Chuyên đề tiến hóa Sinh học 12

Sự tích luỹ các biến dị có lợi, đào thải các biến dị có hại dưới tác động của chọn lọc tự nhiên Chọn lọc tự nhiên: tác động lên các biến dị ở SV +BD bất lợi chết dần => con cháu ngày c

CHUYÊN ĐỀ TIẾN HÓA

Chương 1: BẰNG CHỨNG VÀ CƠ CHẾ TIẾN HÓA

A LÝ THUYẾT

I BẰNG CHỨNG TIẾN HÓA

1 Bằng chứng giải phẫu so sánh.

* Cơ quan tương đồng:(cq cùng nguồn)

- Là những cơ quan được bắt nguồn từ cùng một cơ quan ở một loài tổ tiên (mặc dù hiện tại

có thể thực hiện những chức năng khác nhau.)

VD: + Chi trước của mèo, cá voi, dơi và xương tay của người

=> Sự tương đồng về đặc điểm giải phẫu giữa các loài  các SV có chung nguồn gốc.(tiến

hóa phân li)

* Cơ quan tương tự:

- Là những cơ quan thực hiện chức năng như nhau nhưng không được bắt nguồn từ một nguồn gốc

VD:

* Cơ quan thoái hóa cũng là cqtđ

- Là cơ quan phát triển không đầy đủ ở cơ thể trưởng thành Do điều kiện sống của loài đã thay đổi, các cơ quan này mất dần chức năng ban đầu, tiêu giảm dần và hiện chỉ để lại một vài vết tích xưa kia của chúng

(Ruột thừa, xương cùng ở người )

2 Bằng chứng phôi sinh học:

- QT phát triển phôi ở các lớp ĐVCXS khác nhau nhưng có các giai đoạn phát giống nhau

=> Bằng chứng về nguồn gốc chung của sinh vật

3 Bằng chứng địa lí sinh vật học

Đacuyn là người đầu tiên nhận ra rằng:

- Điều kiện địa lí gần nhau các loài thường có nhiều điểm giống nhau hơn (so với điều kiện địa lí xa nhau) Sự gần gũi về địa lí giúp các loài dễ phát tán con cháu của mình

- Điều kiện địa lí xa nhau nhưng khí hậu giống nhau tạo các loài SV giống nhau về đặc điểm t/n nhưng khác nhau về nguồn gốc

=> Điều kiện tự nhiên tương tự nhau không phải là yếu tố quyết định đến sự giống nhau

giữa các loài Sự giống nhau giữa các loài chủ yếu là do chúng tiến hóa từ một tổ tiên chung.

4 Bằng chứng tế bào học và sinh học phân tử

* Bằng chứng sinh học phân tử:

- Những loài có quan hệ họ hàng càng gần thì trình tự các axit amin hay trình tự Nu có xu hướng giống nhau và ngược lại

*Nguyên nhân: Các loài vừa mới tách nhau ra từ một tổ tiên chung nên chưa đủ thời gian để

chọn lọc tự nhiên có thể phân hóa làm nên sự sai khác lớn về cấu trúc phân tử

* Bằng chứng tế bào học:

Mọi cơ thể sinh vật đều được cấu tạo từ tế bào Các tế bào đều có thành phần hóa học và nhiều đặc điểm cấu trúc giống nhau Các tế bào của tất cả sinh vật hiện nay đều dùng chung một loại mã di truyền, đều dùng 20 loại axit amin để cấu tạo prôtêin,…

 Chứng tỏ sinh vật tiến hóa từ một nguồn gốc chung

II NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ TIẾN HÓA

1 HỌC THUYẾT TIẾN HÓA LAMAC VÀ ĐACUYN

Nguyên nhân TH

Do tác dụng của ngoại cảnh và tập quán hoạt động của động vật.

Chọn lọc tự nhiên thông qua các đặc tính biến dị và di truyền của sinh vật

Cơ chế tiến hoá

Sự di truyền các đặc tính thu được trong đời sống cá thể dưới tác dụng của ngoại cảnh hay tập quán hoạt động.

Sự tích luỹ các biến dị có lợi, đào thải các biến dị có hại dưới tác động của chọn lọc tự nhiên

Chọn lọc tự nhiên: tác động lên các biến dị ở SV

+BD bất lợi chết dần => con cháu

ngày càng giảm

+BD có lợi  sống sót => sinh sản,

con cháu ngày càng đông

=>CLTN tác động theo nhiều hướng => tạo ra nhiều loài sinh vật

từ một tổ tiên chung.

Hình thành các đặc

điểm thích nghi

Do ngoại cảnh thay đổi chậm chạp nên sinh vật có khả năng thích nghi kịp thời và không bị đào thải

Là sự tích luỹ những biến dị có lợi dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên : Chọn lọc tự nhiên đã đào thải các dạng kém thích nghi, bảo tồn những dạng thích nghi với hoàn cảnh sống.

Qúa trình hình

thành loài

Loài được hình thành một cách dần dần một cách liên tục, trong tiến hoá không có loài nào bị đào thải.

Loài được hình thành được hình thành dưới tác động của chọn lọc tự nhiên theo con đường phân li tính trạng.

Chiều hướng tiến

hoá

Nâng cao dần trình độ tổ chức của cơ

thể, từ đơn giản đến phức tạp.

- Nêu được đóng góp quan trọng của Lamac là đưa ra khái niệm “tiến hoá”, cho rằng sinh vật có biến đổi từ đơn giản đến phức tạp dưới tác động của ngoại cảnh.

Dưới tác dụng của các nhân tố tiến hoá, sinh giới đã tiến hoá theo 3 chiều hướng cơ bản : Ngày càng đa dạng phong phú, tổ chức ngày càng cao, thích nghi ngày càng hợp lí.

** Những hạn chế trong các luận điểm của Lamac :

+ Không phân biệt được biến dị di truyền và biến dị không di truyền Ông cho rằng mọi biến đổi do ngoại cảnh hay tập quán hoạt động đều di truyền Thực tế thường biến không di truyền

+ Trong quá trình tiến hoá, sinh vật chủ động biến đổi để thích nghi với môi trường

+ Trong quá trình tiến hoá không có loài nào bị đào thải

** Đóng góp quan trọng của Đacuyn

- Đưa ra lí thuyết chọn lọc để lí giải các vấn đề thích nghi, hình thành loài mới và nguồn gốc các loài

- Chọn lọc nhân tạo là nhân tố chính quy định chiều hướng và tốc độ biến đổi của các giống vật nuôi và cây trồng

3 HỌC THUYẾT TIẾN HÓA TỔNG HỢP HIỆN ĐẠI

a) Tiến hoá nhỏ:

- Là quá trình biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể (biến đổi về tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể )

- Quần thể ban đầu NTTH biến đổi tần số alen và thành phần kiểu gen -> xuất hiện

sự cách li sinh sản với quần thể gốc => hình thành loài mới

- Tiến hoá nhỏ diễn ra trên quy mô của 1 QT và diễn biến không ngừng dưới tác động của

các Nhân tố tiến hóa.

b) Tiến hóa lớn:

- Là quá trình biến đổi trên quy mô lớn, trải qua hàng triệu năm, làm xuất hiện các đơn vị phân loại trên loài như : chi, họ, bộ, lớp, ngành

III CÁC NHÂN TỐ TIẾN HÓA:

1 Đột biến:

- Đột biến tạo ra nguồn nguyên liệu sơ cấp cho CLTN và quá trình tiến hoá Trong đó đột biến gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp chủ yếu

2 Di- nhập gen

- Các cá thể nhập cư có thể mang đến những alen mới làm phong phú vốn gen của quần thể hoặc mang đến các loại alen đã có sẵn trong quần thể => làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen ở cả 2 quần thể

3 Giao phối không ngẫu nhiên

- Giao phối không ngẫu nhiên là nhân tố tiến hóa vì làm thay đổi thành phần kiểu gen của quẩn thể theo hướng tăng dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp tử và giảm dần tỉ lệ kiểu gen dị hợp tử

- Giao phối không ngẫu nhiên dẫn đến làm nghèo vốn gen của quần thể, giảm sự đa dạng di truyền

- Trường hợp giao phối có lựa chọn sẽ làm cho tỉ lệ kiểu gen trong quần thể bị thay đổi theo hướng phụ thuộc vào sự lựa chọn trong giao phối

4 Chọn lọc tư nhiên

- Giữ lại những cá thể mang kiểu gen quy định kiểu hình thích nghi, đào thải những cá thể mang kiểu gen quy định kiểu hình không thích nghi trong quần thể

- Kết quả: Hình thành quần thể mang vốn gen quy định kiểu hình thích nghi

- Thực chất ( Mặt chủ yếu của CLTN):

- CLTN phân hoá khả năng sống sót và khả năng sinh sản của những kiểu gen khác nhau trong quần thể ( Phân hóa khả năng sinh sản là quan trọng hơn)

- CLTN chỉ đóng vai trò sàng lọc và giữ lại những cá thể có kiểu gen quy định kiểu hình thích nghi trong quần thể chứ không tạo ra các kiểu gen quy định kiểu hình thích nghi trong quần thể

Vai trò: Quy định chiều hướng và nhịp điệu biến đổi tần số alen, thành phần kiểu gen-> quy định chiều hướng và nhịp điệu tiến hóa

- Cách tác động:

- CLTN tác động lên kiểu hình của cá thể, thông qua đó tác động lên kiểu gen và các alen,

do đó làm biến đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể

- Trên thực tế, CLTN không tác động đối với từng gen riêng rẽ mà tác động đối với toàn bộ kiểu gen; không chỉ tác động đối với cá thể riêng rẽ mà còn đối với cả quần thể

5 Các yếu tố ngẫu nhiên (Biến động di truyền) (Phiêu bạt gen)

- YTNN làm thay đổi lớn tần số alen 1 cách ngẫu nhiên (không hướng)

- Một alen nào đó dù là có lợi cũng có thể bị loại bỏ hoàn toàn khỏi quần thể và 1 alen có hại cũng có thể trở lên phổ biến trong quần thể

IV QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ THÍCH NGHI

1 Đặc điểm thích nghi

Là đặc điểm giúp sinh vật thích nghi với môi trường làm tăng khả năng sống sót và sinh sản của chúng.

2 Hình thành quần thể thích nghi

Chịu sự chi phối của 3 nhân tố chủ yếu : đột biến, giao phối và chọn lọc tự nhiên Quá trình đột biến và quá trình giao phối tạo ra nguồn nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên, chọn lọc tự nhiên sàng lọc và làm tăng số lượng cá thể có kiểu hình thích nghi cũng như tăng cường mức độ thích nghi của các đặc điểm bằng cách tích luỹ các alen quy định các đặc điểm thích nghi :

+ Sự tăng cường sức đề kháng của vi khuẩn tụ cầu vàng gây bệnh cho người

+ Sự hoá đen của loài bướm Biston betularia ở vùng công nghiệp ở nước Anh.

- Các đặc điểm thích nghi chỉ mang tính hợp lí tương đối, vì:

+ Chọn lọc tự nhiên duy trì một kiểu hình dung hoà với nhiều đặc điểm khác nhau

+ Mỗi đặc điểm thích nghi là một sản phẩm của chọn lọc tự nhiên trong hoàn cảnh nhất định nên chỉ có ý nghĩa trong hoàn cảnh phù hợp

Khi hoàn cảnh sống thay đổi, một đặc điểm thích nghi có thể trở thành bất lợi và được thay thế bằng đặc điểm thích nghi khác

+ Ngay trong hoàn cảnh sống ổn định thì đột biến và biến dị tổ hợp không ngừng phát sinh, chọn lọc tự nhiên không ngừng tác động, do đó các đặc điểm thích nghi liên tục được hoàn thiện

Chương 2: SỰ PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA SỰ SỐNG

TRÊN TRÁI ĐẤT

A LÝ THUYẾT

I NGUỒN GỐC SỰ SỐNG

1 Tiến hóa hóa học:

* Hình thành CHC từ chất vô cơ

* Quá trình hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ:

a) Giả thuyết của Oparin & Handan (1920)

-Trong khí quyển nguyên thủy của trái đất đã có các khí CH4, NH3, C2H2, H2O, chưa có O2 ,

N2

- Dưới tác dụng của ngồn NL/tnhiên các chất VC tương tác với nhau tạo HCHC đơn giản

+ ban đầu 2 ngtố:C,H (hyđrôcacbon)

+ tiếp đó 3 ngtố: C,H,O(Saccarit, lipit )

+ sau đó 4 ngtố: C,H,O,N( a.amin, nuclêôtit)

b) Thí nghiệm của Milơ và Urây (1953)

- Hỗn hợp (CH4, NH3,H2  Diencaothe   A.amin

*) Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ:

- Từ a.amin trùng phân > pôlipéptit

* Thí nghiệm của Fox và cộng sự :

A.amin 150180C polipeptit.

- Từ nuclêôtit > A.nuclêic

2 Tiến hóa tiền sinh học:

* Hình thành TB sơ khai từ các h/c HC.

- Trong nước, các đại phân tử L,P, Anu tương tác tạo nên những giọt nhỏ - coaxecva Coaxecva có biểu hiện sơ khai của sự sống

- Do Lipit có đặc tính kị nước nên hình thành lớp màng ngăn cách coaxecva với mt > giúp TĐC hiệu quả hơn

CLTN chọn ra hệ đại phân tử có khả năng sao chép và dịch mã làm cho cấu trúc và thể thức coaxecva ngày càng hoàn thiện:

- Xuất hiện enzim: xúc tác cho qt phiên mã dịch mã,t/hợp, phân giải nhanh hơn

- Xuất hiện cơ chế tự sao chép:

=> Dưới tdụng của CLTN từ các coaxecva mang phức hệ Pr-A.nu đã dần dần h/thành các

TB sơ khai có khả năng tự nhân đôi, phiên mã, dịch mã, TĐC, ST và sinh sản

(Các cấu trúc nào không có được khả năng TĐC NL, nhân đôi thì sẽ không tồn tại)

II HÓA THẠCH:

1 Khái niệm: là di tích của các sinh vật để lại trong các lớp dất đá của vỏ trái đất

2 Các loại hóa thạch:

3 Vai trò của hóa thạch:

- Xác định tuổi HT => lịch sử xuất hiện, phát triển, diệt vong của SV

=> Là dẫn liệu quý để nghiên cứu lịch sử vỏ trái đất.

? PP xác định tuổi: Phân tích đồng vị hóa thạch hoặc đất đá

a) Chu kỳ bán rã của Ur238 : 4,5 tỉ năm

1năm: 1g Ur phân rã  7,4x10-9g Pb206& 9x10-6cm3 He

 Phân tích lượngPb,He,Ur/mẫu quặng tuổi mẫu quặng

C

C

tuổi

I QUÁ TRÌNH PHÁT SINH LOÀI NGƯỜI HIỆN ĐẠI

1.Bằng chứng về nguồn gốc động vật của loài người.

a) Sự giống nhau giữa người và động vật có vú (thú).

* GPSS: Người và thú giống nhau về thể thức cấu tạo:

- Bộ xương gồm các phần tương tự, nội quan có lông mao, răng phân hóa (cửa, nanh, hàm), đẻ con và nuôi con bằng sữa

- Cơ quan thoái hóa: ruột thừa, nếp thịt ở khóe mắt

* Bằng chứng phôi sinh học: p/triển phôi người lặp lại các g/đoạn pt của đv Hiện tượng lại

giống

 chứng tỏ người và thú có chung 1 nguồn gốc

b Các đặc điểm giống nhau giữa người và vượn người ngày nay:

Vượn người ngày nay bao gồm: Vượn, đười ươi, gorila, tinh tinh

-Vượn người có hình dạng và kích thước cơ thể gần giống với người (cao 1,7- 2m, nặng 70-200kg), không có đuôi, có thể đứng bằng 2 chân sau, có 12-13 đôi x.sườn, 5-6 đốt cùng, bộ răng gồm 32 chiếc

-Đều có 4 nhóm máu ( A,B,AB,O )

-Đặc tính sinh sản giống nhau: KT,HD tinh trùng, cấu tạo nhau thai, chu kì kinh 28-30 ngày, t/gian mang thai 270-275 ngày, mẹ cho con bú đến 1 năm

-Biết biểu lộ tình cảm vui buồn, giận dữ biết dùng cành cây để lấy thức ăn

-Bộ gen của người giống với tinh tinh 98%

 chứng tỏ người có quan hệ họ hàng rất gần với vượn người và gần gũi nhất với tinh

tinh Mặt khác người và vượn có nhiều điểm khác nhau t/hóa theo 2 hướng khác nhau (vượn ngày nay không phải là tổ tiên trực tiếp)

=> Chứng minh loài người có nguồn gốc từ ĐVCXS: Thuộc lớp thú (Mammalia)– Bộ linh trưởng (Primates)- Họ người (Homonidae)- Chi người (Homo)- Loài người (Homo sapiens)

2 Các dạng vượn người hóa thạch và quá trình hình thành loài người.

*Địa điểm phát sinh loài người:

+Thuyết đơn nguồn: Loài người H.Sapiens được hình thành từ loài H.erectus ở châu Phi sau

đó phát tán sang các châu lục khác ( nhiều người ủng hộ )

+Thuyết đa vùng: Loài H.erectus di cư từ châu Phi sang các châu lục khác rồi từ nhiều nơi

khác nhau từ loài H.erectus t.hóa thành H.Sapiens

3 Sự phát sinh loài người trải qua ba giai đoạn

- Người tối cổ : Chuyển từ đời sống trên cây xuống mặt đất Đã đứng thẳng, đi bằng hai chân nhưng vẫn khom về phía trước, não bộ lớn hơn vượn người Biết sử dụng công cụ thô

sơ, chưa biết chế tạo công cụ lao động Sống thành bầy đàn Chưa có nền văn hoá

- Người cổ : Đã có tư thế đứng thẳng, đi bằng hai chân, não bộ lớn Đã biết chế tạo công cụ lao động, có tiếng nói, biết dùng lửa Sống thành bầy đàn Bắt đầu có nền văn hoá

Vượn- đười ươi

Gorila-Tinh tinh

ParapitecPropliopitec

(5-7tr)

chi Homo

* Chi Homo hình thành loài người qua các gđ: H habilis 

H.erectus  H.sapiens

- Người hiện đại : Đã có đầy đủ đặc điểm như người hiện nay, nhưng răng to khoẻ hơn Biết chế tạo và sử dụng nhiều công cụ tinh xảo Sống thành bộ lạc, đã có nền văn hoá phức tạp, có mầm mống mỹ thuật, tôn giáo