遗传学论文

《现代遗传学概论》课程论文
学年学期：2016~2017学年夏学期
姓名与学号：
年级与专业：
任课教师：石春海教授
开课学院：农业与生物技术学院
提交日期2017年6月20日
试述遗传和变异与自然界生物多样性的关系，并谈谈如何收集和创造更多的生物资源为人类服务（需同时举例说明）
摘要：人类的发展离不开环境，动物、植物甚至微生物都与人类的繁衍息息相关。

生物多样性是人类生存和发展的基石，是我们赖以生存的物质基础。

生物资源为人类提供最基础的生存条件。

生物资源具有非常重要的战略价值，它为医学、农业等民生产业的发展提供最重要的样本或工具。

研究生物多样性和生物资源将会产生巨大的经济效益，有利于人类的进步和社会的发展。

现在世界各国都在加快这些方面的研究步伐。

关键词：遗传、变异、基因、生物多样性、人类
这篇论文我主要要论述遗传和变异与自然界生物多样性的关系，并且探讨如何收集和创造更多的生物资源为人类服务。

首先我先明确一些重要名词的概念。

在《保护生物学》一书中，蒋志刚等学者给生物多样性下了如下的定义：“生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合，包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。

”【1】
1992年，联合国环境发展大会《生物多样性公约》：“生物资源指对人类具有实际或潜在用途或价值的遗传资源，生物体或其部分、生物群体或生态系统中任何其他生物组成部分。

”【2】
地球已经46亿年了，经过如此漫长时间的发展，逐渐变得多姿多彩，我们生活的环境中，有动物、植物还有微小的微生物。

地球的气候环境也逐渐越来越适应生物的繁衍，不仅有生长必须的氧气、水资源，还形成了春夏秋冬四季变化，每个季节都呈现给我们地球不同的模样。

地球的每一处都有不同的风景，或是重峦叠嶂，或是波澜壮阔。

当然不同的环境也孕育着不同的生物。

比如大熊猫就是中国所特有的哺乳动物。

人类之所以能不断繁衍，与生物多样性绝对分不开。

生物多样性是人类生存和发展的基石，是我们赖以生存的物质基础。

人类的衣食住行无一能离开生物
资源。

但是由于人类基数增长过快，人类活动导致自然环境破坏愈加严重，导致生物资源的急剧不足。

因此如何收集和创造更多有价值的可以被人类利用的生物资源成为了当务之急。

1 遗传和变异与自然界生物多样性的关系
遗传和变异与自然界生物多样性息息相关。

所谓种瓜得瓜、种豆得豆，遗传是物种延续的基础。

俗话说：一母生九子，连母十个样。

这句俗语很好的反应自然界变异的普遍性。

变异是生物进化的动力。

生物多样性有三个组成部分，分别是遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

往往我们定义遗传多样性为地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。

而众所周知，基因是各种生物遗传信息的携带单位。

而遗传就是亲子代之间的相似性。

从分子层面来讲，就是基因的表达，遗传信息通过转录被翻译成蛋白质等，从而表达出人类的各种形状。

亲子代之间，因为减数分裂与精子卵细胞的结合，实现了亲代基因的传递，一般来说，下一代遗传了父母各一半的基因，当然并不是所有基因都会被表达。

再者，体细胞增长的过程中，细胞主要进行有丝分裂。

有丝分裂和减数分裂在人类的繁殖中，共同作用，确保子细胞与母细胞、亲子代之间的染色体数目结构的恒定和物种的相对稳定性。

保证了自然界遗传的相对稳定性，当然也确保了物种的稳定性，不会突然因为自身因素而无法延续，从而也确保了自然界生物多样性。

而变异是指个体之间的差异。

变异是生物多样性的主要来源。

变异存在的范围广阔，不仅人类，动物植物和微生物在一定条件下都可以发生变异。

变异主要可以分为三类，即染色体数目变化、基因突变和染色体结构变化。

而基因突变则是生物进化的主力军。

基因突变是不定向的，有可能向有力的方向突变，当然也会向不利的方向突变。

例如一个基因a可以突变成a1、a2、a3、a4。

基因突变虽然对于生物体来说大多都是不利的，但是有少数的基因突变对生物的进化及对环境的适应大有好处。

基因突变在一种物种上积累到一定程度，还会创造出新的物种。

例如，现在的学者有一大部分支持人是由森林古猿进化而来的，但是明显，现在的人类与如今的猿猴是分属于两个物种。

再往大的方向来说，哺乳动物是由爬行动物进化而来的，而爬行动物是由远古的两栖类进化而来，而两栖类却是由水生动物进化而来。

如果广义而言，把病毒也定义为生物的话，那么变异进化而来的生物就更多了，光是流感病毒就每时每刻都在发生着变异。

据悉，艾滋病经过这么多年那么
多学者的研究依旧没有很好的解决方法的重大原因是，人类免疫缺陷病毒（HIV 艾滋病病毒）一直在发生病毒，因此没有全能的治疗手段可以对付不同性状的艾滋病病毒。

因此，变异所导致的物种进化，新物种生成确实有利于自然界生物种类的增长，和生物多样性的发生。

这里我要单独罗列举例的是，转基因作物对生物多样性所造成的影响。

当今社会转基因技术越来越成熟，并且转基因作物的产量也十分高，带来巨大的经济效益，也因此越来越多的作物被人为改造，转基因作物的种植面积也逐年扩大（全球转基因作物种植面积趋势如图）。

一般来说，因为人为改造，会增强作物某些方面的能力，使得作物变成强势品种，可以抵抗目标生物，例如美国孟山都公司把苏云金杆菌基因插入棉花植株获得了转基因棉花植株，经与农业研究局和一些大学科学家连续两年的田间试验，防治虫害效果良好。

但是很多转基因作物对非目标生物也有一定影响，除了害虫病毒之外，对有益生物也有直接或间接不利影响，从而破坏生物多样性。

世界曾经发生过多起严重的转基因污染事件。

例如：墨西哥政府进口的玉米送到该国2300个社区作为救济食品出售。

没有人告知购买者，这些玉米是被禁止种植的。

2001年9月18日，墨西哥环境保护部公布了墨西哥玉米已经受基因污染的研究结果，在奥克斯喀被调查的22个社区中，15个社区的传统玉米被发现有转基因。

环境部发现污染的程度在3%～10%之间。

有4个社区种子的污染程度在20%至60%之间。

【3】
2 如何收集和创造更多的生物资源为人类服务
泛义而言，对人类具有直接、间接或具潜在的经济、科研价值的生命有机体都可称之为生物资源，包括基因、物种以及生态系统等。

【4】目前地球上已经发现的生物物种大概有200万种，但是还有更多的生物资源存在在我们没有发现的物种上，预估地球上的生物物种至少有2000万种。

这么多生物资源可以为人类带来不可预估的效益。

那么如何更好的收集和创造更多的生物资源为人类服务呢？我们需要对这个问题进行全方位的研究以及探讨。

我们传统对生物资源的利用有以下几种。

一：是将生物资源用作衣食住行的原料。

很明显在古代的时候，我们的衣服材料也是来源于生物资源。

有用羊毛制衣的，有用麻布制衣的，还有棉花等等材料。

食物来源更不用说了，我们的蔬菜、肉制品、鱼类以及大米都是来自生物界的供给，人类历史上大概有3000种植物被当做蔬菜，而现在所养的家禽以及捕捞的鱼类更是为我们提供了人体所必须的蛋白质。

而在古代住房材料也是树木，当然也来自于自然界。

行方面古代的马车、牛车也是如此。

二：据悉，发展中国家80%的人口现在依旧依靠着传统药物治疗。

例如中国古代的中医，利用野生生物入药，以此来吸取野生生物中的有益成分，如今有5000余中生物可以在中医中发挥效用。

甚至中国的骄傲用于治疗疟疾的青蒿素也是如此。

三：在古代没有使用石油天然气等新能源的时候，古人所依靠的也是自然生物资源。

如柴火、秸秆、茅草等。

那么社会在进步，我们对生物资源的利用也应该更有效益。

一种高效利用方法就是转基因技术。

上文曾说道转基因作物的危害性，但凡事都具有两面性，转基因作物发展迅速也是因为它对生产的巨大效益。

例如，不同的物种具有不同的优良基因，那么我们如何更大程度的发挥这个基因的效益，就要用到转基因技术。

黄水仙当中富含胡萝卜素，在人体可以促进维生素A的合成，那么就有瑞士科学家成功的把黄水仙当中用于合成胡萝卜素的基因转入稻米当中，让我们不用吃特定的食物就可以补充胡萝卜素。

还有具有巨大效益的例子，例如将北极海鱼的抗冻基因转入西红柿当中，成功培育出在冬天也能保存良好的西红柿。

加拿大SembioSys生物工程公司利用北美洲普遍栽培的高产油料作物—红花作为转基因植物“平台”，成功生产出“红花子来源人胰岛素”。

理论上，每公顷红花田可生产出1kg人胰岛素原料药。

【5】由于全球糖尿病病人人数的快速
上升，对胰岛素的需求越来越大，这种全新的生产方法可以降低生产成本，造福更多的病人。

第二种，当然是将生物资源用于对药物开发。

既然传统药物对人体有效，那么是其中的哪些有效成分在起着作用，例如抗癌药物的研发。

我们都知道红豆杉当中存在紫杉醇，对癌症具有非常好的效用，但是红豆杉生长不易，那么如何通过化学方法高效合成紫杉醇及其衍生物成为科学家研究的焦点。

还有现在在临床发挥巨大作用的抗生素，大量都是源于微生物，包括使用非常广泛的青霉素。

但是随着抗生素的大量使用，许多细菌逐渐产生抗药性，甚至有超级细菌的生成，如何解决这些问题可能还是需要对生物资源进行大量研究。

第三种，是现在全球聚焦的新一轮能源危机。

随着人类数量的急剧增长以及工业的发展，我们对能源的需求日益扩大，但是如今广泛使用的石油、天然气等能源总是会有用尽的那一天，就连石油储藏量巨大的中东也是相同的。

那么我们现在急需开发新能源。

现在全球的眼光都投向了生物质能，这个来源于太阳，储藏量以及开发潜能巨大取之不尽用之不竭的新兴可再生能源。

生物质能的范围十分广阔。

有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。

【6】现在的利用形式也多种多样，例如经过微生物发酵而形成的沼气，或使用热解发制造液体和气体燃料，例如制成生物乙醇、生物炭等，当然发达国家的利用垃圾发电也是对生物质能一种非常好的利用。

上述内容，就是我对以上两个问题的所以想法，我们在如今一定要意识到生物多样性对人类发展的重要性。

以及我们要收集和创造更多的生物资源为人类服务，当然这些都是在可持续发展的基础上要努力去实现的。

参考文献：
[1] 蒋志刚《保护生物学》浙江科学技术出版社
[2] 联合国环境发展大会《生物多样性公约》
[3] 杨昌举宋林王竹（中国人民大学环境学院北京100872）《转基因大豆对生物多样性的影响》
[4] 娄治平赖仞苗海霞《生物多样性保护与生物资源永续利用》
1 中国科学院生命科学与生物技术局北京100864
2 中国科学院昆明动物研究所云南650223
[5] 《临床合理用药》2010年8月第三卷第16期
[6] 百度百科词条：生物质能。