1、遺傳多樣性，遺傳多樣性的主要內(nèi)容，遺傳多樣性的概念和含義，遺傳多樣性的影響因素，遺傳多樣性的時(shí)空格局，遺傳多樣性的測(cè)量方法和指標(biāo)，遺傳多樣性在生物多樣性保護(hù)中的應(yīng)用，遺傳多樣性學(xué)習(xí)中涉及的遺傳概念的解釋?zhuān)??；蚺c等位基因的關(guān)系)2、基因型3、表型4、基因頻率5、表型頻率6、基因頻率7、基因型頻率和表型頻率在大的隨機(jī)交配群體中，如果沒(méi)有選擇、突變和遷移(基因流動(dòng))等因素，那么，基因型頻率和基因型頻率之間存在簡(jiǎn)單的關(guān)系。滿(mǎn)足上述條件的種群稱(chēng)為平衡種群。8遺傳變異(1)，遺傳或點(diǎn)突變(2)，染色體變異，9遺傳漂移)10基因流，遺傳多樣性，1。遺傳多樣性的含義1。概念：遺傳多樣性主要是指一個(gè)物種內(nèi)不

2、同種群之間或同一種群內(nèi)不同個(gè)體之間遺傳變異的總和。遺傳多樣性最直接的表現(xiàn)是遺傳變異的水平及其分布模式。中國(guó)大熊貓分布區(qū)存在多種形式的遺傳多樣性，包括鴿子的形態(tài)多樣性。2.遺傳多樣性的形式有：(1)表型多態(tài)性(形態(tài)、生理、數(shù)量等)。)；(2)染色體多態(tài)性(染色體變異)；(3)蛋白質(zhì)多態(tài)性(同工酶、等位酶等)。遺傳多樣性的分類(lèi)等級(jí)(探索遺傳多樣性的規(guī)模)種群可分為本地種群、元種群、種族和物種。局部種群通常指的是一群可能相互混合或重組的個(gè)體，其基因型接近哈代-溫伯格平衡?；旌戏N群是由一組偶然的基因流松散連接的局部種群組成的，因此種群之間的區(qū)別不是很清楚?；旌戏N群有時(shí)被稱(chēng)為種群，混合種群是種群中不同子

3、種群的集合。地理種族由遺傳上相似的地理群體或基因型組成，這些群體或基因型在一個(gè)或多個(gè)遺傳因素上明顯不同。它們通常被稱(chēng)為亞種。物種：互相交配的自然群體，在繁殖中與其他群體分開(kāi)。分類(lèi)等級(jí)之間的關(guān)系和功能等級(jí)與形態(tài)之間的關(guān)系表明：(1)基因影響形態(tài)發(fā)育：形態(tài)變異是遺傳變異的最佳表現(xiàn)，是實(shí)踐中理解遺傳多樣性的最直接特征。然而，它們之間并不完全一致。許多形態(tài)變異，盡管是由遺傳程序決定的，仍然依賴(lài)于季節(jié)或成熟的變化。例如，昆蟲(chóng)的繭、蛹、幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)(見(jiàn)下圖)。(2)受基因影響的形態(tài)學(xué)：如多態(tài)性、動(dòng)植物尤其是鳥(niǎo)類(lèi)之間的差異、蛾類(lèi)的成熟變化：1 .幼蟲(chóng)巢，2。雌性幼蟲(chóng)，3。雌蛹，4。成年女性，5歲。雄性蛹，6。

4、雄性成蟲(chóng)，雌雄之間的區(qū)別，(3)可塑性：所謂的“可塑性”表現(xiàn)形態(tài)可塑性在許多動(dòng)物中也很常見(jiàn)，例如，蝴蝶(屬名為雙環(huán)蛇)的眼球點(diǎn)在旱季很小，但在雨季很大?！翱伤堋北硇?，(4)大量可遺傳的數(shù)量變異特征，如身高、體重或體型。最佳數(shù)量遺傳特征是農(nóng)業(yè)品種培育的指標(biāo)。例如，經(jīng)過(guò)過(guò)去67年的篩選，作物的含油量幾乎增加了四倍，從5%增加到19%。2.影響遺傳多樣性的因素。遺傳變異(1)突變：在任何基因位點(diǎn)產(chǎn)生新基因最初機(jī)制是發(fā)生在細(xì)胞中的點(diǎn)突變，它能導(dǎo)致新個(gè)體的形成。(2)有性生殖條件下基因重組位點(diǎn)之間的遺傳變異進(jìn)一步受到基因組中基因位置重排的影響，從而產(chǎn)生新的多位點(diǎn)基因組合；遺傳漂變遺傳漂變是等位基因頻率的

5、隨機(jī)變化，因?yàn)橹挥猩贁?shù)父母的等位基因可以被引入下一代(抽樣效應(yīng))。人口有限的人群會(huì)經(jīng)歷基因漂移嗎？人口越少，影響就越大。這對(duì)小種群的研究具有重要意義。3.基因流影響遺傳多樣性維持機(jī)制和模式基因流之間的動(dòng)態(tài)平衡(可導(dǎo)致新的基因多樣性流向當(dāng)?shù)厝后w并減少群體間的遺傳分化)，是決定群體內(nèi)和群體間遺傳多樣性的基礎(chǔ)和依據(jù)。基因流動(dòng)是通過(guò)不同生物物種群體間的個(gè)體遷移來(lái)實(shí)現(xiàn)的。物種在不同生境間的遷移影響等位基因的頻率和物種間遺傳模式的形成。自然選擇，白樺和工業(yè)黑化5。遺傳多樣性的維持影響群體基因頻率的三個(gè)主要因素是遺傳變異、遺傳漂變、自然選擇和基因流動(dòng)。遺傳漂變(遺傳漂變會(huì)使當(dāng)?shù)胤N群失去遺傳多樣性，但會(huì)增加種

6、群間的分化)和基因流動(dòng)(基因流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致新的遺傳多樣性流向當(dāng)?shù)胤N群，減少種群間的遺傳分化)之間的動(dòng)態(tài)平衡是確定種群內(nèi)和種群間遺傳多樣性的基礎(chǔ)和依據(jù)?；蛄鞯倪z傳變異減少了遺傳變異，增加了遺傳漂變、自然選擇、3。物種遺傳多樣性的時(shí)空格局(一)遺傳多樣性的空間遺傳結(jié)構(gòu)1含義：遺傳多樣性空間分布的變化2例子：例如，人類(lèi)血型的空間結(jié)構(gòu)：對(duì)世界各地種群基因頻率的調(diào)查表明，不同種群之間有很大差異。ABO血型的IO頻率為日本人，蒙古人的IO頻率為50-60%；白種人和非裔黑人的信息作戰(zhàn)頻率為65-80%。印度信息作戰(zhàn)的頻率是100%。(2)自然群體的空間遺傳結(jié)構(gòu)1小規(guī)模遺傳變異(1)小群體和孤立群體的自然群體

7、的遺傳結(jié)構(gòu)主要受隨機(jī)遺傳漂變、基因流動(dòng)限制、分化和選擇壓力等綜合因素的影響。這些影響導(dǎo)致小群體和孤立群體的遺傳變異減少，群體間的遺傳變異增加。(2)大群體和非孤立群體對(duì)于大群體和非孤立群體，如果漂移和基因流動(dòng)是影響基因頻率的唯一重要因素，那么大多數(shù)遺傳變異應(yīng)該發(fā)生在群體內(nèi)。大規(guī)模遺傳變異對(duì)于許多物種來(lái)說(shuō)，地理分布區(qū)邊緣的種群多樣性不如分布中心的種群多樣性高。影響空間格局形成的因素有物種分布和環(huán)境因素(1)地理區(qū)域(2)分布格局(3)環(huán)境異質(zhì)性和隔離性(2)育種系統(tǒng)和遺傳多樣性的空間格局，注：多態(tài)基因位點(diǎn)的比例；基因豐富；h平均遺傳多樣性，包括不同授粉方式對(duì)植物遺傳多樣性指數(shù)的影響，昆蟲(chóng)授粉，蘭

8、花授粉方式，3種子大小和擴(kuò)散方式，人為影響造成的熱帶雨林生境的破碎化，人類(lèi)形成的遺傳模式，4人為干擾環(huán)境造成的遺傳模式，4。遺傳多樣性的時(shí)間結(jié)構(gòu)。種群結(jié)構(gòu)和選擇壓力的季節(jié)性變化導(dǎo)致種群遺傳組成的周期性變化。例1:對(duì)于植物來(lái)說(shuō)，遺傳變異的短期變化通常與定殖、建立和林分成熟有關(guān)。實(shí)施例2:許多多年生草本植物，以及黍稷和木本植物，在最初的種子群體中可能具有高度的遺傳變異，但是這種變異將隨著間伐過(guò)程而減少。2.突變發(fā)生在不同的時(shí)間，有不同的遺傳變異。突變可能發(fā)生在不同的時(shí)間，包括：(1)減數(shù)分裂配子形成階段(2)胚胎階段(3)個(gè)體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，和(4)遺傳多樣性的喪失。1)宏觀原因：(1)生態(tài)破壞(2

9、)生境破碎化(3)環(huán)境壓力如空氣污染和氣溫上升會(huì)減少動(dòng)植物的數(shù)量并形成它們海南長(zhǎng)臂猿的種群變化，海南長(zhǎng)臂猿的種群變化，物種本身：(1)近親交配：即使在個(gè)體有限的小種群中交配是隨機(jī)的，近親之間的交配也是不可避免的，種群越小，機(jī)會(huì)越多。(2)遺傳漂變：由小群體和意外事件引起的基因頻率的隨機(jī)遺傳漂變。隨機(jī)漂移的方向無(wú)法確定，但范圍可以估計(jì)。遺傳多樣性是瀕危物種的一個(gè)因素嗎？(1)不同的學(xué)者有不同的看法：(2)遺傳多樣性是否是瀕危物種的一個(gè)因素，遺傳多樣性與進(jìn)化的關(guān)系，遺傳多樣性與適應(yīng)環(huán)境變化的能力，以及(5)檢測(cè)遺傳多樣性的主要方法1。形態(tài)水平(形態(tài)標(biāo)記)最簡(jiǎn)單和最古老的方法主要是表型性狀：(1)符

10、合孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的單基因形狀(2)由多個(gè)基因決定的數(shù)量形狀(形狀和生活史性狀)它還包括色素、生理特性和抗病蟲(chóng)害能力。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、直觀、易于操作。缺點(diǎn)；基因座少，時(shí)間長(zhǎng)。2.染色體水平(染色體標(biāo)記)不同于形態(tài)水平，染色體變異會(huì)導(dǎo)致遺傳變異。染色體變異包括：(1)染色體數(shù)目的變化；(2)染色體結(jié)構(gòu)的改變，如缺失、復(fù)制、易位和倒位。染色體形態(tài)特征，染色特征數(shù)量有限，3。蛋白質(zhì)水平(蛋白質(zhì)標(biāo)記)，如等位基因，它是由單位點(diǎn)上的等位基因編碼的同工酶。等位酶的電泳帶與等位基因有明顯的關(guān)系，是一種非常有效的遺傳標(biāo)記?；驹硎歉鶕?jù)電荷性質(zhì)的不同，用電泳和色譜法進(jìn)行測(cè)定。4 DNA水平(DNA標(biāo)記)(1)直接測(cè)

11、序(2)檢測(cè)一批基因組基因座。常用方法：直接測(cè)序法、RFLP法和RAPD法等。6.遺傳多樣性的測(cè)定(1)目前，遺傳多樣性的測(cè)定主要包括：1 .測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：遺傳變異可以測(cè)量基因、蛋白質(zhì)、染色體、個(gè)體形態(tài)、生理和行為特征、種群、種族等。2.目前，遺傳多樣性的測(cè)量主要包括：(1)多態(tài)位點(diǎn)的比例；(2)特定等位基因的頻率變化；(2)多態(tài)位點(diǎn)比例p=k/n100%；(2)每個(gè)基因座的平均等位基因數(shù)=A1和A2.是否有稀有基因；(3)基因頻率的概念1基因頻率；(1)基因等位基因頻率是基因多樣性研究中的一個(gè)基本參數(shù)，群體基因變化通過(guò)其頻率變化來(lái)描述。(2)基因頻率的計(jì)算：考慮到在一個(gè)基因座上有兩個(gè)等位基因A1

12、和A2，在二倍體群體的等位基因座上有三種可能的基因型：A1A1、A1A2和A2A2。設(shè)N11、N12和N22分別代表A1A1、A1A2和A2A2的數(shù)，N11 N 12N 22=N。A1A 1、A1A2和A2A2的相對(duì)頻率分別為X11=N11/N、X12=N12/N和X22=N22/N。A1基因或等位基因的頻率為p=(2n 11n 12)/(2n)；顯然，A2的基因頻率為q=1-p，不同地區(qū)和種族的血型等位基因頻率不同，(3)基因頻率與基因型頻率的關(guān)系Hardy-Weinberg定律：在隨機(jī)交配的大群體中，如果沒(méi)有選擇、突變和遷移(基因流動(dòng))等因素，特定等位基因的基因頻率、基因型頻率和基因型頻率

13、將世代不變。此外，基因型頻率和基因型頻率之間有簡(jiǎn)單的關(guān)系。均衡人口：滿(mǎn)足上述條件的人口稱(chēng)為均衡人口。如何驗(yàn)證哈代-溫伯格定律？假設(shè)在生物群體的特定基因位點(diǎn)上有一對(duì)等位基因，F(xiàn)代的A和B的頻率分別為P和q:那么F1代的等位基因A和B以及基因型AA、AB和BB的頻率是多少？f雌配子、f雄配子、基因頻率相等的平衡群體、無(wú)隱性、基因型頻率：AA=p2 AB=2pq BB=q2基因頻率：a : p 21/2 * 2pq=Pb 3360 q 21/2 * 2pq=q基因型頻率和基因頻率在下一代和下一代之間沒(méi)有變化。在明顯隱性表型的情況下，上述例子的規(guī)則是什么？(1)基因頻率如何變化(2)基因型頻率如何變化

14、(3)表型頻率如何變化，例如：味覺(jué)盲：這種生理形狀是由一對(duì)等位基因控制的：味覺(jué)盲基因t是味覺(jué)基因t的隱性基因。tt純合子顯示味覺(jué)盲。TT純合子味覺(jué)盲表型的頻率因種族而異：高加索人25%，日本人10%，中國(guó)人4%。請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算基因T和T的頻率以及基因型tt、TT和Tt。(1)遺傳多樣性(雜合性)基因多樣性也稱(chēng)為雜合性。對(duì)于隨機(jī)交配群體，讓xi代表一個(gè)基因座的ith等位基因群體的頻率，該基因座的雜合度()定義為：1-I=1 m1 x2，其中m是等位基因數(shù)的平均雜合度。這個(gè)概率等于隨機(jī)交配的二倍體群體的雜合性。4.利用基因頻率的遺傳多樣性測(cè)度，(2)固定指數(shù)：針對(duì)特定的基因位點(diǎn)，由Wright

15、提出來(lái)指示不同地區(qū)群體間等位基因頻率的分化程度。表達(dá)式為： Fst=s2p/p(1-p)，其中Fst代表固定指數(shù)，s2p代表群體間的方差，p代表整個(gè)群體中基因的平均頻率。S2p=0的生物學(xué)意義是什么？S2p值越大，意味著什么？5.遺傳距離和平均雜合度的固定指數(shù)表示多個(gè)群體間遺傳分化的總體程度，但在比較特定群體間遺傳分化的程度時(shí)，應(yīng)使用遺傳距離的概念。遺傳距離的公式是d-lni，ipxy/(pxpy) 1/2，I是什么意思？Pxyxiyi、xi和yi分別代表在相同基因位點(diǎn)Pxxi2、Pyyi2上的群體x和群體y的I等位基因的頻率。D0和1的生物學(xué)意義？7.遺傳多樣性在保護(hù)生物多樣性中的作用。為什么遺傳資源是重要的生物多樣性資源。小種群容易衰退和滅絕的原因是什么？為了保護(hù)和維持一個(gè)物種的穩(wěn)定存在，最小種群數(shù)量是多少，4。什么是進(jìn)化顯著單位(ESU)，5。如何快速確定物