素材：多角度理解遗传多样性- 高中生物学必修二

多角度理解遗传多样性

10月11日，《生物多样性公约》缔约方大会第

十五次会议（C0P15）,在云南昆明召开了！说到

“生物多样性”，大家的第一反应可能是：“生物多

样性，就是指生物的种类很多呗”。其实，这样解释

它的定义并不准确。

生物多样性，除了指不同的生物种类外，还包

括生态系统构成方式的多样性。也就是说，同样的生

物，在不同环境下产生的不同栖息、生长、繁殖方

式，也属于不同的生物多样性内容。按照生物学定

义，还有基因的多样性，即遗传的多样性。

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我们知道，每种生物所含

基因的数目很大。人有23对染色体.所含基因估计在35000对左右。一个特

定基因在染色体上的位置称为基因座位。每种生物的个体平均约有10%的基

因座位是杂合的。~个物种可能平均有30%左右的座位上行不同的等位基因,

因此，一个种群中往往有成千上万的基因座位中有两个或两个以上不同的等位

基因.这些等位基因通过后性生殖可以形成数量巨大的基因型,一一对等位基

因，可能形成3（即39种不同的基因型：AA.Aa、aa两对等位基因（A和a、

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

AaBh、Aabb、aaBB、aaBb、aabb总的公式是:3"n是具有2个等位基因的

座位数。如果n是100.就可以产生31®种基因型这是一个天文数字。由此

不难理解，在有性生殖生物的种群中，除「同卵挛生兄弟（姐妹）外，每个个体

在遗传上都是独特的和有差异的。

如何从不同角度理解生物的多样性？

试题解析

试题：基因在染色体上的位置称为座位，同种个体有

相同的基因座位。真核生物总有一定数量的基因座位

有2种或2种以上不同的等位基因，并有一定比例的

基因座位是杂合的。如图为人、狗、濒危物种东非猎

豹杂合基因所占比例的电泳结果。下列说法错误的是

()

A.失去糟息地是威胁猎豹生存的重要因素，在遗传上

如此小的变异性对它也十分危险

B.多种基因型及与之对应的多种表现型，能分别适应

可能遇到的多种环境条件，这对生存和延续有利

C.存在等位基因的基因座位数越多，将有更多重组机

会，产生更多新的表现型

D.生物多样性的形成即是物种形成的过程

解析：本题考查相对性状、性状分离、等位基因、表

现型、基因型及环境的关系。

东非猎豹作为濒危物种，失去栖息地是威胁猎豹

生存的重要因素，在遗传上如此小的变异性造成适应

多种变化环境的可能性也较低，使生存步履维艰，稍

有风吹草动极可能灭绝，A正确；按照遗传基本定律，

一对基因杂合，基因型有3种，两对基因杂合，基因

型有9种，即3n,可见杂合基因座位越多，牵涉到的

基因型将越多，重组机会也越多，将能对应更多的基

因型。多种基因型及与之对应的多种表现型，能分别

适应可能遇到的多种环境条件，这对生存和延续有利，

B正确；存在等位基因的基因座位数越多，将有更多

重组机会，产生更多新的表现型，能分别适应可能遇

到的多种环境条件，这对生存和延续有利，C正确；生

物多样性的内容有三个层次，基因（遗传）多样性，

物种多样性，生态系统多样性，所以不能说生物多样

性形成就是新物种不断形成，D错误。故答案为D。

遗传的多样性理解

通过教材中上述内容的表述，我们可以更好地理解生物在遗

传上的多样性。

1.从等位基因的多样性看遗传多样性

在各种自然群体中，许多二倍体个体的基因组都保持了高比

例的杂合性。因此，教材中出现了“每种生物的个体平均有10%

的基因座位是杂合的“，这些等位基因通过有性生殖可以产生巨

大的基因型，表现出生物在遗传上的多样性，就使一个群体能够

较好地适应环境条件的变化有利于物种生存。

教材中提到“一个物种可能平均有30%左右的座位上有不同

的等位基因“，我的理解是一个物种有许多种群，每个种群有许

多个体，在物种水平上，全部的基因座位中，可能平均只有70%

的基因位点是纯合的，这些基因，不管怎么交配，得到的后代，

该基因位点都是纯合的。

由于种群是物种存在的单位，繁殖的单位，进化的单位，

个种群中往往有成千上万的基因座位中，这样肯定有许多不同的

等位基因，有性繁殖后肯定会产生巨大的基因型，体现了生物在

基因（遗传）的多样性。

2.从蛋白质的多样性看遗传多样性

除了基因座位上等位基因的研究遗传多样性以外，还有其他

研究遗传多样性方法：

利用凝胶电泳方法,根据蛋白质的电荷差别分离各种蛋白质,

是另一种研究群体遗传多样性的有效方法。

如果某个结构基因发生变异，则有可能导致以一种带电荷的

氨基酸如谷氨酸替换蛋白质分子中另一种不带电荷的氨基酸如

甘氨酸，从而使蛋白质分子的电荷发生变化。通过凝胶电泳就可

测定蛋白质的这种变化。

如果某个座位的两个等位基因只使蛋白质的凝胶电泳特性

发生轻微变化，且仍能执行相同功能，我们就把这两个等位基因

编码的蛋白质称为等位基因酶。

根据对各种不同物种的研究，许多座位都能产生等位基因酶。

如下表所示:

不同物种在分子水平上的杂合性

网群体数被澳煤因位数每潘位基座位单位座位的杂a性

人171286.7

家鼠441299.1

果蝇10242312.8

425256.1

每一物种都大约测定了30个座位，其中约30%的座位都存

在多态性。尽管如此，凝胶电泳可能只能测定出蛋白质分子中总

变异的30%,因为还有许多氨基酸替换并不改变蛋白质分子的净

电荷。

3.从染色体的多样性看遗传多样性

染色体多样性是群体遗传多样性的另一个方面。对一个特定

物种而言，染色体数目是恒定的，但染色体物质的排列往往因染

色体结构变异如倒立、易位等而表现出多样性。

当染色体发生两处断裂后，其中一条片段颠倒了方向后再连

接起来而造成倒立。尽管倒立并不能产生新基因，也不能使2个

重组体之间基因频率发生变化，但是倒位杂合体在倒位圈内发生

交换后，只有少数交换配子有生活力。因此，倒位只是倾向性地

保存了倒位区段内某些特殊的重排的等位基因，降低群体中遗传

变异的频率。

同样，易位也降低群体中遗传变异的频率，因为易位杂合体

是半不育的，产生的配子中有50%无生活力。在动物群体中易位

杂合体比较少见，但在有花植物群体中，易位则是一种较普通的

现象。

4.从DNA序列看遗传的多样性

通过DNA序列分析，比较群体中不同个体之间的DNA序列差

别是分析遗传变异