Thông tin tài liệu
Chương I: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ Q TRÌNH NHÂN ĐƠI ADN I Gen Khái niệm - Gen đoạn ADN mang thơng tin mã hố cho chuỗi pơlipeptit hay phân tử ARN Vd: Gen Hbα mã hoá chuỗi pơlipeptit α, gen t- ARN mã hố cho phân tử tARN - Gen cấu trúc sinh vật nhân sơ có vùng mã hố liên tục (khơng phân mảnh), cịn sinh vật nhân thực gen phân mảnh (bên cạnh đoạn exon mã hố axit amin cịn xen kẽ đoạn intron khơng mã hố axit amin) Cấu trúc chung gen cấu trúc (gen mã hóa chuỗi Polipepetit) Gen cấu trúc mã hố prơtêin gồm vùng trình tự nuclêơtit - Vùng điều hồ: nằm đầu 3’ mạch mã gốc gen, có trình tự nuclêơtit đặc biệt giúp ARN pơlimeraza nhận biết liên kết để khởi động trình phiên mã, đồng thời chứa trình tự nuclêơtit điều hồ q trình phiên mã - Vùng mã hố: mang thơng tin mã hố axit amin Các gen sinh vật nhân sơ có vùng mã hố liên tục (gen không phân mảnh) Phần lớn gen sinh vật nhân thực có vùng mã hố khơng liên tục, xen kẽ đoạn mã hoá axit amin (exon) đoạn khơng mã hố axit amin (itron) Vì vậy, gen gọi gen phân mảnh - Vùng kết thúc: nằm đầu 5’ mạch mã gốc gen, mang tín hiệu kết thúc phiên mã II Mã di truyền: Khái niệm: - Mã di truyền trình tự xếp nuclêơtit gen (mạch gốc) quy định trình tự xếp axit amin prôtêin Đặc điểm: + Mã di truyền đọc từ điểm theo chiều 3’=>5’, theo ba, không gối lên + Mã di truyền có tính phổ biến + Mã di truyền có tính đặc hiệu + Mã di truyền có tính thối hố III Q trình nhân đơi ADN: Bước 1:(Tháo xoắn phân tử ADN) -Nhờ enzim tháo xoắn mạch phân tử ADN tách dần lộ mạch khn tạo chạc hình chữ Y ( chạc chép) Bước 2:(Tổng hợp mạch ADN mới) -2 mạch ADN tháo xoắn dùng làm mạch khuôn tổng hợp nên mạch theo nguyên tắc bổ sung( A liên kết với T, G liên kết với X) -Mạch khn có chiều 3’→ 5’ mạch tổng hợp liên tục cịn mạch khn có chiều 5’→ 3’ mạch tổng hợp đoạn( Okazaki) sau nối lại với Bước 3:( phân tử ADN tạo thành) - Trong phân tử ADN có mạch phân tử ADN ban đầu( bán bảo toàn) mạch tổng hợp PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ I Phiên mã: (Tổng hợp ARN ) Cấu trúc chức loại ARN - ARN thông tin( mARN): Có cấu tạo mạch thẳng, khn cho q trình dịch mã ribơxơm - ARN vận chuyển( tARN): Có nhiều loại tARN, phân tử tARN có ba đối mã (anticôdon) đầu để liên kết với axit amin tương ứng Vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tham gia tổng hợp chuỗi pôlipeptit - ARN ribôxôm( rARN): Là thành phần kết hợp với prôtêin tạo nên ribôxôm Cơ chế phiên mã: (Tổng hợp ARN ) - Phiên mã trình tổng hợp ARN mạch khuôn ADN - Diễn biến trình phiên mã ARN polimeraza bám vào vùng điều hịa làm gen tháo xoắn lộ mạch gốc có chiều 3’=>5’ bắt đầu phiên mã ARN polimeraza trượt mạch gốc theo chiều 3’=>5’ mARN tổng hợp theo chiều 5’=>3’, nu mạch gốc liên kết với nu tự theo nguyên tắc bổ sung A-U, G-X, T-A, X-G (vùng gen phiên mã song đóng xoắn ngay) Khi ARN polimeraza gặp tín hiệu kết thúc dừng phiên mã Một phân tử mARN giải phóng Ở sinh vật nhân thực mARN sau tổng hợp cắt bỏ đoạn Intron, nối đoạn Exon tạo thành mARN trưởng thành sẵn sằng tham gia dịch mã Kết quả: Tạo nên phân tử mARN mang thông tin di truyền từ gen tới ribôxôm để làm khuôn tổng hợp prôtêin II Dịch mã: ( Tổng hợp prơtêin) Hoạt hố axit amin: - Nhờ enzim đặc hiệu ATP axit amin hoạt hoá gắn với tARN tương ứng tạo axit amin- tARN( aa- tARN) Tổng hợp chuỗi pôlipeptit: - Ribôxôm gắn với mã mở đầu AUG Met-tARN (anticôdon UAX) bổ sung xác với cơdon mở đầu - Các aa-tARN vận chuyển axit amin tới, anticôdon tARN bổ sung với cơdon mARN Enzim xúc tác hình thành liên kết peptit axit amin - Ribôxôm dịch chuyển đến côdon tiếp tiếp tục tiếp xúc với mã kết thúc (khơng có axit amin vào Riboxom) dừng dịch mã hồn tất Một chuỗi Polipeptit hình thành - Nhờ enzim đặc hiệu axit amin (Met) cắt khỏi chuỗi tạo thành chuỗi polipeptit hồn chỉnh Sau hình thành cấu trúc bậc cao thực chức sinh học Protein - Một nhóm ribơxơm (pơlixơm) gắn với mARN giúp tăng hiệu suất tổng hợp prơtêin ĐIỀU HỒ HOẠT ĐỘNG GEN Khái niệm: Điều hoà hoạt động gen điều hoà lượng sản phẩm gen tạo tế bào đảm bảo cho hoạt động sống tế bào phù hợp với điều kiện mơi trường phát triển bình thường thể Điều hịa hoạt động gen mức độ phiên mã, dịch mã, sau phiên mã - Ở sinh vật nhân sơ điều hoà hoạt động gen chủ yếu mức độ phiên mã Cấu trúc opêron Lac E coli Opêron gen cấu trúc liên quan chức phân bố liền có chung chế điều hịa hoạt động Cấu trúc Ơperon Lac: Z,Y,A: Là gen cấu trúc mã hóa cho enzim phân giải Lactozo O: Vùng vận hành trình tự nu đặc biệt để protein ức chế liên kết ngăn cản phiên mã P: Vùng khởi động có trình tự nu để ARN polimeraza liên kết khởi động trình phiên mã Gen điều hịa khơng nằm Operon có vai trò điều hòa hoạt động Operon Cơ chế điều hồ Hoạt động ơpêron Lac: Khi mơi trường khơng có lactơzơ: gen điều hồ tổng hợp prơtêin ức chế Prôtêin ức chế gắn vào vùng vận hành (O) → gen cấu trúc không phiên mã Khi môi trường có lactơzơ: Lactơzơ chất cảm ứng gắn với prôtêin ức chế → prôtêin ức chế bị biến đổi không gắn vào vùng vận hành ARN polimeraza liên kết với vùng khởi động tiến hành phiên mã → mARN Z, Y, A tổng hơp dịch mã tạo enzim phân hủy Lactozo Khi Lactozo cạn kiệt protein ức chế lại liên kết với vùng (O) trình phiên mã dừng lại ĐỘT BIẾN GEN I Khái niệm dạng đột biến gen: Khái niệm: Đột biến gen biến đổi cấu trúc gen, liên quan đến cặp nuclêôtit làm thay đổi trình tự nu tạo alen Các dạng đột biến gen: Đột biến thay cặp nuclêôtit Đột biến thêm cặp nuclêôtit II Nguyên nhân chế phát sinh đột biến gen Nguyên nhân - Bên ngoài: tác nhân gây đột biến vật lý (tia phóng xạ, tia tử ngoại…), hoá học (các hoá chất 5BU, NMS…) hay sinh học(1 số virut…) - Bên trong: rối loạn q trình sinh lí hóa sinh tế bào Cơ chế phát sinh đột biến gen: a) Sự kết cặp không nhân đôi AND - Trong q trình nhân đơi kết cặp không hợp đôi( không theo nguyên tắc bổ sung) dẫn đến phát sinh đột biến gen b) Tác động tác nhân gây đột biến - Tia tử ngoại (UV) làm cho bazơ T mạch liên kết với → đột biến - 5-brômua uraxin ( 5BU) gây thay cặp A-T G-X → đột biến - Virut viêm gan B, virut hecpet…→ đột biến III Hậu ý nghĩa đột biến gen: Hậu đột biến gen: Đột biến thay cặp làm thay đổi trình axit amin Pro làm thay đổi chức Pro Đột biến thêm, cặp nu làm mã di truyền bị đọc sai từ ba đột biến đến cuối gen làm thay đổi trình tự axit amin, chức pro Ở cấp độ phân tử đột biến gen thường trung tính Nếu đột biến làm thay đổi chức Pro thương có hại Tuy nhiên có số đột biến có lợi Tính có hại đột biến phụ thuộc môi trường, tổ hợp gen Vai trò ý nghĩa đột biến gen a) Đối với tiến hoá - Đột biến gen làm xuất alen tạo biến dị di truyền phong phú nguồn nguyên liệu cho tiến hoá b) Đối với thực tiễn - Cung cấp nguồn nguyên liệu cho trình tạo giống nghiên cứu di truyền NHIỄM SẮC THỂ VÀ ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ I Cấu trúc siêu hiển vi nhiễm sắc thể Thành phần: ADN + Protein Histon - Nuclêôxôm: Một đoạn ADN (khoảng 146 cặp Nu) quấn quanh phân tử histôn - Chuỗi nuclêôxôm (mức xoắn 1) tạo sợi có đường kính ≈ 11nm - Sợi xoắn (mức 2) tạo sợi chất nhiễm sắc có đường kính≈ 30nm - Sợi chất nhiễm sắc xoắn mức 3→ có đường kính ≈ 300 nm hình thành Crơmatit có đường kính ≈ 700 nm II Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể Mất đoạn - NST bị đứt đoạn làm giảm số lượng gen NST → thường gây chết - Ở thực vật đoạn nhỏ NST ảnh hưởng → loại khỏi NST gen không mong muốn số giống trồng Lặp đoạn - Một đoạn NST lặp lại hay nhiều lần → làm tăng số lượng gen NST - Làm tăng giảm cường độ biểu tính trạng (có lợi có hại) Đảo đoạn: - Một đoạn NST bị đứt đảo ngược 180 nối lại →l àm thay đổi trình tự gen NST → làm ảnh hưởng đến hoạt động gen Chuyển đoạn: - Sự trao đổi đoạn NST xảy NST không cặp tương đồng → làm thay đổi kích thước, cấu trúc gen, nhóm gen liên kết → thường bị giảm khả sinh sản ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NHIỄM SẮC THỂ I Đột biến lệch bội Khái niệm phân loại a)Khái niệm: Làm thay đổi số lượng NST hay số cặp tương đồng b)Phân loại: -Thể một: cặp NST NST NST có dạng 2n - -Thể không: cặp NST NST NST có dạng 2n - -Thể ba: cặp NST thêm NST NST có dạng 2n + -Thể bốn: cặp NST thêm NST NST có dạng 2n + 2 Cơ chế phát sinh a) Trong giảm phân - Do phân ly NST khơng bình thường hay số cặp kết tạo giao tử thiếu, thừa NST (n -1; n + giao tử lệch nhiễm) - Các giao tử kết hợp với giao tử bình thường → thể lệch bội b) Trong nguyên phân - Trong nguyên phân số cặp NST phân ly khơng bình thường hình thành tế bào lệch bội -Tế bào lệch bội tiếp tục nguyên phân → phần thể có tế bào bị lệch bội → thể khảm Hậu quả: Đột biến lệch bội tuỳ theo loài mà gây hậu khác như: tử vong, giảm sức sống, giảm khả sinh sản… Ý nghĩa Đột biến lệch bội cung cấp nguyên liệu cho tiến hoá chọn giống II Đột biến đa bội Khái niệm chế phát sinh thể tự đa bội a) Khái niệm: Là dạng đột biến làm tăng số nguyên lần NST đơn bội loài lớn 2n ( 3n, 4n, 5n, 6n ) b) Cơ chế phát sinh - Dạng 3n kết hợp giao tử n với giao tử 2n (giao tử lưỡng bội) - Dạng 4n kết hợp giao tử 2n lần nguyên phân hợp tử tất cặp NST không phân ly Khái niệm chế phát sinh thể dị đa bội a) Khái niệm: Sự tăng số NST đơn bội loài khác tế bào b) Cơ chế hình thành: - Do tượng lai xa đa bội hố Hậu vai trị đột biến đa bội - Tế bào đa bội thường có số lượng ADN tăng gấp bội → tế bào to, quan sinh dưỡng lớn, sinh trưởng phát triển mạnh khả chống chịu tốt - Đột biến đa bội đóng vai trị quan trọng tiến hố (hình thành lồi mới) trồng trọt ( tạo trồng suất cao ) * Kiến thức bổ sung: - Các thể lệch bội tương tự thể đa bội lẻ thường khả sinh sản hữu tính khó khăn q trình giảm phân tạo giao tử giảm phân sinh có giao tử khơng bình thường - Nếu xét lơcut gen cặp NST thể đột biến lệch bội dạng ba đột biến đa bội dạng 3n có kiểu gen tương tự ví dụ Aaa giảm phân sinh loại giao tử sau: - Giao tử bình thường A, a - Giao tử khơng bình thường Aa, aa - Các thể đa bội thường gặp thực vật động vật đặc biệt động vật bậc cao gặp thể động vật bị đa thường dẫn đến làm giảm sức sống, gây rối loạn giới tính, khả sinh sản hữu tính thường tử vong Một số đặc điểm phân biệt thể lệch bội thể đa bội Thể lệch bội Thể đa bội - Sự biến động số lượng NST xảy vài cặp - Số lượng NST cặp tăng giảm - Thường có ảnh hưởng bất lợi đến thể đột biến thường có kiểu hình khơng bình thường - Sự biến động số lượng NST xảy tất cặp NST - Số lượng NST cặp có tăng số nguyên lần đơn bội - Thường có lợi cho thể đột biến thể đa bội - Thể lệch bội thường khả sinh sản hữu tính khó khăn giảm phân tạo giao tử - Thể lệch bội gặp động vật thực vật thường sinh trưởng , phát triển mạnh, chống chịu tốt - Thể đa bội chẵn sinh sản hữu tính bình thường cịn thể đa bội lẻ khó khăn sinh sản hữu tính - Thể đa bội thường gặp thực vật gặp động vật CHƯƠNG II TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN QUY LUẬT MENĐEN QUY LUẬT PHÂN LY I Phương pháp nghiên cứu di truyền học Menđen: Phương pháp lai: - Bước 1: Tạo dòng chủng tính trạng - Bước 2: Lai dịng chủng khác biệt nhiều tính trạng phân tích kết lai đời F1, F2, F3 - Bước 3: Sử dụng toán xác suất để phân tích kết lai, sau đưa giả thuyết giải thích kết - Bước 4: Tiến hành chứng minh cho giả thuyết Phương pháp phân tích lai Menđen: - Tỷ lệ phân ly F2 xấp xỉ 3:1 - Cho F2 tự thụ phấn phân tích tỷ lệ phân ly F3 Menđen thấy tỷ lệ 3: F2 thực chất tỷ lệ 1:2:1 II Hình thành học thuyết khoa học: Giả thuyết Menđen: - Mỗi tính trạng cặp nhân tố di truyền quy định tế bào nhân tố di truyền khơng hồ trộn vào - Giao tử chứa thành viên cặp nhân tố di truyền - Khi thụ tinh giao tử kết hợp với cách ngẫu nhiên Chứnh minh giả thuyết: - Mỗi giao tử chứa thành viên cặp nhân tố di truyền hình thành loại giao tử loại chiếm 50%( 0,5) - Xác suất đồng trội 0,5X 0,5=0,25 (1/4) - Xác suất dị hợp tử 0,25+ 0,25=0,5 (2/4) - Xác suất đồng lặn 0,5X 0,5=0,25 (1/4) Quy luật phân ly: - Mỗi tính trạng cặp alen quy định, có nguồn gốc từ bố, có nguồn gốc từ mẹ - Các alen bố mẹ tồn tế bào thể cách riêng rẽ không hồ trộn vào - Khi hình thành giao tử alen phân ly đồng giao tử cho 50% giao tử chứa alen 50% giao tử chứa alen III Cơ sở tế bào học quy luật phân ly: Quan niệm sau Menđen: -Trong tế bào sinh dưỡng gen NST tồn thành cặp -Khi giảm phân tạo giao tử alen, NST phân ly đồng giao tử Quan niệm đại: - Mỗi gen chiếm vị trí xác định NST gọi locut - Một gen tồn trạng thái khác trạng thái gọi alen QUY LUẬT MENĐEN: QUY LUẬT PHÂN LY ĐỘC LẬP I Thí nghiệm lai hai tính trạng: Thí nghiệm: Ptc Hạt vàng, trơn X Hạt xanh, nhăn F1 100% cho hạt vàng trơn F2 315 hạt vàng, trơn: 108 hạt vàng nhăn: 101 hạt xanh, trơn: 32 hạt xanh nhăn Giải thích: A quy định hạt vàng; a quy định hạt xanh B quy định hạt trơn B; b quy định hạt nhăn → Ptc hạt vàng, trơn có kiểu gen AABB Ptc hạt xanh nhăn có kiểu gen aabb - Viết sơ đồ lai đến F2 ta thu tỷ lệ phân ly kiểu hình là: 9/16 vàng, trơn ( A−B− ); 3/16 vàng, nhăn (A−bb); 3/16 xanh, trơn (aaB−); 1/16 xanh, nhăn ( aabb) II Cơ sở tế bào học: Trường hợp 1: (Các gen A - hạt vàng B - hạt trơn; a - xanh b - hạt nhăn phân ly nhau) => Kết cho loại giao tử AB ab với tỷ lệ ngang Trường hợp 2: (Các gen A - hạt vàng b - hạt nhăn ; a - xanh B - hạt trơn phân ly nhau) => Kết cho loại giao tử Ab aB với tỷ lệ ngang Kết chung: Sự phân ly cặp NST theo trường hợp với xác suất nên kiểu gen AaBb cho loại giao tử : AB, Ab, aB, ab với tỷ lệ ngang III Ý nghĩa quy luật Menđen - Dự đoán trước kết lai - Là sở khoa học giả thích đa dạng phong phú sinh vật tự nhiên - Bằng phương pháp lai tạo biến dị tổ hợp mong muốn chăn nuôi trồng trọt TƯƠNG TÁC GEN VÀ TÁC ĐỘNG ĐA HIỆU CỦA GEN I Tương tác gen - Khái niệm tác tác động qua lại gen trình hình thành kiểu hình Bản chất tương tác sản phẩm chúng trình hình thành kiểu hình Tương tác bổ sung Khái niệm : Tương tác bổ sung kiểu tương tác gen tác động hình thành kiểu hình Ví dụ : A-B- quy định hoa đỏ ; kiểu : A-bb; aaB- ; aabb quy định hoa trắng P : AaBb x AaBb => F1 Cho tỷ lệ kiểu hình Hoa đỏ: Hoa trắng Tương tác cộng gộp: Khái niệm: Là kiểu tương tác gen trội chi phối mức độ biểu kiểu hình Ví dụ: Màu da người gen (A,B,C) nằm cặp NST tương đồng khác chi phối - Phần lớn tính trạng số lượng (năng xuất) nhiều gen quy định tương tác theo kiểu cộng gộp quy định II Tác động đa hiệu gen: Khái niệm: Một gen ảnh hưởng đến biểu nhiều tính trạng khác gọi gen đa hiệu Ví dụ: - HbA hồng cầu bình thường - HbS hồng cầu lưỡi liềm → gây rối loạn bệnh lý thể LIÊN KẾT GEN VÀ HỐN VỊ GEN I Liên kết gen Thí nghiệm: - Ptc Thân xám, cánh dài X đen, cụt → F1 100% thân xám, cánh dài ♂ F1 thân xám, cánh dài X ♀ thân đen, cánh, cụt Fa thân xám, cánh dài: thân đen, cánh cụt Giải thích: - Mỗi NST gồm phân tử ADN Trên phân tử chứa nhiều gen, gen chiếm vị trí xác định ADN (lơcut) → gen NST di truyền → nhóm gen liên kết - Số nhóm gen liên kết = số lượng NST đơn bội (n) II Hoán vị gen: Thí nghiệm Moocgan tượng hoán vị gen: - ♀ F1 thân xám, cánh dài X ♂ thân đen, cánh, cụt → Fa 495 thân xám, cánh dài : 944 thân đen, cánh cụt : 206 thân xám, cánh cụt : 185 thân đen, cánh dài Cơ sở tế bào học tượng hoán vị gen: - Gen quy định màu thân kích thước cánh nằm NST - Trong giảm phân tạo giao tử xảy tiếp hợp dẫn đến trao đổi đoạn NST NST cặp tương đồng (đoạn trao đổi chứa gen trên) → hoán vị gen - Tần số hoán vị gen (f%) = ∑ tỷ lệ giao tử hoán vị - Tần số hoán vị gen (f%)≈ 0% − 50% (f% ≤ 50%) - Các gen gần NST f % nhỏ ngược lại f % lớn III Ý nghĩa tượng liên kết gen hoán vị gen: Ý nghĩa tượng liên kết gen: - Các gen NST di truyền Trong tự nhiên nhiều gen khác giúp sinh vật thích nghi với mơi trường tập hợp NST giúp trì ổn định lồi - Trong chọn giống gây đột biến chuyển đoạn, chuyển gen có lợi vào NST tạo giống có đặc điểm mong muốn Ý nghĩa tượng hoán vị gen: - Do tượng hoán vị gen → tạo nhiều loại giao tử → hình thành nhiều tổ hợp gen tạo nguồn nguyên liệu biến dị di truyền cho trình tiến hố cơng tác chọn giống - Căn vào tần số hốn vị gen → trình tự gen NST (xây dựng đồ gen) - Quy ước 1% hoán vị gen =1 cM(centimoocgan) - Bản đồ di truyền giúp dự đoán tần số tổ hợp gen phép lai, có ý nghĩa công tác chọn giống nghiên cứu khoa học DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH VÀ DI TRUYỀN NGỒI NHÂN I Di truyền liên kết với giới tính NST giới tính chế tế bào học xác định giới tính NST a NST giới tính - Là NST chứa gen quy định giới tính - Cặp NST giới tính tương đồng (ví dụ XX) khơng tương đồng (ví dụ XY) - Trên cặp NST giới tính XY đoạn tương đồng (giống NST) đoạn không tương đồng (chứa gen khác đặc trưng cho NST đó) b Một số số kiểu NST giới tính + Dạng XX XY - ♀ XX, ♂ XY: Người, lớp thú, ruồi giấm - ♂ XX, ♀ XY: Chim, bướm + Dạng XX XO: Châu chấu ♀ XX, ♂ XO Sự di truyền liên kết với giới tính: a Gen NST X Đặc điểm: gen quy định nằm NST X khơng có alen tương ứng Y nên đực (XY) có gen lặn biểu kiểu hình Tính trạng xuất giới tỷ lệ không Có tượng di truyền chéo (Bố truyền cho gái không cho trai) b Gen NST Y Đặc điểm : Gen nằm NST Y khơng có alen X Tính trạng biểu giới (chứa NST Y) Có tượng di truyển thẳng (Bố truyền cho trai) c Ý nghĩa di truyền liên kết với giới tính: Phát sớm giới tính vật ni giúp chăn ni hiệu cao II Di truyền ngồi nhân Ví dụ: (cây hoa phấn Mirabilis jalapa) Lai thuận: ♀ đốm X ♂ xanh → F1 100% đốm a) Cơ quan tương đồng: - Các quan loài khác bắt nguồn từ quan loài tổ tiên quan giữ chức khác b) Cơ quan tương tự: - Những quan thực chức không bắt nguồn từ ngồn gốc Bằng chứng phơi sinh học: a) Q trình phát triển phơi: - lồi động vật có xương sống giai đoạn trưởng thành khác lại có giai đoạn phát triển phôi giống - Các lồi có họ hàng gần gũi phát triển phôi chúng giống ngược lại b) Kết luận: Dựa vào trình phát triển phôi sở để xác định quan hệ họ hàng loài Bằng chứng địa lý sinh vật học: a) Đặc điểm: - Các cá thể lồi có khu phân bố địa lý Sự giống sinh vật chủ yếu chúng có chung nguồn gốc sống môi trường giống b) Nguyên nhân: - Sự gần gũi mặt địa lý giúp loài dễ phát tán loài cháu Bằng chứng tế bào học sinh học phân tử: - Các tế bào tất loài sinh vật sử dụng chung mã di truyền, dùng 20 loại axit amin để cấu tạo nên prôtêin chứng tỏ chúng tiến hố từ tổ tiên chung - Phân tích trình tự axit amin loại prơtêin hay trình tự Nu gen lồi khác cho ta biết mối quan hệ lồi HỌC THUYẾT TIẾN HỐ LAMC VÀ HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ ĐACUYN I Học thuyết tiến hoá Lamac Nội dung học thuyết - Tiến hoá phát triển có kế thừa lịch sử, theo hướng từ đơn giản đến phức tạp - Sự thay đổi cách chậm chạp liên tục môi trường sống nguyên nhân phát sinh loài từ loài tổ tiên ban đầu Cơ chế tiến hố - Mỗi sinh vật chủ động thích ứng với thay đổi môi trường cách thay đổi tập quán hoạt động quan - Từ lồi ban đầu mơi trường sống thay đổi theo nhiều hướng khác sinh vật hướng biến đổi để phù hợp với môi trường sống qua thời gian hình thành lồi Hạn chế - Lamac chưa phân biệt biến di truyền biến dị không di truyền - Trong trình tiến hố sinh vật chủ động biến đổi để thích nghi với mơi trường - Trong q trình tiến hố khơng có lồi đào thải mà chuyển đổi từ loài sang loài khác II Học thuyết tiến hóa Đacuyn Nội dung a) Quần thể sinh vật: - Có xu hướng trì kích thước khơng đổi trừ có biến đổi bất thường môi trường - Số lượng sinh nhiều nhiều so với số lượng sống sót đến tuổi trưởng thành b) Biến dị: - Các cá thể sinh lứa có sai khác (biến dị cá thể) biến dị di truyền cho đời sau - Tác động trực tiếp ngoại cảnh hay tập quán hoạt động động vật gây biến đổi đồng loạt theo hướng xác định tương ứng với điều kiện ngoại cảnh có ý nghĩa chọn giống tiến hoá c) Chọn lọc: - Chọn lọc tự nhiên: giữ lại cá thể thích nghi với môi trường sống đào thải cá thể thích nghi - Chọn lọc nhân tạo: giữ lại cá thể có biến dị phù hợp với nhu cầu người loại bỏ cá thể có biến dị khơng mong muốn đồng thời chủ động tạo sinh vật có biến dị mong muốn d) Nguồn gốc loài: Các lồi trái đất tiến hố từ tổ tiên chung Ý nghĩa học thuyết Đacuyn - Nêu lên nguồn gốc loài - Giải thích thích nghi sinh vật đa dạng sinh giới - Các trình chọn lọc ln tác động lên sinh vật làm phân hố khả sống sót sinh sản chúng qua tác động lên quần thể Những điểm CLTN CLNT Tiến hành Đối tượng Nguyên nhân Nội dung Thời gian Kết CLTN - Môi trường sống - Các sinh vật tự nhiên - Do điều kiện môi trường sống khác - Những cá thể thích nghi với mơi trường sống sống sót khả sinh sản cao dẫn đến số lượng ngày tăng cịn cá thể thích nghi với mơi trường sống ngược lại - Tương đối dài - Làm cho sinh vật tự nhiên ngày đa dạng phong phú - Hình thành nên lồi Mỗi CLNT - Do người - Các vật nuôi trồng - Do nhu cầu khác người - Những cá thể phù hợp với nhu cầu người sống sót khả sinh sản cao dẫn đến số lượng ngày tăng cịn cá thể khơng phù hợp với nhu cầu người ngược lại - Tương đối ngắn - Làm cho vật nuôi trồng ngày đa dạng phong phú - Hình thành nên nịi thứ mới( giống mới) Mỗi dạng phù hợp lồi thích nghi với môi với nhu cầu khác trường sống định người HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ TỔNG HỢP I Quan niệm tiến hoá nguồn nguyên liệu tiến hóa Tiến hố nhỏ tiến hố lớn - Tiến hố nhỏ q trình biến đổi cấu trúc di truyền quần thể (biến đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể) - Sự biến đổi cấu trúc di truyền quần thể đến lúc làm xuất cách li sinh sản với quần thể gốc → hình thành lồi - Tiến hố nhỏ diễn quy mơ nhỏ, phạm vi lồi - Thực chất tiến hố lớn q trình biến đổi quy mô lớn , trải qua hàng triệu năm , làm xuất đơn vị phân loại loài : chi , họ , , lớp , ngành Nguồn biến dị di truyền quần thể - Nguồn ngun liệu cung cấp cho q trình tiến hố biến dị di truyền ( BDDT ) di nhập gen - Biến dị di truyền + Biến dị đột biến ( biến dị sơ cấp ) + Biến dị tổ hợp ( biến dị thứ cấp ) II Các nhân tố tiến hoá Đột biến - Đột biên làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể → nhân tố tiến hoá - Đột biến gen nhỏ từ 10 -6 – 10-4 thể có nhiều gen nên tần số đột biền gen lại lớn - Đột biến gen cung cấp nguồn nguyên liệu sơ cấp cho trình tiến hố Di - nhập gen - Di nhập gen tượng trao đổi cá thể giao tử quần thể - Di nhập gen làm thay đổi thành phần kiểu gen tần số alen quần thể, làm xuất alen quần thể Chọn lọc tự nhiên ( CLTN ) - CLTN q trình phân hố khả sống sót sinh sản cá thể với kiểu gen khác quần thể - CLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình gián tiếp làm biến đổi tần số kiểu gen, tần số alen quần thể - CLTN quy định chiều hướng tiến hố CLTN nhân tố tiến hố có hướng - Tốc độ thay tần số alen tuỳ thuộc vào + Chọn lọc chống gen trội + Chọn lọc chống gen lặn Các yếu tố ngẫu nhiên - Làm thay đổi tần số alen theo hướng không xác định - Sự biến đổi ngẫu nhiên cấu trúc di truyền hay xảy với quần thể có kích thước nhỏ Giao phối khơng ngẫu nhiên (giao phối có chọn lọc, giao phối cận huyết, tự phối) - Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen quần thể lại làm thay đổi thay đổi thành phần kiểu gen theo hướng tăng dần thể đồng hợp, giảm dần thể dị hợp - Giao phối không ngẫu nhiên nhân tố tiến hố - Giao phối khơng ngẫu nhiên làm nghèo vốn gen quần thể, giảm đa dạng di truyền Q TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ THÍCH NGHI I/ Khái niệm đặc điểm thích nghi Khái niệm: Các đặc điểm giúp sinh vật thích nghi với mơi trường làm tăng khả sống sót sinh sản chúng Đặc điểm quần thể thích nghi - Hồn thiện khả thích nghi sinh vật quần thể từ hệ sang hệ khác - Làm tăng số lượng cá thể có kiểu gen quy định kiểu hình thích nghi quần thể từ hệ sang hệ khác II/ Q trình hình thành quần thể thích nghi Q trình hình thành quần thể thích nghi: q trình làm tăng dần số lượng số lượng cá thể có kiểu hình thích nghi mơi trường thay đổi theo hướng xác định khả thích nghi khơng ngừng hồn thiện Q trình phụ thuộc vào q trình phát sinh đột biến tích luỹ đột biến; trình sinh sản; áp lực CLTN Vai trị CLTN: CLTN đóng vai trị sàng lọc làm tăng số lượng cá thể có KH thích nghi tồn sẵn quần thể tăng cường mức độ thích nghi đặc điểm cách tích lũy alen tham gia qui định đặc điểm thích nghi III Sự hợp lí tương đối đặc điểm thích nghi: - Các đặc điểm thích nghi mang tính tương đối mơi trường thích nghi mơi trường khác lại khơng thích nghi - Vì khơng thể có sinh vật có nhiều đặc điểm thích nghi với nhiều mơi trường khác LỒI I.Khái niệm lồi sinh học 1.Khái niệm: Lồi sinh học một nhóm quần thể gồm cá thể có khả giao phối với tự nhiên sinh có sức sống, có khả sinh sản cách li sinh sản với nhóm quần thể khác Các tiêu chuẩn phân biệt lồi - Tiêu chuẩn hình thái -Tiêu chuẩn hoá sinh -Tiêu chuẩn cách li sinh sản Để phân biệt hai quần thể thuộc hai loài khác hay loài sử dụng têu chuẩn cách li sinh sản xác Trường hợp hai quần thể có đặc điểm hình thái giống nhau, sống khu vực địa lí Khơng giao phối với có giao phối lại sinh đời bất thụ thuộc hai quần thể thuộc hai loài khác II.Các chế cách li sinh sản loài 1.Khái niệm: -Cơ chế cách li chướng ngại vật làm cho sinh vật cách li -Cách li sinh sản trở ngại (trên thể sinh vật ) sinh học ngăn cản cá thể giao phối với ngăn cản việc tạo lai hữu thụ sinh vật sống chỗ 2.Các hình thức cách li sinh sản Hình Cách li trước hợp tử Cách li sau hợp tử thức Nội dung Khái Những trở ngại ngăn cản sinh vật Những trở ngại ngăn cản việc tạo niệm giao phối với lai ngăn cản tạo lai hữu thụ đặc -Cách li nơi cá thể Con lai có sức sống khơng sinh điểm sinh cảnh khơng giao sản hữu tính khác biệt cấu trúc di truyền cân gen phối với -cách li tập tính cá thể thuộc giảm khả sinh sản Cơ thể loài có tập tính riêng bất thụ hồn tồn biệt không giao phối với -cách li mùa vụ cá thể thuộc lồi khác sinh sản vào mùa vụ khác nên chúng điều kiện giao phối với -cách li học: cá thể thuộc loài khác nên chúng khơng giao phối với Vai trị -đóng vai trị quan trọng hình thành lồi -duy trì tồn vẹn lồi Q TRÌNH HÌNH THÀNH LỒI I Hình thành lồi khác khu vực địa lý - Vai trị cách ly địa lý q trình hình thành lồi + Cách ly địa lý trở ngại địa lý làm cho cá thể quần thể bị cách ly giao phối với + Các ly địa lý có vai trị trì khác biệt vốn gen quần thể nhân tố tiến hóa tạo - Do quần thể sống cách biệt khu vực địa lý khác nên chọn lọc tự nhiên nhân tố tiến hóa khác tạo nên khác biệt vốn gen quần thể khác biệt di truyền quần thể tích tụ dẫn đến xuất cách ly sinh sản lồi hình thành II Hình thành lồi khu vực địa lí : Hình thành lồi cách li tập tính cách li sinh thái : a Hình thành lồi cách li tập tính: Các cá thể quần thể đột biến có KG định làm thay đổi số đặc điểm liên quan tới tập tính giao phối cá thể có xu hướng giao phối với tạo nên quần thể cách li với quần thể gốc.Lâu dần , khác biệt vốn gen giao phối không ngẫu nhiên nhân tố tiến hố khác phối hợp tác động dẩn đến cách li sinh sản hình thành nên lồi b Hình thành lồi cách li sinh thái: Hai quần thể loài sống khu vực địa lí hai ổ sinh thái khác lâu dần dẫn đến cách li sinh sản hình thành lồi Hình thành lồi nhờ lai xa đa bội hố TIẾN HĨA LỚN Khái niệm tiến hố lớn : Là q trình biến đổi qui mơ lớn , trải qua hàng triệu năm làm xuất đơn vị phân loại loài Đối tượng nghiên cứu : - Hoá thạch - Phân loại sinh giới thành đơn vị dựa vào mức độ giống đặc điểm hình thái , hố sinh , sinh học phân tử Đặc điểm tiến hố sinh giới : - Các lồi SV tiến hoá từ tổ tiên chung theo kiểu tiến hoá phân nhánh tạo nên sinh giới vô đa dạng - Các nhóm lồi khác phân loại thành nhóm phân loại : Lồi - Chi - Họ - Bộ - Lớp - Ngành - Giới - Tốc độ tiến hố hình thành lồi nhóm sinh vật khác - Một số nhóm SV tiến hoá tăng dần mức độ tổ chức thể từ đơn giản đến phức tạp - Một số khác lại tiến hoá theo kiểu đơn giản hoá mức độ tổ chức thể NGUỒN GỐC SỰ SỐNG I Tiến hóa hóa học - Q trình hình thành chất hữu đơn giản từ chất vô - Quá trình trùng phân tạo nên đại phân tử hữu - Cơ chế nhân đôi ADN, tổng hợp ARN - Cơ chế dịch mã tổng hợp Protein II Tiến hóa tiền sinh học - Các đại phân tử xuất nước tập trung với nhau, phân tử lipit đặc tính kị nước hình thành lớp màng bao bọc đại phân tử hữu => giọt nhỏ (Cơaxecva) Các Cơaxecv có khả trao đổi chất, khả phân chia trì thành phần hố học CLTN giữ lại hình thành tế bào sơ khai - Từ tế bào sơ khai qua q trình tiến hóa sinh học hình thành lồi ngày SỰ PHÁT TRIỂN SỰ SỐNG QUA CÁC ĐẠI ĐỊA CHẤT I Hóa thạch Định nghĩa Hóa thạch di tích sinh vật sống thời đại trước, tồn lớp đất đá Sự hình thành hóa thạch Sinh vật chết đi, phần mềm bị phân hủy, phần cứng cịn lại đất Đất bao phủ ngồi tạo khoảng trống Các chất khống lấp đầy khoảng trống, hình thành hóa thạch Sinh vật bảo tồn nguyên vẹn băng, hổ phách, khơng khí khơ Ý nghĩa - Xác định lịch sử xuất hiện, phát triển, diệt vong sinh vật - Xác định tuổi lớp đất đá chứa chúng ngược lại - Nghiên cứu lịch sử vỏ đất II Sự phân chia thời gian địa chất Phương pháp xác định tuổi đất hóa thạch - Dựa vào lượng sản phẩm phân rã nguyên tố phóng xạ (Ur 235, K40) => xác đến vài triệu năm => sử dụng để xác định mẫu có độ tuổi hàng tỉ năm - Dựa vào lượng C đồng vị phóng xạ (C 12, C14) => xác vài trăm năm => sử dụng mẫu có độ tuổi < 50000 năm Căn phân định thời gian địa chất - Dựa vào biến đổi lớn địa chất, khí hậu để phân định mốc thời gian địa chất - Dựa vào hóa thạch điển hình => Chia làm đại: Thái cổ, Nguyên sinh, Cổ sinh, Trung sinh, Tân sinh SỰ PHÁT SINH LỒI NGƯỜI I Q trình phát sinh lồi người đại Bằng chứng nguồn gốc động vật loài người a Sự giống người thú Giải phẫu so sánh Người thú giống thể thức cấu tạo - Bộ xương gồm phần tương tự, nội quan có lơng mao, phân hóa (cửa, nanh, hàm), đẻ nuôi sữa - Cơ quan thối hóa: ruột thừa, nếp thịt khóe mắt Bằng chứng phơi sinh học: Phát triển phơi người lặp lại giai đoạn phát triển động vật Hiện tượng lại giống Bằng chứng tế bào sinh học phân tử KL: chứng tỏ người thú có chung nguồn gốc Thuộc lớp thú (Mammalia) Bộ linh trưởng (Primates)- Họ người (Homonidae)- Chi người (Homo)- Lồi người (Homo sapiens) Các dạng vượn người hóa thạch q trình hình thành lồi người H sapiens H habilis Homo (người khéo léo) H erectus (người đại) (người thẳng) H neanderthalensis (Đã tuyệt chủng) - Từ lồi vượn người cổ đại Tiến hóa hình thành Homo để sau tiếp tục tiến hóa hình thành nên lồi người H.Sapiens (H.habilis H.erectus H.sapiens) II Người đại tiến hóa văn hóa Người đại có đặc điểm: Bộ não lớn trí tuệ phát triển Có tiếng nói phép phát triển tiếng nói Bàn tay với ngón tay linh hoạt giúp chế tạo sử dụng công cụ lao động ⇒ Có khả tiến hóa văn hóa: Di truyền tín hiệu thứ (truyền đạt k/nghiệm )→ XH ngày phát triển (từ công cụ đá→ sử dụng lửa→ tạo quần áo→ chăn nuôi, trồng trọt KH,CN - Nhờ có t.hóa văn hóa mà người nhanh chóng trở thành lồi thống trị tự nhiên, có ảnh hưởng nhiều đến t,hóa lồi khác có khả điều chỉnh chiều hướng tiến hóa PHẦN BẢY : SINH THÁI HỌC CHƯƠNG I CÁ THỂ VÀ QUẦN THỂ SINH VẬT MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI I môi trường sống nhân tố sinh thái 1.Khái niệm phân loại môi trường a.Khái niệm: Môi trường sống sinh vật bao gồm tất nhân tố xung quanh sinh vật,có tác động trực tiếp gián tiếp làm ảnh hưởng tới tồn tại, sinh trưởng, phát triển hoạt động sinh vật b.Phân loại Môi trường nước, Môi trường đất, môi trường khơng khí, Mơi trường sinh vật 2.Các nhân tố sinh thái a.Nhân tố sinh thái vô sinh:(nhân tố vật lí hóa học) khí hậu,thổ nhưỡng ,nước địa hình b.Nhân tố hữu sinh: vi sinh vật, nấm, động vật, thực vật người II.Giới hạn sinh thái Giới hạn sinh thái: khoảng giá trị xác định nhân tố sinh thái mà khoảng sinh vật tồn phát triển - Khoảng thuận lợi: khoảng nhân tố sinh thái mức độ phù hợp cho sinh vật sinh thực chức sống tốt - Khoảng chống chịu: khoảng nhân tố sinh thái gây ức chế cho hoạt động sống sinh vật ổ sinh thái :Là không gian sinh thái mà điều kiện mơi trường quy định tồn phát triển không hạn định cá thể loài - ổ sinh thái gồm: ổ sinh thái riêng ổ sinh thái chung - Sinh vật sống ổ sinh thái thường phản ánh đặc tính ổ sinh thái thơng qua dấu hiệu hình thái chúng - Nơi ở: nơi cư trú loài III Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống 1.Thích nghi sinh vật với ánh sáng - Thực vật thích nghi khác với điều kiện chiếu sáng mơi trường Có hai nhóm chính:cây ưa sáng ưa bóng - Động vật:dùng ánh sáng để định hướng,hình thành hướng thích nghi:ưa hoạt động ban ngày ưa hoạt động ban đêm 2.Thích nghi sinh vật với nhiệt độ a Quy tắc kích thước thể: Động vật đẳng nhiệt vùng ơn đới có kích thước > động vật lồi vùng nhiệt đới b Quy tắc kích thước phận tai ,đuôi, chi QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ CÁC MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ I Quần thể sinh vật trình hình thành quần thể sinh vật Quần thể sinh vật Là tập hợp cá thể loài, sinh sống khoảng không gian xác định, vào thời gian định, có khả sinh sản tạo hệ 2.Quá trình hình thành quần thể sinh vật Cá thể phát tán môi trường CLTN tác động cá thể thích nghi quần thể II Quan hệ cá thể quần thể sinh vật Quan hệ hỗ trợ: quan hệ cá thể loài nhằm hỗ trợ hoạt động sống -Ví dụ:hiện tượng nối liền rễ thơng Chó rừng thường quần tụ đàn -ý nghĩa: + đảm bảo cho quần thể tồn tạ ổn định + khai thác tối ưu nguồn sống + tăng khả sống sót sinh sản Quan hệ cạnh tranh: quan hệ cá thể loài cạnh tranh hoạt động sống -Ví dụ: thực vật cạnh tranh ánh sang, động vật cạnh tranh thức ăn,nơi ở,bạn tình -ý nghĩa: + trì mật độ cá thể phù hợp quần thể + đảm bảo thúc đẩy quần thể phát triển CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN THỂ I Tỉ lệ giới tính Tỉ lệ giới tính: tỉ lệ số lượng thể đực quần thể Tỉ lệ giới tính thay đổi chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố như: môi trường sống, mùa sinh sản, sinh lý Tỉ lệ giới tính quần thể đặc trưng quan trọng đảm bảo hiệu sinh sản quần thể điều kiện mơi trường thay đổi II Nhóm tuổi Quần thể có nhóm tuổi đặc trưng thành phần nhóm tuổi quần thể thay đổi tùy thuộc vào lồi điều kiện sống mơi trường III/ Sự phân bố cá thể Có kiểu phân bố + Phân bố theo nhóm + Phân bố đồng điều + Phân bố ngẫu nhiên IV Mật độ cá thể Mật độ thể quần thể số lượng thể đơn vị diện tích hay thể tích quần thể Mật độ cá thể có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống môi trường, tới khả sinh sản tử vong cá thể V Kích thước quần thể sinh vật 1.Kích thước tối thiểu kích thước tối đa - Kích thước của quần thể số lượng cá thể đặc trưng (hoặc khối lượng hay lượng tích lũy cá thể) phân bố khoảng không gian quần thể - Ví dụ: quần thể voi 25 con, quần thể gà rừng 200 - Kích thước tối thiểu số lượng cá thể mà quần thể cần có để trì phát triển - Kích thước tối đa giới hạn cuối số lượng mà quần thể đạt được, phù hợp với khả cung cấp nguồn sống mơi trường 2.Những nhân tố ảnh hưởng tới kích thước quần thể sinh vật a Mức độ sinh sản quần thể Là số lượng cá thể quần thể sinh đơn vị thời gian b Mức tử vong quần thể Là số lượng cá thể quần thể bị chết đơn vị thời gian c Phát tán cá thể quần thể - Xuất cư tượng số cá thể rời bỏquần thể đến nơi sống - Nhập cư tượng số cá thể nằm quần thể chuyển tới sống quần thể VI.Tăng trưởng quần thể - Điều kiện môi trường thuận lợi: Tăng trưởng theo tiềm sinh học (đường cong tăng trưởng hình chữ J) - Điều kiện mơi trường khơng hoàn toàn thuận lợi: Tăng trưởng quần thể giảm (đường cong tăng trưởng hình chữ S) VII Tăng trưởng quần thể Người - Dân số giới tăng trưởng liên tục suốt trình phát triển lịch sử - Dân số tăng nhanh nguyên nhân chủ yếu làm cho chất lượng môi trường giảm sút, ảnh hưởng đến chất lượng sống người BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ CỦA QUẦN THỂ I Biến động số lượng cá thể 1.Khái niệm Biến động số lượng cá thể quần thể tăng giảm số lượng cá thể Các hình thức biến động số lượng cá thể a Biến động theo chu kỳ Biến động số lượng cá thể quần thể theo chu kỳ biến động xảy thay đổi có chu kỳ điều kiện mơi trường b Biến động số lượng không theo chu kỳ Biến động số lượng cá thể quàn thể không theo chu kỳ biến động xảy thay đổi bất thường môi trường tự nhiên hay hoạt động khai thác tài nguyên mức người gây nên II Nguyên nhân gây biến động điều chỉnh số lượng cá thể quần thể 1.Nguyên nhân gây biến động số lượng cá thể quần thể a Do thay đổi nhân tố sinh thái vơ sinh ( khí hậu, thổ nhưỡng) - Nhóm nhân tố vơ sinh tác động trực tiếp lên sinh vật mà không phụ thuộc vào mật độ cá thể quần thể nên gọi nhóm nhân tố khơng phụ thuộc mật độ quần thể - Các nhân tố sinh thái vô sinh ảnh hưởng đến trạng thái sinh lí cá thể Sống điều kiện tự nhiên không thuận lợi, sức sinh sản cá thể giảm, khả thụ tinh kém, sức sống non thấp b Do thay đổi nhân tố sinh thái hữu sinh (cạnh tranh cá thể đàn, số lượng kẻ thù ăn thịt) - Nhóm nhân tố hữu sinh bị chi phối mật độ cá thể quần thể nên gọi nhóm nhân tố sinh thái phụ thuộc mật độ quần thể - Các nhân tố sinh thái hữu tính ảnh hưởng lớn tới khả tìm kiếm thức ăn, nơi Sự điều chỉnh số lượng cá thể quần thể - Quần thể sống mơi trường xác định ln có xu hướng tự điều chỉnh số lượng cá thể cách làm giảm làm tăng số lượng cá thể quần thể - Điều kiện sống thuận lợi quần thể tăng mức sinh sản + nhiều cá thể nhập cư tới kích thước quần thể tăng - Điều kiện sống không tuận lợi quần thể giảm mức sinh sản + nhiều cá thể xuất cư kích thước quần thể giảm Trạng thái cân quần thể Trạng thái cân quần thể trạng thái số lượng cá thể ổn định cân với khả cung cấp nguồn sống môi trường CHƯƠNG II QUẦN XÃ SINH VẬT QUẦN XÃ SINH VẬT VÀ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ I/ Khái niệm quần xã sinh vật: Quần xã sinh vật tập hợp quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, sống không gian thời gian định - Các sinh vật quần xã gắn bó với thể thống Quần xã có cấu trúc tương đối ổn định - Các sinh vật quần xã thích nghi với mơi trường sống chúng II/ Một số số đặc trưng quần xã 1/ Đặc trưng thành phần loài quần xã Thể qua: Số lượng loài số lượng cá thể loài: mức độ đa dạng quần xã, biểu thị biến động, ổn định hay suy thối quần xã * Lồi ưu loài đặc trưng - Loài ưu lồi có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoạt động chúng mạnh - Loài đặc trưng lồi có quần xã lồi có số lượng nhiều hẳn loài khác quần xã 2/ Đặc trưng phân bố cá thể không gian quần xã - Phân bố theo chiều thẳng đứng - Phân bố theo chiều ngang III/ Quan hệ loài quần xã Các mối quan hệ sinh thái Gồm quan hệ hỗ trợ đối kháng - Quan hệ hỗ trợ đem lại lợi ích khơng có hại ho loài khác gồm mối quan hệ: Cộng sinh, hội sinh, hợp tác - Quan hệ đối kháng quan hệ bên lồi có lợi bên loại có hại, gồm mối quan hệ: Cạnh tranh, ký sinh, ức chế, cảm nhiễm, sinh vật ăn sinh vật khác Hiện tượng khống chế sinh học Khống chế sinh học tượng số lượng cá thể loài bị khống chế mức định quan hệ hỗ trợ đối kháng loài quần xã DIỄN THẾ SINH THÁI I Khái niệm diễn sinh thái Diễn sinh thái trình biến đổi quần xã qua giai đoạn tương ứng với biến đổi môi trường II Các loại diễn sinh thái Diễn nguyên sinh - Diễn nguyên sinh diễn khởi đầu từ mơi trường chưa có sinh vật - Quá trình diễn diễn theo giai đoạn sau: + Giai đoạn tiên phong: Hình thành quần xã tiên phong + Giai đoạn giữa:giai đoạn hỗn hợp, gồm quần xã thay đổi + Giai đoạn cuối: Hình thành quần xã ổn định Diễn thứ sinh: - Diễn thứ sinh diễn xuất mơi trường có quần xã sinh vật sống - Quá trình diễn diễn theo sơ đồ sau: + Giai đoạn đầu: Giai đoạn quần xã ổn định + Giai đoạn giữa: Giai đoạn gồm quần xã thay đổi + Giai đoạn cuối: Hình thành quần xã ổn đinh khác quần xã bị suy thoái III Nguyên nhân gây diễn Nguyên nhân bên ngoài: Do tác động mạnh mẽ ngoại cảnh lên quần xã Nguyên nhân bên trong: cạnh trang gay gắt loài quần xã IV Tầm quan trọng việc nghiên cứu diễn sinh thái: Nghiên cứu diễn sinh thái giúp hiểu biết quy luật phát triển quần xã sinh vật, dự đốn đước quần xã tồn trước quần xã thay tương lai Từ chủ động xây dựng kế hoạch việc bảo vệ khai thác hợp lí nguồn tài nguyên thiên nhiên Đồng thời, kịp thời đề xuất biện pháp khắc phục biến đổi bất lợi môi trường, sinh vật người HỆ SINH THÁI I Khái niệm hệ sinh thái Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật sinh cảnh VD: Hệ sinh thái ao hồ,đồng ruộng, rừng…… Hệ sinh thái hệ thống sinh học hoàn chỉnh tương đối ổn định nhờ sinh vật tác động lẫn đồng thời tác động qua lại với thành phần vô sinh Trong hệ sinh thái, trao đổi chất lượng sinh vật nội quần xã quần xã – sinh cảnh chúng biểu chức tổ chức sống II Các thành phấn cấu trúc hệ sinh thái Gồm có thành phần Thành phần vô sinh ( sinh cảnh ) + Các yếu tố khí hậu + Các yếu tố thổ nhưỡng + Nước xác sinh vật môi trường Thành phần hữu sinh ( quần xã sinh vật ) Thực vật, động vật vi sinh vật Tuỳ theo chức dinh dưỡng hệ sinh thái chúng xếp thành nhóm + Sinh vật sản xuất: … + Sinh vật tiêu thụ: … + Sinh vật phân giải: … III Các kiểu hệ sinh thái trái đất Gồm hệ sinh thái tự nhiên hệ sinh thái nhân tạo Hệ sinh thái tự nhiên: gồm: Trên cạn, Dưới nước Hệ sinh thái nhân tạo: Hệ sinh thái nhân tạo đóng góp vai trị quan trọng sống người người phải biết sử dụng cải tạo1 cách hợp lí TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI I- Trao đổi vật chất quần xã sinh vật Chuỗi thức ăn - Một chuỗi thức ăn gồm nhiều lồi có quan hệ dinh dưỡng với lồi mắt xích chuỗi - Trong chuỗi thức ăn, mắt xích vừa có nguồn thức ăn mắt xích phía trước, vừa nguồn thức ăn mắt xích phía sau - Trong hệ sinh thái có hai loại chuỗi thức ăn: + Chuỗi thức ăn gồm sinh vật tự dưỡng, sau đến động vật ăn sinh vật tự dưỡng tiếp động vật ăn động vật + Chuỗi thức ăn gồm sinh vật phân giải mùn bã hữu cơ, sau đến loài động vật ăn sinh vật phân giải tiếp động vật ăn động vật Lưới thức ăn - Lưới thức ăn gồm nhiều chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung - Quần xã sinh vật đa dạng thành phần lồi lưới thức ăn quần xã phức tạp Bậc dinh dưỡng - Tập hợp lồi sinh vật có mức dinh dưỡng hợp thành bậc dinh dưỡng - Trong quần xã có nhiều bậc dinh dưỡng: + Bậc dinh dưỡng cấp (Sinh vật sản xuất) + Bậc dinh dưỡng cấp (Sinh vật tiêu thụ bậc 1) + Bậc dinh dưỡng cấp (Sinh vật tiêu thụ bậc 2) ………………………………………………… II Tháp sinh thái Khái niệm - Tháp sinh thái bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau, hình chữ nhật có chiều cao nhau, cịn chiều dài khác biểu thị độ lớn bậc dinh dưỡng - Để xem xét mức độ dinh dưỡng bậc dinh dưỡng toàn quần xã, người ta xây dựng tháp sinh thái - Có ba loại tháp sinh thái: Tháp số lượng, Tháp sinh khối, Tháp lượng CHU TRÌNH SINH ĐỊA HĨA VÀ SINH QUYỂN I- Trao đổi vật chất qua chu trình sinh địa hóa - Chu trình sinh địa hố chu trình trao đổi chất tự nhiên - Một chu trình sinh địa hố gồm có phần: tổng hợp chất, tuần hoàn vật chất tự nhiên, phân giải lắng đọng phần vật chất đất, nước II- Một số chu trình sinh địa hố 1/ Chu trình cacbon - Cacbon vào chu trình dạng cabon điơxit ( CO 2) - Thực vật lấy CO2 để tạo chất hữu thông qua quang hợp - sử dụng phân hủy hợp chất chứa cacbon, sinh vật trả lại CO nước cho môi trường - Nồng độ khí CO2 bầu khí tăng gây thêm nhiều thiên tai trái đất 2/ Chu trình nitơ - Thực vật hấp thụ nitơ dạng muối amôn (NH 4+) nitrat (NO3-) - Các muồi hình thành tự nhiên đường vật lí, hóa học sinh học - Nitơ từ xác sinh vật trở lại môi trường đất, nước thông qua hoạt động phân giải chất hữu vi khuẩn, nấm,… - Hoạt động phản nitrat vi khuẩn trả lại lượng nitơ phân tử cho đất, nước bầu khí 3/ Chu trình nước - Nước mưa rơi xuống đất, phần thấm xuống mạch nước ngầm, phần tích lũy sơng , suối, ao , hồ,… - Nước mưa trở lại bầu khí dạng nước thơng qua hoạt động nước bốc nước mặt đất III Sinh Khái niệm Sinh Quyển Sinh toàn sinh vật sống lớp đất, nước khơng khí trái đất Các khu sinh học sinh - Khu sinh học cạn: đồng rêu đới lạnh, rừng thông phương Bắc, rừng rụng ôn đới, … - khu sinh học nước ngọt: khu nước đứng ( đầm, hồ, ao, )và khu nước chảy ( sông suối) - Khu sinh học biển: + theo chiều thẳng đứng: SV nổi, ĐV đáy, + theo chiều ngang: vùng ven bờ vùng khơi DỊNG NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI I.Dịng lượng hệ sinh thái Phân bố lượng trái đất -Mặt trời nguồn cung cấp lượng chủ yếu cho sống trái đất -Sinh vật sản xuất sử dụng tia sáng nhìn thấy(50% xạ) cho quang hợp -Quang hợp sử dụng khoảng 0,2-0,5% tổng lượng xạ để tổng hợp chất hữu Dòng lượng hệ sinh thái -Trong hệ sinh thái lượng truyền chiều từ SVSX qua bậc dinh dưỡng, tới môi trường Vật chất trao đổi qua chu trình sinh địa hóa - Càng lên bậc dinh dưỡng cao lượng giảm (theo quy luật hình tháp sinh thái) II.Hiệu suất sinh thái -Hiệu suất sinh thái tỉ lệ % chuyển hoá lượng qua bậc dinh dưỡng hệ sinh thái Hiệu suất sinh thái bậc dinh dưỡng sau tích luỹ khoảng 10% so với bậc trước liền kề Gọi H hiệu xuất sinh thái sinh khèi sinh vËt thùc bËc sau X100% sinh khèi sinh vËt thùc bËc tríc sinh ưkhối ưsinh ưvật ưtoàn ưphần ưbậc ưsau H= X100% ưsinh ưkhối ưsinh ưvật ưtoàn ưphần ưbậc ưtrước H= Tớnh theo hai cơng thức hiệu suất sinh thái có sai lệch hai giá trị ... đất III Sinh Khái niệm Sinh Quyển Sinh toàn sinh vật sống lớp đất, nước khơng khí trái đất Các khu sinh học sinh - Khu sinh học cạn: đồng rêu đới lạnh, rừng thông phương Bắc, rừng rụng ôn đới,... Gọi H hiệu xuất sinh thái sinh khèi ? ?sinh vËt thùc bËc sau X100% ? ?sinh khèi ? ?sinh vËt thùc bËc ưtrước sinh ưkhối ? ?sinh ưvật ưtoàn ưphần ưbậc ưsau H= X100% ? ?sinh ưkhối ? ?sinh ưvật ưtoàn... VD: Hệ sinh thái ao hồ,đồng ruộng, rừng…… Hệ sinh thái hệ thống sinh học hoàn chỉnh tương đối ổn định nhờ sinh vật tác động lẫn đồng thời tác động qua lại với thành phần vô sinh Trong hệ sinh thái,
Ngày đăng: 21/10/2022, 11:01
Xem thêm:
