Bài giảng đa dạng sinh học (biodiversity)

Đa Dạng Sinh Học
( biodiversity)








Nội dung trình bày:
Khái niệm về đa dạng sinh học
Đa dạng di truyền
Đa dạng loài
Đa dạng hệ sinh thái
Định lượng về mức độ đa dạng sinh học
Giá trị & công dụng của đa dạng sinh học


Tiến hóa và đa dạng sinh
học
Giáo viên: PGS.TS Trịnh Đình Đạt
- Nhóm 1


Đa dạng sinh học và đa dạng di truyền

A. Đa dạng sinh học
I. Khái niệm đa dạng sinh học theo công ước đa dạng sinh học.
II. Một số khái niệm khác về đa dạng sinh học.
III. Hệ thống đa dạng sinh học.

B. Đa dạng di truyền.
1. Khái niệm về gen.
2. Đa dạng di truyền.
3. Nguyên nhân của đa dạng di truyền.
4. Các phương pháp phân tích đa dạng di truyền.
5. Ý nghĩa của đa dạng di truyền.


A. Đa dạng sinh học

I. Khái niệm đa dạng sinh học theo công
ước đa dạng sinh học.
II. Một số khái niệm khác về đa dạng sinh
học.
III. Hệ thống đa dạng sinh học.


Đa dạng sinh học.
I. Theo Công ước Đa dạng sinh học:
Khái niệm "Đa dạng sinh học" (biodiversity, biological diversity)
có nghĩa là sự khác nhau giữa các sinh vật sống ở tất cả mọi nơi, bao
gồm: các hệ sinh thái trên cạn, trong đại dương và các hệ sinh thái
thuỷ vực khác, cũng như các phức hệ sinh thái mà các sinh vật là một
thành phần,...; thuật ngữ này bao hàm sự khác nhau trong một loài,
giữa các loài và giữa các hệ sinh thái.
Thuật ngữ "đa dạng sinh học" lần đầu tiên được Norse and
McManus (1980) định nghĩa, bao hàm hai khái niệm có liên quan với
nhau là: đa dạng di truyền (tính đa dạng về mặt di truyền trong một
loài) và đa dạng sinh thái (số lượng các loài trong một quần xã sinh
vật). Nay có ít nhất 25 định nghĩa nữa cho thuật ngữ "đa dạng sinh

học. Định nghĩa được đưa ở trên là định nghĩa được dùng trong Công
ước Đa dạng sinh học.


II. Các định nghĩa khác về Đa dạng sinh học.
1) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống dưới mọi hình
thức, mức độ và mọi tổ hợp, bao gồm đa dạng gen, đa dạng loài và đa
dạng hệ sinh thái . [FAO].
2) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của gen di truyền, kiểu gen và
các bộ gen cũng như mối quan hệ của chúng với môi trường ở mức
phân tử, loài, quần thể và hệ sinh thái (FAO, 1990).
3) Đa dạng sinh học là tính đa dạng, trạng thái khác nhau về đặc
tính hoặc chất lượng (R.Patrick,1983).
4) Đa dạng sinh học là sự đa dạng của các sinh vật trên trái đất,
bao gồm cả sự đa dạng về di truyền của chúng và các dạng tổ hợp. Đây
là một thuật ngữ khái quát về sự phong phú của sinh vật tự nhiên, hỗ
trợ cho cuộc sống và sức khoẻ của con người . Khái niệm này bao hàm
mối tương tác qua lại giữa các gen, các loài và các hệ sinh thái (Reid &
Miller, 1989).
5) Đa dạng sinh học là sự phong phú về sự sống trên trái đất, bao
gồm hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, cũng như các
thông tin di truyền mà chúng lưu giữ và các hệ sinh thái mà chúng tạo
nên (AID, 1989).
6) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống và các quá trình
hoạt động của nó (U .S. Forest Service, 1990).


7) Đa dạng sinh học bao gồm tất cả các loài thực vật, động vật, vi
sinh vật, các hệ sinh thái và quá trình sinh thái học mà chúng tham gia .
Đây là khái niệm bao trùm cho mức độ phong phú của tự nhiên, bao

gồm cả số lượng và tần số xuất hiện của các hệ sinh thái, các loài và
các gen di truyền trong một tổ hợp xác định. (McNeely et al., 1990).
8) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống ở mọi cấp độ tổ
chức, biểu hiện bởi số lượng và tần số xuất hiện tương đối của các đối
tượng (gen, sinh vật, hệ sinh thái) (EPA, 1990).
9) Đa dạng sinh học là tính đa dạng về di truyền, phân loại và hệ
sinh thái của các sinh vật sống ở một vùng, một môi trường, một hệ
sinh thái xác định hoặc toàn bộ trái đất (McAllister, 1991).
10) Đa dạng sinh học là toàn bộ sự đa dạng và khác nhau giữa các
sinh vật sống và trong chính sinh vật đó, cũng như đối với các hệ sinh
thái mà các sinh vật tồn tại trong đó; bao hàm cả đa dạng hệ sinh thái
hoặc đa dạng quần xã, đa dạng loài và đa dạng di truyền (Pending
legislation, U .S. Congres 1991).


11) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống và các quá trình
hoạt động của nó. Bao gồm tính đa dạng về các sinh vật sống, sự khác
biệt về mặt di truyền giữa chúng và các quần xã, các hệ sinh thái mà
chúng tồn tại trong đó. (Keystone Dialogue, 1991).
12) Đa dạng sinh học là tính đa dạng và sự khác nhau của tất cả
động vật, thực vật và vi sinh vật trên trái đất, có thể được phân thành 3
cấp: đa dạng di truyền (biến thiên trong loài), đa dạng loài, và đa dạng
sinh cảnh (Overseas Development Administration, 1991).
13) Đa dạng sinh học là toàn bộ các gen di truyền, các loài và các
hệ sinh thái trong một vùng (WRI, IUCN and UNEP, 1992).
14) Đa dạng sinh học là toàn bộ sự đa dạng của sự sống trên trái
đất. Bao gồm tất cả các gen di truyền, các loài, các hệ sinh thái và các
quá trình sinh thái (ICBP, 1992).
15) Dadangj sinh học là toàn bộ sự đa dạng và sự khác nhau giữa
các sinh vật sống và trong chính sinh vật đó, các tổ hợp sinh vật và các

hệ sinh thái hướng sinh cảnh. Thuật ngữ bao gồm các mức đa dạng hệ
sinh thái, loài và sinh cảnh, cũng như trong một loài (đa dạng di truyền)
(Fiedler & Jain, 1992).


16) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sinh vật ở mọi cấp độ, từ
những biến dị di truyền trong cùng một loài đến sự đa dạng của các
loài, giống/chi, họ và thậm chí cả các mức phân loại cao hơn; bao gồm
cả đa dạng hệ sinh thái, gồm cả các quần xã sinh vật trong các sinh
cảnh cụ thể và các điều kiện vật lý mà chúng sinh sống trong đó
(Wilson, 1992).
17) Đa dạng sinh học là phức hệ vượt quá sự hiểu biết và có giá trị
không thể đo đếm được, đa dạng sinh học là toàn bộ tính đa dạng của
sự sống trên trái đất (Ryan, 1992).
18) Đa dạng sinh học là tính đa dạng về cấu trúc và chức năng của
các dạng sống ở các mức di truyền, quần thể, loài, quần xã và hệ sinh
thái (Sandlund et al., 1993).
19) Đa dạng sinh học là toàn bộ đa dạng di truyền, đa dạng loài và
đa dạng sinh thái, cũng như những tác động tương hỗ giữa chúng, trong
một vùng xác định, tại một thời điểm xác định (di Castri, 1995).
20) Đa dạng sinh học là toàn bộ các mức tổ chức về mặt di truyền
học, các cấp phân loại và sinh thái học, cũng như mối tương tác theo
thứ bậc, tại các mức độ tổ hợp khác nhau (di Castri & Younốs, 1996).


Theo Lê Trọng Cúc (2002):
Đa dạng sinh học (Biodiversity) là
sự giàu có, phong phú và đa dạng
nguyên liệu di truyền, loài và các hệ sinh
thái.

Theo Nguyễn Nghĩa Thìn (2005):
Đa dạng sinh học là khoa học nghiên cứu về
tính đa dạng của vật sống trong thiên nhiên,
từ các sinh vật phân cắt đến các động vật và
thực vật (trên cạn cũng như dưới nước) và cả
loài người chúng ta, thể hiện từ mức độ phân
tử đến các cơ thể, các loài và các quần xã mà
chúng sống.


III. Hệ thống đa dạng sinh học.
1. Đa dạng di truyền hay đa dạng gen (gen trong các quần thể của
loài).
2. Đa dạng loài (đa dạng,phong phú các loài).
3. Đa dạng hệ sinh thái ( sự phong phú về các hệ sinh thái).


B. Đa dạng di truyền


Đa dạng di truyền
I. Khái niệm về gen.
II. Đa dạng di truyền.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền.
IV. Các phương pháp phân tích đa dạng di truyền
V. Ý nghĩa của đa dạng di truyền.


I. Khái niệm về gen

Theo thời gian, quan niệm về gen cũng thay
đổi, cùng với tiến bộ về khoa học kỹ thuật và công
cụ nghiên cứu.
Theo Mendel gen được biểu hiện như một yếu
tố bên trong, quyết định sự hình thành và phát triển
của một tính trạng bên ngoài. Gen vận động từ thế
hệ này sang thế hệ khác theo quy luật hòa hợp.

Theo Morgan nhiều gen nằm trên
cùng một nhiễm sắc thể và là các đơn vị không thể
chia nhỏ hơn nữa.Các đơn vị đó là:
 Đơn vị đột biến
 Đơn vị tái tổ hợp
 Đơn vị chức năng


I. Khái niệm về gen
G. Beadle và Tatum đưa ra giả thuyết
một gen - một enzyme: dựa trên kết quả nghiên
cứu đột biến khuyết dưỡng ở Neurosporal (đột
biến làm mất khả năng tổng hợp một chất trao
đổi nào đó cần thiết cho sự tồn tại và phát triển
của tế bào).

Ngày nay, theo quan điểm sinh học phân tử
gen được định nghĩa là đoạn AND có chiều dài đủ
lớn để có thể xác định một chức năng.
Năm 1953, cấu trúc gen dạng B được tìm ra bởi
James D. Watson and Francis Crick.Đã mở ra một thời
kỳ mới cho những nghiên cứu quan trọng trong sinh học.

II. Đa dạng di truyền
1. Khái niệm: đa dạng di truyền hay đa dạng gen là tập hợp những
biến đổi của các gen và các kiểu gen trong nội bộ loài.
2. Biểu hiện đa dạng di truyền.
a) Các kiểu gen (genotype), các vốn gen (genopool) khác nhau
trong mỗi quần thể trong các quần thể mỗi loài.
Kiểu gen (genotyp): là toàn bộ các gen trong tê bào của cơ thể

sinh vật. Trong thực tế khi nói tới kiểu gen của một cơ thể, người
ta xét một vài cặp gen nào đó liên quan đến các cặp tính trạng
nghiên cứu.

Genotyp có hai phần:
Gồm các đơn vị riêng lẻ (các gen) quy định tính trạng này

hay tính trạng khác

Các tính tác động tương hỗ giữa các gen nên mang tính thống
nhất trọn vẹn, điều hoà toàn bộ quá trình sống.


II. Đa dạng di truyền
2. Biểu hiện đa dạng di truyền.
a) Các kiểu gen (genotype), các vốn gen (genopool) khác nhau trong mỗi
quần thể trong các quần thể mỗi loài.
VD:
Tính trạng màu sắc mắt, màu thân ở ruồi giấm:

II. Đa dạng di truyền
2. Biểu hiện đa dạng di truyền.
b) Các quần thể khác nhau của một lòai có kiểu gen khác nhau, vốn gen
khác nhau, kiểu hình khác nhau.
VD:
Vốn gen giống lúa TH3-3 năg suất cao, chịu được mọi loại đất, mọi địa hình,
khả năng chống chịu sâu bệnh cao (giảm 50% chi phí thuốc trừ sâu)…(tìm ra
bởi PGS Nguyễn Thị Trâm nguyên giảng viên Trường Đại học Nông nghiệp 1)


Đa dạng các loài cá ven sông hồng


Đa dạng các loài chim


III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
Gồm các nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp làm thay
đổi quần thể.
- Đột biến (gen, NST).
- Tái tổ hợp gen trong sinh vật sinh sản hữu tính.
- Di nhập gen.
- Sự phiêu bạt gen.
- Sự sinh sản phân hóa.
- Chọn lọc tự nhiên và nhân tạo.


III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
1. Đột biến.

Gồm:

- Đột biến gen.
- Đột biến nhiễm sắc thể.
- Đột biến gen là những biến đổi trong cấu
trúc của gen liên quan đến một hoặc một
vài cặp nu như mất, thêm, thay thế… kết
quả của đột biến có thể hình thành những
alen mới quy định cùng tính trạng.
VD: Đột biến hồng cầu hình liềm
- Đột biến nhiễm sắc thể là những biến đổi
trong cấu trúc và số lượng nhiễm sắc thể
như đảo đoạn, lặp đoạn, chuyển đoạn.
VD: Chuối nhà là thể tam bội


III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
1. Đột biến.
Tính trạng mới xuất hiện trong các cá thể bởi gen và
nhiễm sắc thể mang đột biến dược truyền lại thế hệ sau qua
sinh sản hữu tính có thể phổ biến qua quần thể bởi sự tái tổ
hợp.
Số lượng tái tổ hợp của các dạng khác nhau của mỗi
gen là rất lớn tạo nên sự đa dạng các tổ hợp gen trong quần
thể.
Sự lan truyền đột biến trong quần thể không chỉ phụ
thuộc vào tần số đột biến của gen mà còn phụ thuộc vào
mức độ ảnh hưởng của đột biến đến khả năng sống,khả
năng sinh sản của cá thể.

III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
2. Tái tổ hợp gen trong sinh vật sinh sản hữu tính.
Tái tổ hợp sinh sản hữu tính (còn gọi là biến dị tổ hợp) là tổ hợp
lại các vật chất di truyền vốn có của ông bà tổ tiên.
+ Nguyên nhân: do quá trình giao phối.
+ Cơ chế phát sinh: xảy ra do sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của
các nhiễm sắc thể trong giảm phân và thụ tinh, do hoán vị gen, do
tương tác gen.
+ Biểu hiện: Sự sắp xếp lại các tính trạng vốn có của bố mẹ, tổ tiên,
hoặc xuất hiện tính trạng mới.
+ Ý nghĩa: Là nguồn biến dị thường xuyên và vô tận ở sinh vật, tăng
tính đa dạng cho sinh giới, là nguồn nguyên liệu quan trọng trong
chọn giống và tiến hoá.


III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
2. Tái tổ hợp gen trong sinh vật sinh sản hữu tính