TỔNG HỢP KIẾN THỨC SINH 12 ÔN THI THPT QUỐC GIA

PHẦN LÍ THUYẾT SINH 12 CHƯƠNG I CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐƠI ADN I Khái niệm cấu trúc chung Khái niệm gen: gen đoạn AND mang thơng tin mã hóa sản phẩm xác định (chuỗi polypeptit hay phân tử ARN) Gen cấu trúc: gồm có phần 3′ - Vùng điều hịa: đầu mạch gốc - Vùng mã hóa: gen 5′ - Vùng kết thúc: đầu mạch gốc - Gen SV nhân sơ: mã hóa liên tục (không phân mảnh ) - Gen SV nhân thực: có đoạn khơng mã hóa ( intron) xen kẻ với đoạn mã hóa (exon) : phân mảnh II Mã di truyền - Là trình tự xếp nu gen qui định trình tự xếp aa protein - Đặc điểm mã di truyền: + Đọc từ điểm xác định theo ba (khơng gối lên nhau) + Có tính phổ biến ( Các lồi có chung mã di truyền, trừ vài ngoại lệ) + Có tính đặc hiệu (1 ba mã hoá cho aa) + Có tính thối hóa (nhiều bb khác mã hoá cho loại aa, trừ AUG UGG) III NHÂN ĐƠI ADN - Nhân đơi AND SV nhân sơ + Tháo xoắn phân tử AND Nhờ enzim tháo xoắn, mạch đơn AND tách dần tạo nên chạc nhân đơi hình chữ Y để lộ mạch khuôn + Tổng hợp mạch AND 5′ 3′ AND polimeraza xúc tác hình thành mạch đơn theo chiều - (ngược chiều với mạch khuôn) Các nu môi trường nội bào liên kết với mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung (A-T, G-X) 3′ 5′ - Trên mạch mã gốc - mạch tổng hợp liên tục 5′ 3′ - Trên mạch bổ sung - mạch tổng hợp gián đoạn tạo nên đoạn ngắn Okazaki (nguyên tắc nửa gián đoạn), sau đóác đoạn Okazaki nối với enzim nối ligaza + Hai phân tử ADN tạo thành Các mạch tổng hợp đến đâu mạch đơn xoắn đến tạo thành phân tử AND mạch tổng hợp cịn mạch AND ban đầu (nguyên tắc bán bảo tồn) PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ Cơ chế phiên mã 3′ 5′ - ARN polimeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn để lộ mạch mã gốc - bắt đầu tổng hợp ARN vị trí đặc hiệu - ARN polimeraza trượt dọc theo mạch gốc để tổng hợp ARN theo nguyên tắc bổ sung (A-U, G-X) theo 5′ 3′ chiều - Khi enzim di chuyển đến cuối gen gặp tín hiệu kết thúc kết thúc trình phiên mã, phân tử ARNm giải phóng Vùng gen vừa phiên mã xong mạch đơn gen xoắn lại * Ở SV nhân sơ, mARN sau phiên mã sử dụng trực tiếp làm khuôn để tổng hợp protein Ở SV nhân thực sau phiên mã, đoạn intron loại bỏ, nối đoạn exon → mARN trưởng thành Cơ chế dịch mã Hoạt hóa axitamin : Axitamin + ATP + t ARN→ aa-t ARN Tổng hợp chuỗi polypeptit: + Mở đầu: tiểu đơn vị bé ribơxơm gắn với mARN vị trí nhận biết đặc hiệu (gần ba mở đầu) di chuyển đến ba mở đầu aamđ –t ARN tiến vào ba mở đầu (đối mã khớp với mã mở đầu mARN theo nguyên tắc bổ sung) sau tiểu phần lớn gắn vào tạo ribơxơm hồn chỉnh + Kéo dài chuỗi polypeptit: aa1 -tARN tiến vào ribơxơm (đối mã khớp với mã thứ mARN theo nguyên tắc bổ sung), liên kết peptit hình thành aa mđ aa1 Ribơxơm dịch chuyển sang ba thứ 2, tARN vận chuyển aamđ giải phóng aa2 -tARN tiến vào riboxom, đối mã khớp với mã mã thứ hai mARN theo NTBS → liên kết peptit hình thành aa1 aa2 R dịch chuyển sang ba thứ 3, tARN vận chuyển aa giải phóng Quá trình diễn liên tục ba tiếp giáp với ba kết thúc mARN + Kết thúc : riboxom dịch chuyển sang ba kết thúc trình dịch mã ngừng lại, tiểu phần ribôxôm tách Enzim đặc hiệu loại bỏ aamđ giải phóng chuỗi polypeptit ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Cấu trúc Operon Lac: Nhóm gen cấu trúc, vùng vận hành, vùng khởi động Cơ chế điều hòa hoạt động gen SV nhân sơ - Khi mơi trường khơng có Lactozơ: gen điều hòa tổng hợp protêin ức chế Protein liên kết với vùng vận hành ngăn cản trình phiên mã làm cho gen cấu trúc không hoạt động - Khi mơi trường có Lactozơ : số phân tử liên kết với protein ức chế làm biến đổi cấu hình khơng gian ba chiều làm cho protein ức chế liên kết với vùng vận hành Do đó, ARN polimeraza liên kết với vùng khởi động để tiến hành phiên mã - Khi đường Lactozơ bị phân giải hết, protein ức chế lại liên kết với vùng vận hành trình phiên mã bị dừng lại ĐỘT BIẾN GEN Khái niệm: Là biến đổi cấu trúc gen, thường liên quan đến cặp nu (đột biến điểm) số cặp nu xảy điểm phân tử ADN - Có dạng đột biến gen (Đột biến điểm): mất, thêm, thay số cặp nu Nguyên nhân - Do ảnh hưởng tác nhân: vật lí, hóa học, sinh học(virut) - Rối loạn sinh lí, sinh hóa tế bào Cơ chế phát sinh Đột biến điểm thường xảy mạch dạng tiền đột biến Dưới tác dụng enzim sửa sai trở dạng ban đầu tạo thành đột biến qua lần nhân đôi Gen→ tiền đột biến gen → đột biến gen Hậu quả: đột biến gen có lợi, có hại trung tính Mức độ có lợi hay có hại phụ thuộc vào tổ hợp gen, điều kiện môi trường *Phần lớn đột biến điểm thường vô hại ý nghĩa: ĐBG nguồn nguyên liệu sơ cấp cho q trình chọn giống tiến hố NHIỄM SẮC THỂ Ở SV nhân sơ: NST phân tử AND kép, vịng, khơng liên kết với protein histon Ở SV nhân thực Cấu trúc hiển vi: NST gồm cromatit dính tâm động (eo thứ nhất), số NST cịn có eo thứ (nơi tổng hợp rARN ) Hình thái: que, hạt, chữ V; đường kính 0,2-2µm; dài 0,2-50 µm Mỗi lồi có NST đặc trưng về: số lượng, hình thái, cấu trúc Cấu trúc siêu hiển vi: NST cấu tạo từ AND protein ( histon phi histon) ADN+protein → nucleoxom (8 phân tử protein histon quấn quanh đoạn ADN dài khoảng 146 cặp nu quấn ¾ vòng → sợi (11nm) → sợi nhiễm sắc (25-30nm) → ống siêu xoắn (300nm) → cromatit (700nm) → NST ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC Là biến đổi cấu trúc NST, xếp lại trình tự gen làm thay đổi cấu trúc, hình dạng NST - Mất đoạn: ĐB làm đoạn NST (đoạn đầu hay giữa)→ giảm SL gen/ NST - Lặp đoạn: đoạn NST lặp lại lần hay nhiều lần→ Làm tăng SL gen/ NST - Đảo đoạn: Một đoạn NST đứt (chứa không chứa tâm động) đảo ngược 180 o gắn lại với vị trí cũ - Chuyển đoạn: Có trao đổi đoạn NST NST không tương đồng + Chuyển đoạn tương hỗ: Đoạn NST chuyển sang NST khác ngược lại + Chuyển đoạn không tương hỗ: Một đoạn NST NST sáp nhập vào NST khác Nguyên nhân - Tác nhân mơi trường ngồi: +Vật lí: Tia phóng xạ, tia X, tia tử ngoại… + Hóa học: chất siêu đột biến (EMS), chất độc hóa học, thuốc trừ sâu… - Tác nhân bên TB: Do biến đổi sinh lí nội bào, Virut… Hậu - Mất đoạn NST→ gây chết giảm sức sống - Lặp đoạn→ Làm tăng cường giảm bớt mức biểu tính trạng - Đảo đoạn thể dị hợp giảm phân→ Tạo giao tử khơng bình thường→ hợp tử khơng có khả sống - Chuyển đoạn lớn→ gây chết, khả SS; Chuyển đoạn nhỏ có lợi cho SV 3.Vai trị - Lặp đoạn→ tiến hóa hệ gen - Đảo đoạn→ SV đa dạng - Mất đoạn→ Xác định vị trí gen / NST - Tổ hợp gen, chuyển gen, chuyển đoạn NST→ Úng dụng tạo giống ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NST Đột biến lệch bội: : Lệch bội (dị bội) biến đổi số lượng NST xảy hay số cặp NST tương đồng - Các dạng: thể không (2n-2), thể (2n-1), thể ba (2n+1), thể bốn (2n+2)…… - Thường gặp TV, gặp ĐV Đột biến đa bội gồm:Là dạng đột biến, TB đột biến chứa nhiều lần số đơn bội NST (3n, 4n, 5n….).: a Tự đa bội tăng số nguyên lần NST đơn bội loài Vd: AA→ AAA (Tam bội) - Đa bội lẽ: 3n, 5n, 7n…… - Đa bội chẵn: 4n, 6n, …… b Dị đa bội tượng NST loài khác tồn TB, hình thành lai xa kết hợp đa bội hóa Nguyên nhân: Do ảnh hưởng tác nhân: vật lí, hóa học, sinh học(virut) Rối loạn sinh lí ,sinh hóa tế bào Khái niệm, chế, hậu ý nghĩa dạng đột biến cấu trúc, số lượng NST - Cơ chế chung đột biến cấu trúc NST: Các tác nhân đột biến ảnh hưởng đến trình tiếp hợp, trao đổi chéo …hoặc trực tiếp làm đứt gãy NST → làm phá vỡ cấu trúc NST dẫn đến thay đổi trình tự số lượng gen, thay đổi hình dạng NST - Cơ chế chung đột biến số lượng NST: + Thể lệch bội: Các tác nhân đột biến gây không phân li hay số cặp NST tạo giao tử chứa NST cặp Sự kết hợp giao tử khơng bình thường với giao tử bình thường giao tử ko bình thường với tạo đột biến lệch bội +Thể đa bội : Các tác nhân đột biến gây không phân li toàn cặp NST tạo giao tử chứa 2n NST Sự kết hợp giao tử ko bình thường với giao tử bình thường giao tử ko bình thường với tạo đột biến đa bội Sơ đồ chế đột biến số lượng NST: Thể lệch bội : P: 2n G: n F1: 2n+1 Thể ba x 2n ( n+1 ) (n-1) 2n-1 thể Tự đa bội : Trong giảm phân : P: 2n x G: n F1: 3n (tam bội) P: 2n 2n ( n+1 ) ( n+1 ) (n-1) F1: 2n+2 Thể bốn không 2n 2n P: 2n G: 2n F1: 2n x (n-1) 2n-2 thể x 2n 4n ( tứ bội ) Trong nguyên phân : 2n → 4n Dị đa bội : P: Loài A (2nA) x Loài B (2n B) G: nA nB F1 : nA + nB (bất thụ) Đa bội hóa 2nA + 2nB (thể song nhị bội hữu thụ) - Hậu quả: + Đột biến cấu trúc: thay đổi số lượng, vị trí gen NST gây cân gen thường gây hại cho thể mang đột biến + Đột biến lệch bội: tăng giảm số NST làm cân tịan hệ gen Thường ko sống giảm sức sống hay giảm khả sinh sản tùy loài + Đột biến đa bội: Do số lượng NST tế bào tăng lên → lượng ADN tăng gấp bội nên trình tổng hợp chất hữu xảy mạnh mẽ Các cá thể tự đa bội lẽ thường ko có khả sinh giao tử binh thường - Vai trò: Đột biến cấu trúc: cung cấp nguồn nguyên liệu tự nhiên cho trình chọn lọc tiến hóa Ứng dụng: loại bỏ gen xấu, chuyển gen, lập đồ di truyền … Đột biến số lượng: Đột biến lệch bội: Cung cấp nguồn nguyên liệu cho chọn lọc tiến hóa Có thể dùng để xác định vị trí gen NST Trong chọn giống dùng đột biến lệch bội để đưa NST mong muốn vào thể khác Đột biến đa bội: cung cấp nguyên liệu cho tiến hóa Đóng vai trị quan trọng tiến hóa góp phần hình thành nên lồi Chương II TÍNH QUI LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN Nội dung qui luật phân li: Mỗi tính trạng cặp alen qui định, có nguồn gốc từ bố có nguồn gốc từ mẹ 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% giao tử chứa alen Cơ sở tế bào học qui luật phân li - Trong tế bào sinh dưỡng, NST tồn thành cặp tương đồng chứa cặp gen alen tương ứng - Khi GP tạo giao tử, NST cặp tương đồng phân li đồng giao tử dẫn đến phân li cảu alen tương ứng tổ hợp chúng qua thụ tinh dẫn đến phân li tổ hợp cặp alen tương ứng Cơ sở tế bào học qui luật phân li độc lập - Các cặp alen nằm cặp NST tương đồng khác - Sự phân li độc lập tổ hợp ngẫu nhiên cặp NST tương đồng GP hình thành giao tử dẫn đến PLĐL tổ hợp ngẫu nhiên cặp alen tương ứng - Ý nghĩa qui luật phân li - Giải thích tương quan trội – lặn phổ biến tự nhiên, tượng trội cho thấy mục tiêu chọn giống tập trung nhiều tính trội có giá trị cao - Khơng dùngcon lai F1 làm giống hệ sau phân li F1 có KG dị hợp Nội dung qui luật PLĐL: Các cặp alen qui định tính trạng khác nằm cặp NST tương đồng khác PLĐL tổ hợp tự trình hình thành giao tử Ý nghĩa qui luật phân li độc lập - Qui luật PLĐL sở góp phần giải thích tính đa dạng phong phú SV tự nhiên, làm cho SV ngày thích nghi với mơi trường sống - QLPLĐL sở khoa học phương pháp lai tạo để hình thành nhiều biến dị, tạo điều kiện hình thành nhiều giống có suất phẩm chất cao, chống chịu tốt với điều kiện bất lợi môi trường * Nếu biết gen PLĐL dự đốn kết phân li kiểu hình đời sau + Chú ý: Khi lai hai thể có KG giống nhau, với n cặp alen PLĐL với (mỗi cặp alen qui định tính trạng) hệ lai thu được: Số lượng loại gtử : 2n Số tổ hợp gtử : 4n Số lượng loại KG : 3n Tỉ lệ phân li KG : (1 : : 1)n Số lượng loại KH : 2n Tỉ lệ phân li KH : (3 : 1)n Tương tác gen a Tương tác bổ sung VD: Khi lai hai thứ đậu thơm chủng hoa đỏ thẫm hoa trắng với thu F có tỉ lệ : 9/16 hoa đỏ thẫm : 7/16 hoa trắng b Tương tác cộng gộp VD: Khi đem lai hai thứ lúa mì t/chủng hạt đỏ đậm hạt trắng F2 thu 15 hạt đỏ : hạt trắng - Nêu khái niệm tương tác gen: Hai (hay nhiều) gen không alen khác tương tác với qui định tính trạng - Giải thích kết thí nghiệm - Ý nghĩa tương tác gen: Làm tăng xuất BDTH, xuất tính trạng chưa có bố mẹ mở khả tìm kiếm tính trạng công tác lai tạo giống Gen đa hiệu: Một gen tác động đến biểu nhiều tính trạng khác VD SGK Liên kết gen *Đặc điểm liên kết hoàn toàn: + Các gen NST phân li làm thành nhóm gen liên kết + Số nhóm liên kết lồi tương ứng với số NST đơn bội (n) lồi + Số nhóm tính trạng liên kết tương ứng với số nhóm gen liên kết * TN Moocgan liên kết khơng hồn tồn (SGK) - Cơ sở TB học: Sự trao đổi chéo crômatit khác nguồn gốc cặp NST tương đồng dẫn đến trao đổi (hoán vị) gen cặp NST tương đồng Các gen nằm xa lực liên kết yếu, dễ xảy hoán vị gen - Ý nghĩa liên kết gen: + Lkết gen làm hạn chế xuất biến dị tổ hợp, đảm bảo trì bền vững nhóm tính trạng qui định gen NST + chọn giống, nhờ liên kết gen mà nhà chọn giống có khả chọn nhóm tính trạng tốt ln ln kèm với - Ý nghĩa hoán vị gen: + Làm tăng tần số BD tái tổ hợp, tạo điều kiện cho gen quý có dịp tổ hợp lại với → cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc nhân tạo CLTN, có ý nghĩa chọn giống tiến hóa + Dựa vào kết phép lai phân tích tính tần số hốn vị gen, tính khoảng cách tương đối gen dựa vào qui luật phân bố gen theo đường thẳng mà thiết lập đồ di truyền - Nội dung qui luật hốn vị gen: Trong q trình giảm phân, NST tương đồng trao đổi đoạn tương đồng cho dẫn đến hoán vị gen, làm xuất tổ hợp gen - Tần số hoán vị gen = Tỉ lệ % loại giao tử mang gen hóan vị - Trong phép lai phân tích, tần số hốn vị gen tính theo cơng thức: F(%) = Số cá thể có hốn vị gen x 100/ Tổng số cá thể đời lai phân tích 10 Thí nghiệm di truyền liên kết với giới tính: (SGK) + Cơ sở TBH: Do phân li tổ hợp cặp NST giới tính dẫn đến phân li tổ hợp gen nằm NST giới tính + Ý nghĩa di truyền liên kết với giới tính: Dựa vào tính trạng liên kết với giới tính để sớm phân biệt đực - điều chỉnh tỉ lệ đực - tùy thuộc vào mục tiêu sản xuất 11 Đặc điểm DT NST (DT ti thể lục lạp) + Lai thuận lai nghịch cho kết khác nhau, biểu KH đời theo dòng mẹ + Trong DT qua tế bào chất, vai trò chủ yếu thuộc tế bào chất TB sinh dục Đặc điểm DT NST (DT ti thể lục lạp) + Các tính trạng DT qua TBC khơng tuân theo qui luật thuyết DT NST TBC không phân cho TB NST + Các tính trạng DT qua TBC truyền theo dịng mẹ, khơng phải tất tính trạng DT theo dịng mẹ liên quan với gen TBC + Tính trạng gen TBC qui định tồn thay nhân TB nhân có cấu trúc DT khác + Phân biệt DT nhân DT qua TBC 12 Thường biến * Ảnh hưởng điều kiện mơi trường bên ngồi đến biểu gen mối quan hệ KG môi trường KH Kiểu gen Mơi trường Kiểu hình * Khái niệm mức phản ứng: Tập hợp KH KG tương ứng với môi trường khác mức phản ứng KG Liên hệ đến vai trị giống kĩ thuật ni trồng suất vật nuôi trồng Chương III DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ - Khái niệm quần thể: QT tập hợp cá thể loài, sống khoảng không gian xác định, vào thời điểm xác định có khả sinh để trì nịi giống - KN QT giao phối: tập hợp cá thể lồi, chung sống khoảng khơng gian xác định, tồn qua thời gian định, giao phối với sinh hệ sau - Mỗi QT có vốn gen đặc trưng, thể tần số alen tần số KG QT - Tần số alen = số lượng alen / tổng số alen gen QT thời điểm xác định - Tần số loại KG = số cá thể có KG đó/ tổng số cá thể QT - Cấu trúc DT QT tự phối biến đổi qua hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ thể dị hợp, tăng dần tỉ lệ thể đồng hợp - Giao phối không ngẫu nhiên gồm tự phối ( tự thụ phấn) giao phối có chọn lọc + Tần số tương đối alen không đổi qua hệ tự phối Quá trình tự phối làm cho QT dần phân hóa thành dịng có Kg khác + Tần số tương đối alen thay đổi qua hệ giao phối có chọn lọc - Dấu hiệu đặc trưng QT giao phối ngẫu nhiên +Các cá thể giao phối tự ngẫu nhiên với + QT giao phối đa dạng KG KH + Mỗi QT xác định phân biệt với QT khác loài vốn gen, thể tần số alen, tần số KG + Tần số tương đối alen vài gen điển hình dấu hiệu đặc trưng cho phân bố KG KH QT - Đặc điểm DT QT ngẫu phối: * Các cá tgể giao phối tự với * QT giao phối đa dạng KG KH * QT ngẫu phối trì tần số KG khác QT không đổi qua hệ đioều kiện định - ND định luật Hacdi – Vanbec: Trong điều kiện định, tần số tương đối alen thành phần KG QT ngẫu phối trì ổn định qua hệ Khi xảy ngẫu phối, QT đạt trạng thái cân theo ĐL Hacđi –Vanbec Khi thỏa mãn đẳng thức: p2 AA + pqAa + q2aa = Trong đó: p tần số alen A, q tần số alen a, p + q = - Chứng minh cấu trúc DT QT không đổi qua hệ ngẫu phối thơng qua ví dụ cụ thể - Điều kiện nghiệm ĐL: + QT phải có kích thước lớn + Các cá thể QT phải giao phối với cách ngẫu nhiên + Khơng có tác động CLTN (các cá thể có KG khác có sức sống khả sinh sản nhau) + Khơng ó ĐB (ĐB khơng xảy xảy tần số ĐB thuận phải tần số ĐB nghịch) + QT phải cách li với QT khác (khơng có di – nhập gen QT) -Ý nghĩa: + Phản ánh trạng thái cân DT QT + Giải thích thiên nhiên có QT trì ổn định qua thời gian dài Trong tiến hóa, mặt ổn định có ý nghĩa quan trọng khơng mặt biến đổi, giải thích tính đa dạng sinh giới + Cho phép xác định tần số alen, KG từ KH QT có ý nghĩa y học chọn giống Chương IV ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC - Nguồn vật liệu chọn giống : + Biến dị tổ hợp + Đột biến + ADN tái tổ hợp - Phương pháp gây đột biến nhân tạo gồm bước : + Xử lí mẫu vật tác nhân đột biến thích hợp + Chọn lọc thể đột biến có kiểu hình mong muốn + Tạo dòng chủng - Chọn giống từ nguồn biến dị tổ hợp : + Tạo dịng chủng có kiểu gen khác + Lai giống để tạo tổ hợp gen khác + Chọn lọc tổ hợp gen mong muốn + Những tổ hợp gen mong muốn cho tự thụ phấn giao phối gần để tạo dòng Nguồn gen tự nhiên nguồn gen nhân tạo Phân tích bước qui trình gây đột biến nhân tạo Các thành tựu tạo giống gây đột biến Việt Nam - Tạo giống có ưu lai cao : + Ưu lai : Là tượng lai có suất, sức chống chịu, khả sinh trưởng phát triển cao vượt trội so với dạng bố mẹ + Cơ sở di truyền ưu lai : Có nhiều giả thuyết giải thích sở di truyền ưu lai, giả thuyết siêu trội nhiều người thừa nhận Giả thuyết cho trạng thái dị hợp nhiều cặp gen khác nhau, lai có kiểu hình vượt trội nhiều mặt so với dạng bố mẹ có nhiều gen trạng thái đồng hợp tử + Quy trình tạo giống có ưu lai cao : Tạo dịng → lai dòng khác (lai khác dòng đơn, lai khác dòng kép) → chọn lọc tổ hợp có ưu lai cao Nêu phương pháp tạo ưu lai (lai khác dòng đơn, khác dòng kép, lai thuận nghịch) - Công nghệ tế bào thực vật : + Lai tế bào sinh dưỡng : Gồm bước : * Loại bỏ thành tế bào trước đem lai * Cho tế bào thành lồi vào mơi trường đặc biệt để dung hợp với nhau tế bào lai * Đưa tế bào lai vào nuôi cấy môi trường đặc biệt cho chúng phân chia tái sinh thành lai khác lồi + Ni cấy hạt phấn nỗn : * Ni cấy hạt phấn nỗn chưa thụ tinh ống nghiệm cho phát triển thành đơn bội (n) * Tế bào đơn bội nuôi ống nghiệm với hoá chất đặc biệt → phát triển thành mơ đơn bội → xử lí hố chất gây lưỡng bội hố thành lưỡng bội hồn chỉnh - Công nghệ tế bào động vật : + Nhân vơ tính : * Tách tế bào tuyến vú cá thể cho nhân ni phịng thí nghiệm ; tách tế bào trứng cá thể khác loại bỏ nhân tế bào * Chuyển nhân tế bào tuyến vú vào tế bào trứng loại nhân * Nuôi cấy tế bào chuyển nhân môi trường nhân tạo cho trứng phát triển thành phôi * Chuyển phôi vào tử cung thể mẹ để mang thai sinh + Cấy truyền phôi : Lấy phôi từ động vật cho → tách phôi thành hai hay nhiều phần → phôi riêng biệt → Cấy phôi vào động vật nhận (con cái) sinh - Công nghệ gen quy trình cơng nghệ dùng để tạo tế bào sinh vật có gen bị biến đổi có thêm gen mới, từ tạo thể với đặc điểm - Quy trình : Tạo ADN tái tổ hợp → Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận → Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp - Công nghệ tế bào quy trình cơng nghệ dùng để tạo tế bào có kiểu nhân từ tạo thể với đặc điểm mới, hình thành thể khơng sinh sản hữu tính mà thơng qua phát triển tế bào xôma nhằm nhân nhanh giống vật nuôi, trồng + Biết phương pháp nuôi cấy tế bào invitro tạo mô sẹo, tạo giống chọn dịng tế bào xơma có biến dị + Biết ý nghĩa công nghệ tế bào thực vật : Giúp nhân giống vơ tính loại trồng quý tạo lai khác lồi - Biết ý nghĩa cơng nghệ tế bào động vật : công nghệ mở triển vọng nhân cá thể động vật quý dùng vào nhiều mục đích khác - Ứng dụng công nghệ gen : Nêu số thành tựu tạo giống động vật (cừu sản sinh prôtêin người, chuột nhắt chứa gen hoocmôn sinh trưởng chuột cống ), tạo giống thực vật (bông kháng sâu hại, lúa có khả tổng hợp β - carơten ), tạo dòng vi sinh vật biến đổi gen (vi khuẩn có khả sản suất insulin người, sản suất HGH ) - Phương pháp tải nạp : dùng thể truyền viruts lây nhiễm vi khuẩn - Ví dụ gen đánh dấu gen kháng kháng sinh - Phương pháp sử dụng tế bào gốc : chuyển gen vào tế bào có khả phân chia mạnh phôi Chương IV DI TRUYỀN Y HỌC - DT y học ngành khoa học vận dụng hiểu biết DT y học người vào y học, giúp cho việc giải thích, chẩn đốn, phịng ngừa, hạn chế bệnh điều trị số trường hợp bệnh lí - Các bệnh DT người chia làm hai nhóm lớn + Bệnh DT phân tử: Là bệnh DT nghiên cứu chế gây bệnh mức độ phân tử VD: bệnh hồng cầu hình liềm, bệnh yếu tố đông máu (bệnh máu khó đơng) phêninkêto niệu… + Hội chứng có liên quan đến ĐB NST: Các ĐB cấu trúc hay số lượng NST thường liên quan đến nhiều gen gây hàng loạt tổn thương quan người bệnh VD: Hội chứng Đao, claiphentơ, Tơcnơ… - DT y học tư vấn có nhiệm vụ chẩn đốn, cung cấp thông tin khả mắc loại bệnh DT đời gia đình có bệnh này, từ cho lời khuyên việc kết hơn, sinh đẻ, để phịng hạn chế hậu xấu đời sau - Liệu pháp gen việc chữa trị bệnh DT cách phục hồi chức gen bị ĐB + Liệu pháp gen bao gồm hai biện pháp: Đưa bổ sung gen lành vào thể người bệnh thay gen bệnh gen lành + Mục đích: Hồi phục chức bình thường tế bào hay mơ, khắc phục sai hỏng DT, thêm chức cho TB - Để hạn chế bớt gánh nặng DT, để bảo vệ vốn gen loài người cần tiến hành số phương pháp : Tạo môi trường nhằm hạn chế tác nhân gây ĐB, tư vấn DT để sàng lọc trước sinh, thực liệu pháp gen - Nêu nguyên nhân, hậu bệnh ung thư bệnh AIDS - Biết hệ số thông minh DT trí - Biết khó khăn thuận lợi nghiên cứu DT người: + Khó khăn: người sinh sản muộn, đẻ con, số lượng NST nhiều…Vì lí đạo đức, xã hội nên áp dụng phương pháp lai, gây ĐB … sinh vật khác + Thuận lợi: Đặc điểm sinh lí hình thái người nghiên cứu tồn diện so với sinh vật Đã nghiên cứu đồ hệ gen người → thuận lợi cho nghiên cứu DT phòng ngừa bệnh tật - Biết mục đích nội dung, kết phương pháp nghiên cứu DT người: nghiên cứu phả hệ, nghiên cứu trẻ đồng sinh, nghiên cứu tế bào học, DT học phân tử, DT học quần thể - Sử dụng số ADN để xác định huyết thống, phân tích bệnh DT - Bệnh, tật DT bệnh, tật liên quan đến máy DT, sai khác cấu tạo máy NST, genhoặc sai sót q trình hoạt động gen - Nêu chế tế học thể lệch bội NST 21 NST giới tính - Những khó khăn liệu pháp gen: Đối với người , việc chuyển gen phức tạp, khó khăn nhiều so với việc chuyển gen ĐV khác, người có hoạt động sinh lí phức tạp khơng dùng làm vật thí nghiệm ngồi ra, việc chuyển gen vào tế bào sinh dục dễ gây ĐB nguy hiểm cho đời sau, thực cho tế bào xôma - Biết phân tích sơ đồ phả hệ để tìm qui luật DT tật, bệnh sơ đồ PHẦN TIẾN HOÁ CHƯƠNG I BẰNG CHỨNG CƠ CHẾ TIẾN HOÁ Sự tương đồng nhiều đặc điểm giải phẫu loài chứng gián tiếp cho thấy loài sinh vật tiến hoá từ tổ tiên chung Một số loại chứng giải phẫu so sánh : + Cơ quan tương đồng : Là quan nằm vị trí tương ứng thể, có nguồn gốc q trình phát triển phơi nên có kiểu cấu tạo giống Cơ quan tương đồng phản ánh tiến hoá phân li + Cơ quan tuơng tự : Là quan khác nguồn gốc đảm nhiệm chức phận giống nên có kiểu hình thái tương tự Cơ quan tương tự phản ánh tiến hoá đồng quy + Cơ quan thoái hoá : Là quan phát triển không đầy đủ thể trởng thành Do điều kiện sống loài thay đổi, quan dần chức ban đầu, tiêu giảm dần để lại vài vết tích xưa chúng - Bằng chứng tế bào học : Mọi sinh vật cấu tạo từ tế bào, tế bào sinh từ tế bào sống trước Tế bào đơn vị tổ chức thể sống Tế bào nhân sơ tế bào nhân chuẩn có thành phần : Màng sinh chất, tế bào chất nhân (hoặc vùng nhân) → Phản ánh nguồn gốc chung sinh giới - Bằng chứng sinh học phân tử : Dựa tương đồng cấu tạo, chức ADN, prơtêin, mã di truyền cho thấy lồi trái đất có tổ tiên chung Học thuyết tiến hóa Đacuyn - Nguyên nhân tiến hố: CLTN thơng qua đặc tính BD DT SV - Cơ chế tiến hố: Sự tích lũy BD có lợi, đào thải BD có hại tác dụng CLTN - Hình thành đặc điểm thích nghi: Sự tích lũy BD có lợi tác dụng CLTN: CLTN đào thải dạng thích nghi, bảo tồn dạng thích nghi với hồn cảnh sống - Q trình hình thành lồi mới: Lồi hình thành dứới tác dụng CLTN theo đường phân li tính trạng - Chiều hướng tiến hóa: Ngày đa dạng phong phú, tổ chức ngày cao, thích nghi ngày hợp lí Học thuyết THTH đại - Tiến hóa gồm tiến hố nhỏ tiến hóa lớn ● Tiến hóa nhỏ: trình biến đổi cấu trúc Dt QT (tần số alen tần số cácKG) , chịu tác động ba nhân tố (ĐB, giao phối, CLTN) Sự biến đổi → QT cách li SS với QT gốc → hình thành lồi ● Tiến hóa lớn: q trình hình thành nhóm phân loại lồi Các nhân tố tiến hóa: nhân tố làm thay đổi tần số alen thành phần KG quần thể a Đột biến: - ĐB tạo nên nhiều alen mới, nguồn nguyên liệu sơ cấp cho trình TH - ĐB làm biển đổi TS alen chậm - ĐBG nguyên liệu chủ yếu trình TH (vì ĐBG phổ biến ĐB NST ảnh hưởng đến sức sống cá thể) b Di nhập gen: - Có thể mang đến alen lam phong phú vốn gen QT - Làm thay đổi TPKG TS alen QT c CLTN: phân hóa khả sống sót sinh sản với KG khác QT - CLTN tác động trực tiếp lên KH gián tiếp làm biến đổi TPKG QT → biến đổi tần số alen QT theo hướng xác định - CLTN làm thay đổi TS alen nhanh hay chậm (tùy thuộc vào ĐB chống lại alen trội hay alen lặn) Vì vậy, CLTN quy định chiều hướng nhịp độ TH d Các yếu tố ngẫu nhiên: (phiêu bạt gen biến động di truyền) làm biến đổi TSTĐ alen TPKG quần thể cách ngẫu nhiên (đặc biệt QT có kích thước nhỏ) e Giao phối khơng ngẫu nhiên: (GP gần, tự phối hay tự thụ phấn, giao phối có chọn lọc) - Cung cấp nguyên liệu thứ cấp cho q trình TH - GP gần khơng làm thay đổi TS alen làm thay đổi TPKG qua hệ theo hướng tăng dần thể đồng hợp, giảm dần thể dị hợp Vai trò chế cách li - Ngăn cản QT loài trao đổi vốn gen cho nhau, lồi trì đặc điểm riêng - Ngăn cản QT loài trao đổi vốn gen cho → củng cố tăng cường phân hoá TPKG QT bị chia cắt - Cách li sinh sản trở ngại sinh học ngăn cản sinh vật giao phối tạo đời hữu thụ Các chế cách li sinh sản: a Cách li trước hợp tử: * Khái niệm: trở ngại ngăn cản sinh vật giao phối với (cách li ngăn cản thụ tinh tạo hợp tử) * Các dạng cách li trước hợp tử: Cách li nơi (sinh cảnh), cách li tập tính (tập tính giao phối), cách li mùa sinh sản (thời gian, mùa vụ), cách li học (không tương quan quan sinh sản) b Cách li sau hợp tử: ● Khái niệm: trở ngại ngăn cản việc tạo lai ngăn cản việc tạo lai hữu thụ - Thụ tinh hợp tử không phát triển Vd: Cừu (x) Dê → hợp tử chết - Hợp tử tạo thành phát triển thành lai sức sống yếu bất thụ Vd: Lừa (x) Ngựa → La khả sinh sản Hình thành quần thể thích nghi: phần đóng khung SGK trang 122 Lồi Lồi giao phối QT nhóm QT: - Có tính TT chung hình thái, sinh lí.(1) - Có khu phân bố xác định.(2) - Các cá thể có khả sinh sản để sinh hệ cách li sinh sản với nhóm QT thuộc lồi khác.(3) ● Ở SV sinh sản vơ tính, đơn tính sinh, tự phối lồi mang đặc điểm Q trình hình thành lồi Hình thành lồi q trình cải biến TPKG QT theo hướng thích nghi, tạo hệ gen cách li sinh sản với QT gốc ● Hình thành lồi khác khu vực địa lí Vai trị cách li địa lí làm ngăn cản cá thể QT loài gặp gỡ giao phối với CLTN NTTH khác tích luỹ ĐB BDTH làm cho QT nhỏ khác biệt tần số alen thành phần KG, đến lúc cách li SS làm xuất lồi ● Hình thành lồi khu vực địa lí + Hình thành lồi cách li tập tính cách li sinh thái - Trong khu phân bố, QT lồi gặp điều kiện sinh thái khác - Trong điều kiện sinh thái khác đó, CLTN tích luỹ ĐB BDTH theo hướng khác thích nghi với điều kiện sinh thái tương ứng → tạo nên khác biệt vốn gen QT, hình CLSS hình thành loài - Phương thức thường gặp TV ĐV chuyển + Hình thành lồi đường lai xa đa bội hoá P: Cá thể loài A (2nA) x Cá thể loài B (2nB) GP: nA nB F1: 2n (nA + nB) Khơng có khả SSHT (bất thụ) đa bội hóa 4n (2nA + 2nB) F1xF1: GF1: (nA + nB) (nA + nB) F2: 4n (2nA + 2nB) thể song nhị bội → có khả SSHT (hữu thụ) - Cơ thể lai xa thường khơng có khả SSHT (bất thụ) thể lai xa mang bội NST đơn bội hai lồi bố mẹ → khơng tạo cặp NST tương đồng → trình tiếp hợp GP diễn khơng bình thường - Lai xa đa bội hóa tạo thể lai mang NST lưỡng bội hai loài bố mẹ → tạo cặp NST tương đồng → trình tiếp hợp GP diễn bình thường → lai có khả SSHT Cơ thể lai tạo CLSS với loài bố mẹ, nhân lên tạo thành QT nhóm QT có khả tồn khâu HST → lồi hình thành Chiều hướng tiến hoá Dưới tác dụng nhân tố tiến hoá, sinh giới tiến hoá theo chiều hướng : Ngày đa dạng phong phú, tổ chức ngày cao, thích nghi ngày hợp lí Trong thích nghi ngày hợp lí hướng Sự phát triển lồi hay nhóm lồi theo nhiều hướng khác : Tiến sinh học, thoái sinh học, kiên định sinh học Chương II SỰ PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN SỰ SỐNG TRÊN TRÁI ĐẤT Sự phát sinh sống + Tiến hoá hoá học: trình hình thành hợp chất hữu theo phương thức hoá học tác dụng tác nhân tự nhiên Từ CVC→ CHC đơn giản→CHC phức tạp + Tiến hố tiền sinh học: Hình thành nên TB sơ khai từ đại phân tử màng sinh học→ Hình thành nên thể SV (Tiến hóa sinh học) Hố thạch: di tích sinh vật để lại lớp đất đá vỏ trái đất Hoá thạch thường gặp sinh vật đá (có thể tồn thể, phần thể), mảnh xương, mảnh vỏ sinh vật hố đá, đơi xác sinh vật bảo quản băng tuyết, hổ phách Một số sinh vật nay, khơng biến đổi so với trước coi dạng hố thạch sống - Vai trị hoá thạch: + Hoá thạch chứng trực tiếp để biết lịch sử phát sinh, phát triển sống + Là dẫn liệu quý để nghiên cứu lịch sử vỏ trái đất - Sự phát triển sống trải qua đại, kỉ khác nghiên cứu nhờ hoá thạch.(SGK) Bằng chứng nguồn gốc động vật loài người: + Bằng chứng giải phẫu so sánh: Sự giống đặc điểm giải phẫu người động vật có xương sống đặc biệt với thú + Bằng chứng phơi sinh học: Sự giống q trình phát triển phơi người động vật có xương sống đặc biệt với động vật có vú + Sự giống người vượn người: - Vượn người có kích thước thể gần với người (cao 1,5 – 2m) - Vượn người có xương cấu tạo tương tự người, với 12 – 13 đôi xương sườn, -6 đốt cùng, gồm 32 - Vượn người có nhóm máu, có hêmơglơbin giống người - Bộ gen người giống tinh tinh 98% - Đặc tính sinh sản giống : 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 người vượn người có nguồn gốc chung có quan hệ họ hàng thân thuộc Sự phát sinh loài người trải qua giai đoạn - Vượn người hoá thạch: - Người tối cổ: Hộp sọ 450 – 750 cm3, đứng thẳng, hai chân sau Chuyển từ đời sống xuống mặt đất Đã đứng thẳng, hai chân khom phía trước, não lớn vượn người Biết sử dụng cơng cụ thơ sơ (cành cây, hịn đá, mảnh xương thú) để tự vệ., chưa biết chế tạo công cụ lao động Sống thành bầy đàn Chưa có văn hoá - Người cổ: + Homo habilis (người khéo léo): hộp sọ 600 – 800 cm 3, sống thành đàn, thẳng đứng, biết chế tác sử dụng công cụ đá + Homo erectus (người thẳng đứng): hộp sọ 900 – 1000 cm 3, chưa có lồi cằm, dùng công cụ đá, xương, biết dùng lửa + Homo neanderthalensis: hộp sọ 1400 cm 3, có lồi cằm, dùng dao sắc, rìu mũi nhọn đá silic, tiếng nói phát triển, dùng lửa thơng thạo Sống thành đàn Bước đầu có đời sống văn hố Đã có tư đứng thẳng, hai chân, não lớn Đã biết chế tạo công cụ lao động, có tiếng nói, biết dùng lửa Sống thành bầy đàn Bắt đầu có văn hố - Người đại : Hộp sọ 1700 cm3, lồi cằm rõ Đã có đầy đủ đặc điểm người nay, to khoẻ Biết chế tạo sử dụng nhiều cơng cụ tinh xảo (dùng lưỡi rìu có lỗ tra cán, lao có ngạnh móc câu, kim khâu) Sống thành lạc, có văn hố phức tạp, có mầm mống mỹ thuật, tôn giáo Các nhân tố chi phối q trình phát sinh lồi người: + Nhân tố sinh học đóng vai trị chủ đạo giai đoạn: vượn người hoá thạch, người tối cổ người cổ + Nhân tố xã hội đóng vai trị chủ đạo giai đoạn: người đại trở Phần bảy : SINH THÁI HỌC Nhân tố sinh thái (NTST) nhân tố mơi trường có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp tới đời sống sinh vật - Có hai nhóm NTST bản: - Nhân tố vơ sinh: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, khơng khí, đất, nước … - Nhân tố hữu sinh: đvật, tvật, vsv….con người - Các NTST tác động lên thể SV theo qui luật - Qui luật giới hạn sinh thái: Mỗi lồi có giới hạn chịu đựng NTST định Ngoài giới hạn ST, Sv tồn - Nơi : địa điểm cư trú loài - 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 - Môi trường 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 SV - Các loại môi trường sống chủ yếu SV: + MT đất + MT cạn (mặt đất khí quyển) + MT nước + MT sinh vật (TV, ĐV, người - Quy luật tác động tổng hợp: Tất NTST môi trường gắn bó chặt chẽ với thành tổ hợp sinh thái tác động lên SV - Quy luật tác động không đồng đều: + Mỗi NTST tác động không đồng lên loài khác + Mỗi NTST tác động không đồng lên giai đoạn phát triển hay trạng thái sinh lí khác thể Khái niệm quần thể: tập hợp cá thể loài, sống khoảng không gian xác định, vào thời điểm định, có khả sinh sản tạo thành hệ Ví dụ: quần thể chim cánh cụt, quần thể rừng thông, quần thể trâu rừng Quan hệ cá thể quần thể: a Quan hệ hỗ trợ: Là mối quan hệ cá thể loài hỗ trợ lẫn hoạt động sống lấy thức ăn, chống lại kẻ thù, sinh sản Quan hệ hỗ trợ 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 (hiệu nhóm) b Quan hệ cạnh tranh: Khi 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 Quần thể có đặc trưng bản: a Mật độ cá thể quần thể (cơ bản): Số lượng cá thể quần thể đơn vị diện tích hay thể tích quần thể Mật độ cá thể có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống môi trường, tới khả sinh sản tử vong quần thể b Sự phân bố cá thể: Có kiểu phân bố cá thể quần thể + Phân bố theo nhóm : hỗ trợ qua hiệu nhóm VD: Nhóm bụi, đàn trâu rừng + Phân bố đồng đều: góp phần làm giảm cạnh tranh gay gắt cá thể VD: Cây thông rừng thông + Phân bố ngẫu nhiên: tận dụng nguồn sống tiềm tàng mơi trường VD: Các lồi gỗ rừng nhiệt đới c Tỉ lệ giới tính: Tỉ lệ số cá thể đực quần thể Tỉ lệ giới tính thay đổi chịu ảnh hưởng nhiều nhân tố (điều kiện sống mơi trường, đặc điểm sinh sản, sinh lí tập tính sinh vật ) d Nhóm tuổi: Quần thể có cấu trúc tuổi đặc trưng thành phần nhóm tuổi thay đổi theo lồi điều kiện sống Có nhóm tuổi chủ yếu: Trước sinh sản, sinh sản, sau sinh sản e Kích thước quần thể: Số lượng cá thể (hoặc sản lượng hay lượng) quần thể Có hai trị số kích thước quần thể : + Kích thước tối thiểu: số lượng cá thể mà quần thể cần để trì phát triển + Kích thước tối đa: giới hạn cuối số lượng mà quần thể đạt được, phù hợp với khả cung cấp nguồn sống mơi trường + Kích thước quần thể phụ thuộc vào sức sinh sản, mức độ tử vong, phát tán cá thể (xuất cư, nhập cư) quần thể sinh vật Tăng trưởng quần thể sinh vật: Tăng trưởng theo tiềm sinh học Tăng trưởng thực tế ĐK mơi trường Hồn tồn thuận lợi Khơng hoàn toàn thuận lợi Đặc điểm shọc Quần thể tăng trưởng theo tiềm Quần thể tăng trưởng giảm sinh học Đồ thị sinh trưởng Hình chữ J Hình 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 Biến động số lượng cá thể quần thể:là tăng hay giảm số lượng cá thể quần thể - Biến động theo chu kì: biến động xảy thay đổi có tính chu kì mơi trường - Biến động khơng theo chu kì: biến động mà số lượng cá thể QT tăng giảm cách đột ngột thay đổi bất thường môi trường tự nhiên hay hoạt động khai thác tài nguyên mức người - Quần thể ln có xu hướng tự điều chỉnh số lượng cá thể cách làm giảm kích thước làm tăng số lượng cá thể - Sự biến động SLCT QT điều chỉnh sức sinh sản, tỉ lệ tử vong, nhập cư, xuất 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 môi 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: Quần thể ln có khả tự điều chỉnh số lượng cá thể số cá thể tăng cao giảm thấp dẫn tới trạng thái cân (trạng thái số lượng cá thể ổn định phù hợp với khả cung cấp nguồn sống môi trường) - Phân biệt QT với tập hợp ngẫu nhiên địa phương Quần xã sinh vật: tập hợp quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, sống không gian thời gian định, sinh vật có mối quan hệ gắn bó với thể thống quần xã có cấu trúc tương đối ổn định Ví dụ : quần xã rừng mưa nhiệt đới, ao hồ Quần xã có đặc trưng bản: a Đặc trưng thành phần loài: - Số lượng loài, số lượng cá thể loài biểu thị mức độ đa dạng quần xã Quần xã ổn định thường có số lượng lồi lớn số lượng cá thể loài cao - Loài đặc trưng loài có quần xã đó, có số lượng nhiều hẳn vai trò quan trọng loài khác - Loài ưu (loài chủ chốt) lồi đóng vai trị quan trọng quần xã số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoạt động mạnh b Đặc trưng phân bố không gian: - Theo chiều thẳng đứng: + Sự phân tầng thực vật rừng mưa nhiệt đới + Sự phân tầng quần xã ao hồ - Phân bố theo chiều ngang : + phân bố sinh vật từ đỉnh núi → Sườn núi → chân núi + từ đất ven bờ biển → vùng ngập nước ven bờ → vùng khơi xa Các mối quan hệ loài quần xã Quan hệ Đặc điểm Ý nghĩa Ví dụ Cộng sinh Hợp tác Hỗ trợ Hội sinh Cạnh tranh Đối kháng Kí sinh Ức chế – cảm nhiễm Hai lồi có lợi sống chung thiết phải có nhau; tách riêng hai lồi có hại Hai lồi có lợi sống chung khơng thiết phải có nhau; tách riêng hai loài bất lợi Khi sống chung lồi có lợi, lồi khơng có lợi khơng có hại ; tách riêng lồi có hại cịn lồi khơng bị ảnh hưởng - Các lồi cạnh tranh nguồn sống, khơng gian sống - Cả hai lồi bị ảnh hưởng bất lợi, thường lồi thắng cịn lồi khác bị hại nhiều Tăng khả dinh dưỡng, Trùng roi có lợi cho loài nơi Trichomonas mối, vi khuẩn lam họ đậu Tăng khả dinh dưỡng, Sáo trâu rừng, nhạn chống chịu với điều kiện bể cị làm tổ tập đồn bất lợi, chống kẻ thù Tăng khả dinh dưỡng Mọt bột bám lơng lồi, giúp bảo vệ chuột trù, phong lan bám thân gỗ phát tán cá thể + Đảm bảo trạng thái cân sinh học tự nhiên + Hình thành ổ sinh thái khác Cạnh tranh nơi ảnh hưởng tới phân bố Một lồi sống nhờ thể Có thể hình thành mối tương loài khác, lấy chất quan vật kí sinh vật ni sống thể từ lồi chủ Một lồi sống bình Lợi dụng chất tiết thường, gây hại cho sinh vật để ức chế sinh vật loài khác khác, chế tạo thuốc trừ sâu sinh học Trâu bò cạnh tranh cỏ, cú chồn cạnh tranh thức ăn rừng, thực vật cạnh tranh ánh sáng Cây tầm gửi kí sinh thân gỗ ; giun kí sinh ruột người Tảo giáp nở hoa gây độc cho cá ; tỏi tiết chất gây ức chế hoạt động vi sinh vật xung quanh Cáo ăn gà, bị ăn cỏ - Hai lồi sống chung với Ổn định trạng thái cân Sinh vật ăn quần thể Tăng khả sinh vật - Một lồi sử dụng lồi khác sống sót sinh sản cá khác làm thức ăn Bao gồm : ĐV thể, loại trừ dịch bệnh, trao ăn ĐV, động vật ăn thực vật đổi vốn gen QT - Hiện tượng khống chế sinh học: tượng SLCT loài bị khống chế (ở mức độ định, không tăng cao giảm thấp) SLCT loài khác ngược lại tác động chủ yếu mối quan hệ đối kháng Trong sản xuất người ta sử dụng loài thiên địch để phòng trừ SV gây hại cho trồng 10 Diễn sinh thái:Là trình biến đổi quần xã qua giai đoạn tương ứng với biến đổi môi trường VD : Theo dõi trình biến đổi vùng đất : đất hoang chưa có sinh vật, sau → cỏ mọc lên xuất bụi xen kẽ gỗ nhỏ Cuối rừng gỗ Nguyên nhân: - Nguyên nhân bên thay đổi điều kiện tự nhiên, khí hậu - Nguyên nhân bên tương tác loài quần xã (như cạnh tranh gay gắt loài quần xã, quan hệ sinh vật ăn sinh vật ) Ngoài hoạt động khai thác tài nguyên người gây diễn sinh thái Các loại diễn thế: a Diễn nguyên sinh: diễn khởi đầu từ môi trường chưa có sinh vật kết hình thành nên quần xã tương đối ổn định b Diễn thứ sinh: diễn xuất môi trường có quần xã sinh vật sống Tuỳ theo điều kiện thuận lợi hay không thuận lợi mà diễn hình thành nên quần xã tương đối ổn định bị suy thoái Ý nghĩa nghiên cứu diễn sinh thái: Giúp hiểu quy luật phát triển quần xã sinh vật Từ chủ động xây dựng kế hoạch việc bảo vệ, khai thác phục hồi nguồn tài nguyên, có biện pháp khắc phục biến đổi bất lợi môi trường, sinh vật người 11 Hệ sinh thái: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 hồn chỉnh tương đối ổn định Ví dụ : HST ao hồ, HST rừng nhiệt đới Một HST hồn chỉnh bao gồm : - Thành phần vơ sinh: ánh sáng, yếu tố khí hậu, đất, nước, xác svật, chất thải vô cơ… - Thành phần hữu sinh : + Sinh vật sản xuất: SV có k/n sử dụng NL mặt trời để tổng hợp chất h/cơ VD : thực vật, VSV tự dưỡng + Sinh vật tiêu thụ : ĐV ăn TV, ĐV ăn thịt + SV phân giải : nấm, vi khuẩn động vật ko xương sống (giun đất, sâu bọ…) chúng phân giải xác chết, chất thải thành chất vơ Có kiểu HST chủ yếu: HST tự nhiên (trên cạn, nước) nhân tạo (trên cạn, nước) 12 Chuỗi thức ăn: dãy loài 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 tự dưỡng: Ví dụ : Cỏ→ Châu chấu→ Ếch→ Rắn + Chuỗi thức ăn bắt đầu sinh vật ăn mùn bã hữu cơ: Ví dụ : Giun (ăn mùn) → tôm → người 13 Lưới thức ăn tập hợp chuỗi thức ăn hệ sinh thái, có mắt xích chung 14 Bậc dinh dưỡng : Bậc dinh dưỡng loài mức lượng sử dụng thức ăn mức lượng lưới thức ăn (hoặc chuỗi thức ăn) → → → Cỏ Thỏ Cáo Thỏ Bậc dinh dưỡng cấp : Sinh vật tiêu thụ bậc : Sinh vật ăn thịt bậc : 15 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 SV đơn vị diện tích hay thể tích bậc dinh dưỡng - Tháp lượng: xây dựng dựa số lượng tích luỹ đơn vị diện tích hay thể tích đơn vị thời gian bậc dinh dưỡng 16 Hiệu suất sinh thái tỉ lệ phần trăm chuyển hoá lượng bậc dinh dưỡng HST 17 Chu trình sinh địa hố: 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 ) + Chu trình Cacbon + Chu trình nitơ + Chu trình nước 18 Sinh quyển: gồm tồn sinh vật sống lớp đất, nước khơng khí trái đất Sinh gồm nhiều khu sinh học 19 Khu sinh học (biôm) HST cực lớn đặc trưng cho đặc điểm địa lí, khí hậu sinh vật vùng - Các khu sinh học cạn : đồng rêu hàn đới, rừng kim phương Bắc, rừng rụng ôn đới, rừng mưa nhiệt đới… - Các khu sinh học nước : khu sinh học nước ngọt, khu sinh học nước mặn 20 Dòng lượng hệ sinh thái : vận chuyển lượng qua bậc dinh dưỡng + Năng lượng hệ sinh thái chủ yếu lấy từ lượng ánh sáng mặt trời + Dòng lượng hệ sinh thái truyền theo chiều (sinh vật sản xuất → bậc dinh dưỡng → mơi trường) + Dịng lượng giảm dần hệ sinh thái (Sự vận chuyển lượng hệ sinh thái qua bậc dinh dưỡng tuân theo nguyên tắc “giáng cấp”) 21 Các dạng tài nguyên: + Tài ngun khơng tái sinh: nhiên liệu hố thạch, kim loại, phi kim + Tài nguyên vĩnh cửu: tài ngun ln tồn tự nhiên Ví dụ: lượng mặt trời, địa nhiệt, thuỷ triều gió + Tài nguyên tái sinh: loại tài nguyên sau khai thác phục hồi lại Ví dụ: Sinh vật, đất sạch, nước - Con người khai thác làm khánh kiệt dần dạng tài nguyên không tái sinh, làm giảm đa dạng sinh học làm suy thoái nghiêm trọng dạng tài nguyên có khả phục hồi - Khắc phục suy thối MT sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên: Sử dụng bền vững TNTN hình thức sử dụng vừa thoả mãn nhu cầu người để phát triển xã hội, vừa đảm bảo trì lâu dài tài nguyên cho hệ mai sau Các giải pháp: + Sử dụng bền vững tài nguyên đất, tài nguyên nước, tài nguyên rừng + Duy trì đa dạng sinh học + Giáo dục mơi trường - Quản lí tài nguyên cho phát triển bền vững: Phát triển bền vững phát triển nhằm thoả mãn nhu cầu hệ không ảnh hưởng đến thoả mãn nhu cầu hệ tương lai - Các giải pháp chiến lược phát triển bền vững: Để phát triển kinh tế xã hội bền vững, người phải thay đổi nhận thức hành động, trước hết phải giảm gia tăng dân số, sử dụng tiết kiệm nguồn tài nguyên không tái sinh, bảo tồn đa dạng sinh học, khai thác hợp lí nguồn tài nguyên tái sinh bảo vệ môi trường