s of oceanic island bi odiversity,fact ors causing risks,and conservati on urgency of oceanic island bi odiversity .Key words:island ende m ics;geographical is olati on;character dis p lace ment;adap tive radia 2ti on;gene fl ow .3国家自然科学基金重点项目(30430570)和国家自然科学基金面上资助项目(30570298)。
福建省三明市普通高中2023—2024学年高三下学期5月质量检测生物试题
![福建省三明市普通高中2023—2024学年高三下学期5月质量检测生物试题](https://img.taocdn.com/s3/m/9e41885403020740be1e650e52ea551810a6c9e8.png)
福建省三明市普通高中2023—2024学年高三下学期5月质量检测生物试题一、单选题1.科研人员在果蝇肠道细胞内发现了一种具有多层膜的新型结构。
该结构膜上的PXO蛋白可以将磷酸盐运入其中,进入该细胞结构的磷酸盐被转化为磷脂储存:当缺乏磷酸盐时,该结构会裂解释放出磷脂并触发新细胞生成的信号。
下列相关叙述错误的是()A.组成该细胞结构的主要成分是脂质和蛋白质B.磷酸盐既可用于构成生物膜还能参与构成核糖体C.抑制PXO蛋白合成,果蝇肠道细胞数量可能减少D.该细胞结构有利于保持果蝇机体磷含量相对稳定2.研究者发现,棕色脂肪细胞(BAT)含有大量的脂肪和线粒体。
寒冷刺激使机体甲状腺激素和肾上腺素分泌增多,影响BA T核基因Ucp-1表达和脂肪分解、增加产热御寒。
Ucp-1蛋白分布在线粒体内膜上,其功能如图所示。
下列相关叙述错误的是()A.寒冷刺激增加产热的调节方式属于神经-体液调节B.线粒体内膜上Ucp-1蛋白表达量增加有利于A TP合成C.H+通过Ucp-1进入线粒体基质运输方式属于协助扩散D.在膜两侧H+浓度差驱动下F0F1复合体能催化ATP合成3.生物学的发展离不开科学实验,下表中生物学实验操作及现象与实验结论相符的是()A.A B.B C.C D.D4.诗词是我国的文化瑰宝,其中蕴含着丰富的生物学知识,下列相关叙述错误的是()A.“绿树成荫,空气清新”体现了生物多样性在调节生态系统功能的间接价值B.“黄鸟于飞,集于灌木”体现了同种生物之间可以通过行为信息进行交流C.“丹鸡被华采,双距如锋芒。
愿一扬炎威,会战此中唐”体现了种间竞争关系D.“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”体现了温度是影响植物开花的环境因素之一5.Nature有一项颠覆认知的发现:斑马鱼(2n=50)幼鱼在快速生长过程中一些表皮细胞(SEC)可以无需进行DNA复制,就可以分裂。
研究者们将这种独特的分裂方式命名为“无合成分裂”。
单个SEC最多形成4个子代细胞。
生物大数据技术指导下的遗传多样性分析技巧
![生物大数据技术指导下的遗传多样性分析技巧](https://img.taocdn.com/s3/m/828dfd76effdc8d376eeaeaad1f34693daef10ba.png)
生物大数据技术指导下的遗传多样性分析技巧遗传多样性分析技巧在生物大数据技术指导下的应用引言:随着科技的快速发展,生物大数据技术在生命科学领域扮演着越来越重要的角色。
其中,遗传多样性分析技巧成为了研究生物种群进化、物种保护和人类基因研究等方面的关键手段。
在生物大数据技术的指导下,研究人员可以更加全面地分析物种遗传多样性,进而为生物科学的各个领域带来更深入的认识和推动。
本文将介绍几种常见的遗传多样性分析技巧及其在生物大数据技术指导下的应用。
一、SNP分析SNP(Single Nucleotide Polymorphism)是指基因组中比较常见的单个核苷酸变异。
通过分析物种SNP的分布情况,可以揭示物种内部个体间和物种之间的遗传变异。
在生物大数据技术指导下,研究人员可以利用高通量测序技术获得大规模的SNP数据,并借助生物信息学和统计学方法进行分析与解读。
例如,根据物种SNP分析结果,可以研究物种的群体遗传结构和亲缘关系,进一步推测物种的起源和地理分布。
二、基因表达谱分析基因表达谱分析是通过测量物种在不同组织、不同时间点或不同生境下基因的表达水平,来揭示基因调控机制和表达的功能差异。
在生物大数据技术指导下,研究人员可以利用RNA-Seq等高通量测序技术获取大量的基因表达数据,并借助生物信息学工具进行数据分析。
通过基因表达谱分析,可以发现与物种特性相关的基因和代谢途径,为理解物种的适应性进化和功能差异提供重要线索。
三、进化树构建进化树是通过比较物种的遗传差异来重建物种进化历史的树状结构。
在生物大数据技术指导下,研究人员可以利用大规模的遗传数据,如基因组测序数据,通过分子系统学方法构建更准确、更全面的进化树。
进化树构建不仅可以帮助研究人员解决物种分类和命名的问题,还可以揭示物种之间的亲缘关系和起源演化,进而为物种的保护和演化进程的研究提供支持。
四、遗传变异与疾病关联分析遗传变异与疾病关联分析通过比较疾病患者和健康人群之间的遗传变异,揭示不同基因和基因变异与疾病之间的关联。
高三生物课件:遗传多样性与物种多样性的关系
![高三生物课件:遗传多样性与物种多样性的关系](https://img.taocdn.com/s3/m/b545375153d380eb6294dd88d0d233d4b14e3f23.png)
物种多样性的影响因素
1 生态因素
2 地理因素
包括光照、温度、水分等环境要素对物 种的影响。
包括地形、海拔、土壤等地理因素对物 种的分布和多样性的影响。
物种多样性的保护与利用
保护措施
建立自然保护区,推动环境保护和物种保护 法律法规的制定。
利用方式
合理利用物种资源,推动可持续发展和生态 农业的发展。
样方法
在研究区域内设置一定数 量的样方,记录每个样方 内的物种数量和分布情况。
鸟类点数法
通过观察和记录鸟类的数 量和种类来评估物种多样 性。
物种多样性的类型及其分布情况
类型
包括物种丰富度、物种均匀度和物种多样性指数等。
分布情况
不同地区和生态系统的物种多样性存在着差异,受到地理、气候和环境等因素的影响。
遗传多样性与物种多样性的意义及其 关系
意义
遗传多样性和物种多样性是生物多样性的 重要组成部分,对生态系统的稳定性、生 态功能的维持和进化的发展具有重要意义。
关系
遗传多样性是物种多样性的基础,物种多 样性的变化也会对遗传多样性产生影响。
遗传多样性的测定方法
分子标记法
通过分析DNA序列或蛋白质 序列等分子标记信息来评 估遗传多样性。
表型标记法
通过观察和记录个体的表 型特征,如形态特征、生 理特征等来评估遗传多样 性。
生态标记法
通过研究个体在不同环境 中的适应性和生存能力来 评估遗传多样性。
遗传多样性的影响因素
1 自然因素
如地理障碍、环境条植业、畜牧业、工业化活动等,对遗传多样性产生重要影响。
高三生物课件:遗传多样 性与物种多样性的关系
本课件介绍了遗传多样性与物种多样性的关系。内容涵盖了遗传多样性和物 种多样性的定义、意义、测定方法、影响因素、保护和利用等方面。通过深 入了解如何保护和利用遗传多样性和物种多样性,以及人类活动的影响,展 望未来的发展。
基因变异和遗传多样性的机制和意义
![基因变异和遗传多样性的机制和意义](https://img.taocdn.com/s3/m/7e4dd2c0f71fb7360b4c2e3f5727a5e9856a2791.png)
基因变异和遗传多样性的机制和意义基因变异和遗传多样性是生物进化过程中的重要因素,它们对物种的生存和适应性起着关键作用。
在这篇文章中,我们将探讨基因变异和遗传多样性的机制和意义。
1. 基因变异的机制基因变异是指基因序列发生变化,这种变化可以是随机发生的,也可以是被环境因素所引起的。
基因变异主要包括以下几种机制。
- 突变:指基因序列发生的随机变异,包括点突变和插入/删除突变。
点突变是指单个碱基发生了变异,而插入/删除突变则是指在基因序列中加入或缺失了一段碱基序列。
- 重组:指两个不同基因之间某个或某些区域的序列互相交换,从而产生新的基因序列。
重组通常发生在有性繁殖和细菌的水平基因转移中。
- 转座:指基因内某个或某些区域的序列移动到其他区域,从而导致基因序列的改变。
转座可以通过酶的介导或自发发生。
2. 遗传多样性的意义遗传多样性是指同一物种内个体间遗传信息的不同程度。
这种遗传多样性的存在对物种的生存和适应能力有着重大的影响。
- 基因多样性增加了物种的适应度。
例如,某种动物受到环境压力,如果存在基因多样性,那么一些个体就可能有更好的适应性,在生存和繁殖上获得更大的成功率。
- 遗传多样性有利于物种进化。
物种的进化需要增加遗传多样性,否则会造成基因群体的衰退和物种的衰败。
- 遗传多样性可以提供新的基因表达方式和生物特征。
许多基因对于气候、环境和食物等因素的适应性有着重要的影响。
遗传多样性可以产生新的基因表达和生物特征,从而让物种更好地适应环境。
3. 基因变异和遗传多样性的重要性从上面的讨论可以看出,基因变异和遗传多样性对于物种适应能力和进化都是极其重要的。
了解和研究这些机制和意义有着很大的意义。
- 基因变异和遗传多样性在医学方面的应用。
许多疾病是由于基因突变或者基因多态性导致的。
了解这些机制,可以帮助人们更好地预测和治疗这些疾病。
- 基因变异和遗传多样性的深入研究可以揭示物种进化和适应性的规律,为生物多样性保护提供参考。
遗传多样性及其保护
![遗传多样性及其保护](https://img.taocdn.com/s3/m/e4e1d7f0c5da50e2534d7fa3.png)
第一章遗传多样性遗传多样性是生物多样性的重要组成局部,是地球上所有生物携带的遗传信息的总和。
遗传多样性是生态系统多样性和物种多样性的根底,研究遗传多样性有助于进一步讨论生物进化的历史和适应潜力;有助于推动保护生物学研究〔动物园圈养野生动物的保护〕;有助于生物资源的保存和利用。
第一节遗传多样性及其起源和演化一、遗传多样性含义广义:指地球上所有生物〔动物、植物、微生物〕所携带的遗传信息的总和〔不同物种、不同分类单元所拥有的基因库及其所表达出来的遗传构造的不同〕。
狭义:主要指种内不同群体间〔两个隔离地理种群间〕及单个群体〔种群〕内个体间的遗传变异总和,换句话说,遗传多样性主要是指种内不同群体之间或同一群体内不同个体的遗传变异的总和。
从这一定义中可以看出,遗传多样性根本上包括了下面几层含义:1、遗传多样性是指生物种内的遗传变异;个体――种群〔居群〕――物种居群:同种个体在空间上形成不同程度隔离的个体集合。
P=G+E现代达尔文主义1、群体是生物进化的根本单位。
种群有相对的稳定性,其根底是遗传平衡。
在一定的条件下〔种群足够大,种群中个体间的交配是随机的,没有突变发生,没有新基因参加,没有自然选择〕,一个有性生殖的自然种群,其基因频率和基因型频率在一代一代的遗传中保持相对稳定的状态,这称为哈迪-温伯格定律。
2、突变、选择、隔离是物种形成和生物进化的机制,突变为生物进化提供原材料。
3、引起种群基因频率改变的因素1〕突变:突变的方向是随机的,突变给自然选择提供了原材料。
假设突变性状被选择,这一突变基因就在基因库中积累增多。
2〕遗传漂变:在一个小种群内,基因频率由于偶然的时机〔不是自然选择的原因〕而随机增减的现象。
建立者效应:一个种群中的几个或几十个个体迁移到另一地区而定居下来,自行繁衍后代,造成基因频率发生改变的现象。
瓶颈效应:不同的生物在不同的生活季节中,数量有很大的差异,假设某一基因残存的个体多,下一世代繁殖后,这一基因的频率也相应增多,反之某一基因的个体少,下一世代中该基因的频率也相应减少,从而引起种群内部基因频率的改变。
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物種保育-基因遺傳多樣性
屏東科技大學生物資源研究所生態暨演化實驗室洪國翔教授
生物多樣性:生物多樣性(Biodiversity)一詞是在1986年被提出,作為生物的多樣性(Biological diversity)的簡稱,是用於指對地球上所有植物、動物、真菌及微生物物種種類的清查。
值至今日,生物多樣性的意義被擴充到泛指地球上生命世界的所有層面,包括由物種組成的群落與生態系多樣性、所有物種多樣性、以及物種遺傳及其變異,在這樣廣泛定義下,生物多樣性的概念可說是地球上的所有生命。
然而,隨著工業快速發展,我們賴以生存的環境逐漸被污染以及破壞,如森林被砍伐、植被破壞、濫捕盜獵等,導致目前全球上的物種正在以每天數十種的速度消失。
這同時也代表著是地球資源逐漸損失,然而物種一旦從地球上消失,就幾乎不會再次出現。
此些消失的物種亦表示著地球上人類失去一種自然資源,此資源的消失,甚至會通過食物鏈的連鎖反應引起其他物種的消失或滅絕。
另外生物多樣性對於人類所提供的經濟價值甚多,因此如何在物種利用以及保育中選擇平衡點將是最為困難的地方,必須端賴科學以求取平衡點,不論如何,生物多樣性的維持最終目標在於減緩生物多樣性的喪失、保有生物多樣性,讓人類永續利用,因此我們必須了解生物多樣性在生態系中的角色及其對人類的重要性;並在顧及全球人類合理基本生存權利及需求和維護生物多樣性的前題下,運用知識、智慧與自然生態所建立的和諧關係,來達到永續利用生物資源。
生物多樣性公約:生物多樣性公約(Convention on Biological Diversity) 是一項保護地球生物資源的國際性公約,1992年6月1日由聯合國環境規劃署發起的政府間談判委員會第七次會議在內羅畢通過,1992年6月5日,由簽約國在巴西裏約熱內盧舉行的聯合國環境與發展大會上簽署。
旨在保護瀕臨滅絕的植物和動物,並以最大限度地保護地球上的生物資源,以達到永續生存與利用的目的。
保護以及維持生物多樣性是生物多樣性公約所闡述之重點,同時亦是全球人類所必須共同關切的議題,在文中亦申明全球各國擁有各自國家生物資源主權,其中第一條內容為「從事保護生物多樣性、持久使用其組成部分以及公平合理分享由利用遺傳資源而產生的惠益;實現手段包括遺傳資源的適當取得及有關技術的適當轉讓,但需顧及對這些資源和技術的一切權利,以及提供適當資金。
」主要是強調保護生物多樣性、持續利用其組成部分,以及公平合理分享由利用遺傳資源而產生的惠益。
基因遺傳多樣性:基因是個體遺傳的基本單位,地球上生命靠著遺傳將基因延續,然而,族群裡所代代相傳的基因如果不具有多樣性,那麼該族群將無法通過多變的環境選擇壓力,而可能走向滅絕,因此當一個族群呈現高程度基因遺傳多樣性,那麼代表著其具有較高的潛能能夠世世代代存活下來。
因此基因遺傳多樣性是研究生物多樣性最基本的項目,其相關探討的議題如下:整個族群基因庫裡
有多少變異,以及此些遺傳變異是否在族群內的個體間甚至於在族群之間流動?族群世代間基因傳遞是透過近親配對還是逢機配對?上述的種種問題都和保育與維持物種、族群和生態系的存活直接有關。
至於要如何偵測或探討基因遺傳多樣性,主要是分子技術的快速發展,使得我們得以窺探族群內或族群間的基因遺傳多樣性的分布,目前研究基因遺傳多樣性端賴各式各樣的分子標記的使用,無論是細胞核或胞器的分子序列,或是分子指紋技術,如:RAPD、AFLP、microsatellite DNA等技術。
台灣物種多樣性:台灣位於亞洲大陸東緣一系列群島之中央,不論在地質歷史、動物或植物相上,都與亞洲大陸有密不可分的關係。
地處熱帶及亞熱帶交界,境內高山聳立,地形崎嶇複雜,平地至山區溫度之垂直變化使得植物在水平分布及垂直分布上,造成複雜且特殊的植群組成,台灣原為亞洲陸塊的邊緣,由於地質的變動,使得台灣海峽逐漸陷落而分離,但因冰河擴張導致海平面下降,台灣、大陸與琉球群島之間可藉由陸橋連結,因此,物種可經由這樣的路徑遷移、導致族群的交流。
直至最後一次冰河撤退,氣溫回升,海洋水位上升、島嶼進而各自獨立,位於島嶼上的各生物族群因遷移路徑被中斷而隔離分化,因此造成台灣具有極高的物種歧異度及特有種比例。
台灣陸域土地約只佔全球的萬分之2.5,但是物種數量卻達全球2.5%,是全球國家平均值的100倍。
台灣特有種物種比率極高。
哺乳類物種中,就有71%是特有種,鳥類17%、爬蟲類22%、兩棲類31%、淡水魚19%、植物25%,某些類群的昆蟲更高達60%。
屏東科技大學生物資源研究所生態暨演化實驗室之研究成果: 本實驗室主要著重於台灣以及東南亞特有植物的遺傳多樣性的評估,遺傳多樣性熱點偵測、冰河對現今該物種的分布模式有何影響,以及可能的冰河時期避難所為何等親緣地理相關議題。
此外另一重要研究領域即是植物分子系統分類學,例如探討台灣柯以及柳葉柯兩近緣種間的親緣關係,並釐清兩者分類上的問題、還針對琉球松複合群進行相關研究,此外探討柳葉菜科中的水丁香屬多倍體起源等等。
未來研究方面則是欲利用基因體分析探討野生植物(主要以非模式物種為對象)的種化模式
及適應、分歧的機制。
野生物種往往具有相當高的遺傳變異,藉由基因體的分析將可快速鑑定出整個基因體中有用的遺傳變異,並可利用生物技術進一步來提升植物個體的優良性狀等,因此即使對研究物種僅有極少數的遺傳背景知識,藉由新技術及分析方法的突破,再加上生物資訊學的快速發展,讓生態演化學者得以一窺種化及適應的模式,並且加以應用到保育相關課題上,此外如何尋求及善用存在於大自然中物種以及族群中的有用基因,則是生物技術及生物多樣性學者,共同努力的課題以及目標。