第二节-遗传多样性
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新教材-高中生物学-配套江苏版教材-第四章 第二节 生物的多样性和适应性是进化的结果
②分子生物学证据也说明，当今生物具有共同的特征。例如，几乎所 有生物都共用一套遗传密码，遗传信息的传递都遵循中心法则。
二、生物进化导致生物的多样性和适应性
1.生物进化的方式 生物多样性是生物进化的结果，而生物的多样性和适应性与生物进化的方式有关。
（1）分歧进化 （2）趋同进化 （3）协同进化
理解概念
龟鳖类
现代 50
100
150
200
250
百
万
年
300
350
喙头类
蜥蜴类
灭绝
蛇类 灭绝
鳄类 灭绝
鸟类
哺乳类
灭绝
二、生物进化导致生物的多样性和适应性
(2) 趋同进化 概念：由于相似或相同生活环境，一些不同种类
的生物在自然选择下出现形态结构向着同 一方向进化的方式，称为趋同进化。
举例：鸟和蝙蝠因适应飞翔生活而趋同进化， 形成具有相同功能的翼和翼手。
二、生物进化导致生物的多样性和适应性
(3) 协同进化
动物与动物之间可能存在捕食与被捕食的关 系。捕食者一般不会把所有的猎物都吃掉， 这在生物进化中称“精明的捕食者”策略。 当被捕食者发生变异，提高了防御能力时， 捕食者也会相应地增强捕食能力，与被捕食 者协同进化，否则就会因为不能适应新变化 而被自然选择所淘汰。
一、生物进化的证据
1.生物进化的古生物学证据 (1)化石的概念：指经过自然界的作用，保存在地层中的古生物遗体、遗
物和它们的生活遗迹。 (2)举例：如恐龙化石、恐龙蛋化石和恐龙足迹化石等。
图4-2-2 化石是研究生物进化的古生物学证据
一、生物进化的证据
(3)对化石年龄的研究发现生物进化的历程
谢 谢！
精明的捕食者
高三生物课件：遗传多样性与物种多样性的关系
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。
生命科学导论5-生物多样性
万年有90万种脊椎动物灭绝；如果地球上现有1000万
（patch）、廊道（corridor）和基底（matrix）。
不同水平层次的生物多样性是相互联系、密不
可分的，上一级水平的多样性是由下一级生命实体
的不同组合方式形成的。由遗传的多样性导致了物
种的多样性，而物种不同形式的组合则决定了生物
群落乃至生态系统的多样性。在所有层次的生物多
样性中，物种多样性是最基本的，这不仅在于物种 个体是承载各种生命现象的有机单位，而且在从微 观到宏观的多样性带谱中，物种是承前启后的关键 环节。
类对环境异质性的反映，通常用来表示群落间相似性
指数或同一地区地理区域内不同生境中生物物种的周
转率。
α-多样性
例：
1）物种丰富度指数：
D = S/N；S-物种数目，N-所有物种个体数目之总和
若研究对象为样方而不是整个群落时，D=(S-1)lgN
缺陷：
没有考虑物种在群落中分布的均匀性，而现实常常是
少数物种占优势→不能完全反映群落中生物多样性
种鸟类、400多种兽类、209种两栖爬行类，以及两
万多种植物，比自然淘汰的灭绝速度快1000倍。
自然灭绝
新种形成和旧种灭绝同是进化过程的结果。在地
球上长达35亿年的生物进化历史中，一方面不断有物
种形成，另一方面不断有物种灭绝；灭绝后总有新物
种形成，如恐龙的灭绝后的天空成了鸟类的世界。
根据古化石估计，在过去的2亿年间，平均每100
生物多样性丧失的人类因素
生境片断化和破碎
污染加剧
人口增加 人类活动 单一化农业结构 全球变化
外来种入侵
（一） 物种的灭绝
灭绝(extinction)指一个个体、种群或物种从一个给定 的生境或生物区系消失的过程。当一个物种从整个地 球的生物区系消失则称该物种为灭绝种或绝种(extinct species) 如果一个种的个体仅是被笼养或在人工控制状态下
遗传多样性PPT课件
日本人 , 蒙古人 高加索人 ,非洲黑人 印第安人
IO的频率为50-60% IO的频率为65-80% IO的频率为100%
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(二 ) 自然种群的空间遗传结构
1 小尺度遗传变异 (1)小种群和隔离种群 自然种群的遗传结构主要受随机遗传漂变、
基因流限制和分化选择压力等综合因素的影响。 这些作用导致小种群和隔离种群的种群内各隔 离种群的遗传变异降低，种群间遗传变异升高。
例2： 许多多年生草本植物，以及一年生草本植 物和木本植物，可能在初期的种子种群中具有很高的 遗传变异，但随着稀疏过程这种变异会不断减少。
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2、突变发生的时间不同，遗传变异作用不同 突变发生的时间可能包括： （1）减数分裂配子形成阶段 （2）胚胎阶段 （3）个体营养生长阶段
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小结: 1 什么是遗传多样性(两个方面) 2 遗传多样性的表现形式(四个方面) 3 遗传多样性的种群尺度(四个种群尺度) 4 影响遗传多样性的因素 5 遗传多样性的时间与空间格局及其影响因素
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4 人类对环境干扰形成遗传格局
人为形成遗传格局
人为影响造成热带雨林生境的破碎化 59
(四). 遗传多样性的时间结构
1。种群结构和选择压力的季节变异，导致种群遗 传组成的周期变化。
例1 ：对于植物来说，遗传变异的短期变化经常 与侵移（colonization）、定居（establishment）、 林分成熟（stand maturity）有着必然的联系。
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问题10:物种保护实践中 如何解决小种群和隔离种
群的遗传问题呢?
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1 小尺度遗传变异
(2)大种群和非孤立种群 对于一个大种群和非孤立种群来说，如果
漂变和基因流是唯一影响基因频率的重要因子， 那么大多数的遗传变异应该发生在种群之内。
人类遗传的多样性
（二）区域突变（regional mutation）：包括1条染色体部分片段的突变， 或亚染色体节段拷贝数的改变，或1条（几条）染色体的结构重排 （structural rearrangement）所造成的染色体结构畸变。
重复(duplication，dup)
正向重复
q27 q45
反向重复
（三）DNA突变（DNA mutation）或基因突变（gene mutation）：基因 内部碱基对组成或排列顺序发生,涉及单个核苷酸乃至100kb区段的DNA 序列改变，包括碱基置换、缺失和插入。
第六章
第六章 人类遗传的多样性
第一节 遗第传一节变异的本质
一、遗传变异概述
基因库（gene pool）：有性生殖生物的一个群体中，能进行生殖的所有个体所携带的全部基因或遗传 信息。
https:///index.html;JSESSIONID=94088d533b3c4a9 4be969d6256b843e6
种系突变可分为两种： 新生（de novo）突变：减数分裂时发生的突变； 生殖腺嵌合体（gonadal mosaicism）：有丝分裂时发生的突变，指基因图片只发生在
部分的生殖细胞。
体细胞突变：发生在体细胞的基因组DNA中的突变。绝大部分体细胞突变无表型效应。
第二节 突变的类型
一、突变的类型
男性患者青春期发育后有大睾丸症
第四节
第四节 个体基因组间的变异
一、单核苷酸多态性（SNP）
SNP（single nucleotide polymorphism）：不同个体基因组DNA同一位置上 单个核苷酸的改变而形成的多态性。SNP是一个群体性概念，意即这种单个 核苷酸的变异是以一定的频率存在于人群中的。 SNP绝大多数都是二等位（biallelic）多态性的，只有2种核苷酸的变异；
遗传多样性及其保护
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。
遗传多样性
主要Байду номын сангаас响
遗传多样性是物种进化的本质，也是人类社会生存和发展的物质基础。“一个基因关系到一个国家的兴衰， 一个物种影响一个国家的经济命脉”，已是被无数实例证明了的事实。如第一次“绿色革命”和水稻杂交优势的 利用，就是发现和利用了矮秆基因和不育基因的结果。显而易见，遗传多样性的研究无论是对生物多样性的保护， 还是对生物资源的可持续利用，以及未来世界的食物供应，都有重要的意义。
遗传变异是生物体内遗传物质发生变化而造成的一种可以遗传给后代的变异。正是这种变异导致生物在不同 水平上体现出的遗传多样性。居群（Population又译种群群体）水平、个体水平、组织和细胞水平、以及分子水 平。通常遗传多样性最直接的表达形式就是遗传变异性的高低。然而对任何一个物种来说，个体的生命很短暂， 由个体构成的居群或居群系统（宗、亚种、种）才在时间上连绵不断，才是进化的基本单位。这些居群或居群系 统在自然界有其特定的分布格局式样。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居群的 遗传结构。例如对大范围连续分布的异交植物来说，遗传变异的大部分存在于居群之内；而对以自交为主的植物 来说，居群之间的遗传变异明显减小；对那些更为极端的以无性繁殖为主的植物来说，每个无性集群（Colony） 在大部分位点上都是纯合的，形态变异也很小，但不同的无性集群之间都有很大或明显的差异。因为遗传变异分 布在无性集群之间，因此居群遗传结构上的差异是遗传多样性的一种重要体现。一个物种的进化潜力和抵御不良 环境的能力既取决于种内遗传变异的大小，也有赖于遗传变异的居群结构。
起源
基因突变，基因重组
研究意义
对遗传多样性的研究具有重要的理论和实际意义。
首先，物种或居群的遗传多样性大小是长期进化的产物，是其生存适应和发展进化的前提。一个居群或物种 遗传多样性越高或遗传变异越丰富，对环境变化的适应能力就越强越；容易扩展其分布范围和开拓新的环境。即 使对无性繁殖占优势的种也不例外。理论推导和大量实验证据表明，生物居群中遗传变异的大小与其进化速率成 正比。因此对遗传多样性的研究可以揭示物种或居群的进化历史（起源的时间、地点、方式），也能为进一步分 析其进化潜力和未来的命运提供重要的资料，尤其有助于物种稀有或濒危原因及过程的探讨。
遗传多样性和保护
遗传多样性在生物多样性中的作用
遗传多样性是生物多样性的重要组成 部分，为物种的生存和繁衍提供了基 础。
遗传多样性是物种进化的基础，有助 于物种适应环境变化，维持生态平衡。
保护遗传多样性有助于维护生态系统 的稳定性和生物多样性的可持续利用。
遗传多样性对于人类生存和发展也 具有重要意义，为农业、医药等领 域提供了丰富的资源和研究素材。
添加标题
可持续发展：通 过推广可持续发 展模式，减少人 类活动对自然环 境的破坏，保护 生物多样性，从 而保护遗传多样
性。
添加标题
社区参与：鼓励 当地社区居民参 与遗传多样性的 保护工作，提高 他们的环保意识
和保护能力。
添加标题
国际合作：加强 国际间的合作与 交流，共同研究、 制定和实施遗传 多样性保护措施， 促进全球生态平 衡和可持续发展。
遗传多样性对生态系统的影响
增强生态系统稳定性：遗传多样性丰 富的物种更能抵抗环境变化和外来入 侵，保持生态系统的稳定性。
促进生物进化：遗传多样性是生物进化 的基础，为物种提供遗传变异的来源，
有助于适应环境变化和进化新物种。
维持生态平衡：遗传多样性有助 于维持生态系统的平衡，促进物 种之间的相互制约和协同进化。
04
Part Four
遗传多样性的保护措施
建立自然保护区
保护生物多样 性
保护生态系统
保护物种资源
保护遗传资源
01
0 2
03
04
制定法律法规，加强监管力度
制定相关法律法规，明确保护遗传多样性的重要性ห้องสมุดไป่ตู้责任 加强对遗传资源的管理和监管力度，防止非法获取和利用 建立遗传资源数据库和信息系统，加强信息共享和交流 强化对遗传资源保护和利用的监督和评估，确保措施的有效性
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❖ 狭义的概念
生物种内基因的变化，包括种内显著不同的种群之间以及同一种 群内的遗传变异，此外，遗传多样性可以表现为多个层次上， 如分子，细胞，个体等。在自然界中，对于绝大多数有性生殖 物种而言，种群内的个体之间往往没有完全一致的基因型，而 种群就是由这些具有不同遗传结构的多个个体组成的。
一、遗传多样性基本概念及含义
三、遗传多样性的检测方法及相关变量
遗传多样性的表型分析
0.547 47.9
0.520 43.0
三、遗传多样性的检测方法及相关变量
三、遗传多样性的检测方法及相关变量
三、遗传多样性的检测方法及相关变量
2、遗传多样性的相关变量
统计量 等位基因数（A）、期望杂合度（He）、观察杂合度（Ho）、 近交系数（FIS）、遗传分化系数（FST或Gst）、基因流（Nm） 多态性位点数 Np、多态性位点百分率 PPB、观测等位基因数 Na 有效等位基因数 Ne、Nei’s 基因多样性指数 h、Shannon信息指数 I。 常用软件 Popgene、GenAIEx、SPAGeDi、Structure、HP-Rare、FSTAT、 Cervus.
体型等
不同的鼠类
本能 同一种鸟筑巢不同
组织
二、遗传多样性的起源及其影响因素
1、起源：归根结底是遗传物质的改变
（1）染色体畸变：染色体数目和结构的改变。 数目：整倍性和非整倍性 结构：缺失、重复、倒位、易位
（2）基因突变：基因位点内核苷酸的改变。[碱基替换] （3）重组：有性生殖条件下，亲本基因组之间新的组合。
常规检验 连锁不平衡检测、哑基因（null alleles）检测、Hardy-Weinberg检测 Mantel 检验、异质性检验、空间遗传强度统计、及主成分分析（PCA）
四、 研究遗传多样性的意义
1、有助于进一步探讨生物进化的历史和适应潜力
例如，大熊猫(Ailuropoda melanoleuca) 数量稀少、分布区 狭窄且相互隔离、食物单调、生殖力低下，面临灭绝。大熊猫群体 被隔离为30多个小群体，每个群体数目不到50头，有些少于10头， 这种情形会导致遗传漂变、近交的不利后果。
宿兵等（1994）检测来自8个山系的12只大熊猫的36种血液 同工酶。在检测的40多个遗传位点上，39个位点表现为单态（只有 一个等位基因），一个位点有两个等位基因，遗传多样性水平极低。
四、 研究遗传多样性的意义
2、有助于推动保护生物学研究
生物多样性保护的关键之一就是保护物种的遗传多样性或进化潜 力。只有掌握物种多样性水平高低及群体的遗传结构，才能制定有效 的保护策略和措施。否则，任何物种水平上的保护生物学活动都可能 成效不大。
二、遗传多样性的（1）遗传变异：突变、重组
个体遗传基因
（2）基因流 （3）遗传漂变
群体遗传结构
（4）自然选择
多样性减少 遗传分异增加
基因流 遗传漂变，自然选择
多样性增加 遗传分异减少
三、遗传多样性的检测方法及相关变量
1、遗传多样性的检测方法 （1）表型分析：形态学水平 （2）核型分析：染色体水平 （3）等位酶分析： 分子水平 （4）DNA分析：
遗 传 多 样 性 概述 Genetic Diversity
Contents
基本概念及含义
遗
遗传多样性的起源及影响因素
传
多
遗传多样性检测方法
样
性
研究遗传多样性的意义
景观破碎化对千岛湖黄连木复合种群遗传多样性 及空间遗传结构的影响
一、遗传多样性基本概念及含义
1、遗传多样性的概念
❖ 广义的概念
地球上生物所携带的各种遗传信息总和。这些遗传信息储存在 生物个体的基因中，因此，遗传多样性就是生物遗传基因的多 样性。任何一个物种或生物个体都保存着大量的遗传基因，因 此，可被看作是一个基因库。
在濒危物种，尤其是高度特化的单型种的研究和保护中，必须充 分重视物种的遗传多样性和群体遗传结构。
四、 研究遗传多样性的意义
3、有助于生物资源的保存和利用。
在农业生产中，由于强调高产品种的推广和外来品种的引进， 已导致不少地方品种和类型被丢失。在我国小麦生产上起重要作用 的品种从50年代的623个减少到80年代的472个，我国优良的九斤黄 鸡、定县猪已经灭绝。
➢表型的多态（形态、生理等性状） ➢染色体的多态（染色体的变异） ➢蛋白质的多态（同工酶、等位酶等） ➢基因的多态（复等位基因）
一、遗传多样性基本概念及含义
2、遗传多样性的含义：
种子蛋白多样性
抗寒 抗旱能力不同
生理、代谢
DNA
mRNA
蛋白质（酶）
生长速度
细胞
个体
器官
形态学变异
习性
人脸部特征、肤色、 不同的猫喜欢捕
2、遗传多样性的含义： （1）遗传多样性是指生物种内的遗传变异。
群体内的个体间变异、群体间变异、品种间 变异……等等，研究对象均为同一“种” 。
（2）遗传多样性是指种内可遗传的变异，不包 含由于环境和发育引起的变化（可塑型表型）。
一、遗传多样性基本概念及含义
2、遗传多样性的含义： （3）遗传多样性的表现是多层次的。