保护生物学1

诸论

一、保护生物学概念 1、保护生物学的定义

保护生物学是研究生物多样性变化规律及其保护的科学。 保护生物学是一门自然科学。 保护生物学具有人文科学的成分。 保护生物学的目的是保护生物多样性。 2、保护生物学包含的基本过程 评估人类对生物多样性的影响； 研究生物多样性；

提出防止物种灭绝的具体措施； 拯救濒危物种；

提出持续、合理利用生物多样性的科学方案。 3、保护生物学理论基础 4、保护生物学研究目标 提供各种科学的保护原理； 识别需要保护的问题； 建立正确的保护程序；

加强科学与管理的联系，使科学家对保护问题敏感，是管理人员对生物学问题感兴趣。 二、保护生物学的特征 是一个目标导向的科学 是一个价值取向的科学 是一个具有伦理内涵的科学 是一个危机驱动的学科 是一个折中与仲裁的学科

三、保护生物学的起源和发展 1、保护生物学产生的原因 社会发展的需要； 保护生物资源的需要；

相关学科的完善和发展为保护生物学奠定科学基础。 2、保护生物学产生的历史

1937年，提出保护生物学的名词。

1972年，联合国斯德哥尔摩人类环境会议，《人类环境宣言》发表。

1978年，第一届自然保护生物学讨论会，出版《自然保护生物学——进化与生态学观点》。标志着该学科的正式诞生。

1982年，斯坦福大学成立自然保护生物学中心。

1985年，第二届自然保护生物学讨论会召开，成立了自然保护生物学学会，出版《自然保护生物学——关于稀有性和多样性的科学》。 1987年，《Conservation Biology》杂志创刊，标志着该门学科的成熟。 3、保护生物学的发展

《濒危动植物物种国际贸易公约》 《生物多样性公约》、《里约宣言》、《气候变化框架公约》 《保护野生动物中迁徙物种公约》 《保护世界文化和自然遗产公约》

《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》 世界自然保护联盟/国际自然和自然资源保护同盟(IUCN) 世界自然基金会 WWF（World Wide Fund For Nature） 大自然保护协会（TNC:The Nature Conservancy ） 保护国际（简称CI)

爱护动物基金会（International Fund for Animal Welfare, IFAW） 世界保护监测中心（WCMC）

美国的生物多样性信息协会（ABI） 四、保护生物学研究的内容与热点问题 1、研究内容

灭绝、进化的潜能、群落和生态系统、生境恢复、物种的回归自然与圈养繁殖、生物技术在物种保护中的应用 2、热点问题

小种群生存概率；确定和保护生物多样性热点地区；物种濒危灭绝机制；生境破碎问题；自然保护区理论；立法与公众教育 五、生物多样性概念及特点 1、生物多样性概念

生物多样性是不同层次、不同等级水平的各种生命系统、生物类群、生命与非生命复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，包括植物、动物、微生物和它们所拥有的基因、所形成的群落和所产生的各类生态现象。

生物多样性包括以下3个相互独立属性： 组成水平（生物有多少？）； 结构水平（怎样分布？）； 功能水平（有什么作用？） 2、生物多样性特点

（1）具有进化意义的概念

生命的诞生和进化是一个漫长的历史过程。地球有46亿年的历史，有生命的历史是35亿年。经过几十亿年的进化，生命从无到有，从少到多，从简单到复杂。

生物多样性是生物与环境协同进化的结果。生命在进化的同时，改变了地球的面貌。地球面貌的改变为生命的进化提供了必要的环境，两者形成了一个协同进化的统一体。 （2）具有多个水平的概念

物种多样性：生物多样性在物种水平上表现的形式。

遗传多样性：物种内不同群体之间或同一群体内不同个体之间的遗传差异的总和。

生态多样性：生物圈内生境、生物群落等组成要素的多样性以及由生物与环境、生物与生物之间通过协同进化而形成的能流、物流与信息流等生态过程的复杂程度。 （3）具有时空特征的概念 A、生物多样性的时间格局 森林群落的演替

森林由于受到一年四季气候变化的影响而表现出季相差异 森林生态系统动物组成 B、生物多样性的空间格局

同一地理区域由于海拔高度等因子的影响，植被的分布呈现出明显垂直梯度变化。 不同的气候带分布不同的植被类型。

特定物种在栖息地选择方面具有空间要求。

同一物种由于分布地域的环境因子差别，在性状、生理和行为方面可能存在明显变异。 物种的遗传多样性会因为物种自身的生物学和生态学特征以及自然人为的干扰而表现出明显的空间差异性。 六、生物多样性价值 1、直接利用价值

2、间接经济价值或生态价值 3、科研、教学价值 4、休闲和生态旅游价值 5、存在与备择价值 6、负价值

第一章生物多样性及其测定

第一节物种多样性及其测定 一、物种多样性概念 （一）物种的概念

物种：基本特征相似并能在彼此间相互交配产生可育后代的个体群。 形态学物种 生物学物种 进化物种

物种是进化过程中的一个动态实体。

（二）物种多样性概念

生物多样性在物种水平上的表现形式。地球上所有生物物种及其各种关系变化的总和。 区域物种多样性：指特定地理范围内的物种及其多样性；

群落物种多样性：指特定群落或生态系统单元内的物种及其多样性； 进化物种多样性，指某个特定进化阶段或进化支系中的物种及其多样性。

（三）物种多样性的衡量指标 物种丰富度 物种均匀度 特有物种的比重 分类多样性 系统发生多样性

二、物种多样性的表达 地球上的物种数量

物种的分布与格局：时间格局、空间格局 物种分布地区差异

从地区来看，热带和亚热带国家生物多样性较高； 从生物群落来看，热带雨林是公认物种最多的地方；

从特有物种分布的情况来看，特有物种越多，物种丰富度越高。（生物多样性热点地区）

三、物种多样性的测定

直接测定：物种丰富度调查（物种编目）；物种多度调查（主要物种（类群）的个体数量）；调查特有种数量 间接测定：

α多样性指数：用于测定单一地区或生物群落的物种丰富度；

β多样性指数:用于测定不同地区或生物群落物种多样性沿着环境梯度而出现的变化； γ多样性指数:用于度量整体大区域的多样性，亦称地理尺度物种多样性。 化石测定：缺失法、标记重捕法

第二节遗传多样性及其测定 一遗传多样性含义 （一）遗传多样性概念

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遗传变异的总和。 （广义）蕴藏在地球上植物、动物和微生物个体基因中的遗传信息的总和。 芒果的部分品种

几个遗传学概念

种群是指一群可以相互交配且可产生后代的个体群，某个种则包括一至多个分离的种群。 基因系染色体DNA和细胞质RNA中含有的遗传单位。其中以染色体DNA中含有的基因最为重要。

基因在染色体上的位置称为座位。每个基因都有自己特定的座位，凡是在同源染色体上占据相同座位的基因均称为等位基因。

在二倍体的细胞或个体内有两个同源染色体, 每一个座位上即有两个等位基因，如果这两个等位基因是相同的,那么就这个基因座位来讲，这种细胞或个体称为纯合体；如果这两个等位基因是不同的，则称为杂合体；在杂合体中，两个不同的等位基因往往只表现一个基因的性状，这个基因称为显性基因；另一不表现性状的基因则称为隐性基因。在二倍体的生物群体中等位基因若有两个以上的状态存在，则此等位基因称为复等位基因。

某一种群基因和等位基因的总组合构成种群基因库。而任何个体拥有的特定等位基因组合称之为基因型。某个体的表现型则是个体基因型在某特定环境下形态上、生理上、解剖上和生化上特征的表现。

（等位）基因频率是一个群体中某一特殊型的等位基因在所有等位基因总数中所占的比率。 基因型频率是一个种群中某种基因型所占的百分比。

由于只有少数亲代等位基因可以传入下一代（取样效应），而使等位基因频率产生随机变化，称为遗传漂变，又称随机遗传漂变。 某个体从一个种群转移到另一个种群，从而促使新的等位基因交流，并产生种群间基因的结合，这种基因转移称之为基因流。

（二）遗传多样性的时空结构

1、自然种群遗传多样性的空间结构 自然种群的遗传结构主要受遗传漂变、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遗传变异降低，种群间遗传变异升高。

对许多物种来说，在地理分布区边缘的种群比处于分布中心的种群的多样性低，边缘种群更倾向于灭绝。

2、遗传多样性的时间结构

种群结构的季节变异，导致种群遗传组成的变化。 选择压力的季节变异，导致种群遗传组成的变化。

例：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。

（二）遗传多样性的表达

1、遗传多样性在组织水平上的表达

分子水平上的表达：DNA多态、等位基因多态、基因数量等。

个体水平上的表达：生物遗传的多态现象，如：指纹、掌纹、五官、肤色、血型等。 群体水平上的表达：不同亚种之间、品种之间、种群之间存在明显的遗传差异。

局域种群：通常是指包含相互之间很可能混合或重组的一群个体，并具有接近于Hardy-Weinberg 平衡的基因型。

Hardy-Weinberg定律：在随机交配的大群体中，若没有选择、突变、和迁移（基因流）等因素存在，对于特定的等位基因的基因频率和基因型频率在世代间保持不变。而且基因频率与基因型频率存在简单的关系。而符合上述条件的种群称之为平衡种群。

集合种群（混合种群）：由一群偶然基因流松散联系的局域种群所组成。 地理小种：包括遗传上相似的地理种群或基因型的集合所组成，这些集合在一个或多个遗传元素上相互具有明显的区别。常被称之为亚种（Subspecies）。

物种：互相交配的自然群体，该群体与其他群体在生殖上是隔离的。

遗传多样性的组织水平

2、遗传多样性在功能上的表达

基因影响形态：如动植物两性的差异，多型性。 基因影响形态发育：如昆虫形态的变化。

塑性：所谓的“塑性”表现型，即生物的生长型依赖于环境条件。 基因影响数量特征：如高度、重量或大小等。

基因影响形态发育 基因影响塑性

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