Microsoft Word IN SINH 12 docx 1 CHUYÊN ĐỀ 1 CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Phần 1 CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ I AXIT NUCLÊIC CÔNG THỨC CẦN NHỚ Tổng số Nu N = 2(A+G) Liên kế Hidro H= 2A[.]
CHUYÊN ĐỀ 1: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Phần 1: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ I AXIT NUCLÊIC Khái niệm: Gen đoạn phân tử ADN, mang thông tin mã hóa cho sản phẩm xác định (chuỗi polipeptit ARN) Có đơn phân Ađênin (A), Timin (T), Guanin (G), Xitôxin (X); mạch kép Cấu trúc chung gen cấu trúc: từ đầu 3’ 5’ gen cấu trúc gồm: vùng điều hịa, vùng mã hóa, vùng kết thúc ADN (gen) Axit nucleic ARN - Mã di truyền: trình tự nuclêơtit mạch mã gốc quy định trình tự axit amin chuỗi polipeptit - Mã di truyền có đặc điểm: + Mã di truyền (MDT) mã ba: nuclêôtit mã hóa cho axit amin + MDT có tính liên tục: đọc mã di truyền từ điểm xác định đọc ba kế tiếp, khơng chồng gối lên + MDT có tính đặc hiệu: ba mã hóa cho loại axit amin + MDT có tính thối hóa: nhiều ba khác mã hóa cho loại axit amin (trừ AUG UGG) + MDT có tính phổ biến: lồi có chung MDT + 43 = 64 ba (nhưng có 61 ba mã hóa axit amin), có: * 5'AUG3' mã mở đầu (quy định tín hiệu khởi đầu trình dịch mã) mã hóa Metionin sinh vật nhân thực, foocmin metionin sinh vật nhân sơ Trong mARN có nhiều AUG có AUG đứng đầu 5’ làm nhiệm vụ khởi động trình dịch mã * 5'UAXIT AMIN3', 5'UAG3', 5'UGA3' mã kết thúc, khơng mã hóa axit amin - Có loại ARN mạch đơn, đơn phân A, Uraxin, G, X: + tARN: có cấu trúc thùy, có liên kết hydrơ vận chuyển axit amin tới ribơxơm + mARN: mạch thẳng, khơng có liên kết hydrơ mã hóa axit amin + rARN: có vùng xếp cuộn, có liên kết hydrơ thành phần ribôxôm Ribôxôm gồm tiểu đơn vị lớn bé, tiểu đơn vị tách rời TB chất, tổng hợp protein chúng liên kết tạo thành ribơxơm hồn chỉnh mARN đọc từ đầu 5’à3’: mang ba mã hố (codon) CƠNG THỨC CẦN NHỚ: - Tổng số Nu: N = 2(A+G) - Liên kế Hidro: H= 2A +3G - Chiều dài: l = N/2 x 3.4 - Chu kỳ xoắn: C = N/20 - Khối lượng: M = N x 300 đvC II PHÂN BIỆT QUÁ TRÌNH NHÂN ĐƠI ADN, PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ Điểm Nhân đôi AND Phiên mã Dịch mã so sánh (tự sao) (sao mã) (giải mã) Là trình tổng hợp Là q trình truyền thơng Là q trình tổng hợp protein ADN, ADN sau nhân tin di truyền từ ADN đôi tạo thành ADN mạch kép sang ARN Khái niệm giống giống mạch đơn ADN mẹ ban đầu trình tổng hợp mARN Nơi diễn Nhân tế bào Nhân tế bào Tế bào chất T.gian diễn Pha S kì trung gian Kì trung gian Kì trung gian ARN polimeraza, tháo ARN polimeraza Enzim hoạt hóa, enzim đặc Enzim tham xoắn, ADN polineraza, hiệu gia ligaza Cả mạch làm Chỉ có mạch mã gốc mARN làm khn để dịch mã Mạch (3’à5’) gen làm khuôn làm khuôn khuôn - Mạch khuôn 3’à5’: - Enzim ARN polimeraza - Hoạt hóa axit amin: mạch tổng hợp bám vào vùng điều hòa axit amintự do+ tARN + enzim liên tục theo chiều mạch mã gốc 3’à5’ + ATP axit amin-tARN tổng hợp mARN vị trí 5’à3’ -Tổng hợp chuỗi polipeptit: - Mạch khn 5’à3’: đặc hiệu + Riboxom trượt dọc mạch tổng hợp - ARN polimeraza trượt mARN theo chiều 5’à3’ để gián đoạn theo chiều dọc theo mạch mã gốc để tổng hợp chuỗi polipeptit 5’à3’ tạo đoạn tổng hợp mARN (5’à3’) Okazaki theo nguyên tắc bổ sung + Khi riboxom trượt đến ba kết thúc dịch mã dừng lại, - Khi enzim di chuyển đến riboxom tách khỏi mARN, - Enzim ligaza nối cuối gen gặp tín hiệu kết chuỗi polipeptit giải Diễn biến đoạn Okazaki lại theo thúc trình phiên phóng, axit amin mở đầu mã dừng lại chiều 3’à5’ cắt bỏ - mARN tổng hợp - Chuỗi polipeptit sau Mạch đến đâu ADN đóng hình thành tiếp tục hình tổng hợp theo chiều xoắn đến thành cấu trúc bậc 2, 3, thành 5’à3’ prơtêin có chức sinh học - Pôlixôm nhiều ribôxôm trượt mARN làm tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin loại Nguyên tắc Khuôn mẫu Khuôn mẫu Khuôn mẫu Bổ sung (A-T, G-X) Bổ sung (A-U, G-X) Bổ sung (A-U, G-X) Bán bảo tồn/tồn Vai trị enzim: - Enxim tháo xoắn: tháo xoắn phân tử ADN cắt đứt liên kết hydro nối mạch ADN - Enzim AND polimeraza: đưa nu vào mạch theo nguyên tắc bổ sung với mạch khuôn - Enzim ARN polimeraza: tổng hợp đoạn mồi - Enzim ligaza: Nối đoạn Okazaki lại tạo thành mạch dài có chiều 3’à5’ v Công thức nhân đôi ADN: Số gen = a.2x.(a: số gen mẹ ban đầu, x: số lần nhân đơi) III ĐIỀU HỒ HOẠT ĐỘNG GEN - Cấu trúc Operon Lac theo Jacôp Mơno gồm: • Vùng khởi động P: nơi để enzim ARN polimeraza gắn vào khởi đầu trình phiên mã • Vùng vận hành O: nơi để protein ức chế gắn vào để ngăn cản trình phiên mã • Nhóm gen cấu trúc Z, Y, A: tổng hợp enzim phân giải đường lactơzơ Lưu ý: Ơpêron Lac nhóm gen cấu trúc có chức chịu điều khiển gen điều hòa R đứng trước (gen điều hồ R khơng thuộc Operon Lac có chức tổng hợp prơtêin ức chế) - Cơ chế điều hoà hoạt động gen SVNS: - Khi khơng có Lactơzơ: gen điều hịa R tổng hợp protein ức chế protein ức chế gắn vào vùng vận hành O phiên mã dịch mã không diễn - Khi có Lactơzơ: gen điều hịa R tổng hợp protein ức chế lactôzơ gắn vào protein ức chế làm cho prôtêin ức chế bị biến đổi cấu trúc không gắn vào vùng vận hành enzim ARN polimeraza trượt gen nhóm gen cấu trúc Z, Y, A thực phiên mã dịch mã tổng hợp enzim phân giải đường lactôzơ - Khi lactôzơ bị phân giải hết, protein ức chế gắn vào vùng vận hành ngừng tổng hợp enzim phân giải lactôzơ IV ĐỘT BIẾN GEN Một số khái niệm: - Đột biến gen biến đổi cấu trúc gen liên quan đến cặp nu (đột biến điểm) vài cặp nu - Trong tự nhiên tần số đột biến gen 10-6 – 10-4 - Thể đột biến thể mang gen đột biến biểu kiểu hình Các dạng đột biến gen: mất, thêm, thay vài cặp nu Hậu Ghi Mất cặp nu - Làm thay đổi trình tự ba từ vị trí xảy Hậu nghiêm đột biến cuối gen thay đổi trình trọng tự axit amin từ vị trí đột biến cuối Thêm cặp nu chuỗi polipeptit - Có thể k ảnh hưởng đến axit amin mã di truyền có tính thối hóa Thay cặp nu - Có thể làm cho q trình dịch mã dừng lại làm xuất ba kết thúc - Có thể ảnh hưởng đến axit amin Đột biến gen Cơ chế gây đột biến gen số trường hợp: - G dạng gây đột biến thay G – X A – T: G*-X G*-T A-T - A dạng gây đột biến thay A – T G – X: A*-T A*-X G-X - 5BU gây đột biến thay A-T G-X: A-T A-5BU G-5BU G-X - Acridin chèn vào mạch khuôn thêm cặp nu - Acridin chèn vào mạch tổng hợp cặp nu - Tia UV làm cho Timin mạch liên kết với Lưu ý: đột biến gen có hại, có lợi trung tính - Đột biến câm: đột biến không làm thay đổi axit amin chuỗi pôlipeptit CÁC BỆNH DO ĐỘT BIẾN GEN THƯỜNG GẶP Ở NGƯỜI STT TÊN BỆNH NGUYÊN NHÂN ĐẶC ĐIỂM CỦA BỆNH Bệnh xuất nam nhiều nữ Bệnh mù màu, Do đột biến gen lặn nằm nam cần gen đột biến biểu máu khó đơng nhiễm sắc thể giới tính X bệnh cịn nữ cần có gen đột biến - Bệnh xuất nam nữ với xác suất - Nếu phêninalanin tích luỹ nhiều chuyển - Do đột biến gen lặn nằm lên não gây độc cho tế bào thần kinh nhiễm sắc thể thường thiểu trí tuệ dẫn đến trí Bệnh Phêninkêto - Đột biến xảy gen tổng hợp - Có thể hạn chế biểu bệnh niệu enzim xúc tác phản ứng chuyển cách áp dụng chế độ ăn kiêng giảm bớt thức hố pheninalanin thành Tirozin ăn có chứa phêninalanin - Vì phêninalanin axit amin cần thiết nên ta khơng thể loại bỏ hồn tồn khỏi phần ăn Do đột biến gen lặn nằm Bệnh xuất nam nữ với xác suất Bệnh u xơ nang nhiễm sắc thể thường - Do đột biến thay cặp - Gặp nam nữ với xác suất Bệnh hồng cầu nuclêơtit T-A cặp hình lưỡi liềm - Đây đột biến gen đa hiệu nuclêôtit A-T Do đột biến gen lặn nằm Bệnh xuất nam nữ với xác suất Bệnh bạch tạng nhiễm sắc thể thường Bệnh tâm thần Do đột biến gen trội Nhiễm Bệnh xuất nam nữ với xác suất phân liệt sắc thể thường Có túm lơng Do đột biến gen nằm NST vành tai, tật dính Chỉ xuất nam giới tính Y ngón tay số 2, PHẦN 2: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ CẤP TẾ BÀO I NHIỄM SẮC THỂ - Cấu trúc gồm có ADN protein histon - Mỗi lồi có NST đặc trưng số lượng, hình thái cấu trúc - Trong tế bào xoma, phần lớn NST tồn thành cặp tương đồng (giống hình dạng, kích thước trình tự gen) - Có hai loại NST: NST thường NST giới tính - Số lượng NST nhiều hay khơng phản ánh mức độ tiến hóa loài - Cấu trúc hiển vi: - NST quan sát rõ kì nguyên phân giảm phân (vì lúc NST trạng thái kép co xoắn cực đại) - NST có hình hạt, hình que, hình chữ V - NST có đường kính 0,2 - 2µm; dài từ 0,2 - 50µm - Cấu trúc siêu hiển vi: Nucleoxom (146 cặp nu quấn vòng quanh protein histon) Mức xoắn Sợi (11nm) Mức xoắn Sợi nhiễm sắc (30nm) Mức xoắn Ống siêu xoắn (300nm) Mức xoắn Cromatit (700nm) II ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST - Là biến đổi cấu trúc NST - Thực chất xếp lại trình tự gen thay đổi hình dạng, cấu trúc NST Mất đoạn Lặp đoạn Đảo đoạn Chuyển đoạn Làm Một đoạn - Một đoạn đoạn NST chuyển Khái niệm đoạn NST NST lặp NST bị đứt quay sang vị trí khác Đoạn bị có lại hay ngược 1800 nối lại NST, trao đổi thể đầu nhiều lần - Đoạn bị đảo chứa đoạn NST NST không chứa tâm không tương đồng động giảm số lượng Làm tăng số Ít ảnh hưởng đến sức - Chuyển đoạn hai Hậu gen NST lượng gen sống cá thể vật NST không tương đồng gây chết NST Làm chất di truyền không bị làm thay đổi nhóm gen giảm sức tăng cường mát liên kết sống thể giảm bớt - Một số thể đb mang - Chuyển đoạn lớn biểu NST bị đảo đoạn giảm thường gây chết đột biến tính trạng khả sinh sản khả sinh sản - Mất đoạn - Ở Đại Mạch Ở muỗi có nhiều lồi với số trùng gây Ví dụ NST số 21 gây lặp đoạn đb đảo đoạn hại, tạo đực có bệnh ung thư tăng hoạt tính hay nhiều chuyển đoạn enzim NST tác động máu phóng xạ làm chúng vơ - Mất đoạn amylaza sinh, thả vào tự nhiên NST số gây - Ở Ruồi Giấm để chúng cạnh tranh với hội chứng khóc lặp đoạn lần đực bình tiếng mèo kêu NST X thường số lượng cá - Mất đoạn biến mắt lồi thể quần thể giảm NST số 22 gây thành mắt dẹt, biến quần bệnh bạch cầu lặp đoạn lần thể ác tính (ung thư mắt dẹt máu) - Loại bỏ gen - Tạo Góp phần tạo nên đa - Chuyển đoạn nhỏ giúp Vai trị có hại khỏi alen dạng thứ, nịi hình thành lồi NST loài - Lập đồ gen II ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NST ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NST Là biến đổi liên quan đến số lượng NST tế bào Đột biến lệch bội Đột biến đa bội - Khái niệm: làm thay đổi số lượng NST hay - Khái niệm: làm thay đổi số lượng tất số cặp NST toàn cặp NST - Cơ chế phát sinh: - Cơ chế phát sinh: + Trong nguyên phân: vài cặp NST không Tự đa bội Dị đa bội phân li phần thể mang đột biến lệch bội - ĐB tự đa bội đb - Dị đa bội làm tăng hình thành thể khảm làm tăng số nguyên số NST đơn bội + Trong giảm phân: số cặp NST không lần NST đơn bội loài khác phân li giao tử thừa hay thiếu vài NST Các lồi ln lớn tế bào Cơ thể di đa giao tử kết hợp với giao tử bình thường thể 2n bội chủng lệch bội - Thể tam bội: giao tử - Lai xa kèm đa bội n kết hợp với giao tử hóa thể song nhị bội (TB mang NST 2n - Thể tứ bội: giao tử 2n loài khác 2n kết hợp với giao tử nhau) 2n Phân loại: 2n -2: thể không/ thể khuyết nhiễm 2n – 1: thể nhiễm/ thể 2n – – 1: thể nhiễm kép/ thể kép 2n + 1: thể ba nhiễm/ thể ba/ thể tam nhiễm Phân loại: - Tự đa bội: + Đa bội lẻ: 3n (thể tam bội), 5n… + Đa bội chẳn: 4n (thể tứ bội), 6n… - Dị đa bội: AA x Bb thể lai xa: AB, Ab, aB, ab đa bội hóa thể dị đa bội gồm AABB, AAbb, aaBB, aabb Hậu quả: Hậu quả: Gây chết, giảm sức sống, giảm khả sinh sản Cơ thể đa bội lẻ thường bất thụ rối loạn phân bào tùy lồi khơng có NST tương đồng Vai trị: Vai trị: Xác định vị trí gen NST lập đồ gen Tạo không hạt, tạo giống trồng có quan sinh dưỡng to, chống chịu tốt… CHUYÊN ĐỀ 2: TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN A CÁC GEN NẰM TRÊN NST THƯỜNG - Nội dung: Mỗi tính trạng cặp alen quy định, có nguồn gốc từ bố, có nguồn gốc từ mẹ QUY LUẬT PHÂN LI - Menđen: giải thích quy luật phân li giả thuyết giao tử khiết (Các alen tồn tế bào cách riêng rẽ khơng hịa trộn vào Khi hình thành giao tử, thành viên cặp alen phân li đồng giao tử, nên 50% số giao tử chứa alen 50% số giao tử chứa alen kia) Cơ sở tế bào học: phân li đồng tổ hợp tự cặp NST giảm phân thụ tinh dẫn đến phân li tổ hợp tự cặp alen tương ứng LAI CẶP TÍNH TRẠNG Nếu PTC: F2 tỉ lệ kiểu hình 3: Lai phân tích F1 Fb: 1:1 Nhiều cặp gen phân li độc lập quy định cặp tính trạng Nếu PTC: F2 có 16 tổ hợp Lai phân tích F1 Fb: tổ hợp TƯƠNG TÁC GEN Tương tác bổ sung: tác động bổ trợ gen trội khơng alen (A-B-) hình thành tính trạng - Tỉ lệ kiểu hình F2: 9:3:3:2 , 9:6:1 , 9:4:3 , 9:7 - Tỉ lệ kiểu hình Fb: 1:1:1:1 , 1:2:1 , 1:2:1 , 1:3 Tương tác át chế: gen kìm hãm hoạt động gen không alen khác - Tỉ lệ kiểu hình F2: 12:3:1 , 13:3 - Tỉ lệ kiểu hình Fb: 2: 1:1 , 3:1 Tương tác cộng gộp: gen góp phần vào biểu tính trạng - Tỉ lệ kiểu hình F2: 15:1 - Tỉ lệ kiểu hình Fb: 3:1 Một gen quy định nhiều tính trạng (sản phẩm gen ảnh hưởng đến nhiều tính trạng) GEN ĐA HIỆU VD: Gen A quy định có vảy có sức sống mạnh so với gen a quy định k có vảy có sức sống yếu VD: Bệnh hồng cầu hình lưỡi liềm dẫn đến hàng loạt rối loạn thể Một số phép lai bản: AA x AA AA AA x Aa 1 AA : Aa 2 AA x aa Aa Aa x aa 1 Aa : aa 2 Aa x Aa AA : Aa : aa 4 Nội dung: Khi cặp alen quy định tính trạng khác nằm cặp NST tương đồng khác chúng phân li độc lập tổ hợp tự (ngẫu nhiên) trình hình thành giao tử PHÂN LI ĐỘC LẬP Cơ sở TB học: phân li tổ hợp tự cặp NST tương đồng dẫn đến phân li độc lập tổ hợp ngẫu nhiên cặp alen tương ứng àlàm tăng xuất biến dị tổ hợp Nếu PTC khác n cặp tính trạng tương phản, tính trội trội hồn tồn Thế hệ Tỉ lệ kiểu gen Số lượng kiểu gen Tỉ lệ kiểu hình Số lượng kiểu hình Fn (1:2:1)n 3n (3:1)n 2n Nội dung: hay nhiều cặp gen nằm cặp NST di truyền LAI CẶP TÍNH TRẠNG LIÊN KẾT GEN Đặc điểm: - Các gen nằm NST phân li tạo thành nhóm gen liên kết - Số nhóm gen liên kết với NST đơn bội (n) lồi - Số nhóm tính trạng liên kết tương ứng với số nhóm gen liên kết Nếu PTC cặp tính trạng tương phản - Tỉ lệ KH F2: 1:2:1 3:1 - Tỉ lệ KH Fb lai phân tích F1: 1:1 Ý nghĩa: - Hạn chế xuất biến dị tổ hợp - Đảm bảo di truyền bền vững tính trạng nằm cặp NST tính trạng tốt ln kèm với Nội dung: Trong trình giảm phân, NST tương đồng trao đổi đoạn tương đồng cho dẫn đến hoán vị gen, làm xuất tổ hợp gen LIÊN KẾT GEN K HỒN TỒN (HỐN VỊ GEN) Cơ sở tế bào học: tiếp hợp trao đổi chéo xảy kỳ đầu giảm phân I Nếu PTC khác cặp tính trạng tương phản: - Tỉ lệ kiểu hình F2: số tổ hợp > 16 (lộn xộn) - Tỉ lệ kiểu hình Fb lai phân tích F1: + kiểu hình chiếm tỉ lệ lớn + kiểu hình chiếm tỉ lệ nhỏ Tần số hốn vị gen: f = tổng kiểu hình chiếm tỉ lệ nhỏ Đặc điểm: - Khoảng cách gen NST tỉ lệ thuận với tần số hốn vị gen - Tần số hốn vị gen ln nhỏ 50% gen NST có su hướng liên kết với Ý nghĩa: - Làm tăng biến dị tổ hợp Lưu ý: - Moocgan phát quy luật liên kết gen hoàn tồn lai phân tích ruồi giấm đực thân xám, cánh dài F1 - Moocgan phát quy luật hốn vị gen lai phân tích ruồi giấm thân xám, cánh dài F1 Ở ruồi giấm, hoán vị gen xảy với f = 18% 20% Cách tìm tần số hốn vị gen: - Phép lai phân tích: f = tổng tỉ lệ % kiểu hình nhỏ - Phép lai k phải lai phân tích: Tìm f dựa vào kiểu hình đồng hợp lặn ab + Nếu hốn vị gen bên: = x Þ ab = x Nếu ab > 0,25 f = – 2ab ab ab Nếu ab < 0,25 f = 2ab + Nếu hoán vị gen bên: = x Þ ab = x ab Cách tìm tỉ lệ kiểu hình nhanh - Nếu P: dị hợp x dị hợp ab A-B- = 0,5 + ab ab A-bb = aaB- = 0,25 + ab Ab aB - Nếu P: dị hợp x ab ab ab A-B- = 0,25 + ab DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH I NHIỄM SẮC THỂ GIỚI TÍNH Khái niệm - NST gt loại NST có chứa gen qđ giới tính - Tuy nhiên ngồi gen qđ gt NST gt chứa gen qđ tính trạng thường - Sự di truyền gen quy định tính trạng thường nằm NST giới tính gọi di truyền liên kết với giới tính Một số chế tb học để xđ gt NST - Giới tính cá thể phụ thuộc vào có mặt cặp NST gt tb VD: + XX: giống cái, XY: giống đực người, ruồi giấm, động vật có vú, gai, chua me… + XX: giống đực, XY: giống chim, ếch nhái, bò sát, bướm, dâu tây… + XX: giống cái, XO: giống đực châu chấu, bọ xít, rệp… + XX: giống đực, XO: giống bọ nhậy II GEN TRÊN NST GIỚI TÍNH X - Kết lai thuận lai nghịch khác - Tính trạng xuất khơng giới đực - Ở người, Bệnh gen nằm X quy định xuất nam nhiều nữ nam cần alen lặn biểu bệnh nữ cần đến alen lặn - Tuân theo quy luật di truyền chéo (mẹ truyền cho trai, bố truyền cho gái) III GEN TRÊN NST GIỚI TÍNH Y - Tính trạng xuất giới dị giao (XY) - Tuân theo quy luật di truyền thẳng (bố truyền cho trai) IV Ý NGHĨA CỦA DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH - Điều khiển tỉ lệ đực theo ý muốn chăn nuôi, trồng trọt - Nhận dạng đực từ nhỏ để phân loại tiện cho chăn ni DI TRUYỀN NGỒI NHIỄM SẮC THỂ ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN NGOÀI NST - Lai thuận lai nghịch cho kq khác nhau, biểu KH đời theo dòng mẹ - Di truyền qua tế bào chất vai trò chủ yếu thuộc tbc tế bào sinh dục - Các tính trạng di truyền qua tế bào chất không tuân theo quy luật thuyết di truyền NST tế bào chất khơng phân cho tế bào NST - Các tính trạng di truyền qua tế bào chất truyền theo dịng mẹ, khơng phải tính trạng di truyền theo dịng mẹ liên quan với gen tế bào chất - Tính trạng gen tế bào chất quy định tồn thay nhân tế bào nhân có cấu trúc di truyền khác ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẾN SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN I MỐI QUAN HỆ GIỮA KIỂU GEN, MƠI TRƯỜNG VÀ KIỂU HÌNH - Gen (ADN) mARN pơlipeptit prơtêin tính trạng - P khơng truyền đạt cho tính trạng hình thành sẵn mà truyền đạt KG - KG quy định khả phản ứng thể trước mt Kiểu hình kết tương tác KG môi trường II THƯỜNG BIẾN Khái niệm Thường biến biến đổi KH KG, phát sinh đời cá thể ảnh hưởng môi trường, không biến đổi KG Đặc điểm - Dồng loạt theo hướng xác định tương ứng với điều kiện môi trường - Không di truyền - Ý nghĩa : Nhờ có thường biến mà thể phản ứng linh hoạt KH, đảm bảo thích ứng trước thay đổi thời theo chu kỳ điều kiện môi trường III MỨC PHẢN ỨNG Khái niệm Tập hợp KH KG tương ứng với môi trường khác gọi mức phản ứng Sự mềm dẻo KH - Sự mềm dẻo KH tượng kg biến đổi kiểu hình trước điều kiện mơi trường khác - Nguyên nhân: Do sv có tự điều chỉnh sinh lí giúp sv thích nghi với thay đổi mơi trường - Tính chất: Mức độ mềm dẽo kiểu hình phụ thuộc vào kiểu gen, kiểu gen điều chỉnh kiểu hình phạm vi định - Kết luận : + Kiểu gen qui định suất giống + Kĩ thuật sx qui định suất cụ thể giống mức phản ứng kiểu gen qui định + Năng suất kết tác động giống kĩ thuật Lưu ý: 10 - Thành cơng việc giải thích hình thành đặc điểm thích nghi sinh vật, nguồn gốc chung sinh giới -Tuy nhiên, hạn chế trình độ khoa học đương thời, Đacuyn chưa thể hiểu rõ nguyên nhân phát sinh biến dị chế di truyền biến dị * So sánh điểm học thuyết Đácuyn với học thuyết tiến hóa đại chọn lọc tự nhiên: Điểm so sánh ĐacUyn Thuyết tiến hóa đại Nguyên liệu CLTN Là biến đổi cá thể ảnh Là đột biến biến dị tổ hợp hưởng điều kiện môi trường, chủ yếu biến dị cá thể qua sinh sản Đơn vị tác động Cá thể Ở loài giao phối quần thể đơn vị Thực chất tác động Phân hóa khả sống sót Phân hóa khả sống sót CLTN cá thể lồi sinh sản cá thể mang kiểu gen thích nghi quần thể Kết Sự sống sót cá thể Sự sinh sản ưu phát triển thích nghi KG thích nghi II HỌC THUYẾT TIẾN HÓA TỔNG HỢP HIỆN ĐẠI: Phân biệt tiến hóa nhỏ với tiến hóa lớn: Khái niệm Kết Thời gian Quy mơ Nghiên cứu Tiến hố nhỏ Là trình biến đổi cấu trúc di truyền quần thể (làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể) tác dụng nhân tố tiến hóa HÌnh thành lồi Ngắn Nhỏ (cấp quần thể) Nghiên cứu thực nghiệm Tiến hố lớn Là q trình hình thành đơn vị phân loại loài: chi, họ, bộ, lớp, ngành, giới Hình thành lớp phân loại lồi Dài Lớn Nghiên cứu gián tiếp qua tài liệu, hoá thạch Nguồn biến dị di truyền quần thể - Biến dị di truyền: đột biến (nguyên liệu sơ cấp), biến dị tổ hợp (nguyên liệu thứ cấp) Đơn vị tiến hoá sở quần thể quần thể có: - Tính tồn vẹn khơng gian thời gian - Tồn thực tự nhiên - Biến đổi cấu trúc di truyền qua hệ Các nhân tố tiến hóa: nhân tố làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể CÁC NHÂN TỐ Đặc điểm TIẾN HÓA ĐỘT BIẾN - Làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen - Đột biên làm xuất alen (rất chậm) làm giàu vốn gen - Đột biến có tần số thấp 10-6 – 10-4 nguyên liệu tiến hóa vì: số gen có tần số đột biến cao Số lượng gen lớn Số cá thể quần thể lớn - Đột biến có hại ngun liệu tiến hóa vì: phần lớn đột biến gen lặn, giá trị thích nghi đột biến thường tùy thuộc vào môi trường tổ hợp gen 17 - Đột biến gen nguyên liệu sơ cấp chủ yếu vì: Đột biến gen phổ biến đột biến NST, đột biến gen ảnh hưởng đến sức sống đột biến NST DI NHẬP Kn: Di nhập gen tượng trao đổi cá thể giao tử quần GEN thể Vai trò:- Làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể - Có thể làm giàu làm nghèo vốn gen CLTN - Nguyên liệu CLTN nguồn biến dị di truyền, gồm đột biến biến dị tổ hợp - Chọn lọc tự nhiên phân hố khả sống sót sinh sản cá thể với kiểu gen khác quần thể - Chọn lọc tự nhiên tác động trực tiếp lên kiểu hình qua gián tiếp làm biến đổi thành phần kiểu gen quần thể - Làm biến đổi tần số alen quần thể theo hướng xác định (tăng alen lợi – giảm alen hại) - Làm nghèo vốn gen quần thể - CLTN chống lại alen trội diễn nhanh gen trội biểu KH trạng thái dị hợp tử - CLTN chống lại alen lặn chậm đào thải trạng thái đồng hợp tử - CLTN quy định chiều hướng nhịp độ tiến hố - Khơng tác động lên gen riêng lẻ mà tác động lên toàn kiểu gen - Không tác động lên cá thể mà tác động lên quần thể CÁC YẾU TỐ - Làm biến đổi tần số tương đối alen thành phần kiểu gen NGẪU NHIÊN quần thể cách ngẫu nhiên, đột ngột (đặc biệt quần thể có kích thước nhỏ), khơng theo chiều hướng định - Các yếu tố ngẫu nhiên tác động làm cho alen dù có lợi bị loại bỏ hồn tồn khỏi quần thể alen có hại phổ biến quần thể - Làm nghèo vốn gen quần thể GIAO PHỐI - Không làm thay đổi tần số alen quần thể lại làm thay đổi thành KHÔNG NGẪU phần kiểu gen theo hướng tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp tử giảm dần NHIÊN tần số kiểu gen dị hợp tử - Là nguồn nguyên liệu thứ cấp trình tiến hóa -Làm nghèo vốn gen quần thể * Vai trò giao phối ngẫu nhiên tiến hố: làm trung hồ tính có hại gen đột biến, làm phát tán gen đột biến quần thể, tạo nên đa hình kiểu gen kiểu hình quần thể tạo nên vơ số biến dị tổ hợp (nguyên liệu thứ cấp cho tiến hoá) Loài sinh học: a Khái niệm: Loài giao phối quần thể nhóm quần thể: - Có tính trạng chung hình thái, sinh lí - Có khu phân bố xác định - Các cá thể có khả giao phối với sinh đời có sức sống, có khả sinh sản cách li sinh sản với nhóm quần thể thuộc loài khác b Các tiêu chuẩn để phân biệt lồi thân thuộc - Tiêu chuẩn hình thái - Tiêu chuẩn địa lí – sinh thái - Tiêu chuẩn sinh lí – sinh hóa (dùng cho lồi sinh sản vơ tính vi sinh vật) - Tiêu chuẩn cách li sinh sản (quan trọng đánh dấu xuất loài mới) c Các chế cách li sinh sản loài: 18 Cách li trước hợp tử Cách li sau hợp tử - Là trở ngại ngăn cản sinh vật giao phối Là trở ngại ngăn cản hợp tử phát triển với thành lai ngăn cản lai hữu thụ - Các loại: + Cách li nơi (sinh cảnh) + Cách li tập tính + Cách li học + Cách ly thời gian Vai trò chế cách li - Ngăn cản quần thể loài trao đổi vốn gen cho lồi trì đặc trưng riêng củng cố, tăng cường phân hóa thành phần kiểu gen quần thể bị chia cắt * Khắc phục tượng bất thụ thể lai xa: tiến hanh đa bội hóa thể lai xa (thể song nhị bội) d Các đường hình thành lồi: d.1 Hình thành lồi đường địa lí (khác khu vực địa lí) * Qúa trình hình thành lồi đường cách li địa lí có đặc điểm sau: - Sự cách li địa lí chỉ góp phần trì khác biệt tần số alen thành phần kiểu gen quần thể tạo nhân tố tiến hóa - Sự cách li sinh sản xuất quần thể hồn tồn mang tính ngẫu nhiên Vì thế, có quần thể sống cách li mặt địa lí lâu khơng hình thành lồi - Hình thành lồi đường cách li địa lí hay xảy động vật có khả phát tán mạnh thực vật có khả phát tán nhờ gió, nước, động vật - Q trình hình lồi đường cách li địa lí thường xảy cách chậm chạp qua nhiều giai đoạn trung gian chuyển tiếp - Q trình hình thành lồi thường gắn liền với q trình hình thành quần thể thích nghi Tuy nhiên, q trình hình thành quần thể thích nghi khơng thiết dẫn đến hình thành lồi d Hình thành lồi khu vực địa lí Đặc điểm Hình thành lồi cách li tập tính Hình thành lồi đường sinh thái Hình thành lồi lai xa đa bội hóa Ví dụ - Hai lồi cá giống hình thái khác màu sắc, cá màu đỏ thích giao phối với cá màu đỏ, cá màu xám thích giao phối với cá màu xám - Cách ve vãn bạn tình khác loài ruồi giấm Đặc điểm Tốc độ hình thành lời Tốc độ hình thành lời - Gồm (đa bội hóa khác nguồn, đa chậm chậm bội nguồn, tái cấu trúc NST) - Xảy nhanh Có 75% lồi thực vật có hoa 95% loài dương xỉ - Loài mao lương sống ven bờ - Lai cải củ cải bắp hoa sớm loài mao lương - Lai lồi lúa mì sống bãi bồi vào mùa nước lồi mao lương sống bãi bồi bị ngập nước phải tập trung sinh trưởng để khơng bị ngập nước - Những lồi cá hồi hồ Xevan sống gốc hồ khác có thời gian sinh sản khác - Lồi sống A, thiếu thức ăn nhóm chuyển sang ăn lồi B 19 hình thành đường lai xa đa bội hoá Đối tượng Động vật thực vật Động vật di chuyển, chủ yếu xảy thực vật Xảy thực vật nhiều động vật CHIỀU HƯỚNG TIẾN HĨA CHUNG CỦA SINH GIỚI - Chiều hướng tiến hóa sinh giới theo quan niệm đại: + Ngày đa dạng phong phú + Tổ chức ngày cao + Thích nghi ngày hợp lí (quan trọng nhất) Khi xét mối quan hệ họ hàng người ta không dùng quan tương tự PHẦN 2: SỰ PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA SỰ SỐNG I Nguốn gốc sống: Qúa trình tiến hóa hóa học: a Sự hình thành chất hữu đơn giản từ chất vơ cơ: - Tiến hóa hóa học chia thành bước: + Quá trình hình thành chất hữu đơn giản từ chất vô cơ: bầu khí ngun thủy có chất nước, NH3, khí cácbơnic, khí nitơ… Khí ngun thủy chưa có khí oxi Tiến hố tiền sinh học: - Tiến hóa tiền sinh học giai đọan hình thành nên tế bào sơ khai sau hình thành nên tế bào sống - Bằng thực nghiệm người ta tạo giọt lipôxôm cho lipit chất hữu khác vào nước Hay hạt cơaxecva từ hạt keo 3.Tiến hóa sinh học: - Tiến hóa sinh học giai đoạn tiến hóa từ tế bào hình thành nên loài sinh vật ngày tác động nhân tố tiến hóa II Sự phát triển sinh giới qua đại địa chất Người ta chia lịch sử Trái Đất kèm theo sống thành đại: đại Thái cổ, đại Nguyên sinh, đại Cổ sinh, đại Trung sinh, đại Tân sinh * Sự giống người vượn người - Vượn người có kích thước gần với người (cao 1,5 – 2m) - Vượn người có xương cấu tạo tương tự người, với 12 – 13 đôi xươgn sườn, -6 đốt sống cùng, gồm 32 - Nội quan có xếp, cấu tạo, chức quan tương tự - Đều đẻ nuôi sữa - Não giống với người kích thước nếp nhăn Nên chúng có kí ức tốt động vật khác Ngồi chúng biết tư cụ thể - Vượn người người có nhóm máu, có hemoglobin giống người - Bộ gen người giống tinh tinh 98% - Đặc tính sinh sản giống nhau: Kích thước, hình dạng tinh trùng, cấu tạo thai, chu kì kinh nguyệt… - Vượn người có số tập tính giống người: biết biểu lộ tình cảm vui, buồn… Những đặc điểm giống chứng tỏ vượn người người có nguồn gốc chung có quan hệ họ hàng thân thuộc Nhưng từ điểm khác người vượn người ta kết luận vượn người ngày tổ tiên trực tiếp lồi người Người vượn người ngày có nguồn gốc phát sinh theo hướng khác 20 CHUYÊN ĐỀ 5: SINH THÁI HỌC A MÔI TRƯỜNG – CÁ THỂ - QUẦN THỂ - QUẦN XÃ I MÔI TRƯỜNG SỐNG – CÁ THỂ: Khái niệm Là tất nhân tố bao quanh sinh vật, có tác động trực tiếp gián tiếp tới sinh vật; ảnh hưởng đến tồn tại, sinh trưởng, phát triển hoạt động khác sinh vật Các loại - Môi trường cạn bao gồm mặt đất lớp khí quyển, nơi sinh sống mơi phần lớn sinh vật trái đất trường - Môi trường đất gồm lớp đất sâu khác nhau, có sinh vật đất sinh sống - Môi trường nước gồm vùng nước ngọt, nước lợ nước mặn có sinh vật thuỷ sinh - Mơi trường sinh vật gồm có thực vật, động vật người, nơi sống sinh vật khác sinh vật kí sinh, cộng sinh Các nhân tố sinh thái MÔI TRƯỜNG SỐNG – CÁ THỂ -KN: Nhân tố sinh thái tất nhân tố mơi trường có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp tới đời sống sinh vật - Các nhóm nhân tố sinh thái: + Nhóm nhân tố sinh thái vơ sinh tất nhân tố vật lý, hố học, khí hậu mơi trường xung quanh sinh vật + Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh giới hữu môi trường, mối quan hệ sinh vật (hoặc nhóm sinh vật) với sinh vật (hoặc nhóm sinh vật) khác sống xung quanh Trong nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh, nhân tố người nhấn mạnh nhân tố có ảnh hưởng lớn tới đời sống nhiều sinh vật Giới hạn sinh thái -KN: Giới hạn sinh thái khoảng giá trị xác định nhân tố sinh thái mơi trường mà sinh vật tồn phát triển ổn định theo thời gian - Trong giới hạn sinh thái có điểm giới hạn (max), điểm giới hạn (min), khoảng cực thuận (khoảng thuận lợi) khoảng chống chịu Vượt điểm giới hạn, sinh vật chết + Khoảng thuận lợi khoảng nhân tố sinh thái mức độ phù hợp, đảm bảo cho loài sinh vật thực chức sống tốt + Khoảng chống chịu khoảng nhân tố sinh thái gây ức chế cho hoạt động sinh lí sinh vật - VD :Cá rô phi nuôi nước ta có giới hạn sinh thái từ 5,60C đến 420C Nhiệt độ 5,60C gọi giới hạn dưới, 420C gọi giới hạn Khoảng nhiệt độ thuận lợi cho chức sống cá từ 200C đến 350C Khoảng nhiệt độ chống chịu từ 5,60C đến 200C từ 350C đến 420C Ổ sinh thái - KN: Ổ sinh thái lồi “khơng gian sinh thái” mà tất nhân tố sinh thái môi trường nằm giới hạn sinh thái cho phép lồi tồn phát triển lâu dài - VD: + Giới hạn sinh thái ánh sáng loài khác Một số lồi có tán vươn lên cao thu nhận nhiều ánh sáng mặt trời, số loài lại ưa 21 sống tán loài khác, hình thành nên ổ sinh thái tầng rừng + Kích thước thức ăn, loại thức ăn, hình thức bắt mồi, lồi tạo nên ổ sinh thái dinh dưỡng Như chim ăn sâu, chim ăn hạt cây, có chim ăn hạt lớn, chim ăn hạt vừa, chim ăn hạt nhỏ khác kích thước mỏ Như vậy, chúng nơi thuộc ổ sinh thái dinh dưỡng khác - Trong ổ sinh thái ổ dinh dưỡng đóng vai trị quan trọng chức dinh dưỡng chi phối tất chức khác Các loài cạnh với chúng có ổ sinh thái trùng Mức độ cạnh tranh mạnh hay yếu phụ thuộc vào ổ sinh thái trùng nhiều hay II QUẦN THỂ - QUẦN XÃ QUẦN THỂ QUẦN XÃ KHÁI NIỆM Là tập hợp cá thể loài, sống khoảng không gian xác định, vào thời điểm định, có khả sinh sản tạo thành hệ Quần xã sinh vật tập hợp quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác sống không gian định (gọi sinh cảnh) Các sinh vật quần xã có mối quan hệ gắn bó với thể thống quần xã có cấu trúc tương đối ổn định CÁC MỐI QUAN HỆ SINH THÁI * Quan hệ hỗ trợ Quan hệ hổ trợ: - KN: Là mối quan hệ cá thể loài hỗ Bảng phụ trợ lẫn hoạt động sống lấy thức ăn, Quan hệ đối kháng: chống lại kẻ thù, sinh sản Bảng phụ - VD: động vật sống bầy đàn, bồ nông xếp thành hàng bắt nhiều cà bồn nông riêng lẽ; thực vật có tượng liền rễ cá thể sống gần - Ý nghĩa: đảm bảo cho quần thể tồn ổn định, khai thác tối ưu nguồn sống môi trường, làm tăng khả sống sót sinh sản cá thể * Quan hệ cạnh tranh: - Xảy mật độ cá thể quần thể tăng lên cao, nguồn sống môi trường không đủ cung cấp cho cá thể quần thể cá thể tranh giành thức ăn, nơi ở, ánh sáng nguồn sống khác; đực tranh giành - Quan hệ cạnh tranh làm cho số lượng phân bố cá thể quần thể trì mức phù hợp với nguồn sống không gian sống, đảm bảo tồn phát triển quần thể -VD: + Cây trồng cỏ dại thường cạnh tranh giành ánh sáng, chất dinh dưỡng + Các hổ, báo cạnh 22 tranh dành nơi ở, kết dẫn đến hình thành khu vực sinh sống cặp hổ, báo bố mẹ + Khi thiếu thức ăn, cá mập cạnh tranh dẫn tới cá lớn ăn thịt cá bé, cá mập nở trước ăn phôi non hay trứng chưa nở CÁC ĐẶC TRƯNG Đặc trưng thành phần loài quần xã: Có đặc trưng Tỉ lệ giới tính: - Là tỉ lệ số cá thể đực quần thể, - Số lượng loài số lượng cá đặc trưng quan trọng đảm bảo hiệu sinh sản thể loài: Số lượng loài, số lượng cá thể loài QT điều kiện môi trường thay đổi biểu thị mức độ đa dạng - Tỉ lệ giới tính thường xấp xỉ 1: quần xã Quần xã ổn định - Tỉ lệ giới tính thay đổi chịu ảnh hưởng nhiều thường có số lượng lồi lớn nhân tố (điều kiện sống môi trường, đặc điểm số lượng cá thể sinh sản, sinh lí tập tính sinh vật ).Xem bảng lồi cao 37.1/ SGK trang 161 - Loài ưu loài đặc trưng Nhóm tuổi: + Lồi đặc trưng lồi - Quần thể có cấu trúc tuổi đặc trưng thành có quần xã phần nhóm tuổi thay đổi theo lồi điều kiện sống có số lượng nhiều hẳn vai trị quan trọng - Có nhóm tuổi chủ yếu : Trước sinh sản, sinh sản, loài khác sau sinh sản + Một quần thể dạng phát triển có nhóm tuổi trước VD: Trong quần xã cạn, lồi thực vật có hạt chủ sinh sản cao (tháp có đáy rộng); yếu thường lồi ưu thế, + Quần thể dạng ổn định có nhóm tuổi sinh sản chúng ảnh hưởng lớn tới khí trước sinh sản hậu môi trường Quần xã + Quần thể suy vong có nhóm tuổi trước sinh sản nhỏ rừng thông với thông lồi chiếm ưu thế, lồi nhóm tuổi sinh sản (tháp có đáy hẹp) khác mọc lẻ tẻ – Cấu trúc tuổi: tán chịu ảnh hưởng + Tuổi sinh lí: thời gian sống đạt tới cá thơng thể quần thể + Loài ưu (loài chủ chốt) + Tuổi sinh thái: thời gian sống thực tế cá thể lồi đóng vai trị quan + Tuổi quần thể: tuổi bình quân cá thể trọng quần xã số lượng cá thể nhiều, sinh khối quần thể lớn hoạt động mạnh - Nghiên cứu nhóm tuổi giúp bảo vệ VD: Cây cọ có nhiều khai thác tài nguyên sinh vật có hiệu vùng đồi Phú Thọ, tràm + Khi đánh bắt, mẻ lưới nhiều cá lớn chưa loài đặc trưng quần xã rừng khai thác hết tiềm cho phép tăng cường viêc U Minh đánh bắt Đặc trưng phân bố cá + Khi đánh bắt, mẻ lưới nhiều cá nhỏ thể không gian QX: khai thác mức tiềm cho phép dừng viêc Sự phân bố loài đánh bắt không gian làm giảm bớt mức Sự phân bố cá thề quần thể: (bảng phụ 1) độ cạnh tranh loài Mật độ cá thể quần thể: nâng cao hiệu sử dụng - Là số lượng cá thể quần thể đơn vị diện nguồn sống môi trường Có kiểu phân bố: tích hay thể tích quần thể 23 Ví dụ: mật độ thơng 1.000 cây/ha diện tích đồi, - Phân bố theo chiều thẳng mật độ sâu rau con/m2 ruộng rau, mật độ cá mè đứng: giống thả ao con/m3 nước + Ở quần xã rừng mưa nhiệt - Là đặc trưng quần thể đới phân thành nhiều tầng cây, - Có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống tầng thích nghi với mơi trường, tới khả sinh sản tử vong quần mức độ chiếu sáng khác quần xã Sự phân tầng thể thực vật kéo theo phân - Có thể thay đổi theo mùa, theo năm theo điều tầng loài động vật sống kiện sống rừng, nhiều lồi chim, trùng sống tán Kích thước quần thể: cao; khỉ, vượn, sóc sống leo - KN: Là số lượng cá thể (hoặc sản lượng hay trèo cành cây; lượng tích lũy cá thể) quần thể có nhiều lồi động vật sống VD: + QT Voi rừng mưa nhiệt đới có kích mặt đất tầng thước khoảng 25 con/QT đất + QT gà rừng có kích thước khoảng 200 con/QT + Ở quần xã biển, sinh vật + QT hoa đỗ quyên vùng núi Tam Đảo có phân bố theo độ sâu nước tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng kích thước khoảng 150 cây/QT ánh sáng lồi Ở lớp - Có hai trị số kích thước quần thể: nước mặt có tảo lục, tảo + Kích thước tối thiểu số lượng cá thể mà lam; xuống sâu có tảo QT cần để trì tồn phát triển nâu; lớp nước có ánh sáng yếu + Kích thước tối đa giới hạn cuối số lượng có tảo đỏ mà quần thể đạt được, phù hợp với khả - Phân bố theo chiều ngang: cung cấp nguồn sống môi trường + Trên đất liền sinh vật phân - Những nhân tố làm thay đổi kích thước quần bố thành vùng khác thể mặt đất, vùng có số lượng sinh vật phong phú khác + Mức sinh sản nhau, chịu ảnh hưởng + Mức độ tử vong (là yếu tố quan trọng chi phối điều kiện tự nhiên chế tự điều chỉnh số lượng cá thể QT + Ở quần xã biển, vùng gần bờ + Sự phát tán cá thể (xuất cư, nhập cư) quần thể thành phần sinh vật phong sinh vật phú, khơi xa số lượng - Kích thước QT tính theo cơng thức: lồi dần Nt = No + B - D + I - E Trong : Nt No số lượng cá thể quần thể thời điểm t to ; B mức sinh sản ; D mức tử vong ; I mức nhập cư E mức xuất cư - Mức sống sót (Ss) : số cá thể sống sót đến thời điểm định Ss = I – D Trong : I kích thước quần thể xem đơn vị; D mức tử vong Tăng trưởng QT: - Tăng trưởng quần thể theo tiềm sinh học: Khi điều kiện môi trường thuận lợi, không giới hạn, 24 khả sinh học thuận lợi cho sinh sản, QT tăng trưởng theo đồ thị có dạng chữ J - Tăng trưởng thực tế : Khi điều kiện môi trường không hoàn toàn thuận lợi; bị giới hạn, hạn chế khả sinh sản,QT tăng trưởng theo đồ thị có dạng chữ S - Tăng trưởng quần thể người: + Dân số giới tăng liên tục suốt trình phát triển lịch sử Dân số tăng nhanh nguyên nhân làm chất lượng môi trường giảm sút + Dân số nhân loại phát triển theo giai đoạn : ∙ Giai đoạn nguyên thuỷ, dân số tăng chậm ∙ Giai đoạn văn minh nông nghiệp, dân số bắt đầu tăng ∙Giai đoạn công nghiệp, giai đoạn hậu công nghiệp, dân số tăng mạnh bùng nổ dân số BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ CỦA QT DIỄN THẾ SINH THÁI Khái niệm: Biến động số lượng cá thể quần Khái niệm diễn sinh thể tăng hay giảm số lượng cá thể quần thể thái: Diễn sinh thái trình biến đổi quần Các kiểu biến động số lượng cá thể xã qua giai đoạn, song - Biến động theo chu kì biến động xảy song có biến đổi mơi thay đổi có tính chu kì mơi trường trường, để đến cuối có VD: + Ở đồng rên phương Bắc, theo chu kì -4 năm/ quần xã tương đối ổn định lần, số lượng cáo lại tăng lên gấp 100 lần sau lại Các loại diễn sinh thái: giảm, theo chu kì biến động chuột lemmut BẢNG PHỤ (là mồi chủ yếu cáo) Nguyên nhân diễn thế: + Cá cơm Peru có chu kì biến động khoảng 10 – 12 - Ngun nhân bên ngồi năm, dịng nước chảy lám cá chết hàng loạt thay đổi điều + Ở Việt Nam: vào mùa xuân hè có khí hậu ấm kiện tự nhiên, khí hậu áp, sâu hại xuất nhiều Chim cu gáy loài chim ăn hạt thường xuất vào thời gian thu hoạch lúa, - Nguyên nhân bên ngô năm Muỗi thường có nhiều thời tiết tương tác loài ấm áp độ ẩm cao Ếch nhái có nhiều cào mùa quần xã (như cạnh tranh gay gắt loài mưa quần xã, quan hệ sinh - Biến động khơng theo chu kì: tăng giảm vật ăn sinh vật ) cách đột ngột thay đổi bất thường thời tiết: lũ lụt, bão, cháy rừng, dịch bệnh hay hoạt Ngoài hoạt động khai thác tài nguyên người động khai thác tài nguyên mức người gây diễn sinh Nguyên nhân gây biến động số lượng cá thể thái quần thể Tầm quan trọng việc - Do thay đổi nhân tố sinh thái vơ sinh (khí nghiên cứu diễn thế: hậu, thổ nhưỡng) - Nghiên cứu diễn sinh thái + Nhóm nhân tố vơ sinh tác động trực tiếp lên sinh giúp hiểu biết vật mà không phụ thuộc vào mật độ cá thể quần quy luật phát triển thể nên cịn gọi nhóm nhân tố khơng phụ thuộc quần xã sinh vật, dự đoán mật độ quần thể quần xã tồn trước 25 + Các nhân tố sinh thái vô sinh ảnh hưởng đến trạng quần xã thay thái sinh lí cá thể Sống điều kiện tự tương lai nhiên không thuận lợi, sức sinh sản cá thể giảm, - Từ chủ động xây khả thụ tinh kém, sức sống non thấp dựng kế hoạch việc bảo - Do thay đổi nhân tố sinh thái hữu sinh (cạnh vệ khai thác hợp lí tranh cá thể QT, số lượng kẻ thù ăn thịt) nguồn tài nguyên thiên nhiên + Nhóm nhân tố hữu sinh bị chi phối mật - Đồng thời kịp thời đề độ cá thể quần thể nên gọi nhóm nhân tố sinh xuất biện pháp khắc phục biến đổi bất lợi môi thái phụ thuộc mật độ quần thể + Các nhân tố sinh thái hữu tính ảnh hưởng lớn tới trường, sinh vật người khả tìm kiếm thức ăn, nơi Sự điều chỉnh số lượng cá thể quần thể điều chỉnh sức sinh sản, tỉ lệ tử vong, xuất cư, nhập cư - Khi điều kiện môi trường thuận lợi (hoặc số lượng cá thể quần thể thấp) mức tử vong giảm, sức sinh sản tăng, nhập cư tăng tăng số lượng cá thể quần thể - Khi điều kiện mơi trường khó khăn (hoặc số lượng quần thể cao) mức tử vong tăng, sức sinh sản giảm, xuất cư tăng giảm số lượng cá thể quần thể * Trạng thái cân quần thể trạng thái mà số lượng cá thể ổn định phù hợp với khả cung cấp nguồn sống mơi trường VÍ DỤ - Các tập hợp cá thể sau quần thể : Cá trắm cỏ ao Voi khu bảo tồn Yokđơn Ví dụ: quần xã núi đá vơi, quần xã vùng ngập triều, quần xã hồ, quần xã rừng liêm, quần xã đồng cỏ, quần xã bụi Ốc bưu vàng ruộng lúa Sen đầm Sim đồi - Tập hợp cá thể sau quần thể Cá rô phi đơn tính hồ Bèo mặt ao ven hồ Chuột vườn Chim lũy tra làng BẢNG PHỤ 1: CÁC KIỂU PHÂN BỐ TRONG QT Kiểu phân bố Đặc điểm Ý nghĩa sinh thái 26 Ví dụ Phân bố theo nhóm Các cá thể tập trung theo nhóm nơi có điều kiện sống Các cá thể hỗ trợ lẫn chống lại điều kiện bất lợi môi trường Nhóm bụi mọc hoang dại, đàn trâu rừng, … Phân bố đồng Trong trường hợp điều kiện sống phân bố đồng mơi trường, có cạnh tranh gay gắt cá thể quần thể Làm giảm mức độ cạnh tranh cá thể quần thể Cây thông rừng thông, đàn hải âu làm tổ Phân bố ngẫu nhiên Xảy điều kiện sống phân bố không đồng mơi trường, cá thể khơng có đặc tính kết hợp nhóm phụ thuộc vào Sinh vật tận dụng nguồn sống tiềm tàng mơi trường Ví dụ: Các lồi sâu sống tán cây; lồi sị sống phù sa vùng triều; loài gỗ sống rừng mưa nhiệt đới BẢNG PHỤ 2: QUAN HỆ HỔ TRỢ TRONG QX ĐẶC ĐIỂM CỘNG Hai loài hợp tác chặt chẽ nhiều trường SINH hợp thiết phải có nhau; tách riêng hai lồi có hại VD – Nấm, vi khuẩn tảo đơn bào cộng sinh địa y; – Vi khuẩn lam cộng sinh nốt sần họ Đậu; – Vi khuẩn sống ruột mối giúp mối tiêu hố xenlulơ – Hải quỳ cua HỢP TÁC Hai loài có lợi – Chim sáo trâu rừng sống chung không – Chim mỏ đỏ linh dương thiết phải có nhau; tách riêng hai lồi – Lươn biển cá nhỏ có hại HỘI SINH Khi sống chung loài – Hà xun (Balamus) bám mai rùa có lợi, lồi khơng có biển, da cá mập lợi khơng có hại gì; tách riêng lồi có hại cịn lồi khơng bị ảnh hưởng QUAN HỆ HỔ TRỢ BẢNG PHỤ 3: QUAN HỆ CẠNH TRANH TRONG QX ĐẶC ĐIỂM VD CẠNH TRANH - Các loài cạnh tranh – Thực vật tranh giành ánh sáng, nguồn sống, khơng gian sống nước, muối khống; 27 - Cả hai loài bị bất lợi, – Canh tranh thức ăn cú thường lồi thắng chồn rừng cịn lồi khác bị hại nhiều KÍ SINH Một lồi sống nhờ thể – Cây tầm gửi kí sinh lồi khác, lấy chất ni thân gỗ sống thể từ lồi – Dây tơ hồng sống kí sinh thân gỗ – Giun kí sinh thể người QUAN HỆ ĐỐI KHÁNG ỨC CHẾ - Một lồi sống bình thường, CẢM NHIỄM gây hại cho loài khác - Ong bắp cày đẻ trứng lưng sâu dâu – Tảo giáp nở hoa gây độc cho cá, tôm, cua chim ăn loài bị độc – Cây tỏi tiết chất gây ức chế hoạt động vi sinh vật xung quanh SINH VẬT Một loài sử dụng loài khác làm – Bò ăn cỏ; NÀY ĂN SINH thức ăn Bao gồm: Động vật ăn – Chim ăn sâu; VẬT KHÁC động vật, động vật ăn thực vật – Ếch ăn côn trùng; – Hổ ăn thịt thỏ; – Cây nắp ấm bắt ruồi BẢNG PHỤ 4: PHÂN BIỆT DIỄN THẾ NGUYÊN SINH VỚI DIỄN THẾ THỨ SINH Giai đoạn khởi đầu Giai đoạn Giai đoạn cuối Diễn Khởi đầu từ môi Các quần xã sinh vật biến Hình thành quần xã đổi tuần tự, thay lẫn tương đối ổn định nguyên sinh trường trống trơn ngày phát triển đa dạng Diễn thứ Khởi đầu mơi trường có quần xã sinh sinh vật phát triển bị hủy diệt tự nhiên hay khai thác mức người Một quần xã phục hồi thay quần xã bị hủy diệt, quần xã biến đôi thay lẫn 28 Có thể hình thành nên quần xã tương đối ổn định, nhiên nhiều quần xã bị suy thoái B HỆ SINH THÁI – SINH QUYỂN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG I KHÁI NIỆM, THÀNH PHẦN CẤU TRÚC VÀ CÁC KIỂU HỆ SINH THÁI: KN: Bao gồm quần xã sinh vật sinh cảnh quần xã, sinh vật tác động qua lại với với thành phần sinh cảnh tạo nên chu trình sinh địa hố Nhờ đó, hệ sinh thái hệ thống sinh học hoàn chỉnh tương đối ổn định THÀNH PHẦN CẤU TRÚC: Gồm thành phần: - Thành phần vô sinh: + Các chất vô cơ: nước, điôxit cacbon, ôxi, nitơ, phốtpho + Các chất hữu cơ: prôtêin, gluxit, vitamin, hoocmôn + Các yếu tố khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, khí áp - Thành phần hữu sinh: quần xã sinh vật xếp thành nhóm: + Sinh vật sản xuất: sinh vật có khả tự dưỡng ( thực vật, tảo) + Sinh vật tiêu thụ: gồn động vật ăn thực vật động vật ăn thực vật Được xếp theo thứ tự là: sinh vật tiêu thụ bậc 1, sinh vật tiêu thụ bậc 2, sinh vật tiêu thụ bậc sinh vật tiêu thụ bậc cao + Sinh vật phân giải: gồm VSV (vi khuẩn, nấm); số động vật không xương sống (giun đất, sâu bọ ) chúng phận giải xác chết chất thải sinh vật thành chất vô CÁC KIỂU HỆ SINH THÁI: - Hệ sinh thái tự nhiên gồm: + Các hệ sinh thái cạn: rừng nhiệt đới (số lượng thực vật nhiều đa dạng nên cung cấp lượng nhiều nhất), hoang mạc, sa mac, savan đồng cỏ, thảo nguyên, rừng rộng ôn đới, rừng thông phương Bắc đồng rêu hàn đới; + Các hệ sinh thái nước: nước mặn (lợ), nước gồm hệ sinh thái nước đứng (ao, hồ) hệ sinh thái nước chảy (sông, suối) - Hệ sinh thái nhân tạo: người cung cấp lượng(cung cấp thức ăn, bón phân ) II TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI: TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG QX SINH VẬT: a Chuỗi thức ăn - Là dãy lồi sinh vật có mối quan hệ với mặt dinh dưỡng, lồi ăn lồi khác phía trước thức ăn lồi phía sau - Có loại chuỗi thức ăn + Chuỗi thức ăn bắt đầu sinh vật sản xuất Ví dụ: Cỏ Châu chấu Ếch Rắn + Chuỗi thức ăn bắt đầu sinh vật ăn mùn bã hữu Ví dụ: Giun (ăn mùn) tôm người b Lưới thức ăn tập hợp chuỗi thức ăn hệ sinh thái có mắt xích chung c.Bậc dinh dưỡng: lồi mức lượng sử dụng thức ăn mức lượng lưới thức ăn (hoặc chuỗi thức ăn) Trong quần xã có nhiều bậc dinh dưỡng: 29 + Bậc dinh dưỡng cấp (sinh vật sản xuất): sinh vật tự dưỡng + Bậc dinh dưỡng cấp (sinh vật tiêu thụ bậc 1): động vật ăn sinh vật sản xuất + Bậc dinh dưỡng câp (sinh vật tiêu thụ bậc 2): động vật ăn sinh vật tiêu thụ bậc + Bậc dinh dưỡng cấp 4, cấp (sinh vật tiêu thụ bậc 3, bậc 4): + Bậc dinh dưỡng cấp cao nhất: bậc cuối chuỗi thức ăn THÁP SINH THÁI: - Bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau, hình chữ nhật có chiều cao nhau, cịn chiều dài biểu thị độ lớn bậc dinh dưỡng Tháp sinh thái cho biết mức độ dinh dưỡng bậc tồn quần xã - Có loại hình tháp sinh thái + Tháp số lượng xây dựng dựa số lượng cá thể sinh vật bậc dinh dưỡng + Tháp sinh khối xây dựng dựa khối lượng tổng số tất sinh vật đơn vị diện tích hay thể tích bậc dinh dưỡng + Tháp lượng (hoàn thiện nhất) xây dựng dựa số lượng tích luỹ đơn vị diện tích hay thể tích đơn vị thời gian bậc dinh dưỡng - Vận dụng: Thiết lập chuỗi, lưới thức ăn, xác định bậc dinh dưỡng bậc sinh vật tiêu thụ chuỗi thức ăn III CHU TRÌNH SINH ĐỊA HĨA, SINH QUYỂN VÀ DÒNG NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI VÀ HIỆU SUẤT SINH THÁI CHU TRÌNH SINH ĐỊA HĨA: - Là chu trình trao đổi chất tự nhiên Một chu trình sinh địa hố gồm có thành phần: Tổng hợp chất, tuần hoàn chất tự nhiên, phân giải lắng đọng phần vật chất (trong đất, nước ) - Một số chu trình sinh địa hóa: + Chu trình cacbon: ● Cacbon vào chu trình dạng cacbondioxit (CO2) ● Nồng độ khí CO2 tăng lên nguyên nhân hiệu ứng nhà kính > làm cho Trái Đất nóng lên > gây nhiều thiên tai + Chu trình nước: ● Nước Trái Đất luân chuyển theo vòng tuần hoàn ● Nước mưa rơi xuống Trái Đất chảy mặt đất, phần thấm xuống mạch, phần lớn tích lũy đại dương, sơng, hồ Nước mưa trở lại khí dạng nước thơng qua hoạt động thoát nước bốc nước mặt đất DÒNG NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI, HIỆU SUẤT SINH THÁI - Năng lượng hệ sinh thái chủ yếu lấy từ lượng ánh sáng mặt trời Năng lượng ánh sáng mặt trời từ MT vào quần xã mắt xích sinh vật sản xuất sinh vật tiêu thụ cấp sinh vật phân huỷ trả lại mơi trường Trong q trình lượng giảm dần qua bậc dinh dưỡng - Sản lượng sinh vật sơ cấp thứ cấp + Sản lượng sinh vật sơ cấp sinh vật sản suất (cây xanh, tảo, số vi sinh vật tự dưỡng) tạo nên q trình quang hợp hố tổng hợp Sản lượng sơ cấp thực tế = Sản lượng sơ cấp thô- sản lượng hô hấp + Sản lượng sinh vật thứ cấp hình thành sinh vật dị dưỡng, chủ yếu động vật 30 - Hiệu suất sinh thái: tỉ lệ phần trăm chuyển hoá lượng bậc dinh dưỡng hệ sinh thái - Hiệu suất sinh thái bậc dinh dưỡng sau tích luỹ thường 10% so với bậc trước liền kề Phần lớn lượng bị qua q trình hơ hấp (khoảng 70%), phần lại bị qua chất thải, phân rơi rụng (khoảng 10%) + Gọi : H (%) hiệu suất sinh thái +Qn: Là lượng bậc dinh dưỡng n +Qn+1: Là lượng bậc dinh dưỡng n+1 H(%) = (Qn/Qn+1)x100% SINH QUYỂN VÀ CÁC KHU SINH HỌC TRÊN TRÁI ĐẤT - Sinh quyển: gồm tồn sinh vật mơi trường vơ sinh Trái Đất hoạt động hệ sinh thái lớn Sinh gồm nhiều khu sinh học - Khu sinh học (biôm) + Là hệ sinh thái cực lớn đặc trưng cho đặc điểm địa lí, khí hậu sinh vật vùng + Các khu sinh học Các khu sinh học cạn bao gồm đồng rêu hàn đới, rừng kim phương Bắc, rừng rụng ôn đới, rừng mưa nhiệt đới… Các khu sinh học nước bao gồm khu sinh học nước ngọt, khu sinh học nước mặn 31