Tổng hợp kiến thức sinh học 12_Luyện thi đại học

Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải PHẦN V: DI TRUYỀN HỌC Chương I: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ -oOoGEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ Q TRÌNH NHÂN ĐƠI CỦA ADN I Khái niện cấu trúc gen Khái niệm gen Gen đoạn phân tử ADN mang thơng tin mã hố cho sản phẩm xác định (sản phẩm chuỗi polypeptit hay ARN) Ví dụ: - Gen Hemơglơbin anpha gen mã hố chuỗi pơlipeptit anpha góp phần tạo nên phân tử Hb tế bào hồng cầu - Gen t.ARN mã hoá cho ARN vận chuyển Cấu trúc gen: a Cấu trúc chung gen cấu trúc Gồm có vùng: - Vùng điều hoà: Nằm đầu 3’ mạch mã gốc gen, có trình tự nuclêơtit đặc biệt giúp ARN pơlymêraza nên nhận biết liên kết để khởi động trình phiên mã, mang tín hiệu khởi động, kiểm sốt, điều hịa q trình phiên mã Tại vùng điều hịa có nhiều trình tự nuclêơtit với chức khác vùng liên kết với prơtêin hoạt hóa (CAP), vùng liên kết với ARN polymeraza (được gọi promoter – vùng khởi động), vùng liên kết với prôtêin ức chế (vùng vận hảnh – operator) - Vùng mã hố: Mang thơng tin quy định sản phẩm gen: mã hoá axit amin chuỗi polypeptit hay ARN + Các gen sinh vật nhân sơ: Có vùng mã hóa liên tục (gen không phân mảnh) + Các gen sinh vật nhân thực: Phần lớn gen có vùng mã hóa khơng liên tục (gen phân mảnh), xen kẻ đoạn mã hóa axit amin (êxơn) đoạn khơng mã hóa axit amin (intron) Trang Nguyễn Ngọc Hải - Vùng kết thúc: Nằm đầu mạch mã gốc gen, mang tín hiệu kết Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: ’ thúc phiên mã chưa thông tin báo hiệu cho ARN polymeraza biết để dừng trình dịch mã thong tin cần thiết khác Các loại gen * Có nhiều loại gen cấu trúc, gen điều hoà, - Gen cấu trúc gen mang thơng tin mã hóa cho sản phẩm tạo nên thành phần cấu trúc hay chức tế bào (gồm gen phân mảnh gen không phân mảnh) chứa khoảng 1200 – 3000 nuclêơtit - Gen điều hịa gen tạo sản phẩm kiểm soát hoạt động gen khác * Ngồi cịn có gen: - Gen nhảy: gen không tĩnh mà có khả xen vào tách khỏi gen khác Gây nên sai sót biến đổi hoạt động chúng - Gen giả: gen mang sai sót đột biến cấu trúc làm thông tin bị lệch lạc đến mức không phiên mã nữa, II Mã di truyền: Mã di truyền trình tự xếp nuclêơtit gen quy định trình tự xếp axít amin phân tử prôtêin Mã di truyền đọc mARN ADN Mã di truyền mã ba Có loại nuclêơtit (A, T, G, X) nên có tất = 64 ba, có 61 ba mã hố cho 20 loại axit amin * Đặc điểm mã di truyền: - Mã di truyền mã ba, nuclêơtit đứng mã hố axit amin - Mã di truyền đọc từ điểm xác định liên tục ba, không chồng gối lên - Mã di truyền có tính đặc hiệu: Một mã ba mã hóa cho axit amin Trang Nguyễn Ngọc Hải - Mã di truyền có tính thối hố (dư thừa): Có nhiều ba khác Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thơn Giáo viên: mã hóa cho loại axit amin trừ AUG UGG - Mã di truyền có tính phổ biến: Tất lồi có chung mã di truyền, trừ vài ngoại lệ - Trong 64 ba có ba kết thúc (UAA, UAG, UGA) ba mở đầu (AUG) mã hố axit amin mêtiơnin sinh vật nhân thực Còn sinh vật nhân sơ foocmin mêtiơnin III Q trình nhân đơi ADN Ngun tắc: - ADN có khả nhân đơi (sao chép, tái bản): Từ một phân tử ADN tạo hai phân tử ADN giống giống với ADN mẹ - Nguyên tắc nhân đôi ADN nguyên tắc bổ sung (A-T; G-X) bán bảo tồn *Q trình nhân đơi ADN diễn trước tế bào bắt đầu bước vào giai đoạn phân chia tế bào (phân bào nguyên phân) vào pha S kỳ trung gian, kỳ kéo dài khoảng đến10 * Thành phần tham gia chủ yếu: - ADN làm khuôn, ADN mồi - Các nuclêôtit tự môi trường nội bào - Các enzim xúc tác: ARN pôlymêraza – tổng hợp ADN mồi; ADN pôlymeraza – kéo dài chuỗi pôlynuclêôtit; Enzim tháo xoắn (enzim helicaza: tách hai mạch đơn ADN, enzim topo isomeraza: mở lỏng vòng xoắn tháo cuộn xoắn); Enzim nối Ligaza,… - ATP Q trình nhân đơi ADN a Nhân đôi ADN sinh vật nhân sơ - Tháo xoắn phân tử ADN: Nhờ enzim tháo xoắn, hai mạch đơn ADN tách (chạc chữ Y) để lộ hai mạch khn Trang Nguyễn Ngọc Haûi - Tổng hợp mạch ADN mới: Cả hai mạch đơn ADN làm khuôn Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: mẫu tổng hợp mạch theo nguyên tắc bổ sung ( A-T; G-X ) từ nuclêôtit tự môi trường nội bào + Mạch mã gốc có chiều từ 3’ →5’ (mạch có đầu 3’- OH) tổng hợp mạch theo chiều 5’ →3’ cách liên tục theo chiều mở xoắn (chiều enzim) + Mạch mã gốc có chiều từ 5’ →3’(mạch có đầu 5’- P) tổng hợp mạch không liên tục, mà tổng hợp đoạn ADN mồi từ theo chiều 5’ →3’ kéo dài thành đoạn gọi Okazaki Sau đoạn Okazaki loại enzim đặc hiệu xúc tác (enzim ligaza) nối lại với để tạo thành mạch Đoạn Okazaki tế bào vi khuẩn dài 1000 – 2000 nuclêôtit - Hai phân tử ADN tạo thành: hai phân tử ADN tạo thành giống giống với ADN mẹ ban đầu Trong ADN có mạch ADN mẹ ban đầu nên gọi “nguyên tắc bán bảo tồn” b Nhân đôi ADN sinh vật nhân thực Cơ chế giống với nhân đôi ADN sinh vật nhân sơ Tuy nhiên có số điểm khác: - Nhân đơi sinh vật nhân thực có nhiều đơn vị nhân đôi (tái bản), mà sinh vật nhân sơ có đơn vị nhân đơi Nên q trình nhân đôi tế bào nhân thực diễn nhanh - Nhân đơi sinh vật nhân thực có nhiều enzim tham gia c Ý nghĩa trình tự (nhân đôi) Sự tổng hợp ADN sở hình thành NST, đảm bảo cho trình phân bào nguyên phân, giảm phân, thụ tinh xảy bình thường, thơng tin di truyền lồi ổn định cấp độ tế bào cấp độ phân tử qua hệ, nhờ sinh giống bố mẹ, ông bà tổ tiên CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN Trang Nguyễn Ngọc Hải Gen gì? Gen có cấu trúc (trình bày cấu trúc chung Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thơn Giáo viên: gen)? Có loại gen? Cho ví dụ số loại gen Nêu đặc điểm mã di truyền Thế nhân đôi ADN theo nguyên tắc bổ sung nguyên tắc bán bảo tồn? Thế đoạn Okazaki? Ý nghĩa trình nhân đơi? Hãy giải thích chạc chữ Y có mạch phân tử ADN tổng hợp liên tục, mạch lại tổng hợp gián đoạn? Hãy nêu tên enzim chức chúng q trình nhân đơi ADN Nêu điểm giống khác nhân đôi ADN sinh vật nhân sơ (E.coli) với nhân đôi ADN sinh vật nhân thực Trang Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ I Cơ chế phiên mã Khái niệm Q trình truyền thơng tin từ ADN (mạch kép) sang ARN (mạch đơn) hay cịn gọi q trình tổng hợp ARN Ở sinh vật nhân thực trình phiên mã xảy nhân tế bào vào kỳ trung gian lúc NST dạng chưa đóng xoắn (dãn xoắn) Cấu trúc chức ARN ( đọc thêm) Phân tử ARN thường chuỗi đơn polynuclêôtit gồm nhiều đơn phân ribonuclêôtit (Ri) (có loại A, U, G, X) liên kết với nhờ liên kết cộng hóa trị (diestephotphat) đường ribôzơ axit photphoric ARN dùng làm vật chất mang thông tin di truyền số loại virut virut HIV Ngồi người ta cịn tìm thấy ARN có khối lượng bé có chức xúc tác sinh học gọi ribozim loại ARN có vai trị điều chỉnh hoạt động gen * ARN thông tin (m.ARN) (m: messenger) - m.ARN chiếm khoảng 5-10% - Được phiên mã từ gen ADN, sau di chuyển tế bào chất, có cấu trúc chuỗi đơn, có độ dài thay đổi theo chiều dài gen mà chúng phiên mã mARN có khoảng 75 – 3000 Ri - mARN mã di truyền từ gen nhân tế bào chất trực tiếp tham gia tổng hợp prôtêin Trang Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thơn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải - m.ARN dạng mạch thẳng - Ở đầu 5’của phân tử mARN có trình tự nuclêơtit đặc hiệu (khơng dịch mã) nằm gần côđon mở đầu để ribôxôm nhận biết gắn vào - m.ARN sau tham gia tổng hợp prôtêin xong, loại enzim xức tác phân hủy để giải phóng ribơnuclêơtit tự môi trường nội bào * ARN vận chuyển (t.ARN) (t: transport) - Là phân tử ARN nhỏ, chứa khoảng 75 - 90 Ri Các tế bào có 20 loại t.ARN khác Tất có hình dạng giống Là chuỗi polyribonucltit quấn trở lại đầu thành nhiều thùy số đoạn mang cặp bazơ nitơ xếp song song liên kết theo nguyên tắc bổ sung (A-U; G-X) Ở phía phân tử đầu có mang ba đối mã Một hai đầu mút phân tử t.ARN tận ba AXX gắn với axit amin, đầu mút tự tận ba GGG - Có nhiện vụ vận chuyển axit amin đến ribôxôm, khớp ba mã đối với ba mã m.ARN để xác định vị trí axit amin chuỗi polypeptit tổng hợp Mỗi t.ARN vận chuyển loại axit amin Mội axit amin tương ứng với - loại t.ARN - Trong tế bào có nhiều loại t.ARN khác tồn vài hệ tế bào * ARN ribôxôm (r.ARN) - Chiếm từ 70 -80% - Được tạo nên tiểu hạch nhân thành phần chủ yếu ribôxôm - Có dạng mạch đơn hay quấn lại tương tự t.ARN có đến 70% số ribonuclêotit có liên kết theo nguyên tắc bổ sung Trong tế bào nhân thực có loại r.ARN chứa khoảng 160 – 13.000 ribônuclêôtit - r.ARN kết hợp với protein tạo nên ribôxôm Ribôxôm gồm hai tiểu đơn vị tồn riêng rẽ tế bào Khi tổng hợp protein chúng liên kết lại với tạo ribôxôm để thực chức Diễn biến trình mã (phiên mã hay trình tổng hợp ARN) Trang Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải Phiên mã tạo loại ARN: m.ARN, t.ARN, r.ARN Mỗi trình phiên mã tạo m ARN, tARN, rARN có ARN polymeraza riêng xúc tác Sự tổng hợp mARN diễn tế bào cần tổng hợp prôtêin xảy nhân tế bào, đoạn NST vào kỳ trung gian, lúc NST dạng tháo xoắn cực đại Quá trình phiên mã gồm giai đoạn: - Mở đầu: Enzim ARN polymeraza đến tiếp xúc vào vùng điều hịa làm gen tháo xoắn để lộ mạch khn chiều 3’ → 5’ bắt đầu tổng hợp mARN vị trí đặc hiệu -Kèo dài: ARN polymeraza trượt dọc theo mạch khuôn gen chiếu 3’ → 5’ để tổng hợp nên m.ARN có nghĩa giúp ribonuclêơtit tự môi trường nội bào liên kết với nuclêôtit mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung.( A - U, G -X) tạo nên phân tử mARN theo chiều 5’→ 3’ - Kết thúc: Quá trình phiên mã tiến hành đến điểm kết thúc gen ADN gặp tín hiệu kết thúc → phiên mã kết thúc phân tử mARN giải phóng ADN đóng xoắn trở lại * Q trình tổng hợp tARN, rARN tương tự Tuy nhiên, sau chuỗi polynuclêôtit tổng hợp xong chúng biến đổi cấu hình đặc trưng cho cấu trúc chúng * Lưu ý: - Ở tế bào nhân sơ, sau tổng hợp mARN sử dụng trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein - Ở tế bào nhân thực, sau tổng hợp mARN sơ khai gồm exon intron Các intron loại enzim đặc hiệu cắt bỏ đoạn intron để tạo nên mARN trưởng thành chứa tồn exon tham gia q trình dịch mã |Bên cạnh tế bào nhân thực có nhiều loại ARN polymeraza tham gia trình phiên mã Ý nghĩa tổng hợp ARN Trang Nguyễn Ngọc Haûi Sự tổng hợp ARN đảm bảo cho gen cấu trúc thực xác q trình dịch Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: mã tế bào chất Cung cấp prôitêin cần thiết cho tế bào II Cơ chế dịch mã (tổng hợp protein) Khái niệm Là trình chuyển mã di truyền chứa mARN thành trình tự axit amin chuỗi polipeptit prôtêin Diễm biến chế dịch mã a Hoạt hóa axit amin: Trong tế bào chất nhờ enzim đặc hiệu lượng ATP, axit amin đựơc hoạt hoá gắn với tARN tương ứng tạo nên phức hợp aa- tARN b Dịch mã hình thành chuỗi polypeptit: * Ở sinh vật nhân sơ - Giai đoạn khởi đầu: Tiểu đơn vị bé ribôxôm đến tiếp xúc với mARN vị trí nhận biết đặc hiệu: mã mở đầu (cođon mở đầu) AUG Phức hợp fMet-tARN tiến vào vị trí cođon mở đầu Tiểu đơn vị lớn ribơxơm tiến đến kết hợp vào tạo thành ribơxơm hồn chỉnh Nếu anticođon (bộ ba đối mã) tARN khớp với cođon mở đầu mARN theo nguyên tắc bổ sung, cođon mở đầu dịch mã axit amin fMet (foocmin - mêtiônin) - Giai đoạn kéo dài: Ribôxôm dịch chuyển sang cođon thứ cođon mở đầu, aa1-tARN tiến vào ribôxôm, anticođon khớp vớ cođon thứ mARN cođon thứ dịch mã aa Enzim xúc tác xuất tạo thành liên kết peptit aa mở đầu với aa (fMet-aa1) Ribôxôm dịch chuyển sang cođon thứ hai tiếp theo, tARN mang axit amin mở đầu (đã axit amin mở đầu) rời khỏi ribơxơm, aa2-tARN vào ribơxơm, anticođon khớp với cođon mARN theo nguyên tắc bổ sung cođon thứ hai dịch mã, liên kết peptit aa1-aa2 hình thành,… - Giai đoạn kết thúc: Trang Nguyễn Ngọc Hải + Ribơxơm dịch chuyển ba mARN gặp Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: cođon kết thúc ( UAG, UGA, UAA ) q trình dịch mã dừng lại + Ribơxơm tách khỏi mARN chuỗi polypeptit cấu trúc bậc giải phóng, đồng thời axit amin mở đầu (fMet) tách khỏi chuỗi polypeptit Chuỗi polypeptit hình thành nên phân tử prơtêin hồn chỉnh * Ở sinh vật nhân thực: axit amin mở đầu mêtiônin (Met) * Sau dịch mã xong mARN tự hủy để giải phóng Ribơnuclêơtit tự Các ribôxôm sử dụng vài hệ tế bào tham gia tổng hợp loại prôtêin Pôlyribôxôm: Trên phân tử mARN thường có số ribơxơm hoạt động gọi polyribôxôm (hay polyxôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp protein Các ribôxôm khoảng 50 – 100 Angstrong Các ribôxôm trượt qua mARN tạo nên nhiều chuỗi polypeptit giống Các ribôxôm sử dụng qua vài hệ tế bào tham gia vào tổng hợp loại protein Mối liên hệ ADN-mARN-prơtêin-tính trạng: - ADN chứa thơng tin di truyền, truyền đạt cho tế bào thông qua chế nhân đôi - Thông tin di truyền cịn biểu thành tính trạng thể thơng qua trình phiên mã từ ADN sang mARN dịch mã từ mARN sang protein từ protein biểu biện thành tính trạng ADN → mARN → prơtêin→ tính trạng CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN Trình bày diễn biến kết trình dịch mã phiên mã Trang 10 Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thơn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải - Các yếu tố khí hậu: Ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, khí áp, Ba yếu tố đầu quần xã sinh vật, ba yếu tố sau môi trường vô sinh mà quần xã sinh sống * Theo chức hoạt động hệ sinh thái, người ta phân biệt cấu trúc hệ sinh thái gồm: - Các chuỗi thức ăn lưới thức ăn hệ sinh thái - Các giai đoạn trình trao đổi vật chất chuyển hóa lượng - Các giai đoạn trình sinh địa hóa - Sự phân hóa theo khơng gian thời gian hệ sinh thái - Các q trình phát triển tiến hố hệ sinh thái - Các trình tự điều chỉnh hệ sinh thái III Các kiểu hệ sinh thái Theo nguồn gốc hình thành, hệ sinh thái chia thành hai nhóm lớn: Hệ sinh thái tự nhiên Những hệ sinh thái tự nhiên hình thành quy luật tự nhiên, đa dạng: Từ giọt nước cực bé lấy từ ao đến cực lớn rừng mưa nhiệt đới, hoang mạc đại dương, chúng tồn hoạt động thống toàn vẹn sinh quyển.Gồm: - Các hệ sinh thái tự nhiên cạn: hệ sinh thái rừng nhiệt đới, sa mạc, hoang mạc, savan đồng cỏ, thảo nguyên, rừng rộng ôn đới, rừng thông phương Bắc, đồng rêu đới lạnh, - Các hệ sinh thái tự nhiên nước: hệ sinh thái nước mặn, hệ sinh thái nước Các sinh thái nhân tạo Những hệ sinh thái nhân tạo người tạo Có hệ cực bé tạo ống nghiệm, lớn bể cảnh, cực lớn hồ chứa, đô thị, đồng ruộng Tùy thuộc vào chất kích thước hệ sinh thái mà người cần Trang 254 Nguyễn Ngọc Hải phải bổ sung lượng cho hệ sinh thái để trì trạng thái cân Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: chúng CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN Hệ sinh thái gì? Cho ví dụ Cho biết thành phần cấu trúc hệ sinh thái Các hệ sinh thái chia thành nhóm? Cho ví dụ cụ thể cho nhóm Trang 255 Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thơn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải CHU TRÌNH SINH ĐỊA HĨA TRONG HỆ SINH THÁI I Khái niệm - Chu trình sinh địa hóa (chu trình vật chất) hệ sinh thái trao đổi chất tự nhiên không ngừng nguyên tố hóa học mơi trường quần xã sinh vật - Một chu trình sinh địa hóa gồm có thành phần: tổng hợp chất, tuần hoàn chất tự nhiên, phân giải lắng đọng phần vật chất (trong đất, nước, …) - Ví dụ: nhờ hoạt động quang hợp, xanh hấp thụ cacbonđiơxit, muối khống nước để tổng hợp cacbonhyđrat chất dinh dưỡng khác Những hợp chất sinh vật dị dưỡng sử dụng làm thức ăn, cuối sinh vật phân hủy trả lại cho môi trường chất đơn giản ban đầu - Chu trình vật chất gồm hai loại: + Chu trình chất khí (O2, N2, CO2, nước) Các chất tham gia vào chu trình chất khí có nguồn dự trữ khí quyển, sau qua quần xã sinh vật, bị thất thốt, phần lớn hồn lại cho chu trình + Chu trình chất lắng đọng (photpho, sắt, đồng,….) Những chất tham gia vào chu trình có nguồn dự trữ từ vỏ trái đấtvà sau qua chuỗi thức ăn Trang 256 Nguyễn Ngọc Hải quần xã, phần lớn chúng tách khỏi chu trình vào chất lắng đọng, gây thất Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thơn Giáo viên: nhiều II Chu trình nước - Cơ thể sinh vật cần nước để sống phát triển thơng qua q trình trao đổi nước không ngừng thể môi trường - Trong môi trường tự nhiên, tác động nhiệt độ nước luôn vận động, tạo nên chu trình nước tồn cầu để cung cấp cho thể sinh vật nước từ mặt đất đại dương bốc lên khí tụ lại sau mưa xuống lục địa Đại dương - Chu trình nước cịn đóng vai trị quan trọng việc điều hịa khí hậu hành tinh - Lượng nước rơi xuống bề mặt lục địa ít, có 2/3 lại bốc vào khí quyển; nước mà người sinh vật sử dụng 35000 km 3/năm Trên hành tinh lượng nước phân bố không đồng Do tiết kiệm nước bảo vệ nước nhiệm vụ ngành kinh tế, quốc gia người III Chu trình cacbon - Cacbon tham gia vào thành phần cấu tạo cacbonhydrat, chất tiền thân để hình thành nên hợp chất hữu khác prôtêin, lipit, vitamin, - Cacbon vào chu trình dạng cacbonđiơxit (CO2) Thực vật lấy CO2 từ khí quyển, nước muối khoáng từ đất để tạo chất hữu đấu tiên thông qua hoạt động quang hợp - Động vật ăn cỏ sử dụng thực vật làm thức ăn lại chuyển hợp chất chứa cacbon cho động vật ăn thịt Trong q trình hơ hấp động, thực vật phân hủy vi sinh vật, CO2 nước trả lại môi trường - Như vậy, thông qua chuỗi thức ăn, cacbon vận động theo hướng vịng khép kín Tất nhiên, mơi trường, lượng CO dư thừa kết hợp với cation khác (Ca 2+, Mg2+) để tạo thành chất lắng đọng, tạm thời thoát khỏi chu trình Trang 257 Nguyễn Ngọc Hải - Trong khí quyển, hàm lượng CO ổn định hàng trăm triệu năm Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Song sau 200 năm lại đây, đốt nhiều nhiên liệu hóa thạch thu hẹp diện tích rừng, người làm cho hàm lượng CO2 tăng lên dẫn đến việc tăng hiệu ứng nhà kín, Do đó, Trái đất ngày ấm lên, mực nước đại dương nâng cao Đó hiểm họa không mong muốn nhân loại IV Chu trình nitơ - Thực vật hấp thụ nitơ dạng nitrat (NO 3-) muối amôn (NH4+) Nitrat hình thành đường vật lý (điện hóa quang hóa), hóa học sinh học Nhưng đường sinh học đóng vai trị quan trọng - Trong đất, vi khuẩn nốt sần tham gia cố định nitơ thường sống cộng sinh với họ đậu, tạo nên nột sần rễ Những loài có khả cố định nitơ nước phong phú số vi khuẩn lam sống tự hay cộng sinh với bèo hoa dâu V Chu trình photpho - Trong tự nhiên, photpho chất tham gia vào chu trình chất lắng đọng có khối lượng lớn dạng quặng Lớp bị lộ ngồi bị phong hóa, chuyển thành dạng phot phát hịa tan (PO 43-) Nhờ thực vật sử dụng - Photpho tham gia vào thành phần cấu trúc chất sống quan trọng axit nuclêic - Sau vào chu trình photpho thường thất theo dịng sơng biển, lắng đọng xuống đáy sâu Sinh vật biển, động vật cỡ lớn tích tụ phơtpho xương, Khi chết xương chìm xuống đáy, có hội quay lại chu trình - Lượng phôtpho biển thu hồi lại chủ yếu nhờ vào sản lượng cá khai thác lượng nhỏ từ phân chi thải bờ biển hải đảo Bởi vậy, hàng năm, người phải sản xuất hàng trăm triệu phân lân để cung cấp cho đồng ruộng Trang 258 Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thơn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN Hãy cho biết khái niệm chu trình vật chất hệ sinh thái Hãy mơ tả chu trình cacbonđiơxit Hãy giải thích “lúa chiêm lấp ló đầu bờ Nghe ba tiếng sấm phất cờ mà lên” DÒNG NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI I Sự biến đổi lượng hệ sinh thái Trang 259 Nguyễn Ngọc Hải - Bức xạ quang hợp vào hệ sinh thái phần lớn bị thất thốt, Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: lượng nhỏ sinh vật hấp thụ, chuyển thành hóa chứa mơ, tạo nên sản lượng sinh vật sơ cấp thô - Thực vật sử dụng phần sản lượng sinh vật sơ cấp thô cho sinh trưởng phát triển Phần lại làm thức ăn cho sinh vật tiêu thụ, trước hết động vật ăn cỏ Động vật ăn cỏ lại làm thức ăn cho động vật ăn thịt Xác, chất trao đổi tiết sinh vật vi sinh vật hoại sinh phân hủy, trả lại cho môi trường chất vơ cơ, cịn lượng phát tán mơi trường dạng nhiệt Như vậy, lượng theo dòng sinh vật sử dụng lần qua chuỗi thức ăn - Nói chung, hệ sinh thái chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp đến bậc dinh dưỡng cao liền kề, trung bình lượng khoảng 90%, nghĩa hiệu suất sử dụng lượng hay hiệu suất sinh thái bậc sau 10% - Sự thất thoát lượng lớn do: + Một phần lượng sinh vật làm thức ăn không sử dụng (rễ, rơi rụng, xương, da, lông) + Một phần động vật sử dụng, khơng đồng hóa mà thải mơi trường dạng chất tiết + Phần quan trọng khác hô hấp động vật - Nếu chuỗi thức ăn thực vật kéo dài bậc dinh dưỡng hiệu suất sinh thái bậc thứ 1/1000 so với động vật ăn cỏ hay 1/10000 so với lượng chứa sản lượng sơ cấp tinh Thực vật → động vật ăn cỏ → động vật ăn thịt bậc I →động vật ăn thịt bậc II → động vật ăn thịt bậc III 100.0 10.0 1.0 0,1 0,01 Do lượng mát lớn, chuỗi thức ăn hệ sinh thái không dài, thường - bậc hệ sinh thái cạn – bậc hệ sinh thái nước tháp lượng ln ln có dạng tháp chuẩn Trang 260 Nguyễn Ngọc Hải Năng lượng truyền chiều từ sinh vật sản xuất qua bậc dinh dưỡng Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: tới môi trường II Sản lượng sinh vật sơ cấp - Sản lượng sinh vật sơ cấp lượng chất sống sinh vật sản xuất tạo trình quang hợp khoảng thời gian định đơn vị diện tích hệ sinh thái Thực vật tiêu thụ trung bình tử 30 – 40% tổng sản lượng chất hữu đồng hóa cho hoạt động sống, khoảng 60 – 70% cịn lại tích lũy làm thức ăn cho sinh vật dị dưỡng Đó sản lượng sinh vật sơ cấp tinh hay sản lượng thực để ni nhóm sinh vật dị dưỡng - Trong sinh quyển, tổng sản lượng sơ cấp tinh đánh giá vào khoảng 6.1020kcal/năm, bao gồm 70% thuộc hệ sinh thái cạn, cịn 30% hình thành hệ sinh thái nước, chủ yếu đại dương - Những hệ sinh thái có sức sản xuất cao hồ nông, hệ cửa sông, rạng san hô rừng ẩm thường xanh nhiệt đới, nơi nghèo sinh hoang mạc vùng nước khơi Đại dương PN = P G – R Trong đó: PN sản lượng sơ cấp tinh; P G sản lượng sơ cấp thô; R phần hô hấp sinh vật, rơi rụng cành, cây, III Sản lượng sinh vật thứ cấp - Sản lượng sinh vật thứ cấp lượng chất sống tích lũy bậc dinh dưỡng sinh vật tiêu thụ khoảng thời gian định đơn vị diện tích hệ sinh thái Ps = A - R Ps sản lượng sinh vật sơ cấp; A: sản lượng sinh vật động vật ăn vào; R: phần hô hấp sinh vật, rơi rụng cành, cây, - Sản lượng sinh vật thứ cấp hình thành sinh vật dị dưỡng, chủ yếu động vật - Ở bậc dinh dưỡng cao, vật ăn thịt cuối chuỗi thức ăn, tổng lượng chúng nhỏ Bởi vậy, chăn nuôi người ta thưởng Trang 261 Nguyễn Ngọc Hải ni lồi sử dụng thức ăn thực vật gần với nguồi thức ăn thực vật Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: gà, thỏ, trâu, cá trắm, chép, mè, cá trôi, để thu lượng tối đa IV Hiệu suất sinh thái Hiệu suất sinh thái tỷ lệ phần trăm (%) chuyển hóa lượng bậc dinh dưỡng hệ sinh thái Năng lượng tích lũy tích lũy sản sinh chất sống bậc dinh dưỡng chiếm khoảng 10% nhận từ bậc dinh dưỡng liền kề thấp CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN Cây xanh sử dụng lượng cho quang hợp chủ yếu thuộc dải sóng chiếm phần trăm tổng lượng xạ chiếu xuống mặt đất? Hiệu suất sinh thái bậc sau thường so với bậc trước liền kề? Những ngun nhân gây thất lượng hệ sinh thái? Hãy cho biết khái niệm sản lượng sinh vật sơ cấp thứ cấp Trang 262 Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thơn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải SINH QUYỂN I Khái niệm Tập hợp sinh vật nhân tố môi trường vô sinh Trái đất hoạt động hệ sinh thái lớn gọi sinh Sinh gồm nhiều khu sinh học Khu sinh học (biôm): hệ sinh thái cực lớn đặc trưng cho đặc điểm địa lý, khí hậu sinh vật vùng Cấu trúc sinh quyển: Cấu trúc theo tầng thẳng đứng: sinh dày khoảng 20km bao gồm lớp đất dày khoảng vài chục mét (địa quyển), lớp khơng khí cao – km (khí quyển) lớp nước đại dương có độ sâu đến 10 – 11 km (thủy quyển) Cấu trúc theo chiều ngang: cấu trúc theo chiều ngang mặt đất chia thành khu sinh học lớn: khu sinh học tên cạn, khu sinh học nước khu sinh học nước mặn II Các khu sinh học trái đất Bề mặt Trái đất không đồng mặt thổ nhưỡng, khí hậu thảm thực vật Các hệ sinh thái lớn đạc trưng cho đất đai khí hậu vùng địa lý xác định gọi khu sinh học (biôm) Các khu sinh học cạn Trang 263 Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thơn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải a Đồng rêu (Tundra) - Đồng rêu phân bố thành đai viền lấy rìa bắc Châu Á, Bắc Mỹ, quanh năm băng giá, đất nghèo, thời kỳ sinh trưởng ngắn - Thực vật ưu rêu, địa y, cỏ bơng Động vật có gấu trăng Bắc cực, tuần lộc, Chúng có thời kỳ ngủ đơng dài, số có tập tính di cư phương Nam vào mùa đông b Rừng kim phương bắc (Taiga) - Rừng kim nằm kề phía nam đồng rêu, diện tích lớn tập trung Xibêri Ở mùa đông dài, tuyết dày Mùa hè ngắn, ngày dài ấm - Cây kim (thông, tùng bách) chiếm ưu Động vật sống rừng thỏ, linh miêu, chó sói, gấu c Rừng rộng rụng theo mùa rừng hỗn hợp tạp ôn đới Bắc Bán Cầu - Khu sinh học tập trung vùng ơn đới, có đặc trưng mùa sinh trưởng dài; lượng mưa trung bình, phân bố năm; độ dài ngày điều kiện môi trường biến động lớn theo mùa theo vĩ độ - Thảm thực vật gồm thường xanh nhiều rộng rụng theo mùa Khu hệ động vật đa dạng, khơng lồi chiếm ưu d Rừng ẩm thường xanh nhiệt đới - Kiểu rừng thường tập trung vùng nhiệt đới xích đạo, nơi có nhiệt độ cao, lượng mưa 2250mm Diện tích rừng lớn thuộc lưu vực sơng Amazôn (Braxin), Công Gô (Châu Phi) Ấn Độ - Malaixia - Thảm thực vật phân tầng; nhiều cao, tán hẹp, dây leo thân gỗ; hòa thảo kích thước lớn (tre, nứa), nhiều có mọc quanh thân (sung, mít) Rừng có niều sống bì sinh, ký sinh, khí sinh Động vật lớn gồm voi, gấu, hổ, trâu, bị rừng, hươu, nai Cơn trùng đa dạng - Ở số nơi cịn có kiểu rừng mưa, rụng vào mùa khô rừng nhiệt đới vùng núi cao Rừng mưa nhiệt đới phổi xanh hành tinh, hay bị suy giảm khai thác mức Trang 264 Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải Các khu sinh học nước a Khu sinh học nước - Gồm sơng suối hồ đầm, chiếm 2% diện tích bề mặt Trái đất - Động, thực vật đa dạng, song vai trò quan trọng cần kể đến cá, sau số giáp xác lớn (tơm, cua), thân mềm (trai, ốc) b Khu sinh học nước mặn - Gồm đầm phá, vịnh nông ven bờ, biển dại dương bao phủ 71% bề mặt hành tinh, nơi sống khoảng 200.000 loài động vật thủy sinh, gần 20.000 lồi cá - Thềm lục địa vùng nước nong bao quanh lục địa với độ sâu 200m, đáy có độ dốc nhỏ phẳng, chiếu sáng đầy đủ, giàu dinh dưỡng nên suất sinh học cao Không thế, có mặt nhiều hệ sinh thái đặc trưng với sức sản xuất cao hệ sinh thái cửa sông, chuỗi đầm phá, vũng, vịnh nông, rừng ngập mặn, đai cỏ biển rạn san hô Hàng năm biển Đại dương cung cấp cho người khoảng 100 triệu hải sản * Một số hệ sinh thái tự nhiên Việt Nam: Hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới Hệ sinh thái biển Hệ sinh thái đất ngập mặn Hệ sinh thái vùng núi cao CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN Thế sinh quyển? Thế khu sinh học? Nêu tên hệ sinh thái tự nhiên Việt Nam Trang 265 Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thơn Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải SINH THÁI HỌC VÀ VIỆC QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN I Các dạng tài nguyên thiên nhiên khai thác ngươì Các dạng tài nguyên thiên nhiên Tài nguyên thiên nhiên chia thành nhóm: - Tài nguyên vĩnh cữu (năng lượng mặt trời, địa nhiệt, thủy triều, gió, ) - Tài nguyên tái sinh (đất, nước, sinh vật, ) - Tài ngun khơng tái sinh (khống sản phi khống sản) Tác động người môi trường a Làm suy thoái dạng tài nguyên Trang 266 Nguyễn Ngọc Hải - Ngày làm cạn kiệt dạng tài ngun khơng tái sinh (sắt, nhơm, chì, Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: đồng, than đá, dầu mỏ, khí đốt) - Làm cho dạng tài nguyên tái sinh đất, rừng bị giảm sút suy thoái nghiêm trọng Nước hành tinh khơng cịn tài ngun vơ tận sử dụng q lãng phí bị ô nhiễm hoạt động người - Nhiều loài sinh vật bị tiêu diệt bị suy giảm Sự đa dạng sinh học bị tổn thất ngày lớn b Gây ô nhiễm môi trường - Ơ nhiễm khơng khí hoạt động gười thải vào khí q nhiều khí thảo cơng nghiệp, CO2 Trong diện tích rừng rạn san hô – thu hồi phần lớn lượng CO2 ngày thu hẹp - Hậu ô nhiễm khơng khí làm gia tăng hiệu ứng nhà kính, làm thủng tầng ơzơn, gây mưa axit, khói mù quang hóa, ảnh hưởng lớn đến khí hậu thời tiết, suất vật nuôi, trồng sức khỏe người - Đất nước “thùng rác” khổng lồ chứa tất chất thải lỏng rắn, nhiều mầm bệnh chất phóng xạ từ nguồn c Con người làm suy giảm sống - Chất lượng sống người chênh vênh nước khác Hiện tại, dân số thuộc nước phát triển sống sung túc, ¾ dân số nước phát triển cịn phải sống q khó khăn - Sự phát triển nến kinh tế, giai đoạn công nghiệp hóa nơng nghiệp hóa để lại cho môi trường nhiều chất thải độc hại như: kim loại nặng, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, chất phóng xạ, gây cho lồi người nhiều bệnh nan y II Vấn đề quản lý tài nguyên cho phát triển bền vững Trước hết người tự nâng cao nhận thức hiểu biết, thay đổi hành vi đối xử với thiên nhiên, đồng thời thực giải pháp sau đây: Trang 267 Nguyễn Ngọc Hải - Giảm đến mức thấp khánh kiệt tài nguyên không tái sinh sở Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: tiết kiệm, sử dụng lại tái chế nguyên vật liệu; khai thác sử dụng hợp lý dạng tài nguyên có khả tái sinh (đất nước sinh vật) - Bảo tồn đa dạng sinh học, bao gồm bảo vệ loài, nguồn gen hệ sinh thái, hệ sinh thái có sức sản xuất cao mà người sống dựa vào chúng hệ sinh thái nhạy cảm với tác động nhân tố môi trường - Bảo vệ môi trường đất, nước khơng khí - Kiểm sốt gia tăng dân số, nâng cao chất lượng sống vật chất tinh thần cho người, có người sống bình đẳng với quyền lợi nghĩa vụ, đồng thời người sống hài hòa với giới tự nhiên CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN Hãy phân biệt nguồn tài nguyên tái sinh khơng tái sinh Suy giảm diện tích rừng dẫn đến hậu gì? Ơ nhiễm khơng khí gây hậu nào? Giáo viên: Nguyễn Ngọc Hải Trang 268 ... đoạn sinh trưởng, phát Lý thuyết Sinh học 12 Trường THPT An Lạc Thôn Giáo viên: triển,…mà tế bào có nhu cầu tổng hợp loại prôtêin không giống nhau, tránh tổng hợp lãng phí - Các prơtêin tổng hợp. .. có vai trị tổng hợp ARN từ tổng hợp chất dinh dưỡng cần thi? ??t để tạo nỗn hồng cho trứng giai đoạn sinh trưởng - Giai đoạn sợi xoắn (Diakinesis): Đặc trưng giai đoạn NST ngừng tổng hợp ARN, xoắn... lại * Q trình tổng hợp tARN, rARN tương tự Tuy nhiên, sau chuỗi polynuclêôtit tổng hợp xong chúng biến đổi cấu hình đặc trưng cho cấu trúc chúng * Lưu ý: - Ở tế bào nhân sơ, sau tổng hợp mARN sử