素材：多角度理解遺傳多樣性- 高中生物學(xué)必修二

多角度理解遺傳多樣性

10月11日，《生物多樣性公約》締約方大會(huì)第

十五次會(huì)議（C0P15）,在云南昆明召開(kāi)了！說(shuō)到

“生物多樣性”，大家的第一反應(yīng)可能是：“生物多

樣性，就是指生物的種類很多唄”。其實(shí)，這樣解釋

它的定義并不準(zhǔn)確。

生物多樣性，除了指不同的生物種類外，還包

括生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成方式的多樣性。也就是說(shuō)，同樣的生

物，在不同環(huán)境下產(chǎn)生的不同棲息、生長(zhǎng)、繁殖方

式，也屬于不同的生物多樣性內(nèi)容。按照生物學(xué)定

義，還有基因的多樣性，即遺傳的多樣性。

必修2第127頁(yè)

我們知道，每種生物所含

基因的數(shù)目很大。人有23對(duì)染色體.所含基因估計(jì)在35000對(duì)左右。一個(gè)特

定基因在染色體上的位置稱為基因座位。每種生物的個(gè)體平均約有10%的基

因座位是雜合的。~個(gè)物種可能平均有30%左右的座位上行不同的等位基因,

因此，一個(gè)種群中往往有成千上萬(wàn)的基因座位中有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同的等位

基因.這些等位基因通過(guò)后性生殖可以形成數(shù)量巨大的基因型,一一對(duì)等位基

因，可能形成3（即39種不同的基因型：AA.Aa、aa兩對(duì)等位基因（A和a、

B和b）,可以形成9（即32）種不同的基因型:AABB、AABb、AAbb,AaBB、

AaBh、Aabb、aaBB、aaBb、aabb總的公式是:3"n是具有2個(gè)等位基因的

座位數(shù)。如果n是100.就可以產(chǎn)生31?種基因型這是一個(gè)天文數(shù)字。由此

不難理解，在有性生殖生物的種群中，除「同卵攣生兄弟（姐妹）外，每個(gè)個(gè)體

在遺傳上都是獨(dú)特的和有差異的。

如何從不同角度理解生物的多樣性？

試題解析

試題：基因在染色體上的位置稱為座位，同種個(gè)體有

相同的基因座位。真核生物總有一定數(shù)量的基因座位

有2種或2種以上不同的等位基因，并有一定比例的

基因座位是雜合的。如圖為人、狗、瀕危物種東非獵

豹雜合基因所占比例的電泳結(jié)果。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

()

A.失去糟息地是威脅獵豹生存的重要因素，在遺傳上

如此小的變異性對(duì)它也十分危險(xiǎn)

B.多種基因型及與之對(duì)應(yīng)的多種表現(xiàn)型，能分別適應(yīng)

可能遇到的多種環(huán)境條件，這對(duì)生存和延續(xù)有利

C.存在等位基因的基因座位數(shù)越多，將有更多重組機(jī)

會(huì)，產(chǎn)生更多新的表現(xiàn)型

D.生物多樣性的形成即是物種形成的過(guò)程

解析：本題考查相對(duì)性狀、性狀分離、等位基因、表

現(xiàn)型、基因型及環(huán)境的關(guān)系。

東非獵豹作為瀕危物種，失去棲息地是威脅獵豹

生存的重要因素，在遺傳上如此小的變異性造成適應(yīng)

多種變化環(huán)境的可能性也較低，使生存步履維艱，稍

有風(fēng)吹草動(dòng)極可能滅絕，A正確；按照遺傳基本定律，

一對(duì)基因雜合，基因型有3種，兩對(duì)基因雜合，基因

型有9種，即3n,可見(jiàn)雜合基因座位越多，牽涉到的

基因型將越多，重組機(jī)會(huì)也越多，將能對(duì)應(yīng)更多的基

因型。多種基因型及與之對(duì)應(yīng)的多種表現(xiàn)型，能分別

適應(yīng)可能遇到的多種環(huán)境條件，這對(duì)生存和延續(xù)有利，

B正確；存在等位基因的基因座位數(shù)越多，將有更多

重組機(jī)會(huì)，產(chǎn)生更多新的表現(xiàn)型，能分別適應(yīng)可能遇

到的多種環(huán)境條件，這對(duì)生存和延續(xù)有利，C正確；生

物多樣性的內(nèi)容有三個(gè)層次，基因（遺傳）多樣性，

物種多樣性，生態(tài)系統(tǒng)多樣性，所以不能說(shuō)生物多樣

性形成就是新物種不斷形成，D錯(cuò)誤。故答案為D。

遺傳的多樣性理解

通過(guò)教材中上述內(nèi)容的表述，我們可以更好地理解生物在遺

傳上的多樣性。

1.從等位基因的多樣性看遺傳多樣性

在各種自然群體中，許多二倍體個(gè)體的基因組都保持了高比

例的雜合性。因此，教材中出現(xiàn)了“每種生物的個(gè)體平均有10%

的基因座位是雜合的“，這些等位基因通過(guò)有性生殖可以產(chǎn)生巨

大的基因型，表現(xiàn)出生物在遺傳上的多樣性，就使一個(gè)群體能夠

較好地適應(yīng)環(huán)境條件的變化有利于物種生存。

教材中提到“一個(gè)物種可能平均有30%左右的座位上有不同

的等位基因“，我的理解是一個(gè)物種有許多種群，每個(gè)種群有許

多個(gè)體，在物種水平上，全部的基因座位中，可能平均只有70%

的基因位點(diǎn)是純合的，這些基因，不管怎么交配，得到的后代，

該基因位點(diǎn)都是純合的。

由于種群是物種存在的單位，繁殖的單位，進(jìn)化的單位，

個(gè)種群中往往有成千上萬(wàn)的基因座位中，這樣肯定有許多不同的

等位基因，有性繁殖后肯定會(huì)產(chǎn)生巨大的基因型，體現(xiàn)了生物在

基因（遺傳）的多樣性。

2.從蛋白質(zhì)的多樣性看遺傳多樣性

除了基因座位上等位基因的研究遺傳多樣性以外，還有其他

研究遺傳多樣性方法：

利用凝膠電泳方法,根據(jù)蛋白質(zhì)的電荷差別分離各種蛋白質(zhì),

是另一種研究群體遺傳多樣性的有效方法。

如果某個(gè)結(jié)構(gòu)基因發(fā)生變異，則有可能導(dǎo)致以一種帶電荷的

氨基酸如谷氨酸替換蛋白質(zhì)分子中另一種不帶電荷的氨基酸如

甘氨酸，從而使蛋白質(zhì)分子的電荷發(fā)生變化。通過(guò)凝膠電泳就可

測(cè)定蛋白質(zhì)的這種變化。

如果某個(gè)座位的兩個(gè)等位基因只使蛋白質(zhì)的凝膠電泳特性

發(fā)生輕微變化，且仍能執(zhí)行相同功能，我們就把這兩個(gè)等位基因

編碼的蛋白質(zhì)稱為等位基因酶。

根據(jù)對(duì)各種不同物種的研究，許多座位都能產(chǎn)生等位基因酶。

如下表所示:

不同物種在分子水平上的雜合性

網(wǎng)群體數(shù)被澳煤因位數(shù)每潘位基座位單位座位的雜a性

人171286.7

家鼠441299.1

果蠅10242312.8

425256.1

每一物種都大約測(cè)定了30個(gè)座位，其中約30%的座位都存

在多態(tài)性。盡管如此，凝膠電泳可能只能測(cè)定出蛋白質(zhì)分子中總

變異的30%,因?yàn)檫€有許多氨基酸替換并不改變蛋白質(zhì)分子的凈

電荷。

3.從染色體的多樣性看遺傳多樣性

染色體多樣性是群體遺傳多樣性的另一個(gè)方面。對(duì)一個(gè)特定

物種而言，染色體數(shù)目是恒定的，但染色體物質(zhì)的排列往往因染

色體結(jié)構(gòu)變異如倒立、易位等而表現(xiàn)出多樣性。

當(dāng)染色體發(fā)生兩處斷裂后，其中一條片段顛倒了方向后再連

接起來(lái)而造成倒立。盡管倒立并不能產(chǎn)生新基因，也不能使2個(gè)

重組體之間基因頻率發(fā)生變化，但是倒位雜合體在倒位圈內(nèi)發(fā)生

交換后，只有少數(shù)交換配子有生活力。因此，倒位只是傾向性地

保存了倒位區(qū)段內(nèi)某些特殊的重排的等位基因，降低群體中遺傳

變異的頻率。

同樣，易位也降低群體中遺傳變異的頻率，因?yàn)橐孜浑s合體

是半不育的，產(chǎn)生的配子中有50%無(wú)生活力。在動(dòng)物群體中易位

雜合體比較少見(jiàn)，但在有花植物群體中，易位則是一種較普通的

現(xiàn)象。

4.從DNA序列看遺傳的多樣性

通過(guò)DNA序列分析，比較群體中不同個(gè)體之間的DNA序列差

別是分析遺傳變異