LÝ THUYẾT BẰNG CHỨNG VÀ CƠ CHẾ TIẾN HOÁ SINH HỌC 12

LÝ THUYẾT BẰNG CHỨNG VÀ CƠ CHẾ TIẾN HOÁ SINH HỌC 12. Phù hợp cho gv, hs ôn thi hsg, đại học cao đẳng. Quý thầy cô cần tài liệu xin liên hệ nvquan.workgmail.com hoặc zalo 0354195347........................................................................

NGUYENQUAN - DAI HOC Y HA NOI BẰNG CHỨNG VÀ CƠ CHẾ TIẾN HỐI TĨM TẮT KIẾN THỨC A LÝ THUYẾT CƠ BẢN Bằng chứng tiến hóa - Bằng chứng tiến hóa chứng phản ánh mối quan hệ họ hàng loài sinh vật - Có hai loại chứng tiến hóa: + Bằng chứng trực tiếp: hóa thạch + Bằng chứng gián tiếp: chứng giải phẫu so sánh, chứng phôi sinh học, chứng địa lí sinh vật học, chứng tế bào học sinh học phân tử a Bằng chứng giải phẫu so sánh * Cơ quan tương đồng: + quan bắt nguồn từ quan loài tổ tiên thực chức khác + Cơ quan tương đồng phản ánh tiến hóa phân li *Cơ quan tương tự: +là không không bắt nguồn từ quan loài tổ tiên thực chức giống + Cơ quan tương tự phản ánh tiến hóa đồng quy *Cơ quan thối hóa: quan bắt nguồn từ quan lồi tổ tiên khơng thực chức chức bị tiêu giảm b Bằng chứng tế bào học - Mọi sinh vật (trừ virút) cấu tạo từ tế bào, tế bào sinh từ tế bào sống trước - Tế bào nhân sơ tế bào nhân thực có thành phần bản: màng sinh chất, tế bào chất nhân (hoặc vùng nhân) - Tế bào không đơn vị cấu tạo thể mà cịn có vai trị quan trọng phát sinh phát triển cá thể chủng loại → Phản ánh nguồn gốc chung sinh giới c Bằng chứng sinh học phân tử - Cơ sở vật chất chủ yếu sống đại phân tử: ADN, ARN protein - Tất loại có vật chất di truyền ADN trừ số loại virut có vật chất di truyền ARN ADN có vai trị vật chất mang thơng tin di truyền ADN loài NGUYENQUAN - DAI HOC Y HA NOI cấu tạo từ loại nuclêơtit ADN có vai trị mang truyền đạt thơng tin di truyền - ADN lồi khác thành phần, số lượng, trình tự xếp loại nuclêơtit Chính yếu tố tạo nên tính đặc trưng cho phân tử ADN lồi Sự giống khác nhiều hay thành phần số lượng đặc biệt trật tự xếp nuclêôtit phản ánh mức độ quan hệ họ hàng lồi - Tính thống sinh giới thể mã di truyền Tất loài sinh vật sử dụng chung mã di truyền, dùng chung 20 loại axit amin để cấu tạo nên prôtêin - Sự tương đồng nhiều đặc điểm cấp độ phân tử tế bào chứng minh cho mối quan hệ họ hàng loài Trái Đất - Các lồi có quan hệ họ hàng gần gũi với tương đồng phân tử (ADN, prôtêin) chúng cao ngược lại → Phản ánh nguồn gốc chung sinh giới Các học thuyết tiến hóa a Học thuyết tiến hóa Lamac (nội dung giảm tải) b Học thuyết tiến hóa Đacuyn * Biến dị cá thể Là biến dị xuất q trình sinh sản hữu tính sinh vật Biến dị cá thể nguồn nguyên liệu tiến hóa, chọn giống * Chọn lọc tự nhiên - Nội dung: Vừa đào thải biến dị bất lợi, vừa tích lũy biến dị có lợi cho sinh vật - Động lực: Đấu tranh sinh tồn - Kết quả: Phân hóa khả sống sót sinh sản cá thể quần thể→ hình thành sinh vật thích nghi với mơi trường → Hình thành lồi - Vai trị: Nhân tố qui định hình thành đặc điểm thích nghi thể sv *Chọn lọc nhân tạo - Nội dung: Vừa đào thải biến dị bất lợi, vừa tích lũy biến dị có lợi cho người - Động lực: Nhu cầu thị hiếu người - Kết quả: Mỗi giống vật ni hay trồng thích nghi cao độ với nhu cầu xác định người → tạo giống vật nuôi trồng phù hợp với mục đích khác người - Vai trị: Nhân tố qui định chiều hướng tốc độ biến đổi giống vật nuôi, trồng NGUYENQUAN - DAI HOC Y HA NOI * Sự hình thành lồi Lồi hình thành qua nhiều dạng trung gian tác động CLTN theo đường phân li tính trạng từ nguồn gốc chung c Học thuyết tiến hóa tổng hợp đại *Tiến hóa nhỏ tiến hóa lớn - Tiến hóa nhỏ: + trình biến đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể → Dẫn tới hình thành lồi → Đơn vị sở tiến hóa quần thể + Tiến hóa nhỏ diễn phạm vi tương đối hẹp, thời gian tương đối ngắn, nghiên cứu thực nghiệm - Tiến hóa lớn: + Là q trình hình thành đơn vị phân loại lồi + Tiến hóa lớn diễn phạm vi rộng, thời gian dài, nghiên cứu thực nghiệm * Nguồn nguyên liệu tiến hóa - Đột biến biến dị sơ cấp - Biến dị tổ hợp nguồn nguyên liệu thứ cấp - Di nhập gen (di chuyển cá thể giao tử từ nơi khác) nguồn biến dị di truyền quần thể Các nhân tố tiến hóa - Nhân tố tiến hóa nhân tố làm biến đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể - Có nhân tố tiến hóa: đột biến, di nhập gen, chọn lọc tự nhiên, yếu tố ngẫu nhiên giao phối không ngẫu nhiên a Đột biến - Đột biến biến đổi vật chất di truyền, bao gồm đột biến gen đột biến NST - Đột biến phát sinh ngẫu nhiên, vơ hướng thường có tần số thấp(10-6 – 10-4) - Đột biến gen làm xuất alen  Đột biến gen nguồn nguyên liêu sơ cấp chủ yếu (Đột biến gen phổ biến đột biến NST) - Vai trò đột biến: + cung cấp nguyên liệu sơ cấp cho tiến hóa chọn giống + Làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể chậm NGUYENQUAN - DAI HOC Y HA NOI - Giá trị thích nghi thể đột biến thay đổi khi: môi trường sống thay đổi, tùy tổ hợp đột biến b Di nhập gen ( Dòng gen) - Di nhập gen lan truyền gen từ quần thể sang quần thể khác - Có cách lan truyền gen: lan truyền cá thể lan truyền giao tử - Di nhập gen làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể không theo hướng xác định - Di nhập gen mang đến cho quần thể alen  làm phong phú vốn gen quần thể c Chọn lọc tự nhiên - CLTN phân hóa khả sống sót sinh sản cá thể với kiểu gen khác quần thể - CLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình, tác động gián tiếp lên kiểu gen  Làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể theo hướng xác định - Nếu CLTN chống lại alen trội làm thay đổi tần số alen nhanh so với chống lại alen lặn → CLTN tác động lên quần thể đơn bội làm thay đổi tần số alen nhanh tác động lên quần thể lưỡng bội - CLTN làm giảm đa dạng di truyền quần thể - CLTN không tạo alen mới, kiểu gen d Các yếu tố ngẫu nhiên - Các yếu tố ngẫu nhiên như: thiên tai, lũ lụt, tác động người… làm cho lượng cá thể quần thể giảm mạnh - Các yếu tố ngẫu nhiên làm giảm đa dạng di truyền quần thể, làm nghèo vốn gen quần thể - Mức độ thay đổi tần số alen phụ thuộc vào kích thước quần thể - Các yếu tố ngẫu nhiên làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể không theo hướng xác định - Các yếu tố ngẫu nhiên loại bỏ hồn tồn 1alen khỏi quần thể - Có thể làm thay đổi đột ngột tần số alen quần thể Thúc đẩy tiến hóa e Giao phối không ngẫu nhiên - Giao phối không ngẫu nhiên gồm: tự thụ phấn, giao phối cận huyết, giao phối có lựa chọn NGUYENQUAN - DAI HOC Y HA NOI - Chỉ làm thay đổi thành phần kiểu gen quần thể mà không làm thay đổi tần số alen quần thể - Làm giảm tỉ lệ kiểu gen dị hợp, tăng tỉ lệ kiểu gen đồng hợp  Làm cho alen đột biến nhanh chóng biểu thành kiểu hình - Giao phối khơng ngẫu nhiên làm giảm tính đa dạng di truyền quần thể Lồi chế cách li a Loài - Loài sinh học nhóm quần thể gồm cá thể có khả giao phối với tự nhiên sinh đời có sức sống, có khả sinh sản cách li sinh sản với nhóm quần thể khác  Tiêu chuẩn để phân biệt loài: cách li sinh sản - Với lồi sinh sản vơ tính phải dựa vào tiêu chuẩn: hình thái, sinh lí, hóa sinh, địa lí sinh thái… - Lồi thân thuộc lồi có hình thái giống (lồi đồng hình) cách li sinh sản với b Các chế cách li *Cách li địa lí: - Là trở ngại mặt địa lí (núi, sơng, biển…) ngăn cản cá thể quần thể loài gặp gỡ giao phối với - Vai trò: trì khác biệt tần số alen thành phần kiểu gen quần thể tạo nhân tố tiến hóa *Cách li sinh sản: - Là trở ngại thể sinh vật (trở ngại sinh học) ngăn cản cá thể giao phối với ngăn cản việc tạo lai hữu thụ - Cách li sinh sản bao gồm: + Cách li trước hợp tử: Là trở ngại ngăn cản sinh vật giao phối với (ngăn cản thụ tinh tạo hợp tử) Bao gồm: + Cách li nơi (cách li sinh cảnh): Do sống sinh cảnh khác nên không giao phối với + Cách li tập tính: Do tập tính giao phối khác nên khơng giao phối với NGUYENQUAN - DAI HOC Y HA NOI + Cách li thời gian (mùa vụ, sinh thái): Do mùa sinh sản khác nên không giao phối với + Cách li học: Do đặc điểm cấu tạo quan sinh sản khác nên giao phối với + Cách li sau hợp tử: Là chế ngăn cản việc tạo lai ngăn cản việc tao lai hữu thụ - Vai trị: trì tồn vẹn đặc điểm riêng lồi Q trình hình thành lồi a Khái niệm Hình thành lồi q trình cải biến thành phần kiểu gen quần thể theo hướng thích nghi, tạo hệ gen cách li sinh sản với quần thể gốc → Hình thành lồi = Hình thành đặc điểm thích nghi + Cách li sinh sản b Các đường hình thành lồi *Hình thành lồi khác khu vực địa lí - Cách li địa lí: + Là trở ngại mặt địa lí (núi, sơng, biển…) ngăn cản cá thể quần thể loài gặp gỡ giao phối với + Vai trò: ngăn cản cá thể quần thể giao phối với → trì khác biệt vốn gen quần thể→ Tạo điều kiện cho CLTN tạo khác biệt vốn gen quần thể - Đặc điểm: + Xảy tất nhóm sinh vật (chủ yếu lồi ĐV di chuyển xa, TV phát tán mạnh) + Xảy chậm chạp, qua nhiều giai đoạn chuyển tiếp, thời gian lịch sử lâu dài + Thường dẫn đến hình thành quần thể thích nghi * Hình thành lồi khu vực địa lí - Hình thành lồi cách li tập tính + Chỉ có động vật (đặc biệt lồi động vật có tập tính giao phối phức tạp) + Cơ chế: Trong quần thể ban đầu xuất số biến dị làm thay đổi tập tính giao phối  Nhóm cá thể cách li sinh sản với dạng gốc  hình thành lồi - Hình thành lồi cách li sinh thái + Trong khu vực sống quần thể có điều kiện sinh thái khác NGUYENQUAN - DAI HOC Y HA NOI → CLTN tiến hành theo hướng khác → Hình thành nịi sinh thái → Lồi + Xảy lồi ĐV di chuyển thực vật khả phát tán (ốc sên, trai, hến, cỏ…) - Hình thành lồi nhờ lai xa đa bội hóa + Xảy chủ yếu lồi thực vật sinh sản hữu tính + Lồi có NST mang NST lưỡng bội lồi + Thường nhanh chóng hình thành loài B DẠNG BÀI TẬP Các câu hỏi liên quan đến chứng tiến hóa + Để phân biệt đâu quan tương đồng, đâu quan tương tự, cần xác định cặp quan có chức hay khác chức năng, khác chức quan tương đồng, chức quan tương tự + Để nhớ chứng sinh học phân tử, cần nhớ từ khóa: nucleotit, axit amin, mã di truyền VD: cánh bướm cánh dơi làm nhiệm vụ bay lượn nên cặp quan tương tự + Nếu quan thực chức khác quan tương đồng VD: Cánh tay người có chức cầm, nắm … cịn cánh dơi có chức bay lượn nên cặp quan tương đồng Bài tập nhân tố tiến hoa a Xác định quần thể chịu tác động nhân tố tiến hóa nào? * Phương pháp chung - Xác định tần số alen quần thể qua hệ nghiên cứu - Nếu tần số alen khơng đổi qua hệ quần thể chịu tác động giao phối không ngẫu nhiên - Nếu tần số alen thay đổi theo hướng xác định quần thể chịu tác động CLTN - Nếu tần số alen thay đổi cách đột ngột quần thể chịu tác động yếu tố ngẫu nhiên * VD: Nghiên cứu thay đổi thành phần kiểu gen quần thể qua hệ liên tiếp thu kết sau: NGUYENQUAN - DAI HOC Y HA NOI Thế hệ Kiểu gen AA Kiểu gen Aa Kiểu gen aa F1 0,49 0,42 0,09 F2 0,49 0,42 0,09 F3 0,21 0,38 0,41 F4 0,25 0,30 0,45 F5 0,28 0,24 0,48 Quần thể chịu tác động nhân tố tiến hóa sau đây? A Chọn lọc tự nhiên yêu tố ngẫu nhiên B Đột biến gen chọn lọc tự nhiên C Đột biến gen giao phối không ngẫu nhiên D Các yếu tố ngẫu nhiên giao phối không ngẫu nhiên Hướng dẫn giải - Bước 1: Tìm tần số alen A, a hệ Thế hệ Tần số alen A Tần số alen a F1 0,7 0,3 F2 0,7 0,3 F3 0,4 0,6 F4 0,4 0,6 F5 0,4 0,6 - Bước 2: Dựa vào thay đổi tần số alen để suy kiểu tác động Từ quần thể F1  F2 ta thấy cấu trúc di truyền quần thể không đổi, quần thể cân có tần số A = 0,7; a = 0,3 Từ quần thể F2  Quần thể F3 có biến mạnh tần số tương đối alen, Thế hẹ F3 tần số alen A = 0,4; a = 0,6  Từ F2 đến F3 quần thể chịu tác động yếu tố ngẫu nhiên Từ F3 đến F5, ta thấy tần số tương đôi alen không đổi, nhiên tần số kiểu gen biến đổi theo hướng tăng tỉ lệ kiểu gen đồng hợp, giảm tỉ lệ kiểu gen dị hợp  Từ F3 đến F5 quần thể chịu tác động giao phối không ngẫu nhiên Quần thể chịu tác động nhân tố tiến hóa Các yếu tố ngẫu nhiên giao phối không ngẫu nhiên  Chọn đáp án D b Dự đoán thay đổi tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình hệ có tác động nhân tố tiến hóa * Phương pháp chung - Tất nhân tố tiến hóa làm thay đổi thành phần kiểu gen quần thể nhân tố tiến hóa làm thay đổi tần số alen quần thể (giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen) - Những nhân tố làm thay đổi tần số alen không theo hướng xác định là: NGUYENQUAN - DAI HOC Y HA NOI đột biến, di nhập gen yếu tố ngẫu nhiên - Những nhân tố làm tăng đa dạng di truyền quần thể là: đột biến, nhập gen - Những nhân tố làm giảm đa dạng di truyền quần thể là: giao phối không ngẫu nhiên, yếu tố ngẫu nhiên, chọn lọc tự nhiên, di gen - Những nhân tố tạo kiểu gen cho quần thể là: giao phối không ngẫu nhiên, đột biến, nhập gen - Sự xuất alen tác động nhân tố đột biến nhập gen - Với quần thể bất kì, chọn lọc chống lại kiểu hình trội ln dẫn tới làm giảm tần số alen A, chọn lọc chống lại kiểu hình lặn ln dẫn tới làm giảm tần số alen a - Ở hệ xuất phát quần thể xAA : yAa: zaa có tần số alen A lớn tần số alen a: + Nếu chọn lọc chống lại Aa q trình chọn lọc ln làm tăng tần số alen A + Nếu chọn lọc chống lại AA aa trình chọn lọc làm tăng tần số alen a + Trong trường hợp hệ xuất phát có tần số alen A = a = 0,5 chọn lọc chống lại kiểu hình trung gian không làm thay đổi tần số alen quần thể *VD: Một quần thể sinh vật ngẫu phối chịu tác động chọn lọc tự nhiên có cấu trúc di truyền hệ sau: Nhận xét sau tác động chọn lọc tự nhiên quần thể này? A Các cá thể mang kiểu hình trội bị chọn lọc tự nhiên loại bỏ dần B Chọn lọc tự nhiên loại bỏ kiểu gen đồng hợp giữ lại kiểu gen dị hợp C Chọn lọc tự nhiên loại bỏ kiểu gen dị hợp đồng hợp lặn D Các cá thể mang kiểu hình lặn bị chọn lọc tự nhiên loại bỏ dần Hướng dẫn giải NGUYENQUAN - DAI HOC Y HA NOI Ta thấy tỷ lệ AA; Aa giảm; tỷ lệ aa tăng → Các cá thể mang kiểu hình trội bị chọn lọc tự nhiên loại bỏ dần  Chọn đáp án A