遗传多样性研究的理论 PPT课件

diversity)可以泛指地球
上所有生物的遗传信息的总和，包括不同物
种间以及物种内的遗传变异。狭义的遗传多
样性，即通常所说的遗传多样性，主要是指
物种内的不同种群间以及种群内不同个体间
的遗传变异。
2、遗传多样性的本质
► 遗传多样性的本质是生物体在遗传物质上的变异，
即编码遗传信息的核酸(DNA或RNA)在组成和结构上 的变异。遗传多样性的研究对象主要集中在物种的
细胞水平可体现在染色体结构的多样性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及细胞结构
与功能的多样性；在个体水平，可表现为生理代谢差 异、形态发育差异以及行为习性的差异。遗传多样性 通过对上述各层次的生物性状的影响，导致生物体的 不同适应性，进而影响生物的分布和演化。此外，人
们也发现，许多遗传变异并不导致任何可观测到的表
型上的差异。
4、遗传多样性在进化上的意义
发展和生物技术的进步产生越来越重要的作用。
第二节 遗传多样性的主要来源
► 变异是生物进化的源泉，生物的变异由以下几个
部分构成：
► 1、环境饰变； ► 2、遗传重组； ► 3、突变：包括基因突变和染色体突变； ► 4、自然选择； ► 5、随机遗传漂；
1、环境饰变
► 虽然生物的性状是由遗传决定的，但环境
4、自然选择
► 在一般情况下，自然选择倾向于减少生物
的遗传多样性，但在某些时候，有些新产
生的基因可以通过自然选择在种群中得到
固定，从而增加生物的遗传多样性。如果
没有自然选择，这些新产生的基因可能因
遗传漂变而不能在种群中得到固定。
5、随机遗传漂
► 随机遗传漂变是指中性及近中性的基因在种群中
随机固定的现象。在小种群中容易发生遗传漂变，
遗传多样性研究的理论 方法及应用
第一节 遗传多样性概述
► 1、遗传多样性的基本概念 ► 2、遗传多样性的本质 ► 3、遗传多样性的层次
► 分子水平、细胞水平、个体水平、种群水平
► 4、遗传多样性在进化上的意义 ► 5、遗传多样性的应用价值 ► 6、遗传多样性的现状及展望
1、遗传多样性的基本概念
► 遗传多样性(genetic
可遗传变异上。由于发育的可塑性及环境条件的作
用而产生的形态学或生理学变化，不构成遗传多样
性，因为这类差异没有相应的遗传基础。这方面的
例子诸如，某些生物的不同生活史阶段的形态学型，
动物由于营养和环境导致的高矮、胖瘦等。
3、遗传多样性的层次
遗传多样性的表现形式是多层次的。在分子水平，可表 现为核酸、蛋白质、多糖等生物大分子的多样性；在
遗传变异是生物进化的内在源泉，因而，遗传多样性及
其演变规律是生物多样性及进化生物学研究中的核心
问题之一。遗传结构与物种繁衍或濒危灭绝密切相关，
遗传多样性在一定程度上决定了物种的分布以及数量
多样性。缺乏对生物遗传多样性的深入研究，就无法
完整地认识物种的进化过程或适应机理，以及种群地
理分布格局、数量增长及物种灭绝等问题。
程生产、生物资源的鉴别和利用、有害生物的检测
和防治等方面。
6、遗传多样性的现状及展望
► 长期以来，受技术手段的限制，生物多样性研究主
要集中于宏观方面，诸如，生态系统的结构及其复
杂性、物种多样性、群落结构及演替、种群数量动
态等方面，有关遗传多样性的一些重要内容很少涉 及。近二三十年来，现代分子生物学和遗传学的迅 速发展，使遗传多样性的研究与开发利用有了突飞 猛进的发展。遗传多样性的研究，将对生物学理论
2、种群和基因库
► 种群的基本概念。 ► 种群是生物存在和进化的基本单位。
► 进化的概念
► 基因库(gene
pool)与遗传多样性是同义词， 狭义的基因库是指一个孟德尔种群中所有 个体全部基因的总和。基因库也可以用来 指一个物种、甚至地球上所有物种所携带 的基因的总和。
3、哈代-温伯格平衡
► 定义： ► 重要意义： ► 该定律是群体遗传学(种群遗传学)许多理论
而在大种群中较不容易发生遗传漂变。
► 遗传漂变的结果增加了生物种群中的基因数量，
从而增加了遗传多样性。因为中性及近中性是有 条件的，在条件改变时，这些基因可能就会成为 有利基因，当然，也可能是有害基因。
第三节 种群遗传结构
► 遗传多样性的存在形式，主要体现在种群
遗传结构的组成和变化上。种群遗传结构
泛指遗传物质在种群水平上的存在格局或
特征，包括基因频率、基因型频率、交配
与繁殖模式、种群遗传分化、种群间基因
交流模式等。
1、基因和基因型
► 基因 ► 基因型 ► 基因频率：是指某一等位基因在特定种群内
出现的概率。 ► 基因型频率：是指在一个种群中，某一特定 的基因型(等位基因的不同组合)的个体在整 个种群中所占的比例，或出现的概率。
5、遗传多样性的应用价值
遗传多样性研究也具有十分重要的实践意义。遗传多 样性是生物界几十亿年进化所产生的宝贵资源，是
人类生存和社会生产发展的基础。
对遗传多样性的掌握和有效利用，是现代医学生物学、
农业生物技术研究的一个前沿领域。特别表现在诸
如：动植物优良品种选育、新的药物的发现和制取、 人类遗传疾病的诊断治疗、生物活性物质的基因工
对基因的表达及表达的方式具有影响，从 而使相同或相似的基因产生不同的表型。 基因与环境的相互作用丰富了遗传多样性 的内容。 ► 例子：环境对植物体内次生代谢产物的影 响； ► 人类智利的遗传
2、遗传重组
► 进行有性生殖的生物在生殖细胞形成的减数分裂过
程中，非连锁基因可以自由分裂，进入不同的生殖 细胞，并在受精过程中自由组合，这极大地丰富了 生物遗传多样性的来源。遗传重组是生物最直接和 最重要的遗传变异的来源。通过遗传重组，可以在 有限基因的基础上产生无限的性状重组。 ► 遗传重组还包括人为改变的DNA分子，基因工程实 质上是一种遗传重组技术。 ► 重组包括了在分子水平上的DNA分子间的重组以及 相对宏观层次的染色体重组。在自然状态下，染色 体重组是遗传重组的主要形式。
3、突变
► 突变也称之为遗传突变。遗传突变包括点
突变和染色体突变。点突变包括碱基替换、 插入、缺失的突变。点突变的例子是镰刀 型血细胞贫血症。 ► 染色体突变是指染色体结构、数目和大小 的改变。染色体结构改变包括缺失、易位、 到位。而染色体数目的变化包括非整倍体、 单倍体和多倍体。 ► 自发突变率 ► 致突变因素