TỔNG HỢP LÝ THUYẾT SINH HỌC 12

- Ngày nay các nhân tố sinh học vẫn còn tác dụng nhưng con người nhờ các qui luật xã hội nên có khả năng kiểm soát và điều chỉnh những biến đổi sinh học trên cơ thể mình, hạn chế tác đ[r]

GEN VÀ MÃ DI TRUYỀN I Gen

Khái niệm gen

 Gen đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hoá cho chuỗi polipeptid hay phân tử ARN

 Có hai loại gen: gen điều hồ (hình thành nên Pr) gen cấu trúc (hình thành thông tin)

Cấu trúc chung gen cấu trúc 3'(mạch mã gốc)

Vùng điều hồ Vùng mã

hố

Vùng kết thúc Khởi động điều hồ q trình

phiên mã

Mã hố aa Tín hiệu kết thúc phiên mã

5'(mạch bỗ sung) Lưu ý:

 Tất gen giống vùng điều hoà vùng kết thúc, khác vùng mã hoá

 Ở sinh vật nhân sơ: tất Nu tham gia mã hoá aa gọi gen không phân mảnh  Ở sinh vật nhân thực: gen phân mảnh nằm xen kẻ đoạn mã hoá (Exon) với

các đoạn khơng mã hố (intron) II Mã di truyền

a Khái niệm mã di truyền

 Mã di truyền trình tự nucleotit gen quy định trình tự axit amin phân tử Pr

 Mã di truyền mã ba

 Trong 64 ba thig có ba khơng mã hố aa(3 ba kết thúc) : UAA, UAG, UGA

 ba mở đầu: AUG

b Đặc điểm mã di truyền

 Mã di truyền đọc từ điểm xác định theo ba, khơng gối lên  Mã di truyền có tính phổ biến

 Mã di truyền có tính đặc hiệu  Mã di truyền có tính thối hố

Q TRÌNH NHÂN ĐƠI ADN

 ADN vật chất di truyền nằm nhân tế bào tế bào chất (ti thể lục lạp) sinh vật nhân thực vùng nhân tế bào nhân sơ

 Quá trình nhân đơi diến pha S kì trung gian chu kì tế bào (ADN nhân sinh vật nhân thực) tế bào chất (ADN nhân) để chuẩn bị cho phân chia tế bào

 Q trình nhân đơi ADN q trình tổng hợp hai phân tử ADN có cấu trúc giống với tế bào mẹ ban đầu q trình nhân đơi diễn theo ngun tắc

 Nguyên tắc bổ sung  Nguyên tắc bán bảo toàn

 Hệ việc thực q trình nhân đơi theo ngun tắc giúp cho thông tin di truyền từ hệ sang hệ khác truyền đạt nguyên vẹn

 Thực q trình nhân đơi có thành phần sau :  Hai mạch đơn phân tử ADN mẹ

 Các nucleotit tự môi trường (A, T, G, X) để tổng hợp mạch ribônucleotit A, U, G, X để tổng hợp đoạn mồi

 Hệ thống enzyme tham gia vào trình tái gồm:

Q trình nhân đơi ADN diễn theo trình tự gồm bước sau  Bước 1 : Phân tử ADN mẹ tháo xoắn

Nhờ enzim tháo xoắn, mạch đơn phân tử ADN mẹ tách dần tạo nên chạc chữ Y để lộ mạch khn, mạch có đâu 3’-OH, cịn mạch có đầu 5’-P

 Bước 2 : Tổng hợp mạch ADN mới

Enzim ADN-pôlimeraza liên kết nuclêôtit tự từ môi trường nội bào với nuclêôtit mạch khn theo ngun tắc bổ sung Vì enzim ADN-pôlimeraza tổng hợp mạch theo chiều 5’ → 3’ Trên mạch khn có đầu 3’ mạch bổ sung tổng hợp liên tục theo chiều 5’→ 3’cùng chiều với chiều tháo xoắn, mạch khn có đầu 5’ mạch bổ sung tổng hợp ngắt quãng tạo nên đoạn ngắn gọi đoạn Okazaki theo chiều 5’→ 3’ ngược chiều với chiều tháo xoắn, sau đoạn nối lại với nhờ enzim nối ADN - ligaza

Mạch tổng hợp đến đâu mạch đơn ( mạch tổng hợp mạch cũ phân tử ban đầu) đóng xoắn lại với tạo thành hai phân tử ADN

Kết thúc q trình nhân đơi : Hai phân tử ADN tạo thành có cấu trúc giống hệt giống ADN mẹ ban đầu

Hình : Q trình nhân đơi chạc chữ Y

Ở sinh vật nhân thực, q trình nhân đơi diễn nhiều điểm tái khác (nhiều đơn vị tái bản)

Ở sinh vật nhân sơ chỉ xảy điểm( đơn vị tái bản)

Hình : Phân biệt nhân đơi sinh vật nhân thực sinh vật nhân sơ

Chú ý :

Mỗi đơn vị tái gồm có hai chạc chữ Y phát sinh từ điểm khời đầu nhân đôi theo hai hướng

Trong đơn vị tái số đoạn mồi cung cấp cho qn trình nhân đơi số đoạn okazaki +

Ý nghĩa trình nhân đôi :

 Nhân đôi ADN pha S kì trung gian để chuần bị cho quán trình nhân đơi nhiễm sắc thể chuẩn bị cho qn trình phân chia tế bào

 Nhân đơi ADN giải thích xác truyền đạt thơng tin di truyền cách xác qua hệ

 Phiên mã trình tổng hợp phân tử ARN từ mạch mạch mã gôc gen Bản chất trình phiên mã truyền đạt thông tin mạch mã gốc sang phân tử ARN  Quá trình diễn nhân, kì trung gian tế bào đề chuẩn bị nguyên liệu

cho trình phân bào II

Cơ chế phiên mã.

1 Các thành phần tham gia vào trình phiên mã

 Mạch mã gốc gen mang thông tin tổng hợp phân tử ARN

 Nguyên liệu để tổng hợp mạch ribonucleotit tự môi trường (U, A,G,X)  ARN polimeaza nhận biết điểm khởi đầu phiên mã mạch mã gốc, bám vào liên

kết với mạch mã gốc, tháo xoắn phân tử ADN => lộ mạch mã gốc , tổng hợp nên mạch ARN

2 Diễn biến

Quá trình phiên mã diễn theo bước : Bước Khởi đầu:

 Enzym ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hoà làm gen tháo xoắn để lộ mạch gốc có chiều 3’→ 5’ bắt đầu tổng hợp mARN vị trí đặc hiệu

Bước Kéo dài chuỗi ARN:

 Enzym ARN pôlimeraza trượt dọc theo mạch gốc gen có chiều 3’ → 5’ gắn nuclêôtit môi trường nội bào liên kết với nucluotit mạch gốc theo nguyên tắc bổ sung:Agốc - Umôi trường, Tgốc - Amôi trường, Ggốc – Xmôi trường, Xgốc – Gmôi trường Vùng gen vừa phiên mã xong mạch đơn gen đóng xoắn lại

Bước Kết thúc:

 Khi enzym di chuyển đến cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc q trình phiên mã dừng lại, phân tử ARN giải phóng

 Do gen sinh vật nhân sơ có vùng mã hóa liên túc nên mARN sau phiên mã dùng trực tiếp làm khuôn tổng hợp prôtêin

 Ở sinh vật nhân thực, vùng mã hóa gen khơng liên tục nên mARN sau phiên mã phải cắt bỏ đoạn intron, nối đoạn êxôn tạo mARN trưởng thành qua màng nhân tế bào chất làm khuôn tổng

Kết :1 lần phiên mã gen tổng hợp nên phân tử ARN, có trình tự giống với mARN bổ sung thay T U

QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

 Khái niệm: Dịch mã trình tổng hợp chuỗi polipeptit dựa trình tự nuclotit phân tử mARN Nhờ có q trình dịch mã mà thông tin di truyền phân tử axit nucleotit biểu thành tính trạng biểu bên ngồi kiểu hình.Q trình dịch mã diễn tìm hiểu viết sau

 Nơi xảy : Quá trình dịch mã trình tổng hợp chuỗi polipeptit diễn tế bào chất

 Các thành phần tham gia trình dịch mã

 Mạch khn mARN mang thơng tin mã hóa aa

 Nguyên liệu gồm 20 loại aa tham gia vào trình trổng hợp chuỗi polipeptit  tARN riboxom hoàn chỉnh ( tiểu phần bé , tiểu phấn lớn liên kết với nhau)  Các loại enzyme hình thành liên kết gắn aa với aa với tARN

 Diến biến trình dịch mã

Q trình dịch mã chia làm hai giai đoạn  Giai đoạn 1: Hoạt hoá axit amin

- Dưới tác động số enzim, a.a tự môi trường nội bào hoạt hoá nhờ gắn với hợp chất ATP : aa + ATP → aa hoạt hoá

Nhờ tác dụng enzim đặc hiệu, a.a hoạt hoá liên kết với tARN tương ứng→ phức hợp a.a – tARN

aa hoạt hoá + tARN → Phức hợp aa - tARN

 Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi pơlipeptit

- Q trình tổng hợp chuỗi polipeptit diễn theo ba bước:

Hình : Sơ đồ mơ tả q trình tổng hợp chuỗi pơlipeptit

 Tiểu đơn vị bé ribôxôm gắn với mARN vị trí nhận biết đặc hiệu (gần ba mở đầu) di chuyển đến ba mở đầu (AUG).Ở sinh vật nhân thực ba AUG mã hóa cho axit amin Met cịn sinh vật nhân sơ mã AUG mã hóa cho axit amin f-Met

aamở đầu - tARN tiến vào ba mở đầu (đối mã – UAX- khớp với mã mở đầu – AUG – mARN theo nguyên tắc bổ sung), sau tiểu phần lớn gắn vào tạo ribơxơm hồn chỉnh

Bước Kéo dài chuỗi polipeptit

 Phức hợp aa1 - tARN vào ribôxôm khớp bổ sung đối mã với côđon tiếp sau mã mở đầu mARN, liên kết peptit hình thành aa mở đầu aa1

Ribôxôm dịch chuyển qua côđon tiếp theo, tARN mở đầu rời khỏi ribôxôm, phức hợp aa2 - tARN vào ribôxôm khớp bổ sung đối mã với cơđon đó, liên kết peptit hình thành aa1 aa2

Quá trình tiếp diễn ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc (UGA, UAG hay UAA)

Bước Kết thúc

 Khi ribôxôm chuyển dịch sang ba kết thúc (UAA, UAG, UGA) trình dịch mã ngừng lại, tiểu phần ribơxơm tách Một enzim đặc hiệu loại bỏ axit amin mở đầu giải phóng chuỗi pơlipeptit, q trình dịch mã hoàn tất

Kết

 Từ phân tử mARN trưởng thành có riboxom trượt qua tạo thành chuỗi polipeptit cấu trúc bậc hoàn chỉnh

 Chuỗi polipeptit sau tổng hợp tiếp tục biến đổi để hình thành cấu trúc bậc , ,4 để thực chức sinh học

Chú ý: Trong dịch mã, mARN thường không gắn với riboxom riêng rẽ mà đồng thời gắn với nhóm ribơxơm (pơliribơxơm hay pơlixơm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp

Hình : Các polixom tổng hợp phân tử mARN Ý nghĩa

 Từ trình tự xếp nucleotit mARN chuyển đổi thành trình tự xếp aa chuỗi polipeptit

 Từ thông tin di truyềntrong axit nucleotit biểu thành tính trạng biểu bên ngồi kiểu hình

ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN I K hái quát điều hòa hoạt động gen

 Ý nghĩa:

 Tế bào tổng hợp protein cần thiết vào thời điểm thích hợp với lượng nghiên cứu cần thiết

 Đảm bảo hoạt động sống tế bào thích ứng với điều kiện mơi trường phát triển bình thường thể

 Các mức độ điều hòa hoạt động gen sinh vật :Phiên mã, dịch mã, sau dịch mã Điều hòa hoạt động gen tế bào nhân sơ xảy chủ yếu mức độ phiên mã

II Đ iều hòa hoạt động gen sinh vật nhân sơ Mơ hình cấu trúc operon Lac

 Operon gen cấu trúc có liên quan chức thường phân bố theo cụm có chung chế điều hòa

 Operon Lac gen cấu trúc quy định tổng hợp enzim thủy phân Lactozo phân bố thành cụm ADN có chung chế điều hòa

Cấu trúc opêron Lac E coli :

 Nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A) : nằm kề nhau, có liên quan với chức  Vùng vận hành (O) : đoạn mang trình tự nu đặc biệt, nơi bám prôtêin ức

chế ngăn cản phiên mã nhóm gen cấu trúc

 Vùng khởi động (P) : nơi bám enzim ARN-pôlimeraza khởi đầu mã

 Gen điều hịa (R) : khơng thuộc thành phần opêron đóng vai trị quan trọng điều hồ hoạt động gen opêron qua việc sản xuất prôtêin ức chế Sự điều hòa hoạt động operon Lac

 Khi mơi trường khơng có Lactozo: Protein ức chế gen điều hòa tổng hợp liên kết vào vùng vận hành làm ngăn cản trình phiên mã gen cấu trúc

Hình : Cơ chế điều hịa hoạt động operon Lac mơi trường khơng có Lactozo

Hình : Cơ chế điều hịa hoạt động operon Lac mơi trường có Lactozo ĐỘT BIẾN GEN

I Khái niệm dạng đột biến gen Khái niệm đột biến gen

 Đột biến gen biến đổi cấu trúc gen, liên quan tới cặp nuclêôtit (đột biến điểm) số cặp nu, xảy điểm trênphân tử ADN Các dạng đột biến gen

Có dạng đột biến gen (đột biến điểm): mất, thêm, thay cặp nuclêôtt

Dạng đột biến Khái niệm Hậu

Thay cặp nu Một cặp nu gen thay cặp nu

khác

Làm thay đổi trình tự protein thay đổi chức protein

Thêm cặp nu

Đột biến làm thêm cặp nu

gen

Mã di truyền đọc sai từ vị trí xảy đột biến

Nguyên nhân chế phát sinh đột biến gen a Nguyên nhân phát sinh đột biến gen

 Do sai sót ngẫu nhiên phân tử ADN xảy q trình tự nhân đơi ADN

 Tác động tác nhân vật lí, hóa học sinh học mơi trường

 Đột biến phát sinh điều kiện tự nhiên hay người tạo (đột biến nhân tạo)

b Cơ chế phát sinh đột biến gen

 Sự kết cặp không tái ADN

Các bazơ nitơ thường tồn dạng cấu trúc: dạng thường dạng Các dạng có vị trí liên kết hidro bị thay đổi làm cho chúng kết cặpkhông tái làm phát sinh đột biến gen

 Sai hỏng ngẫu nhiên

Ví dụ: Liên kết carbon số đường pentozơ ađenin ngẫu nhiên bị đứt → đột biến adenin

 Tác động tác nhân gây đột biến

 Tác nhân vật lí: tia tử ngoại (tạo phân tử timin mạch ADN → đột biến gen)

 Tác nhân hóa học: chất 5-brom uraxin (5BU) chất đồng đẳng timin gây biến đổi thay A-T  G-X

 Tác nhân sinh học: Virus viêm gan siêu vi B, virus Herpes … → đột biến gen c Hậu ý nghĩa đột biến gen

 Xảy cách ngẫu nhiên, vô hướng không xác định

 Làm rối loạn q trình sinh tổng hợp prơtêin, nên nhiều đột biến gen có hại, số có lợi, số không lợi không hại cho thể

 Ý nghĩa đột biến gen

 Đột biến gen nguồn nguyên liệu sơ cấp trình chọn giống tiến

ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ (NST) I Lý thuyết đột biến cấu trúc NST

 Nhiễm sắc thể vật thể di truyền tồn nhân tế bào bị ăn màu chất nhuộm kiềm tính, tập trung lại thànhnhững sợi ngắn, có số lượng, hình dạng kích tước đặc trung cho loài

 Nhiễm sắc thể có khả tự nhân đơi, phân li, tổ hợp ổn định qua hệ

 Đột biến NST phân chia thành: Đột biến cấu trúc NST đột biến số lượng NST 1 Khái niệm đột biến cấu trúc NST

 Đột biến cấu trúc NST thay đổi cấu trúc NST

 Sự thay đổi (giảm tăng) số lượng gen NST, trình tự xếp gen NST dẫn đến thay đổi hình dạng vàcấu trúc NST

2 Nguyên nhân gây đột biến cấu trúc NST

 Do tác động tác nhân gây đột biến ngoại cảnh (vật lí, hóa học):  Các tác nhân vật lí: Đột biến phụ thuộc liều phóng xạ

 Các tác nhân hoá học: Gây rối loạn cấu trúc NST chì benzen, thuỷ ngân, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ

 Do rối loạn trao đổi chất nội bào, làm cho NST bị đứt gãy

 Do rối loạn q trình tự nhân đơi NST, hay tiếp hợp trao đổi chéo khơng bình thường crômatit

 Tác nhân virut: Một số virut gây đột biến NST VD: Virut Sarcoma Herpes gây đứt gãy NST

3 Phân loại đột biến cấu trúc NST

 Đột biến cấu trúc NST gồm loại:  Đột biến đoạn

 Đột biến lặp đoạn  Đột biến đảo đoạn  Đột biến chuyển đoạn

 Đột biến Mất đoạn: Là đột biến đoạn NST  Một đoạn NST bị đứt

 Hậu quả: Giảm số lượng gen NST, cân gen hệ gen => giảm sức sống gây chết cho sinh vật

Ví dụ: Ở người:

Mất đoạn NST 22  ung thư máu ác tính

Mất đoạn NST  hội chứng mèo kêu (chậm phát triển trí tụê, bất thường hình thái thể)

 Đột biến Lặp đoạn: Là đột biến làm cho đoạn NST lặp lại hay nhiều lần

 Cơ chế: đứt gãy, nối đoạn NST cách ngẫu nhiên  Hậu quả:

- Tăng số lượng gen NST  tăng cường giảm bớt biểu tính trạng

Ví dụ: Lặp đoạn 16A NST X ruồi giấm → mắt lồi → mắt dẹt

 Đột biến đảo đoạn: Là đột biến làm cho đoạn NST đứt ra, đảo ngược 180o nối lại

 Cơ chế: Sự đứt gãy nối đoạn NST cách ngẫu nhiên  Hậu quả:

- Làm thay vị trí gen NST => thay đổi mức độ hoạt động gen => gây hại cho thể đột biến

- Thể dị hợp đảo đoạn, giảm phân xảy trao đổi chéo vùng đảo đoạn tạo giao tử khơng bình thườnghợp tử khơng có khả sống

Chú ý: Đảo đoạn làm thay đổi trật tự xếp gen, không làm thêm số lượng gen => Ít ảnh hưởng đến sứcsống cá thể vật chất di truyền không bị mát

 Đột biến Chuyển đoạn: Là đột biến dẫn đến đoạn NST chuyển sang vị vị trí khác NST, trao đổiđoạn NST không tương đồng

 Hậu quả:

 Chuyển đoạn NST không tương đồng làm thay đổi nhóm gen liên kết  Chuyển đoạn lớn thường gây chết giảm khả sinh sản cá thể

 Chuyển đoạn nhỏ thường ảnh hưởng tới sức sống, cịn có lợi cho sinh vật Ví dụ: Chuyển đoạn NST 22 → NST 22 ngắn → ung thư

4 Ý nghĩa chế

 Ý nghĩa đột biến cấu trúc NST

 Đối với q trình tiến hố: Tạo ngun liệu cho q trình chọn lọc tiến hố:

 Đột biến Cấu trúc NST => Cấu trúc lại hệ gen => cách li sinh sản => hình thành lồi

 Đối với nghiên cứu di truyền học: xác định vị trí gen NST qua nghiên cứu đoạn NST

 Đối với chọn giống: Ứng dụng việc tổ hợp gen NST để tạo giống

 Đột biến đoạn NST: Xác định vị trí gen NST, VD: Lập đồ gen người Cơ chế chung đột biến cấu trúc NST

 Các tác nhân gây đột biến phá vỡ cấu trúc NST dẫn đến thay đổi trình tự số lượng gen, làm thay đổi hình dạng NST

ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NST I Đột biến lệch bội

Khái niệm phân loại đột biến lệch bội

 Khái niệm đột biến lệch bội: Là thay đổi số lượng NST xảy số cặp nhiễm sắc thể tương đồng

 Phân loại đột biến lệch bội:

 Ở SV lưỡng bội thường gặp đạng như: thể không nhiễm(2n – 2), thể nhiễm(2n – 1), thể ba nhiễm (2n + 1) Đột biến lệch bội thường gặp ởTV, gặp ĐV Cơ chế phát sinh đột biến lệch bội

 Trong giảm phân: Do rối loạn phân bào mà hay vài cặp NST không phân li → Giao tử thừa thiếu vài NST (giao tử khơng bình thường) Sựkết hợp giao tử khơng bình thường với giao tử bình thường giao tử khơng bình thường với tạo đột biến lệch bội

 Trong nguyên phân (tế bào sinh dưỡng): Sự phân li khơng bình thường hay vài cặp NST → thể khảm

 Làm cân toàn hệ gen nên thể lệch bội thường giảm sức sống, giảm sinh sản chết

VD: Ở người hội chứng Đao có NST 21 làm mắt xếch, lưỡi dài dày, tay ngắn, si đần, vô sinh

Ý nghĩa đột biến lệch bội

 Trong tiến hóa: Cung cấp nguyên liệu cho tiến hóa  Trong chọn giống: Xác định vị trí gen NST II Đột biến đa bội

Khái niệm chế phát sinh thể tự đa bội

 Khái niệm thể tự đa bội: Là tăng số lượng NST đơn bội loài lên số nguyên lần Gồm đa bội chẵn 4n, 6n, 8n đa bội lẻ 3n, 5n, 7n …

 Cơ chế phát sinh thể tự đa bội

 Trong giảm phân: Các tác nhân gây đột biến gây không phân li toàn cặp NST → tạo giao tử khơng bình thường (chứa 2nNST) Sự kết hợp giao tử khơng bình thường với giao tử bình thường giao tử khơng bình thường với tạo đột biến đabội

 Trong nguyên phân: Trong lần nguyên phân hợp tử (2n) tất cặp NST không phân li → thể tứ bội (4n)

Khái niệm chế phát sinh thể dị đa bội

 Khái niệm thể dị đa bội: Là NST loài tồn loại tế bào (thể song nhị bội)

 Cơ chế phát sinh thể dị đa bội: Cơ chế hình thành thể dị đa bội lai xa kết hợp với đa bội hóa tạo song nhị bội (gồm NST loài đem lai)

VD: Củ cải 2n =18 R lai bắp cải 2n=18 B tạo lai F1 có (9R+9B) bất thụ NST không tương đồng ⇒ đa bội hóa F1 tạo thể dị bội: 18R+18B(song nhị bội hữu thụ) Hậu vai trò đột biến đa bội

 Hậu 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…

 Thể tự đa bội lẻ (3n, 5n ) khơng có khả sinh giao tử bình thường (bất thụ)

 Hiện tượng đa bội phổ biến thực vật Vai trò đột biến đa bội

 Trong sản xuất : Là nguyên liệu chọn giống Các giống ăn không hạt thường thể đa bội lẻ (dưa hấu, nho )

 Trong tiến hoá: Góp phần hình thành lồi I Các khái niệm di truyền

1 Kí hiệu P : cặp bố mẹ

F1 , F2 đời hệ hệ thứ Fa : kết lai phân tích kiểu hình trội ♀ : thể

♂ : thể đực x : phép lai Khái niệm :

- Tính trạng đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh lí thể

- Tính trạng lặn tính trạng xuất kiểu gen trạng thái đồng hợp lặn - Cặp tính trạng tương phản : hai hay nhiều trạng thái khác tính trạng - Dòng : đặc điểm di truyền dồng ( kiểu gen kiều hình ) hệ sau khơng

phân li kiểu hình

- Gen trội : trường hợp dị hợp tử, alen (hay gen) thể bên Trong biểu đồ gen, gen trội thể chữ hoa

- Gen lặn : trường hợp dị hợp tử, alen (hay gen) bị lấn át bên Trong biểu đồ gen, gen lặn thể chữ thường

- Thể đồng hợp thể có kiểu gen chứa cặp gen gồm gen tương ứng giống - Thể dị hợp thể có kiểu gen chứa cặp gen gồm gen tương ứng khác - Alen trạng thái khác gen quy định tính trạng - Gen đa alen : gen có nhiều alen

Tương tác gen alen

- Trội hoàn toàn A>> a => thể dị hợp có kiểu hình trội giống AA

- Trội khơng hồn tồn A> a =>thể dị hợp xuất kiểu hình trung gian

- Đồng trội : Hai alen có vai trị ngang => thể dị hợp xuất kiểu hình khác với kiểu gen đồng hợp

- Bản chất trội không hoàn toàn đồng trội làm xuất kiểu hình mới, khác :trội khơng hồn tồn tạo kiểu hình trung gian gen đồng trội tạo kiểu hình khác hồn tồn

Bản chất trội khơng hồn tồn đồng trội

Ví dụ 1: Ở thực vật A quy định hoa đỏ , a quy định hoa trắng , A trội khơng hồn tồn so với alen a nên Aa cho kiểu hình hoa hồng

Ví dụ 2: nhóm máu alen A , O B quy định > A, B đồng trội trội hoàn toàn so với O

- AA , AO  quy định nhóm máu A - BB BO quy định nhóm máu B - AB quy định nhóm máu AB

- OO quy định nhóm máu O

3 Các phép lai thường dùng di truyền

- Lai phân tích:là phép lai cá thể mang tính trạng trội với cá thể mang tính trạng lặn để xác định kiểu gen thể mang tính trạng trôi.(đồng hợp hay dị hợp)

Nếu cá thể trội mang kiểu gen đồng hợp  lai đồng tính Nếu cá thể trội mang kiểu gen dị hợp  lai phân tính

Lai thuận nghịch phép lai thay đổi vị trí bố mẹ (khi dùng dạng làm bố, lại dùng dạng làm mẹ) để xác định vị trí gen quy định tính trạng tế bào

Lai thuận giống lai nghịch  gen nằm NST thường

Lai thuận khác lai nghịch, phân li tính trạng khơng xuất hai giới  gen nằm NST giới tính

Lai thuận khác lai nghịch , đời có kiểu hình giống thể mẹ => gen nhân ( ty thể , lạp thể , plasmid)

II.Quy luật phân li

Đối tượng phương pháp nghiên cứu - Đậu Hà Lan

+ Các tính trạng tương phản + Thời gian sinh trưởng ngắn

Phương pháp nghiên cứu di truyền Menden - Tạo dòng

- Lai cặp bố mẹ chủng khác cặp tính trạng tương phản - Theo dõi di truyền riêng cặp tính trạng ,

- Phân tích kêt lai

Thí nghiệm pháp quy luật phân li

P : ♀ hoa đỏ x ♂ hoa trắng (hoặc ngược lại) F1 : toàn hoa đỏ (F1 tự thụ phấn)

F2 : đỏ : trắng

Giải tích kết thí nghiệm theo quy luật phân li. Theo quan điểm Menden

- Mỗi cặp tính trạng cặp nhân tố di truyền định Trong tế bào cặp nhân tố di truyền phân li độc lập với

- Bố mẹ truyền cho hai thành viên cặp nhân tố di truyền Theo quan điểm di truyền học đại:

- Mỗi tính trạng cặp gen qui định, có nguồn gốc từ bố, có nguồn gốc từ mẹ Các alen bố mẹ tồn tế bào cách riêng rẽ, khơng hồ trộn vào Khi hình thành giao tử, thành viên cặp alen phân li động giao tử, nên 50% số giao tử chứa alen 50% giao tử chứa alen

Cơ sở tế bào học quy luật phân li:

- Trong tế bào 2n, NST tồn thành cặp đồng dạng, gen NST tồn thành cặp Mỗi gen chiếm vị trí xác định gọi locut

- Mỗi bên bố, mẹ cho loại giao tử mang gen A a, qua thụ tinh hình thành F1 có kiểu gen Aa Do phân li cặp NST tương đồng giảm phân F1 đưa đến phân li cặp gen tương ứng Aa, nên loại giao tử A a tạo thành với xác suất ngang ½ Sự thụ tinh loại giao tử đực vá mang gen A a tạo F2 có tỉ lệ kiểu gen là: 1/4AA: 2/4Aa: 1/4aa

- F1 tồn hoa đỏ thể dị hợp Aa gen trội A át chế hoàn tồn gen lặn a thể kiểu hình Cũng tương tự, F2 ta thu tỉ lệ hoa đỏ: hoa trắng

- Bố mẹ khơng truyền cho kiểu hình cụ thể mà alen, tái tổ hợp alen từ bố mẹ tạo thành kiểu gen qui định kiểu hình cụ thể thể lai

Điều kiện nghiệm quy luật phân li, phân li độc lập : - Gen trội phải trội hoàn toàn

- P phải chủng tương phản

- Các gen quy định tính trạng nói phải nằm cặp NST khác - Số lượng cá thể nghiên cứu phải lớn

- Mỗi gen quy định tính trạng trình giảm phân diễn bình thường

P (t/c) : hạt vàng, trơn x xanh, nhăn F1 : vàng trơn

F2 : vàng, trơn : vàng, nhăn : xanh, trơn : xanh, nhăn Nhận xét kết thí nghiệm

* Xét cặp tính trạng

Xét tính trạng màu sắc hạt : Vàng : xanh = 12 : = 3: Xét tính trạng hình dạng hạt : Trơn : nhăn = 12 : = 3:1 * Xét tỉ lệ phân li kiểu hình chung cá hai tính trạng ta có :

vàng trơn : vàng nhăn : xanh trơn : xanh nhăn = (3 vàng : xanh)(3 trơn : nhăn )  Màu sắc dạng hạt di truyền độc lập với

3 Nội dung định luật

Khi lai nhiều cặp tính trạng tương phản di truyền cặp tính trạng không phụ thuộc di truyền cặp tính trạng (các cặp alen phân ly độc lập với trình hình thành giao tử)

4.Cơ sở tế bào học

Có phân ly độc lập tổ hợp ngẫu nhiên cặp NST tương đồng giảm phân hình thành giao tử phân li độc lập tổ hợp ngẫu nhiên cặp alen tương ứng

Hình : Cơ sở tế bào học tượng phân li độc lập 6 Ý nghĩa

Sự phân li độc lập NST qúa giảm phân tổ hợp ngẫu nhiên giao tử qúa trình thụ tinh thụ tinh chế tạo nên biến dị tổ hợp

7.Cơng thức tổng quát:

- Số cặp gen dị hợp tử (F1) : n - Giao tử (F1) : 2n - Tỉ lệ phân ly kiểu gen F2: (1 : : 1)n - Số lượng kiểu gen F2 : 3n - Tỉ lệ kiểu hình F2 : (3 : 1)n - Số lượng kiểu hình F2 : 2n

Tương tác gen tác động qua lại sản phẩm gen trình hình thành kiểu hình thể sinh vật

Tương tác gen gồm có

- Tương tác gen alen thuộc gen đưuọc đề cập đến phần di truyền Men den , gen alen tương tác với theo mối qua hệ : trội lặn hồn tồn , trội lặn khơng hồn tồn đồng trội

- Tương tác gen gen không alen tượng gen NST khác có sản phẩm tác động qua lại với

Khi gen nằm NST khác có kiểu tương tác sau : - Tương tác bổ trợ

- Tương tác át chế - Tương tác cộng gộp

II Dấu hiệu nhận biết di truyền tương tác gen

- Tỉ lệ phân li kiểu gen di truyền phân li độc lập - phép lai hai cặp gen AaBb x AaBb  A- B : A – bb: aa B- : aabb

Dấu hiệu nhận biết di truyền tương tác gen không alen

- Phép lai xét đến biểu kiểu hình cặp tính trạng

- ỞF2có 16 tổ hợp, tỉ lệ phân li kiểu hình biến đổi so với tỉ lệ phân li độc lập - Trong phép lai phân tích tỉ lệ phân li kiểu hình 1: 1:1:1 3:1

1 Tương tác bổsung

- Là kiểu tác động qua lại hay nhiều gen thuộc lôcut khác xuất tính trạng

Thí nghiệm phát quy luật tương tác bổ sung P : Dòng hoa Trắng x Dòng hoa trắng F1 : 100% hoa đỏ

F2 : 9/16 hoa đỏ : 7/16 trắng Giải thích quy luật tương tác gen bổ sung F2 : + = 16 tổ hợp

→ giao tử F1 : loại giao tử x loại giao tử → F1 dị hợp cặp gen AaBb

 Tính trạng màu sắc hoa hai alen chi phối , tính trạng tuần theo quy luật tương tác gen -Tỉ lệ phân li kiểu hình F2 đỏ : trắng  Có mặt hai loại alen trội có màu đỏ, có loại alen trội hoa có màu trắng

 Quy ước : A- B : màu đỏ; A- bb ; aaB- ; aabb : màu trắng Sơ đồ lai :

P : aa BB x AAbb F1 x F1 : AaBb x AaBb

F2 : 9A - B - : 3aa B – 3A - bb : aabb đỏ : trắng

Ngồi cịn gặp loại tỉ lệ biến dạng khác : 3: : 1; : : 2 Tương tác cộng gộp

- Là kiểu tác động nhiều gen, gen trội có vai trị tương đương đóng góp phần vào tăng giảm mức độ biểu tính trạng

Thí nghiệm phát quy luật tác động cộng gộp Thí nghiệm phát quy luật tác động cộng gộp

F1 : A1 a1 A2 a2 (đỏ hồng)

9A-B -: 3A - bb : 3aa B - :1 aabb 3 Tương tác át chế :

- Hai gen khơng alen có vai trị khác q trình biểu tính trạng , hoạt động gen át chế biểu gen

Thí nghiệm phát kiểu át chế Át chế tỉ lệ 13 :

Thí nghiệm: Ở gà kiểu gen CCII ccii xác định màu lông trắng Màu trắng kiểu gen CCII gen C tạo màu bị gen I át đi, kiểu gen ccii cho kiểu hình trắng gen tạo màu trạng thái đồng hợp lặn

P: gà trắng x gà trắng CCII x ccii F1 CcIi (gà trắng)

F2 C-I- : 3ccI- : ccii : C-ii

13 trắng: : màu Át chế tỉ lệ 12:3:1

- Alen trội A kìm hãm biểu B locus khác B biểu aa Aabb có kiểu hình khác

- Thí nghiệm: Lai bi qua mau xanh co kiêu gen AABB với bí trắng co kiểu gen aabb thi bí F1 AaBb có màu trắng Lai F1 với cho F2 tỷ lệ 12 trắng : vàng : xanh

P Bí trắng x Bí trắng F1: AaBb (quả trắng)

F2: A-B- : 3A-bb : aaB- : aabb 12 trắng : vàng : xanh Át chế tỉ lệ : :

- Kiểu gen aa cản trở biểu alen locus B, gọi át chế lặn locus B - Thí nghiệm:

P: Chuột đen x Chuột trắng AAbb x aaBB F1: AaBb (xám nâu)

F2: A-B- : A-bb : aaB : 1aabb xám nâu : đen : trắng 4.Ý nghĩa:

- Làm tăng xuất biến dị tổ hợp, xuất tính trạng chưa có bố mẹ Mở khả tìm kiếm tính trạng cơng tác lai tạo giống

DI TRUYỀN LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN

cứu di truyền hai cặp tính trạng hai gen nằm NST quy định Vậy di truyền cặp tính trạng hai gen nằm NST khác với di truyền phân li độc lập ?

DI TRUYỀN LIÊN KẾT GEN HOÀN TOÀN 1 Đối tương nghiên cứu

- Ruồi giấm mang nhiều đặc điểm thuận lợi cho nghiên cứu di truyền: Dễ nuôi ống nghiệm, đẻ nhiều, vịng đời ngắn , có nhiều biến dị dễ quan sát , số lượng NST (2n = 8) 2 Thí nghiệm

Nhận xét tỉ lệ phân li kiểu hình F2:

Phép lai xét di truyền cặp tính trạng : màu thân độ dài cánh => phép lai hai cặp tính trạng

- Số loại kiêu hình xuất F : kiểu hình

- Xét tỉ lệ phân li kiểu hình tính trạng màu thân : Thân xám : Thân đen = : - Xét tỉ lệ phân li kiểu hình tính trạng kích thước cánh : cánh dài : cánh cụt Tỉ lệ phân li kiểu hình chung : xám, dài : đen, cụt

 Kết phân tích F2 cho thấy màu sắc thân chiều dài cánh không tuân theo quy luật phân li động lập Men den

 Kết lai phân tích Moocgan giống với kết lai phân tích cặp tính trạng Giải thích kết quả

- Đời F1 cho kết 100% ruồi thân xám, cánh dài => thân xám trội so với thân đen, cánh dài trội so với cánh ngắn

- P chủng, khác cặp tính trạng tương phản

 F1 dị hợp cặp gen, lai phân tích cho tỉ lệ: : : : F2 cho tỉ lệ :  F1 tạo loại giao tử với tỉ lệ ngang  Hai cặp gen nằm NST

3 Sơ đồ lai

Quy ước: A : thân xám > a : thân đen B : cánh dài > b : cánh cụt

Sơ đồ lai :

Ptc : ♀ AB x ♂ ab AB ab F1 : AB (100% TX, CD) ab

Pa : ♂ AB x ♀ ab ab ab Fa : ABab

ab ab (50% TX, CD) : (50% TĐ, CC)

4 Cơ sở tế bào học tượng di truyền liên kết gen

Các gen quy định tính trạng khác (màu thân, dạng cánh) nằm NST di truyền

5 Kết luận:

- Số nhóm gen liên kết lồi số NST đơn bội (n) loài II DI TRUYỀN LIÊN KẾT KHƠNG HỒN TỒN 1 Thí nghiệm Morgan

P tc: ♀ thân xám, cánh dài x ♂ thân đen, cánh ngắn F1: 100% thân xám, cánh dài

Pa: ♀ thân xám, cánh dài x ♂ thân đen, cánh ngắn

F2: 965 xám, dài (41,5 %) : 944 đen, ngắn (41,5 %) 206 xám, ngắn (8,5 %) : 185 đen, dài (8,5 %) 2 Nhận xét tỉ lệ phân li kiểu hình F2:

Phương pháp thi nghiệm giống với thí nghiệm

Tuy nhiên có mơt số điểm khác đãn đến kết thí nghiệm khác Đặc điểm so sánh

- Thí nghiệm 1: Cá thể đem lai phân tích đực F1, số loại kiểu hình phép lai phân tích Fa: kiểu hình

Tỉ lệ phân li kiểu hình đời lai phân tích :1

- Thí nghiệm 2: Cá thể đem lai phân tích F1, số loại kiểu hình phép lai phân tích Fa: kiểu hình

Tỉ lệ phân li kiểu hình đời lai phân tích: 41,5 : 41,5 : 8,5 : 8,5

 Kết phân tích thể F1 cho thấy cho thấy gen quy định màu sắc thân chiều dài cánh nằm NST giải xảy hốn vị gen, giwois đực khơng xảy tương hóa vị gen

3 Sơ đồ lai - Quy ước

A : thân xám > a : thân đen B : cánh dài > b : cánh cụt - Sơ đồ lai :

Ptc : ♀ AB x ♂ ab AB ab

F1 : AB (100% TX, CD) ab

Pa : ♀ AB x ♂ ab ab ab

Fa : AB : ab abab

(41, 5% TX, CD) (41, 5% TĐ, CC) Ab : aB

ab ab

(8, 5% TX, CC) (8, 5% TĐ, CD)

4 Cơ sở tế bào học tượng di truyền liên kết khơng hồn tồn

một vài tế bào xảy tượng trao đổi đoạn làm cho gen đoạn NST trao đổi chỗ cho => hoán vị gen

- Tần số hoán vị:

+ Là tỉ lệ % số cá thể có tái tổ hợp (% giao tử mang gen hoán vị)

+ Tần số phản ánh khoảng cách tương đối gen không alen NST Khoảng cách lớn lực liên kết nhỏ tần số hốn vị gen cao Dựa vào người ta lập đồ di truyền

+ Tần số hoán vị gen khơng vượt q 50% tượng trao đổi chéo xảy crômatit cặp NST kép tương đồng

5 Kết luận:

- Do gen có xu hướng liên kết hồn tồn nên tượng hốn vị gen xảy - Các giao tử hoán vị gen chiếm tỉ lệ thấp

- Tần số hoán vị gen thể lực liên kết khoảng cách tương đối gen III BẢN ĐỒ DI TRUYỀN.

- Là sơ đồ xếp vị trí tương đối gen nhóm liên kết

- Khi lập đồ di truyền, cần phải xác định số nhóm gen liên kết, trình tự khoảng cách gen nhóm gen liên kết nhiễm sắc thể

- Khoảng cách gen NST tính đơn vị cM (centiMorgan)

- Dựa vào việc xác định tần số hoán vị gen, người ta xác lập trình tự khoảng cách gen nhiễm sắc thể: 1% HVG xấp xĩ 1cM

Ý nghĩa:

- Dự đốn trước tính chất di truyền tính trạng mà gen xếp đồ - Giúp nhà tạo giống rút ngắn thời gian tạo giống

IV Ý NGHĨA CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN LIÊN KẾT 1 Ý nghĩa liên kết hồn tồn:

- Nhiều nhóm gen q nằm NST di truyền tạo nên nhóm tính trạng tốt giúp cho ổn định lồi

- Trong cơng nghiệp chọn giống, chuyển gen có lợi NST để tạo giống mong muốn

2 Ý nghĩa liên kết khơng hồn tồn:

- Tăng biến dị tổ hợp, tạo nguồn nguyên liệu cho tiến hoá chọn giống

- Các gen quý có hội tổ hợp lại tạo thành nhóm gen liên kết -> Rất có ý nghĩa tiến hóa chọn giống

- Thiết lập khoảng cách tương đối gen nhiễm sắc thể -> thiết lập đồ gen dự đốn trước tần số tổ hợp gen phép lai, có ý nghĩa chọn giống (giảm thời gian chọn đôi giao phối cách mò mẫm) nghiên cứu khoa học

QUI LUẬT DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH I Nhiễm sắc thể giới tính

- NST giới tính loại NST có chứa gen quy định giới tính gen khác - Mỗi NST giới tính có đoạn:

+ Đoạn khơng tương đồng chứa gen đặc trưng cho NST + Đoạn tương đồng chứa lôcút gen giống

- Một số chế tế bào học xác định giới tính NST: * Kiểu XX, XY

- Con XY, đực XX : chim, bướm, cá, ếch nhái * Kiểu XX, XO:

- Con XX, đực XO: châu chấu, rệp, bọ xit - Con XO, đực XX : bọ nhậy

II Đặc điểm di truyền NST giới tính X Thí nghiệm

Phép lai thuận nghịch: phép lai có hốn đổi kiểu hình cặp bố mẹ lai thuận lai nghịch Mục đích để đánh giá ảnh hưởng giới tính đến hình thành tính trạng

Ví dụ: lai thuận : bố mắt đỏ x mẹ mắt trắng; lai nghịch : bố mắt trắng x mẹ mắt đỏ Phép lai thuận:

Ptc: ♀ Mắt đỏ × ♂ Mắt trắng F1: 100% ♀ Mắt đỏ : 100% ♂ Mắt đỏ

F2: 100% ♀ Mắt đỏ :

50% ♂ Mắt đỏ : 50% ♂ mắt trắng

Phép lai nghịch:

Ptc: ♀ Mắt trắng × ♂ Mắt đỏ

F1: 100% ♀ Mắt đỏ : 100% ♂ Mắt trắng F2: 50% ♀ Mắt đỏ : 50% ♀ Mắt trắng : 50% ♂ Mắt đỏ : 50% ♂ Mắt trắng 2 Nhận xét

Phép lai thuận:

Ptc: ♀ Mắt đỏ × ♂ Mắt trắng F1: 100% ♀ Mắt đỏ : 100% ♂ Mắt đỏ F2: 100% ♀ Mắt đỏ :

50% ♂ Mắt đỏ : 50% ♂ mắt trắng Phép lai nghịch:

Ptc: ♀ Mắt trắng × ♂ Mắt đỏ

F1: 100% ♀ Mắt đỏ : 100% ♂ Mắt trắng F2: 50% ♀ Mắt đỏ : 50% ♀ Mắt trắng : 50% ♂ Mắt đỏ : 50% ♂ Mắt trắng 2 Nhận xét

+ Kết phép lai thuận, nghịch khác + Có phân li khơng đồng giới

+ Dựa vào phép lai thuận: mắt đỏ tính trạng trội, mắt trắng tính trạng lặn Một gen quy định tính trạng

+ Quy ước gen: A: mắt đỏ ; a: mắt trắng 3 Giải thích

+ Gen quy định tính trạng màu mắt có NST X mà khơng có alen tương ứng NST Y

+ Cá thể đực (XY) cần gen lặn a nằm X biểu kiểu hình mắt trắng + Cá thể (XX) cần gen lặn a cho kiểu hình mắt trắng

4 Cơ sở tế bào học

Cơ sở tế bào học phép lai phân li cặp NST giới tính giảm phân tổ hợp thụ tinh dẫn đến phân li tổ hợp cặp gen quy định màu mắt

5 Sơ đồ lai:

6 Kết luận:

- Gen quy định tính trạng có NST X mà khơng có Y nên cá thể đực cần có alen lặn nằm X biểu thành kiểu hình

- Gen NST X di truyền theo quy luật di truyền chéo

+ Gen X bố truyền cho gái, trai nhận gen X từ mẹ + Tính trạng biểu khơng giới

Một số bệnh di truyền người gen lặn NST X: mù màu, máu khó đơng

II Đặc điểm di truyền gen NST giới tính Y Ví dụ :

Người bố có tật có túm lơng vành tai truyền đặc điểm cho tất trai mà gái ko bị tật

2 Nhận xét

- NST X có gen mà Y khơng có Y có gen mà X khơng có - Gen đoạn khơng tương đồng NST Y tính trạng gen quy định biểu giới

- Gen nằm NST Y di truyền thẳng

III Ý nghĩa di truyền lien kết với giới tính

 Điều khiển tỉ lệ đực theo ý muốn chăn nuôi trồng trọt:

Ví dụ: Người ta phân biệt trứng tằm nở tằm đực, trứng tằm nở tằm cách dựa vào màu sắc trứng Việc nhận biết sớm giúp mang lại hiệu kinh tế cao ni tằm đực có suất tơ cao

 Nhận dạng đực từ nhỏ để phân loại tiện cho việc chăn nuôi

 Phát bệnh rối loạn chế phân li, tổ hợp cặp NST giới tính

DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN (DI TRUYỀN NGOÀI NHIỄM SẮC THỂ)

- Khi lai thứ Đại mạch xanh lục bình thường lục nhạt với thu kết sau:

Lai thuận : P: (♀) Xanh lục x (♂) Lục nhạt F : 100% Xanh lục

Lai nghịch : P: (♀) Lục nhạt x (♂) Xanh lục F : 100% Lục nhạt

Nhận xét

- Kết phép lai thuận nghịch khác nhau, F có kiểu hình giống mẹ

- Hai hợp tử tạo lai chứa NST cấu trúc số lượng, khác khối tế bào chất: hợp tử

chứa tế bào chất nỗn lai mang đặc điểm Giải thích

- Trong thí nghiệm trên, di truyền tính trạng xanh lục liên quan với tế bào chất tế bào trứng mẹ xanh lục (lai thuận), cịn di truyền tính trạng lục nhạt chịu ảnh hưởng tế bào chất tế bào trứng mẹ xanh lục nhạt (lai nghịch)

Vì tượng di truyền di truyền tế bào chất (hay di truyền nhân ngồi NST) Do lai mang tính trạng mẹ nên di truyền tế bào chất xem di truyền theo dịng mẹ Tuy nhiên, khơng phải tượng di truyền theo dòng mẹ di truyền tế bào chất

- Sự phân ly kiểu hình đời tính trạng gen nằm tế bào chất quy định phức tạp Là tế bào chứa nhiểu ty thể lục lạp Một ty thể hay lục lạp lại chứa nhiều phân tử ADN tức có nhiều alen Các gen bị đột biến khác

- Khi thụ tinh, giao tử đực truyền nhân mà không truyền tế bào chất cho trứng, gen nằm tế bào chất (trong ti thể lục lạp) mẹ truyền cho qua tế bào chất trứng

5 Kết luận

- Tế bào chất có vai trị định di truyền tính trạng từ hệ trước đến hệ sau

- Tính trạng di truyền ngồi nhân di truyền theo dịng mẹ (khơng theo quy luật di truyền) Lưu ý:

- Năm 1909, Correns Bauer phát di truyền qua tế bào chất (không tuân theo quy luật Menđen) hoaphấn (Mirabilis jalava)

- Cây không tạo phấn hoa phấn hoa không thụ tinh đuợc  bất thụ đực

- Khi bất thụ đực làm thụ tinh phấn hoa hữu thụ  Thế hệ sau bất thụ đực (do di truyền theo dòng mẹ)  Hiện tượng bất thụ đực sử dụng tạo hạt lai mà không cần bỏ phấn hoa mẹ

6 Ví dụ di truyền qua tế bào chất

- Ngựa x Lừa đực  la: dai sức, leo núi giỏi

- Ngựa đực x Lừa  Bac-đô: thấp la, chân mỏng, móng bé tựa lừa - Cá chép (có râu) x cá diếc đực (khơng râu)  cá có râu

- Cá chép đực (có râu) x cá diếc (khơng râu)  cá khơng có râu II Sự di truyền gen ti thể, lục lạp

1 Gen nhân (ngoài NST)

- Khái niệm: Gen NST gen (ADN) tồn TBC chứa bào quan như: ti thể, lạp thể hay

plasmit vi khuẩn

- Đặc điểm gen ngồi NST:

Số lượng so với gen nhân Có thể bị đột biến di truyền 2 Sự di truyền ti thể

- Bộ gen ti thể kí hiệu mtADN (MitochondrialADN) có cấu tạo xoắn kép, trần, mạch vịng

- Có hai chức chủ yếu:

Mã hóa nhiều thành phần ti thể: rARN, tARN nhiều loại prơtêin có màng ti thể

Mã hóa cho số prơtêin tham gia vào chuỗi chuyền electron

- Thực nghiệm chứng minh sở di truyền tính kháng thuốc từ gen ti thể Các tế bào kháng thuốc tách nhân, cho kết hợp với tế bào bình thường mẫn cảm thuốc, tạo tế bào kháng thuốc Điều chứng tỏ tính kháng thuốc truyền qua gen nhân 2 Sự di truyền lục lạp

- Bộ gen lục lạp kí hiệu cpADN (Chloroplast ADN) có cấu trúc xoắn kép, trần, mạch vịng

- Chức năng: Mã hóa nhiều thành phần ti thể: rARN, tARN nhiều loại prôtêin riboxom màng lục lạp cần thiết

cho việc chuyền điện tử trình quang hợp

- Sự di truyền lạp thể di truyền tế bào chất hay di truyền theo dòng mẹ xác định đối tượng khác

- Ví dụ: Khi cho ngơ xanh bình thường thụ phấn với ngơ xanh có đốm trắng hệ xanh bình thường Cịn đốm thụ phấn với xanh bình thường hệ xuất số xanh, số đốm số hoàn toàn bạch tạng

III Đặc điểm di truyền NST

- Kết lai thuận khác lai nghịch, lai thường mang tính trạng mẹ (di truyền theo dòng mẹ) Trong di truyền qua tế bào chất, vai trò chủ yếu thuộc tế bào chất giao tử tạo từ mẹ

- Các tính trạng di truyền khơng tn theo quy luật di truyền nhiễm sắc thể Vì tế bào chất không phân phối đồng tuyệt đối cho tế bào nhiễm sắc thể - Tính trạng gen tế bào chất quy định tồn thay nhân tế bào nhân có cấu trúc di truyền khác

ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẾN SỰ BIỂU HIỆN KIỂU GEN I Mối quan hệ kiểu gen- mơi trường kiểu hình.

Thí nghiệm

- Thí nghiệm 1: Ở hoa anh thảo (Primula sinensis) P : Hoa đỏ x Hoa trắng

F : Toàn đỏ F : đỏ : trắng

=> Tính trạng cặp gen chi phối, đỏ tính trạng trội (A), trắng tính trạng lặn (a)

+ Cây hoa đỏ chủng có KG: AA + Cây hoa trắng chủng có KG: aa (1)

Từ (1) (2) Sự biểu tính trạng ngồi thành kiểu hình ngồi phụthuộc kiểu gen cịn phụ thuộc mơi trường

* Thí nghiệm hoa trắng aa: Trồng 350C cho hoa trắng, 200C cho hoa trắng,  Kiểu gen khác có khả phản ứng khác trước môi trường

 Nhận xét: Sự biểu màu hoa kiểu gen AA phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường cịn kiểu gen aa khơng

- Thí nghiệm 2: Giống thỏ tuyết Hymalaya có lơng trắng muốt tồn thân, phần nhô tai, bàn chân, đuôi mõm lại có lơng màu đen

Nếu cạo phần lông trắng sống lưng áp nước đá vào chỗ sau lơng mọc lên có màu đen

Nếu cạo phần lông đen vùng mõm, tai đưa chỗ lên nhiệt độ cao sau lơng mọc lên có màu trắng

Nhận xét: biểu gen quy định màu lông thỏ tuyết Hymalaya phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Nhiệt độ xuống thấp lơng có màu đen

- Thí nghiệm 3: Ở người, bệnh pheninketo niệu gen lặn nằm NST quy định, gây rối loạn trình chuyển hóa axit amin phenylalanin dẫn đến thiểu trí tuệ Nếu trẻ mắc bệnh phát sớm áp dụng chế độ ăn kiêng với lượng phenylalanin hợp lý trẻ phát triển bình thường

2 Kết luận

 Mối quan hệ gen tính trạng: Gen (một đoạn ADN)  mARN  Prơtêin  Tính trạng

 Sự biểu gen qua nhiều bước nên bị nhiều yếu tố môi trường bên bên thể chi phối

 Với kiểu gen điều kiện môi trường khác cho kiểu hình khác

 Bố mẹ khơng truyền cho tính trạng hình thành sẵn mà truyền cho kiểu gen

 Kiểu gen quy định khả phản ứng thể trước điều kiện môi trường  Kiểu hình kết tương tác kiểu gen môi trường

 Sự biểu tính trạng ngồi thành kiểu hình ngồi phụ thuộc kiểu gen cịn phụ thuộc: mơi trường trong, mơi trường ngồi, loại tính trạng

II Thường biến

1 Khái niệm thường biến

- Thường biến biến đổi kiểu hình kiểu gen, phát sinh trình phát triển cá thể ảnh hưởng điều kiện môi trường, không lien quan đến biển đổi KG

2 Đặc điểm thường biến - Chỉ biến đổi kiểu hình - Khơng biến đổi kiểu gen

- Xảy đồng loạt theo hướng xác định - Không di truyền

- Khơng có ý nghĩa tiến hóa chọn giống - Chỉ có giá trị thích nghi

Ví dụ:

- Lá rau mác môi trường cho dạng khác nhau: + Môi trường cạn: có hình mũi mác

+ Mùa đông: lông trắng, dày + Mùa hè: lông vàng , thưa

3 Ý nghĩa: Giúp thể phản ứng linh hoạt kiểu hình để tồn trước mơi trường ln thay đổi (có ý nghĩa gián tiếp q trình tiến hố)

III Mức phản ứng

1 Khái niệm mức phản ứng

- Tập hợp kiểu hình KG tương ứng với môi trường khác gọi mức phản ứng KG (Giới hạn thường biến kiểu gen)

Ví dụ: Con tắc kè hoa

- Trên cây: Da có hoa văn màu xanh - Trên đá: Da có màu hoa rêu đá

- Trên thân cây: Da có màu hoa nâu

Tập hợp kiểu hình tắc kè (một KG) tương ứng với chế độmôi trường gọi mức phản ứng

2 Đặc điểm

- Mức phản ứng gen quy định, KG gen có mức phản ứng riêng - Có loại mức phản ứng:

Mức phản ứng rộng: thường tính trạng số lượng như: suất sữa, khối lượng, tốc độ sinh trưởng, sản lượng trứng, sữa

Mức phản ứng hẹp: tính trạng chất lượng như: tỉ lệ bơ sữa - Mức phản ứng rộng sinh vật dễ thích nghi

- Mức phản ứng di truyền cho đời sau KG quy định

- Mức phản ứng tính trạng thay đổi tùy theo kiểu gen cá thể Ví dụ suất tối đa giống lúa tám thơm đột biến 5,5 tấn/ha, giống DR2 9,5 tấn/ha - Kiểu gen quy định mức phản ứng, khả suất giống Kỹ thuật sảnxuất quy định suất cụ thể giống Như để nâng cao suất cần có kỹ thuật chăm sóc cao đồng thời với việc làm thay đổi vốn gen (cải tạogiống)

* Phương pháp xác định mức phản ứng:

- Để xác định mức phản ứng KG cần phải tạo cá thể sinh vật có cùng1 KG, với sinh sản sinh dưỡng xác định mức phản ứng cách cắtđồng loạt cành:

Kiểu gen + Mơi trường  Kiểu hình Kiểu gen + Mơi trường  Kiểu hình Kiểu gen + Môi trường  Kiểu hình Kiểu gen + Mơi trường n  Kiểu hình n

 Tập hợp kiểu hình 1, 2, 3, n nói kiểu gen tương ứng với n môi trường khác gọi mức phản ứng kiểu gen

3 Sự mềm dẻo kiểu hình

- Hiện tượng KG thay đổi KH trước điều kiện MT khác gọi mềm dẻo KH

- Sự mềm dẻo kiểu hình tự điều chỉnh sinh lí giúp sinh vật thích nghi với thay đổi MT

- Mức độ mềm dẻo kiểu hình phụ thuộc vào KG

- Mỗi KG điều chỉnh kiểu hình phạm vi định IV Vai trò giống kỹ thuật chăn nuôi trồng trọt

- Giống (đặc trưng kiểu gen): quy định khả suất giống vật nuôi hay trồng

- Năng suất (bao gồm tính trạng số lượng cấu thành) kết tác động cảu giống kỹ thuật Có giống tốt mà ni trồng khơng kỹ thuật không phát huy hết tiềm giống Ngược lại đạt đáp ứng yêu cầu kỹ thuật sản xuất mà muốn vượt giới hạn giống cũ phải đổi giống, cải tiến giống cũ

hoặc tạo giống

DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ I Khái niệm quần thể :

Quấn thể tập hợp cá thể loài, sống khoảng không gian xác định, vào thời

điểm định, có khả sinh sản hệ sau Ví dụ : Quần thể cá chép sống ao

II Vốn gen:

Là tập hợp toàn alen tất gen quần thể thời điểm xác định II Tần số kiểu hình:

Là tỉ lệ kiểu hình thuộc tính trạng quần thể thời điểm xác định

Ví dụ : quần thể bị có 64% bị lơng đỏ 36% bị lơng khoang III Tần số kiểu gen:

Là tỉ lệ kiểu gen thuộc gen quần thể thời điểm xác định Ví dụ: Một quần thể có tỉ lệ kiểu gen là: 0,6 AA : 0,2 Aa : 0,2aa

IV Tần số alen:

Tần số tương đối alen thuộc gen tính tỉ lệ số alen xét đến

tổng số alen thuộc lôcut quần thể hay tỉ lệ % số giao tử mang alen quần thể

Ví dụ : Một quần thể có thành phần kiểu gen 0,6 AA : 0.2Aa: 0,2 aa có tần số alen A = 0,7, tần số alen a = 0,3

Số lượng alen A quần thể

f(A) = ──────────────────── Tổng số alen gen quần thể

Số lượng alen a quần thể

f(a) = ──────────────────── Tổng số alen gen quần thể

Ví dụ : Một quần thể người nghiên cứu hệ nhóm máu MN có : 298 MM : 489 MN : 213 NN

Hãy xác định tần số tương đối cảu kiểu gen tần số tương đối alen quần thể ?

Giải : Tổng số cá thể quần thể = 298 + 489 + 213 = 1000  Tần số tương đối kiểu gen là:

MM = 298/1000 = 0,298 MN = 489/1000 = 0,48 NN = 213/1000 = 0,213  Tỉ lệ thành phần kiểu gen : 0,298 MM : 0,489 MN : 0,213 NN

 Tần số tương đối alen :

A Đặc điểm cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn

Do tự phối nên quần thể có tỉ lệ thành phần kiểu gen kiểu hình thay đổi qua thế hệ, thể dị hợp giảm dần, thể đồng hợp ngày tăng Trong thực tế, quần thể tự phối bao gồm dòng chủng kiểu gen khác nhau.

Tần số tương đối alen thuộc gen không đổi qua thể hệ. Ví dụ minh họa:

Xét gen có alen A a, cho quần thể tự thụ phấn liên tiếp nhiều hệ, cá thể AA sinh AA, cá thể aa sinh aa, cá thể Aa sinh ẳAA : ẵAa : ẳ aa nờn có kết hệ sau :

P : 100% Aa → tần số A= a=0,5 F1 : 1/4 AA : 1/2 Aa : 1/4 aa → tần số A= a=0,5 F2 : 3/8 AA : 1/4 Aa : 3/8 aa → tần số A= a=0,5 F3 : 7/16 AA : 1/8 Aa : 7/16 aa → tần số A= a=0,5

Fn : (1−(1/2)n))/2 AA : (1/2)n Aa : (1−(1/2)n)/2 aa F∞ : 1/2 AA : Aa : 1/2 aa Bài tập vận dụng :

Quần thể xuất phát P có 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa Xác định thành phần kiểu gen quàn thể sau hệ tự phối

- Cứ qua hệ tự phối tần số thể dị hợp tử Aa giảm 1/2 qua hệ tự phối liên tiếp tần số thể dị hợp tử lại 0,48 x (1/2)3 = 0,06.

- Tần số thể dị hợp tử giảm qua hệ tự phối tần số tăng lên thể đồng hợp AA aa thể dị hợp Aa sinh 0,48 - 0,06 = 0,42

Tần số thể đồng hợp AA sau hệ tự phối 0,36 + 0,42/2 = 0,57 Tần số thể đồng hợp aa sau hệ tự phối 0,16 + 0,42/2 = 0,37 Cấu trúc di truyền quần thể sau hệ tự phối là:

0,57 AA : 0,06 Aa : 0,37 aa B Đặc điểm di truyền quần thể ngẫu phối

- Do giao phối ngẫu nhiên nên quần thể có tính đa hình kiểu gen kiểu hình Giữa cá thể quần thể có sai khác nhiều chi tiết, khó mà tìm cá thể hoàn toàn giống

Chẳng hạn, gen có k alen số kiểu gen quần thể k(k+1)/2 + Nếu n cặp NST xét n gen có k alen số kiểu gen n gen : k(k+1)/2

+ Nếu n cặp NST xét n gen có k1, k2, , kn alen số kiểu gen n gen :

- Ở thời điểm xác định, quần thể:

 Có vốn gen xác định mang tính đặc trưng Vốn gen khơng được di truyền qua hệ sau mà phát triển thêm xuất alen đột biến

 Có tỉ lệ thành phần kiểu gen xác định, trạng thái cân mang tính đặc trưng Có tần số tương đối alen thuộc gen mang tính đặc trưng khơng đổi qua hệ liên tiếp.

Ví dụ minh họa

Xét quần thể có cấu trúc di truyền hệ xuất phát P : 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa

 Tần số alen hệ P:

Alen A = 0,36 + 0,48 : = 0,6 Alen a = 0,16 + 0,48 : = 0,4

Tần số alen A, a tỉ lệ loại giao tử mang alen quần thể Các giao tử hệ P thụ tinh qua ngẫu phối sinh hệ F1:

Từ ta có :

♂ (0,6 A x 0,4 a) x ♀(0,6 A x 0,4 a) = 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa  Tương tự cách tính trên, F1 có tần số:

Alen A = 0,6 Alen a = 0,4

I CƠNG THỨC TÍNH TẦN SỐ ALEN TRONG QUẦN THỂ Tính tần số alen quần thể :

Xét quần thể có cấu trúc di truyền: xAA + yAa + zaa = ( x, y, z tần số các kiểu gen AA, Aa, aa)

Gọi p, q tần số alen A a ta có cơng thức p = x + y/2 , q = z+ y/2 = 1- p

II CƠNG THỨC TÍNH THÀNH PHẦN KIỂU GEN TRONG QUẦN THỂ NỘI PHỐI (tự thụ phấn, tự phối)

Xét gen gồm alen A a Giả sử quần thể ban đầu có 100% Aa với n: số hệ tự phối.  Tỉ lệ KG dị hợp qua n lần tự phối = (½)n

 Tỉ lệ KG đồng hợp loại (AA = aa) qua n lần tự phối = (1−(1/2)n)/2 Chú ý: Nếu quần thể ban đầu khơng phải 100% Aa mà có dạng:

xAA + yAa + zaa =

Qua n hệ tự phối ta phải tính phức tạp Lúc này, tỉ lệ kiểu gen Aa, AA, aa lần lượt là:

Aa = y(1/2)n ; AA = x + (1−y(1/2)n)/2 ; aa = z + (1−y(1/2)n)/2

III.CƠNG THỨC TÍNH THÀNH PHẦN KIỂU GEN TRONG QUẦN THỂ NGẪU PHỐI.

( giao phấn, giao phối tự do) Ta có: xAA + yAa + zaa =

Nếu gọi p tần số alen A, q tần số alen a thì:

pA = x +y2y2 ; qa = z +y2y2 1 Nội dung định luật:

Khi xảy ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân theo định luật Hacđi-Vanbec Khi thoả mãn đẳng thức:

p2AA + 2pqAa + q2aa = 1,

Quần thể cân  p + q = 1 2 Kiểm tra cân quần thể :

Nếu p2 × q2 ≠ (2pq/2)2  Quần thể không cân bằng

3 Tính cân quần thể gen nằm NST giới tính Xét gen nằm NST giới tính có alen

Số kiểu gen quần thể tối đa kiểu

gen: XAXa;XaXa;XAXA;XAY;XaY;XAXa;XaXa;XAXA;XAY;XaY;

Các cá thể có alen NST X xét phạm vi giới tần số kiểu gen tính giống trường hợp alen NST thường, có nghĩa tần số kiểu gen trạng thái cân Hacdi - Vanbec là: p2 + 2pq + q2 = 1.

Các cá thể đực có alen X nên tần số kiểu gen giới đực p+ q=1 (Khi xét phạm vi giới đực)

Vì tỉ lệ đực : 1: nên tỉ lệ kiểu gen giới tính phải giảm nửa xét phạm vi tồn quần thể, trạng thái cân quần thể Hacdi - Vanbec, công thức tính kiểu gen liên quan đến locus gen NST NST X ( vùng không tương đồng) gồm alen là:

0.5p2 + pq+ 0.5q2 + 0.5p+ 0.5q= IV CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH SỐ KIỂU GEN TRONG QUẦN THỂ Xét cặp NST thường ta có :

 Xét gen có r alen số kiểu gen tạo từ gen Số kiểu gen = r(r+1)2

 Nếu có n gen khác gen phân li độc lập gen có r alen số kiểu gen

Số kiểu gen = (r(r+1)/2)n

 Nếu có n gen khác gen phân li độc lập số alen (r) gen khác tính số kiểu gen locut nhân kết tính locut

Số kiểu gen = (r1(r1+1)/2)×(r2(r2+1)/2)× ×(rn(rn+1)/2)

 Nếu n gen nằm NST gen có r alen tổng kiểu gen là: Số kiểu gen = rn(rn+1)2

Xét cặp NST giới tính XX XY ta có :

 Nếu gen có r alen nằm vùng khơng tương đồng NST giới tính X ta có số kểu gen r(r+3)/2

 Nếu gen có r alen nằm vùng khơng tương đồng NST giới tính Y ta có số kiểu gen r

 Nếu gen có r alen nằm vùng tương đồng NST giới tính tổng kiểu gen r(r+1)/2 + r2

ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC VÀO CHỌN GIỐNG

CHỌN TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG DỰA TRÊN NGUỒN BIẾN DỊ TỔ HỢP

I. GIỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG

* Khái niệm

- Giống tập hợp cá thể sinh vật người chọn tạo ra, có phản ứng trước điều kiện ngoại cảnh, có đặc điểm di truyền đặc trưng, chất lượng tốt, suất cao ổn định; thích hợp với điều kiện khí hậu, đất đai, kĩ thuật sản xuất định

* Quy trình tạo giống bao gồm bước:

 Tạo trì dịng có tổ hợp gen mong muốn  Đưa giống tốt sản xuất đại trà

* Phương pháp tạo nguồn nguyên liệu cho chọn giống

 Nguyên liệu cho trình chọn gióng tạo từ nguồn biến dị tổ hợp, đột biến ADN tái tổ hợp

Các phương pháp tạo nguồn nguyên liệu:  Lai hữu tính : tạo vô số biến dị tổ hợp  Gây đột biến: tạo đột biến di truyền  Công nghệ gen: tạo ADN tái tổ hợp

II CHỌN GIỐNG VẬT NUÔI VÀ CÂY TRỒNG BẰNG BIẾN DỊ TỔ HỢP

Biến dị tổ hợp

* Khái niệm: Là biến dị xuất tổ hợp vật chất di truyền bố mẹ q trình

sinh sản hữu tính

Biến dị tổ hợp nguồn nguyên liệu phong phú cho chọn giống tiến hóa

* Cơ sở tế bào học

- Quá trình phát sinh giao tử : phân li tổ hợp cặp NST tương đồng giảm phân hình thành nhiều tổ hợp gen khác giao tử đực giao tử

- Quá trình thụ tinh : kết hợp ngẫu nhiên giao tử đực qua thụ tinh hình thành nhiều tổ hợp gen khác hệ cháu

- Hoán vị gen : bắt chéo trao đổi đoạn kì đầu I giảm phân dẫn đến tái tổ hợp gen cặp NST tương đồng

* Phương pháp tạo biến dị tổ hợp

Tạo biến dị tổ hợp thơng qua hình thức lai giống

* Tạo giống dựa nguồn biến dị tổ hợp

Các bước tạo giống dựa nguồn biến dị tổ hợp

Bước : Tạo dòng chủng khác cho lai giống Bước : Chọn lọc cá thể có tổ hợp gen mong muốn

Bước : Cho cá thể có kiểu gen mong muốn tự thụ phấn giao phối gần để tạo giống chủng

Sơ đồ minh họa trình chọn lọc tổ hợp gen mong muốn

Thành tựu chọn giống từ nguồn biến dị tổ hợp

IV TẠO GIỐNG CÓ ƯU THẾ LAI

* Khái niệm ưu lai

Ưu lai tượng lai có suất, phẩm chất, sức chống chịu, khả sinh trưởng phát triển vượt trội so với dạng bố mẹ

Đặc điểm ưu lai

 Ưu lai thể rõ F1 sau giảm dần qua hệ  Ưu lai cao thể lai khác dòng

* Giả thuyết sở di truyền tượng ưu lai

Giả thuyết ưu lai thừa nhận rộng r ãi thuyết siêu trội

Nội dung giả thuyết : Kiểu gen dị hợp có sức sống, sức sinh trưởng phát triển ưu

hẳn dạng đồng hợp trội đồng hợp lặn Có thể tóm tắt giả thuyết sau AA < Aa > aa

Giải thuyết siêu trội *Giải thích tượng ưu lai thuyết siêu trội

 Mỗi alen gen thực chức riêng mình; trạng thái dị hợp chức gen biểu

 Mỗi alen gen có khả tổng hợp riêng mơi trường khác nhau, kiểu gen dị hợp có mức phản ứng rộng

 Cả alen trạng thái đồng hợp tạo số lượng chất định quá nhiều c òn trạng thái dị hợp tạo lượng tối ưu chất

 Qua lai giống, người ta thấy lai sinh chất mà không thấy bố mẹ chủng, thể mang gen dị hợp chất kích thích phát triển

* Phương pháp tạo ưu lai

Bước 1: Tạo dòng chủng tr ước lai cách cho tự thụ phấn giao phối gần qua 5

– hệ

Tùy theo mục đích người ta sử dụng phép lai:

 Lai khác dòng đơn: cho hai dòng chủng lai với thu F1 Dòng A x Dòng B  Con lai F1

 Lai khác dòng kép: cho lai nhiều dòng chủng khác cho lai chúng lai với thu đời

Dòng A x Dòng B  Con lai C Dòng D x Dòng E  Con lai F Cho lai C x Con lai F  Con lai G

Bước 3: Chọn tổ hợp có ưu lai mong muốn

* Phương pháp trì ưu lai

- Ở thực vật: Cho lai sinh sản sinh dưỡng, sinh sản vơ tính

- Ở động vật: Sử dụng lai luân phiên: cho đực lai ngược lại với mẹ đực đời bố lai với đời

* Ứng dụng ưu lai:

- Là phép lai hai dòng chủng khác dùng lai F1 làm mục đích kinh tế (để làm sản phẩm) khơng làm giống

TẠO GIỐNG NHỜ CÔNG NGHỆ GEN I Khái niệm công nghệ gen

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

Kỹ thuật chuyển gen( KT tạo ADN tái tổ hợp) chuyển đoạn ADN từ tế bào cho sang tế bào nhận nhiều cách khác

II Quy trình tạo ADN tái tổ hợp 1 Thành phần tham gia

Tế bào cho: tế bào chứa gen cần chuyển (vi khuẩn, thực vật, động vật)

Tế bào nhận: vi khuẩn, tế bào thực vật (tế bào chồi, mầm), tế bào động vật (như tế bào trứng, phôi)

Enzyme: gồm enzym cắt giới hạn enzyme nối

Enzyme cắt giới hạn (restrictaza), cắt hai mạch đơn phân tử ADN vị trí nucleotid xác định

Enzyme nối: (ligaza), tạo liên kết phosphodieste làm liền mạch ADN, tạo ADN tái tổ hợp Thể truyền:( véc tơ chuyển gen): Là phân tử ADN có khả tự nhân đơi, tồn độc lập tế bào mang gen từ tế bào sang tế bào khác , thể truyền plasmid , virut số NST nhân tạo nấm men

AND tái tổ hợp phân tử AND nhỏ lắp giáp từ đoạn AND từ phân tử khác ( thể truyền gen cần chuyển )

2 Quy trình tạo ADN tái tổ hợp

Tách chiết thể truyền gen cần chuyển khỏi tế bào

 Xử lí loại enzim giới hạn (restrictaza) để tạo loại đầu dính  Dùng enzim nối để gắn chúng tạo ADN tái tổ hợp

b Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận

– Dùng muối CaCl2 xung điện cao áp làm dãn màng sinh chất tế bào để ADN tái tổ hợp dễ dàng qua màng

c Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp

Để nhận biết tế bào vi khuẩn nhận AND tái tổ hợp nhà khoa học thường sửa dụng thể truyền gen đánh dấu chuẩn gen đánh dáu nhờ ta dễ dàng nhận biết có mặt AND tái tổ hợp tế bào gen đánh dấu chuẩn gen kháng kháng sinh

III ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GIỐNG BIẾN ĐỔI GEN 1 Khái niệm sinh vật biến đổi gen

Sinh vật biến đổi gen sinh vật mà hệ gen người làm biến đổi cho phù hợp với lợi ích

Sinh vật biến đổi gen dược tạo theo cách sau :

- Đưa thêm gen lạ loài khác vào hệ gen (gọi sinh vật chuyển gen) - Làm biến đổi gen có sẵn hệ gen

- Loại bỏ làm bất hoạt gen hệ gen 2 Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen

a Tạo động vật chuyển gen:

* Mục tiêu:

- Tạo nên giống có suất chất lượng cao

- sinh vật biến đổi gen tạo dùng ngành công nghiệp dược phẩm (như nhà máy sinh học sản suất thuốc cho người)

* Phương pháp tạo động vật chuyển gen:

- Tách lấy trứng khỏi thể sinh vật cho thụ tinh ống nghiệm (hoặc lấy trứng thụ tinh)

- Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử

- Cấy hợp tử chuyển gen vào tử cung vật để mang thai sinh đẻ bình thường

- Nếu gen chuyển gắn thành công vào hệ gen hợp tử phơi phát triển bình thường cho đời sinh vật biến đổi gen (chuyển gen)

b Tạo giống trồng biến đổi gen:

* Mục tiêu:

- Tạo giống trồng kháng sâu hại

- Tạo giống chuyển gen có đặc tính q

- Tạo giống biến đổi gen có sản phẩm bảo quản tốt *Phương pháp:

- Tạo ADN tái tổ hợp: tách thể truyền gen cần chuyển khỏi tế bào - Xử lí plasmit ADN chứa gen cần chuyển enzim cắt restrictaza - Nối đoạn vừa cắt vào plasmit nhờ enzim ligaza

- Tái sinh từ tế bào ni cấy  có đặc tính

c Tạo giống vi sinh vật biến đổi gen

*Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin người

- Gen tổng hợp insulin tách từ thể người chuyển vào vi khuẩn E.coli

plasmid Sau đó, ni cấy vi khuẩn để sản xuất insulin qui mô công nghiệp đáp ứng nhu cầu chữa bệnh cho người

*Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất somatostatin

- Somatostatin loại hormone đặc biệt tổng hợp từ não động vật, có chức điều hịa hormone sinh trưởng insulin vào máu

- Bằng công nghệ gen tạo chủng E.coli sản xuất somatostatin TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO

Công nghệ tế bào ngành kĩ thuật áp dụng phương pháp nuôi cấy mô tế bào trong

môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo mơ, quan hay thể hồn chỉnh mang đặc tính thể cho mơ, tế bào

Các giai đoạn công nghệ tế bào

Bước : Tách tế bào từ thể động vật hay thực vật

Bước : Nuôi cấy tế bào mơi trường nhân tạo để hình thành mô sẹo

Bước : Dùng hoocmon sinh trưởng kích thích mơ sẹo phân hóa thành quan tạo thành thể hoàn chỉnh

Các phương pháp tạo giống công nghệ tế bào động vật thực vật

Các phương pháp tạo giống công nghệ tế bào

Cơ sở di truyền

Cơ sở khoa học phương pháp nhân giống cơng nghệ tế bào tính tồn của tế bào sinh vật

 Mỗi tế bào thể sinh vật dều phát sinh từ hợp tử thơng qua q trình phân bào ngun nhiễm Điều có nghĩ tế bào thực vật rễ, thân, lá… thực vật chứa thông tin di truyền cần thiết thể hoàn chỉnh tế bào có khả sinh sản vơ tính để tạo thành trưởng thành

I Tạo giống công nghệ tế bào thực vật

 Công nghệ nuối cấy hạt phấn

Ưu điểm phương pháp tạo dịng chủng; tính trạng chọn lọc ổn định

Tạo dòng lưỡng bội từ dòng đơn bội dựa đặc tnh hạt phấn có khả mọc mơi trường nhân tạo thành dịng đơn bội tất gen dòng đơn bội biểu kiểu hình cho phép chọn lọc invitro (trong ống nghiệm) dịng có đặc tnh mong muốn

- Dùng để chọn có dặc tính chống chịu hạn, chịu lạnh, chịu mặn, kháng thuốc diệt cỏ…

- Dùng để tạo dịng chủng, tính trạng chọn lọc ổn định

 Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo

Ưu điểm phương pháp nhân nhanh giống trồng quý - bệnh, tạo nhiều cá thể có kiểu gen giống với cá thể ban đầu

Cách tiến hành :

Ứng dụng : Nhân nhanh giống có suất cao, chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sống trì ưu lai

 Dung hợp tế bào trần

Thành tựu tạo giống từ phương pháp dung hợp tế bào

trần

Sơ đồ tạo lai pomato

Chọn dịng tế bào xơ ma có biến dị

Ưu điểm tạo giống trồng mới, có kiểu gen khác giống ban đầu

Phương pháp tạo giống dựa vào tượng đột biến gen biến dị số lượng NST tạo thể lệch bội khác

Quy trình tạo giống từ chọn dịng tế bào xơ ma có biến dị

 Nhân bảo vơ tính động vật

TẠO GIÓNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN I ĐỘT BIẾN VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO ĐỘT BIẾN

Khái niệm đột biến sinh học

- Đột biến biến đổi bất thường vật chất di truyền cấp độ phân tử (ADN, gen) cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn đến biến đổi đột ngột tính trạng, biến đổi có tính chất bền vững di truyền cho đời sau - Đột biến trình xảy đột ngột, riêng rẽ, ngẫu nhiên, khơng định hướng thể sống điều kiện tự nhiên

- Đa số đột biến gen lặn có hại, số có lợi có ý nghĩa lớn q trình tiến hóa chọn giống

Phương pháp tạo đột biến

- Tạo đột biến việc sử dụng tác nhân vật lí - Tạo đột biến tác nhân hóa học

- Tạo giống phương pháp sốc nhiệt Đối tượng áp dụng

- Thực vật : Phương pháp gây đột biến áp dụng hạt khô, hạt nảy mầm, đỉnh sinh trưởng thân, cành, hay hạt phấn, bầu nhụy hoa

- Động vật: Phương pháp gây đột biến nhân tạo sử dụng hạn chế số nhóm động vật bậc thấp, khó áp dụng cho nhóm động vật bậc cao quan sinh sản chúng nằm sâu thể nên khó xử lý Chúng phản ứng nhạy dễ bị chết xử lý tác nhân lí hóa.

Cơ sở khoa học chọn giống phương pháp đột biến

- Mỗi kiểu gen định giống cho suất định Trong điều kiện ni trồng tối ưu thì giống cho suất tối đa định (mức phản ứng kiểu gen)

- Để thu cao phải thay đổi vật chất di truyền giống ta sử dụng tác nhân vật lí, hóa học tác động vào máy di truyền để gây đột biến

II QUY TRÌNH TẠO GIỐNG MỚI BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN  Quy trình tạo giống phương pháp gây độ biến gồm bước :

Bước 1: Xử lí mẫu vật tác nhân gây đột biến

Bước 2: Chọn lọc thể đột biến có kiểu hình mong muốn Bước 3: Tạo dịng chủng

1 Xử lí mẫu vật tác nhân gây đột biến

Sử dụng tác nhân vật lí 

Loại tác nhân Cơ chế tác động Đối tượng Cách sử dụng

Các loại tia phóng xạ

( tia X, tia gama, tia bêta, chùm nơtrơn )

Kích thích iơn hóa ngun tử chúng xun qua mô sống Các phân tử ADN, ARN tế bào chịu tác động trực tiếp tia phóng xạ chịu tác động gián tiếp chúng qua trình tác động lên phân tử nước tế bào (đặc biệt gốc OH- H2O2 sinh có tác dụng ơxi hóa mạnh) làm thay đổi cấu trúc phân tử ADN gây đột biến gen đột biến NST

Tác động vào hạt khô, hạt nảy mầm, đỉnh sinh trưởng thân, cành, hay hạt phấn, bầu nhụy hoa gây đột biến gen đột biến NST

Chiếu xạ với cường độ liều lượng thích hợp lên đỉnh sinh trưởng thân, cành hạt phấn, bầu nhụy, mô thực vật nuôi cấy

Tia tử ngoại Không có khả xuyên sâu ion hóa nguyên tử mà có khả kích thích , tế bào hấp thu gây đột biến gen đột biến NST

Các tế bào vi sinh vật, bào tử hạt phấn thực vật để gây đột biến gen đột biến NST

Nhiệt độ Tăng giảm nhiệt độ đột ngột (sốc nhiệt) làm chế nội cân thể

Gây đột biến gen đột biến nhiễm sắc thể

không khởi động kịp gây chấn thương máy di truyền

 Sử dụng tác nhân hóa học

Loại tác nhân Cơ chế tác động Đối tượng cách sử dụng

5BU(5 brôm uraxin) Thay T, chuyển đổi cặp A-T thành G-X qua nhân đôi ADN : T  A-5BU  G-A-5BU  G-X

Thực vật :

* Ngâm hạt khô hay hạt nảy mầm dung dịch có nồng độ hóa chất thích hợp * Tiêm dung dịch hóa chất vào bầu nhụy, quấn bơng có tẩm hóa chất vào điểm sinh trưởng thân, chồi

*Quấn tẩm hóa chất vào đỉnh sinh trưởng thân chồi

* Dùng hóa chất dạng để phun

Động vật :

Dùng hóa chất tác dụng lên tinh hoàn, buồng trứng Etyl metal sunfonat

(EMS)

Gây đột biến thay cặp G-X thành cặp A-T

NMU Thay G - X thành X- G A-T Acridin Gây đột biến thêm cặp Nu,

nếu chèn vào mạch khuôn cũ gây đột biến thêm cặp Nu

Côsixin Rối loạn hình thành thoi vơ sắc dẫn đến loạn phân li cặp nhiễm sắc thể

2 Chọn lọc thể đột biến có kiểu hình mong muốn

Khi quần thể giống xuất đột biến, dựa vào đặc điểm nhận biết để tách cá thể mang đột biến có lợi khỏi quần thể giống

3 Tạo dòng chủng

Sau nhận biết thể đột biến mong muốn, ta cho chúng sinh sản để nhân lên thành dòng chủng theo đột biến tạo

III THÀNH TỰU CỦA PHƯƠNG PHÁP TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN

Trong chọn giống vi sinh vật

- Tạo chủng nấm penicilium đột biến có hoạt tính penicilin tăng gấp 200 lần dạng ban đầu Tạo chủng vi khuẩn đột biến có suất tổng hợp lizin cao gấp 300 lần dạng ban đầu.

Trong chọn giống thực vật

- Hướng tạo thể đa bội trọng nhiều giống trồng thu hoạch chủ yếu thân, lá, củ lấy gỗ, lấy sợi, rau

Ví dụ : Rau muống 4n có thân to, sản lượng 30 tạ/ha Dương liễu 3n lớn mạnh, cho gỗ tốt, dưa hấu, nho tam bội không hạt ; dâu tằm tứ bội

- Xử lý giống lúa Mộc Tuyền tia gama tạo giống lúa MT1 chín sớm, thấp cứng, chịu phân, chịu chua, suất tăng 15-25% Lai giống có chọn lọc 12 dịng đột biến từ giống ngô M1 tạo thành giống ngô DT6 chín sớm, suất cao, hàm lượng prơtêin tăng 1,5%, tinh bột giảm 4%.

A BẰNG CHỨNG TIẾN HÓA TRỰC TIẾP Bằng chứng trực tiếp hóa thạch

Hóa thạch di tích sinh vật sinh sống thời đại địa chất lưu lại lớp đất đá vỏ trái đất

Hóa thạch có ý nghĩa to lớn nghiên cứu tiến hóa

+ Căn vào hóa thạch lớp đất đá suy lịch sử phát sinh, phát triển diệt vong loài sinh vật

+ Căn vào phương pháp đo độ phân rã nguyên tố phóng xạ, ta xác định tuổi hóa thạch→ tuổi lớp đất đá chứa chúng

+ Sự xuất hóa thạch cịn cung cấp dẫn liệu để nghiên cứu lịch sử vỏ trái đất VD: có mặt hóa thạch thực vật→khí hậu ẩm ướt

+ Bằng phương pháp địa tầng học (xem xét bồi tụ trầm tích ) ta xác định cách tương đối tuổi lớp đất đá→tuổi hóa thạch

B BẰNG CHỨNG TIẾN HÓA GIÁN TIẾP I BẰNG CHỨNG GIẢI PHẪU SO SÁNH

Bằng chứng giải phẫu so sánh chứng dựa giống đặc điểm giải phẫu loài

Các lồi có cấu tạo giải phẫu giống có quan hệ họ hàng thân thuộc

Sự tương đồng nhiều đặc điểm giải phẫu loài chứng gián tiếp cho thấy lồi sinh vật tiến hố từ tổ tiên chung

Một số loại chứng giải phẫu so sánh :

Cơ quan tương đồng 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 tương tự quan khác nguồn gốc đảm nhiệm chức giống nên có kiểu hình thái tương tự

Cơ quan tương tự phản ánh tiến hoáđồng qui

Phân biệt quan tương đồng quan tương tự

Cơ quan tương đồng Cơ quan tương tự

Cơ quan tương đồng (cơ quan nguồn) quan nằm vị trí tương ứng thể lồi khác nhau, có nguồn gốc q trình phát triển phơi có kiểu cấu tạo giống

Cơ quan tương đồng phản ánh tiến hóa phân li.

Cơ quan tương tự (cơ quan chức năng) quan có nguồn gốc khác đảm nhiệm chức giống nên có hình thái tương tự Cơ quan tương tự phản ánh tiến hóa đồng quy.

II BẰNG CHỨNG TẾ BÀO HỌC

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 III BẰNG CHỨNG SINH HỌC PHÂN TỬ

Cơ sở vật chất chủ yếu sống địa 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 lồi cấu tạo từ loại nuclêơtit ADN có vai trị mang truyền đạt thơng tin di truyền

ADN loài khác thành phần, số lượng, trình tự xếp loại

nuclêơtit=> yếu tố tạo nên tính đặc trung cho phân tử AND loài Sự giống khác nhiều hay thành phần số lượng đặc biệt trật tự xếp nucleotit 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 20 loại axitamin 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 loài có quan hệ họ hàng gần gũi với tương đồng phân tử (ADN, prôtêin) chúng cao ngược lại

Vấn đề Theo Lamac Theo Đacuyn Nguyên nhân

tiến hóa

Do ngoại cảnh hay tập quán hoạt độngthay đổi qua không gian thời gian

Do chọn lọc tự nhiên tác động thơng qua đặc tính biến dị di truyền sinh vật

Cơ chế tiến hóa Là di truyền đặc tính thu đời cá thể tác dụng ngoại cảnh hay tập quán hoạt động

Là tích lũy biến dị có lợi, đào thải biến dị có hại tác dụng chọn lọc tự nhiên

Hình thành đặc điểm thích nghi

Do ngoại cảnh thay đổi chậm, sinh vật có khả phản ứng kịp thời phù hợp nên không bị đào thải

Do biến dị phát sinh vô hướng Sự thích nghi hợp lý đạt thơng qua đào thải dạng thích nghi Hình thành lồi

mới

Lồi hình thành từ từ qua nhiều dạng trung gian, tương ứng với thay đổi ngoại cảnh

Lồi hình thành từ từ qua nhiều dạng trung gian dước tác dụng chọn lọc tự nhiên, theo đường phân li tính trạng từ gốc chung Ưu điểm Đã chứng minh sinh giới, kể loài

người sản phẩm trình phát triển liên tục, từ đơn giản đến phức tạp

Bước đầu giải thích chế tác động ngoại cảnh thông qua việc sử dụng hay không sử dụng quan sư di truyền cho đời sau tập tính thu

Phát vai trò chọn lọc tự nhiên để lí giải vấn đề thích nghi, hình thành lồi nguồn gốc lồi

Là người dùng khái niệm biến dị cá thể (gọi tắt biến dị) => nguyên liệu chủ yếu chọn giống tiến hóa

Thành cơng việc xây dựng luận điểm nguồn gốc thống loài Chứng minh sinh giới ngày kết q trình tiến hóa từ nguồn gốc chung

Tồn chung Chưa phân biệt biến dị di truyền với biến dị không di truyền được. Chưa hiểu nguyên nhân phát sinh biến dị chế di truyền biến dị Chưa hiểu rõ chế tác dụng ngoại cảnh CLTN

I HỌC THUYẾT HIỆN ĐẠI I Sự đời thuyết tiến hóa tổng hợp

 Trong thập niên 30 đến 50 kỉ XX hình thành thuyết tiến hóa tổng hợp thuyết tiến hóa đại Đây tổng hợp thành tựu lí thuyết nhiều lãnh vực sinh học phân loại học, cổ sinh vật học, sinh thái học, học thuyết sinh quyển, đặc biệt di truyền học quần thể Những người đại diện cho thuyết tiến hóa tổng hợp

Dobgianxki, Mayơ, Simson

 Sau hình thành, thuyết tiến hóa tổng hợp tiếp tục phát triển Đặc biệt thành tựu sinh học phân tử tạo điều kiện bổ sung thuyết tiến hóa tổng hợp Thuyết tiến hóa tổng hợp làm sáng tỏ chế tiến hóa

II Nhân tố tiến hóa

Biến dị di truyền cung cấp ngun liệu cho q trình tiến hóa gồm biến dị tổ hợp đột

Quá trình giao phối ngẫu nhiên: phát tán biến dị quần thể

 Quá trình tác động chọn lọc tự nhiên: tác động trực tiếp lên kiểu hình, sàng lọc kiểu hình có lợi phù hợp với mơi trường, biến thiên kiểu gen quần thể => Thay đổi vốn gen quần thể

III Quần thể - đơn vị tiến hóa sở

- Theo Timơphêep Rixơpxki, đơn vị tiến hóa sở phải thỏa mãn điều kiện :  Có tính tồn vẹn không gian thời gian

 Biên đổi cấu trúc di truyền qua hệ  Tồn thực tự nhiên

- Quần thể đơn vị tiến hóa sở, :  Quần thể đơn vị tổ chức tự nhiên  Quần thể đơn vị sinh sản nhỏ

 Quần thể nơi diễn q trình tiến hóa nhỏ IV Cơ chế tiến hóa thuyết tiến hóa tổng hợp

Cơ chế tiến hóa chung

Đột biến tạo nguyên liệu sơ cấp CLTN tác động để tạo kiểu hình Lựa chọn kiểu hình có lợi cần củng cố  Phân hóa biến đổi vốn gen quần thể ban đầu  Hình thành quần thể thích nghi  Sự cách li sinh sản quần thể Hình thành lồi

Cơ chế tiến hóa riêng

 Q trình tiến hóa nhỏ  Q trình tiến hóa lớn

Phân biệt tiến hóa nhỏ với tiến hóa lớn

I. THUYẾT TIẾN HĨA TRUNG TÍNH

 Cơ sở nghiên cứu :

Xét phân tích mẫu phân tử protein => Hầu hết phân tử protein hầu hết đột biến trung tính quy định

 Nội dung thuyết tiến hóa :

Các đột biến trung tính khơng chịu tác động chọn lọc tự nhiên củng cố ngẫu nhiên hình thành đặc điểm thích nghi

Thuyết tiến háo trung tính bổ sung cho thuyết tiến hóa tổng hợp

III PHÂN BIẾT THUYẾT TIẾN HÓA TỔNG HỢP VÀ THUYẾT TIẾN HĨA ĐỘT BIẾN TRUNG TÍNH

Tiến hóa nhỏ Tiến hóa lớn

- Là q trình biến đổi thành phần kiểu gen quần thể gốc đưa đến hình thành lồi

- Là q trình hình thành đơn vị trên loài chi, họ, bộ, lớp, ngành

- Phạm vi phân bố tương đối hẹp, thời gian lịch sử tương đối ngắn.

- Qui mô rộng lớn, thời gian địa chất rấtdài.

- Có thể nghiên cứu thực nghiệm - Thường nghiên cứu gián tiếp qua chứng

Vấn đề Thuyết tiến hóa tổng hợp Thuyết tiến hóa đột biến trung tính

1 Nhân tố

tiến hóa

- Q trình đột biến trình giao phối tạo nguồn nguyên liệu tiến hóa - Di nhập gen, yếu tố ngẫu nhiên góp phần làm thay đổi tần số alen

A LOÀI VÀ CÁC CƠ CHẾ CÁCH LI I Loài sinh học tiêu chuẩn phân biệt loài 1 Khái niệm

- Loài sinh học nhóm cá thể có vốn gen chung, có tính trạng chung hình thái, sinh lí, có khu phân bố xác định, cá thể giao phối với cách li sinh sản với nhóm quần thể thuộc lồi khác

- Quần thể nhóm cá thể lồi, đơn vị tổ chức sở loài

- Các quần thể lồi phân bố gián đoạn liên tục tạo thành nịi khác

- Nịi địa lí nhóm quần thể phân bố khu vực địa lý xác định Hai nòi địa lý khác có khu phân bố khơng trùng lên

- Nịi sinh thái nhóm quần thể thích nghi với điều kiện sinh thái xác định Trong khu vực địa lí tồn nhiều nòi sinh thái, nòi chiếm sinh cảnh phù hợp

- Nịi sinh học: nhóm quần thể kí sinh lồi vật chủ xác định phần khác thể vật chủ Đây phân hóa thường gặp lồi động, thực vật kí sinh

2 Các tiêu chuẩn để phân biệt loài thân thuộc - Các tiêu chuẩn để phân biệt hai loài thân thuộc :

+ Tiêu chuẩn hình thái : Dựa khác hình thái để phân biệt.

Các cá thể lồi có chung hệ tính trạng hình thái giống Trái lại, hai lồi khác có gián đoạn hình thái

+ Tiêu chuẩn địa lí – sinh thái : Dựa vào khu phân bố sinh vật để phân biệt.

Hai lồi có khu phân bố riêng biệt

Hai lồi có khu phân bố trùng phần trùng hồn tồn khó phân biệt

+ Tiêu chuẩn sinh lí – sinh hoá : Dựa vào khác cấu trúc tính chất

ADN prơtêin để phân biệt

Những lồi thân thuộc sai khác cấu trúc ADN prơtêin

+ Tiêu chuẩn cách li sinh sản : Giữa hai lồi có cách li sinh sản (các cá thể không giao

Mỗi tiêu chuẩn mang tính hợp lí tương đối Vì vậy, tuỳ nhóm sinh vật mà vận dụng tiêu chuẩn tiêu chuẩn khác chủ yếu Trong nhiều trường hợp phải phối hợp nhiều tiêu chuẩn phân biệt loài sinh vật cách xác

II Cơ chế cách li 1 Khái niệm

Ví dụ : ( Xem video )

Cách li trình ngăn cản trình giao phối các thể quần thể với làm tăng cường sai khác vốn gen quần thể so với quần thể ban đầu

Các kiểu cách li : cách li đại lí cách li sinh sản 2 Các dạng cách li

a) Cách li địa lí (cách li khơng gian):

Quần thể bị phân cách vật cản địa lí núi, sơng, biển

Khoảng cách đại lí làm ngăn cản cá thể quần thể loài gặp gỡ giao phối với

Hạn chế trao đổi vốn gen quần thể Phân hóa vốn gen quần thể

b) Cách li sinh sản:

Cách li sinh sản trở ngại thể sinh vật (trở ngại sinh học) ngăn cản cá thể giao phối với ngăn cản tạo lai hữu thụ

Cách li sinh sản bao gồm cách li trước hợp tử cách li sau hợp tử

Cách li trước hợp tử bao gồm : cách li nơi ở, cách li tập tính, cách li thời gian (mùa vụ), cách li học

Cách li sau hợp tử : trở ngại ngăn cản việc tạo lai ngăn cản việc tạo lai hữu thụ

Cách li trước hợp tử :

Những trở ngại ngăn cản cá thể giao phối với để sinh hợp tử gọi cách li trước hợp tử

+ Cách li nơi (cách li sinh cảnh) : sống sinh cảnh khác nên không giao phối với

+ Cách li tập tính : tập tính giao phối khác nên khơng giao phối với nhau. + Cách li thời gian (mùa vụ, sinh thái) : mùa sinh sản khác nên không giao phối với

+ Cách li học : đặc điểm cấu tạo quan sinh sản khác nên giao phối với

- Cách li sau hợp tử :

Những trở ngại ngăn cản việc tạo lai ngăn cản tạo lai hữu thụ, thực chất cách li di truyền, không tương hợp NST bố mẹ số lương, hình thái, cấu trúc

+ Thụ tinh hợp tử không phát triển

+ Hợp tử phát triển lai không sống lai bất thụ 3 Vai trò chế cách li

Vai trò chế cách li :

+ Ngăn cản quần thể loài trao đổi vốn gen cho nhau, lồi trì đặc trưng riêng

+ Ngăn cản quần thể loài trao đổi vốn gen cho ® củng cố, tăng cường phân hoá thành phần kiểu gen quần thể bị chia cắt

B Q TRÌNH HÌNH THÀNH LỒI VÀ VAI TRỊ CỦA CÁC NHÂN TỐ TIẾN HĨA

Thực chất hình thành lồi q trình lịch sử, cải biến thành phần kiểu gen quần thể ban đầu theo hướng thích nghi, tạo kiểu gen mới, cách li sinh sản với quần thể gốc

- Vai trị nhân tố tiến hóa :

 Các trình đột biến giao phối cung cấp nguồn nguyên liệu cho chọn lọc

 Tác động nhân tố ngẫu nhiên, di - nhập gen làm thay đổi đột ngột tần số tương đối alen, nhờ làm tăng tốc q trình hình thành lồi

 Q trình chọn lọc tự nhiên nhân tố định hướng hình thành lồi, quy định chiều hướng nhịp điệu thay đổi tần số tương đối alen, lựa chọn tổ hợp alen đảm bảo thích nghi với mơi trường

- Vai trò chế cách li

Các chế thích nghi thúc đẩy q trình phân li tính trạng, tăng cường phân hóa vốn gen quần thể gốc, làm cho quần thể gốc nhanh chóng phân li thành quần thể ngày khác xa có cách li di truyền, nghĩa tạo loài

PHÂN BIỆT CÁC HÌNH THỨC HÌNH THÀNH LỒI MỚI TRONG TỰ NHIÊN

Đặc điểm

Hình thành lồi đường địa lí

Hình thành lồi đường sinh thái

Hình thành lồi bằng đột biến lớn.

Ví dụ Lồi chim sẻ ngơ có khả năng phân bố rộng, tạo ra nòi địa lý chính: nịi châu Âu, nịi Trung Quốc, nịi Ấn Độ Tiếp giáp Châu Âu Ấn Độ hay giữa Ấn Độ Trung Quốc có dạng lai tự nhiên.

Các lồi thực vật sống bãi bồi sơng Vonga sai khác về hình thái so với quần thể tương ứng sống phía trong bờ sơng Tuy nhiên, chúng khác đặc tính sinh thái, phải thích nghi với mùa lũ nên thực vật bãi bồi sông có chu kỳ sinh trưởng muộn hơn, hoa kết hạt trước lũ Do vậy, các nịi sinh thái bãi bồi khơng giao phấn với nịi tương ứng phía bờ sơng.

Ví dụ : SGK

Nguyên nhân

- Khu phân bố bị chia cắt vật cản địa lí làm cho quần thể lồi bị cách li nhau→ tạo sai khác vốn gen

Trong vu vực địa lí bị phân chia thành nhiều ổ sinh thái với điều kiện khác , tự ổ sinh thái chọn lọc các thể quần thể khác Tạo quần thể có vốn gen phù hợp với ổ sinh thái

Do tác nhận gây đột biến gây tác động

Cơ chế hình thành

- Phân hóa tạo khác biệt vốn gen quần thể quần thể gốc ban

Phân hóa vốn gen theo ổ sinh thái  Hình thành nịi sinh thái  cách li (, )  hình thành

loài đầu, hạn chế trao đổi vốn gen gây tượng cách li đại lí  cách li sinh sản giũa cá thể quần thể  HÌnh thành lồi

lồi

Đặc điểm của từng con đường

- Trải qua nhiều dạng trung gian

- Ở khu vực tiếp giáp dạng trung gian chưa phân hóa lồi có khả trao đổi vốn gen với

- Tốc độ hình thành lời chậm

- Tác động yếu tố ngẫu nhiêu làm tăng cường phân hóa vốn gen  Tăng hình lồi

Tốc độ hình thành lời chậm trải qua nhiều dạng trung gian

Gồm (đa bội hóa khác nguồn , đa bội nguồn , tái cấu trúc NST)

Xảy thực vật xảy động vật

Đối tượng xảy ra

Động vật có di chuyển Xảy động vật có khả tán bào tử hạt giống

Động vật di chuyển , chủ yếu xảy thực vật

Chỉ xảy thực vật không xảy động vật

SỰ PHÁT SINH SỰ SỐNG TRÊN TRÁI ĐẤT I Tiến hóa hóa học

Giai đoạn tiến hóa hóa học gồm bước:

1 Sự hình thành chất hữu đơn giản từ chất vơ cơ

- Trong khí ngun thủy trái đất (được hình thành cách khoảng 4,5 tỉ năm) có chứa khí nước, khí CO2, NH3, khí nitơ…Khí ơxi chưa có khí ngun thủy

- Dưới tác động nhiều nguồn lượng tự nhiên, chất vơ hình thành chất hữu đơn giản gồm nguyên tố C, H đến hợp chất có nguyên tố C, H, O nguyên tố C, H, O, N

- Sự hình thành chất hữu từ chất vơ chứng minh thực nghiệm standley Miller (1953)

2 Sự hình thành đại phân tử từ chất hữu đơn giản

- Các chất hữu đơn giản hòa tan đại dương nguyên thủy, đáy bùn sét đại dương, chúng đọng lại hình thành chất trùng hợp prơtêin axit nucleic

- Nhiều thực nghiệm chứng minh trùng hợp ngẫu nhiên đơn phân, axit amin, thành đại phân tử prôtêin bùn sét nóng

3 Sự hình thành đại phân tử tự nhân đơi

Nhiều thí nghiệm chứng minh nuclêơtit tự tổng hợp thành phân tử ARN mà không cần đến enzim

- Trong q trình tiến hóa đầu tiên, ARN dùng làm phân tử lưu giữ thông tin di truyền, sau, chức chuyển cho ADN, cịn chức xúc tác chuyển cho prơtêin ARN đóng vai trị truyền đạt thơng tin di truyền

II Tiến hóa tiền sinh học

- Sự xuất đại phân tử ARN, ADN prôtêin chưa thể sống Sự sống thể có tương tác đại phân tử tổ chức định tế bào Sự xuất tế bào nguyên thủy – tức tập hợp đại phân tử hệ thống mở, có màng lipơprơtêin bao bọc ngăn cách với mơi trường ngồi có khả trao đổi chất với mơi trường bước khởi đầu cần thiết cho xuất thể sống đơn bào

- Các nhà thực nghiệm chứng minh hệ hình thành ngẫu nhiên từ đại phân tử dạng giọt côaxecva giọt cầu phịng thí nghiệm

III Tiến hóa sinh học

- Từ tế bào nguyên thủy, tác động chọn lọc tự nhiên (trên sở đột biến gen chọn lọc mơi trường) tiến hóa hình thành nên thể đơn bào đơn giản – tế bào sinh vật nhân sơ cách 3.5 tỉ năm

- Từ tế bào nhân sơ tổ tiên tiến hóa thành sinh vật nhân sơ nhân thực - Sự tiến hóa sinh học diễn ngày tạo toàn sinh giới ngày SỰ PHÁT TRIỂN SINH GIỚI QUA CÁC ĐẠI ĐỊA CHẤT 1 Sự phát triển sinh vật qua đại địa chất

Đại Kỉ Tuổi

(triệu năm cách nay)

Đặc điểm địa chất, khí hậu Sinh vật điển hình

Tân sinh

Đệ tứ (thứ tư)

1,8 Băng hà, khí hậu lạnh Xuất loài người Đệ tam

(thứ ba)

65 Các đại lục gần giống Khí hậu đầu kỉ ấm áp, cuối kỉ lạnh

Phát sinh nhóm linh trưởng Cây có hoa ngự trị Phân hóa lớp thú, chim, côn trùng

Trung sinh

Krêta (Phấn trắng)

145 Các đại lục Bắc liên kết với Biển thu hẹp, khí hậu khơ

Xuất thực vật có hoa.Tiến hóa động vật có vú Cuối kỉ tuyệt duyệt nhiều sinh vật kể bị sát cổ Jura 200 Hình thành đại lục Bắc

Nam Biển tiến vào lục địa Khí hậu ấm áp

Cây hạt trần ngự trị Bò sát cổ ngự trị Phân hóa chim

Triat (Tam điệp)

250 Đại lục chiếm ưu Khí hậu khơ

Cây hạt trần ngự trị Phân hóa bị sát cổ Cá xương phát triển Phát sinh thú chim

Cổ sinh Pecmi 300 Các lục địa liên kết với Băng hà Khí hậu khơ

Phân hóa bị sát, trùng Tuyệt diệt nhiều động vật biển

Cacbon (than

360 Đầu kỉ nóng, sau trở nên lạnh khô

đá) Phát sinh bị sát Đêvơn 416 Khí hậu lục địa khơ hanh,

ven biển ẩm ướt Hình thành sa mạc

Phân hóa cá xương Phát sinh lưỡng cư, trùng

Silua 444 Hình thành đại lục Mực nước biển dâng cao Khí hậu nóng ẩm

Cây có mạch động vật lên cạn

Ocđơvic 488 Di chuyển đại lục Băng hà Mực nước biển giảm Khí hậu khơ

Phát sinh thực vật Tảo biển ngự trị.Tuyệt diệt nhiều sinh vật Cambri 542 Phân bố đại lục đại dương

khác xa Khí nhiều CO2

Phát sinh ngành động vật Phân hóa tảo

Nguyên sinh

2500 Động vật không xương sống thấp

biển Tảo

Hóa thạch động vật cổ

Hóa thạch sinh vật nhân thật cổ Tích lũy oxi khí

Thái cổ 3500 Hóa thạch sinh vật nhân sơ cổ

4600 Trái Đất hình thành

2 Nhận xét phát triển sinh giới

- Lịch sử phát triển sinh vật gắn liền với lịch sử phát triển vỏ đất Sự thay đổi điều kiện địa chất, khí hậu thúc đẩy phát triển sinh giới

- Sự thay đổi điều kiện địa chất, khí hậu thường dẫn tới biến đổi trước hết thực vật qua ảnh hưởng tới động vật có tính dây chuyền quần xã Sự tác động sinh vật gây biến đổi Vì vậy, phát triển sinh giới diễn nhanh thay đổi chậm chạp điều kiện địa chất, khí hậu

- Sinh giới phát triển theo hướng ngày đa dạng, tổ chức ngày cao, thích nghi ngày hồn thiện Càng sau nhịp độ tiến hóa diễn với tốc độ nhanh sinh vật đạt trình độ thích nghi hồn thiện hơn, bớt lệ thuộc vào môi trường Đặc biệt chuyển từ đời sống nước lên cạn đánh dấu bước quan trọng q trình tiến hóa

SỰ PHÁT SINH LOÀI NGƯỜI 1 Những chứng nguồn gốc loài người từ động vật a Bằng chứng giải phẩu so sánh:

- Cấu tạo thể người giống thể thức cấu tạo chung động vật có xương sống các thành phần xương, vị trí xếp nội quan

- Người có số đặc điểm chung động vật có vú lơng mao, tuyến sữa, phân hóa, đẻ

- Trên thể người có quan thối hóa di tích quan xưa phát triển động vật ruột thừa, xương cụt,

- Sự phát triển phôi người lặp lại giai đoạn lịch sử mà động vật trải qua khe mang cá, bị sát, nhiều đơi vú thú

- Hiện tượng lại giống tái số đặc điểm tổ tiên động vật, người có đi, có lơng rậm khắp

2 Những đặc điểm phân biệt người với động vật

- Biết chế tạo sử dụng công cụ lao động vào mục đích xác định

+ Vượn người ngày biết sử dụng cơng cụ sẵn có tự nhiên (hịn đá, cành cây) cách ngẫu nhiên, thời cải biến đơi chút cơng cụ quan thể chúng (dùng tay bẻ, tước cành cây)

+ Người tối cổ biết chế tạo cơng cụ lao động cách có hệ thống, cách dùng vật trung gian (dùng đá lớn đập vỡ đá nhỏ) Bằng lao động, người tạo điều kiện sống cho mình, giảm bớt lệ thuộc vào mơi trường tự nhiên

- Nhờ có não phát triển có tiếng nói, người có khả tư trừu tượng khái niệm, truyền đạt kinh nghiệm sống lao động cho tốt hơn.

So sánh người với vượn người ngày Từ so sánh rút kết luận ? 1 Giống nhau

- Hình dạng kích thước thể, xương tương tự (12-13 đôi xương sườn, 5-6 đốt cùng, 32 răng)

- Cùng có nhóm máu, có hêmơglơbin giống Cấu tạo ADN người tinh tinh giống 98% cặp nuclêôtit

- Đặc tính sinh sản giống nhau: kích thước, hình dạng tinh trùng, cấu tạo thai, chu kì kinh nguyệt (28-30 ngày), thời gian mang thai (270-275 ngày), mẹ cho bú đến năm - Não có nhiều khúc cuộn nếp nhăn Biết biểu lộ tình cảm vui, buồn, giận , biết dùng cành để lấy thức ăn cao

2 Khác nhau

Vượn người ngày Người

- Đi lom khom: Cột sống cong hình cung, lồng ngực hẹp bề ngang, xương chậu hẹp, tay dài chân

- Ăn thức ăn sống, cứng: Bộ thơ, nanh phát triển, xương hàm to, góc quai hàm lớn

- Não nhỏ: Ít nếp nhăn, thùy trán phát triển, mặt dài lớn hộp sọ Chưa có tiếng nói nên chưa có lồi cằm, võ não chưa có vùng cử động nói vùng hiểu tiếng nói, chưa có tư trừu tượng

- Bộ NTS 2n = 48

- Đi thẳng mình: Cột sống cong chữ S, lông ngực hẹp bề trước - sau, xương chậu rộng, tay ngắn chân

- Ăn thức ăn nấu chín, mềm: Bộ bớt thơ, nanh phát triển, xương hàm bé, góc quai hàm nhỏ

- Não lớn: Nhiều khúc cuộn nếp nhăn, thùy trán phát triển, sọ lớn mặt Có tiếng nói nên có lồi cằm, võ não có vùng cử động nói vùng hiểu tiếng nói, có tư trừu tượng

- Bộ NST 2n = 46 3 Kết luận

- Từ điểm giống chứng tỏ vượn người ngày người có quan hệ thân thuộc gần gũi.

- Từ điểm khác chứng tỏ vượn người ngày người nhánh phát sinh từ gốc chung vượn người hóa thạch tiến hóa theo hướng khác nhau.

- Một nhánh dạng vượn người hóa thạch cổ có liên quan đến nguồn gốc lồi người là Đriơpitec Gocđơn phát năm 1927 châu Phi, sống cach khoảng 18 triệu năm

- Từ Đriôpitec dẫn đến loài người qua dạng trung gian bị tuyệt diệt là Ơxtralơpitec.

2 Các dạng vượn người hóa thạch

Ơxtralơpitec sống cuối kỉ Thứ 3, cách khoảng 2-8 triệu năm Chúng chuyển từ xuống mặt đất, chân, khom trước, cao 120-140cm, sọ 450-750cm3 Chúng biết sử dụng cành cây, đá mảnh xương thú để tự vệ công thú

Hóa thạch Ơxtralơpitec phát lần năm 1924 Nam Phi. 3 Người cổ Homo

Người cổ Homo dạng người thuộc chi Homo, chúng bị tuyệt diệt, sống cách 35.000 năm đến triệu năm

- Homo habilis (người khéo léo), sống cách 1,6-2 triệu năm, cao 1-1,5m, não 600-800cm3, sống thành đàn, thẳng, biết chế tác sử dụng cơng cụ đá Hóa thạch vợ chồng Liccây tìm thấy Onđuvai (Tanzania) năm 1961-1964 Sau tìm thấy nhiều châu khác

- Homo erectus (người đứng thẳng), sống cách 35.000 năm - 1,6 triệu năm + Pitêcantrôp (người cổ Java, Đuyboa phát năm 1961 Java,

Inđônêxia) sống cách từ 35.000 năm - triệu năm, cao 170cm, sọ 900 - 950cm3, thẳng đứng, biết chế tạo sử dụng công cụ đá

+ Xinantrôp (người Bắc Kinh, phát năm 1927 Chu Điếm, gần Bắc kinh) sống cách từ 50-70 vạn năm, sọ 1000cm3, thẳng đứng Biết chế tạo công cụ bằng đá xương chưa có hình thù rõ rệt, biết dùng lửa, dùng thịt thú làm thức ăn

+ Người Heiđenbec (được phát năm 1907 tai Heiđenbec, Đức) có lẽ tồn châu Âu cách khoảng 500.000 năm

- Homo nêanđecthalensis (người Nêanđectan)

Sống cách từ 5-20 vạn năm (hóa thạch phát năm 1856

Nêanđec, Đức, sau tìm thấy châu khác), cao 155-165cm, sọ 1400cm3, xương hàm nhỏ, bắt đầu có lồi cằm chứng tỏ có tiếng nói Biết ghè đẽo đá silic có cạnh sắc thành dao, rìu mũi nhọn Sống hang đá, hái lượm săn bắt tập thể Biết che thân da thú biết dùng lửa thông thạo

Người Nêanđec tổ tiên trực tiếp người đại mà nhánh chi Homo bị tuyệt diệt nhường chỗ cho người đại

4 Người đại ( Homo sapiens)

Sống cách 3-5 vạn năm (hóa thạch tìm thấy năm 1868 làng

Crômanhôn, Pháp), cao 180cm, sọ 1700cm3, trán rộng thẳng, khơng cịn gờ hốc mắt, hàm có lồi cằm rõ Biết chế tạo sử dụng nhiều công cụ tinh xảo đá, xương, sừng lưỡi rìu có lỗ để tra cán, lao có ngạnh, kim khâu móc câu xương Đã có tranh vẽ mơ tả q trình sản xuất mầm uống tôn giáo

Người Crômanhôn kết thúc thời đại đồ đá cũ (3,5 vạn - triệu năm), sau thời đại đồ đá (1,5-2 vạn năm) đến thời đại đồ đá (7-10 ngàn năm), thời đại đồ đồng, đồ sắt Người Crômanhôn chuyển từ giai đoạn tiến hóa sinh học sang giai đoạn tiến hóa xã hội

Dạng người Đặc điểm cấu tạo Lối sống Vượn người

Đriôpitec

Tay chân chưa phân hóa, leo trèo tứ chi Não bé: 350cm3

Chủ yếu sống

Người vượn Ơtralơpitec

Tay giải phóng để cầm nắm, chân để đứng thẳng Não lớn:

450-750 cm3

Sống mặt đất, sử dụng cơng cụ có sẵn tự nhiên (đá, xương, gỗ)

Người cổ Homo habilis

Chân thẳng, tay chế tạo sử dụng công cụ Não lớn: 600-800

cm3

Sống thành bầy đàn, biết chế tạo, sử dụng công cụ đá , biết dùng lửa

Người cổ Homo erectus

Chân thẳng, tay chế tạo sử dụng công cụ Não lớn: 900-1000

cm3

Sống thành xã hội (nguyên thủy), bắt đầu có tiếng nói, dùng lửa, chế tạo sử dụng cơng cụ đá , có đời sống

văn hóa Người hiện

đại Homo sapiens

Không thay đổi so với Homo

erectus Não > 1000 cm3 Tổ chức xã hội phức tạp Tiếng nói pháttriển Văn hóa, khoa học kỉ thuật phát triển cao Công cụ lao động đa dạng,

phức tạp

1 Những ưu tiến hóa thẳng chân

Khi môi trường sống thay đổi, loài vượn người chuyển từ xuống sống mặt đất việc có dáng thẳng đứng đem lại nhiều lợi : giúp phát kẻ thù nguồn thức ăn từ xa, giải phóng đơi tay dùng vào việc sử dụng vũ khí chống kẻ thù săn bắt,

2 Phân biệt tiến hóa sinh học với tiến hóa văn hóa

Tiến hóa sinh học khác với tiến hóa văn hóa chỗ, tiến hóa sinh học người truyền lại đặc điểm thích nghi thông qua gen từ bố mẹ sang (di truyền theo chiều dọc), cịn tiến hóa văn hóa khả thích nghi người có học tập, truyền theo chiều ngang từ người sang người khác qua chữ viết tiếng nói (truyền theo chiều ngang)

3 Điểm thích nghi giúp người có khả tiến hóa văn hóa

Đặc điểm thích nghi mà tiến hóa sinh học đem lại cho người dáng thẳng đứng, sau não phát triển Chính não phát triển đem lại cho người khả tiến hóa văn hóa

4 Loài người đại nhân tố quan trọng định đến tiến hóa loài khác

Loài người đại từ đời đến nhanh chóng phát triển số lượng chất lượng (tuổi thọ tăng) Với hoạt động mình, người nhân tố làm thay đổi môi trường dẫn đến tuyệt chủng nhiều loài sinh vật khác

1 Những kiện quan trọng q trình phát sinh lồi người?

2 Vai trị nhân tố sinh học nhân tố xã hội q trình đó.

3 Vượn người ngày biến đổi thành người hay khơng ? Vì lồi người sẽ khơng biến đổi thành loài khác ?

- Bàn tay trở thành quan chế tạo công cụ lao động:

+ Vượn người hóa thạch sống cây, với thân hình lớn, có mầm mống dáng đứng thẳng phân hóa chức chi Khi buộc phải chuyển xuống mặt đất sinh sống, đặc tính củng cố qua CLTN

+ Dáng đứng thẳng giải phóng chi trước khỏi chức di chuyển, trở thành quan sử dụng chế tạo công cụ lao động, hình thành đơi bàn tay người Lao động hồn thiện đơi bàn tay, hình thành thói quen thuận tay phải lao động. - Sự phát triển tiếng nói phân âm tiết:

+ Đời sống bầy đàn, hợp sức chống thú lao động tập thể thúc đẩy nhu cầu trao đổi, hình thành tiếng nói.

+ Tiếng nói phát triển ảnh hưởng tới lồi cằm Sự truyền đạt kinh nghiệm qua tiếng nói, và sau chữ viết gọi di truyền tín hiệu độc đáo xã hội loài người.

- Sự phát triển não hình thành ý thức:

+ Lao động thuận tay phải ảnh hưởng đến bán cầu não trái lớn não phải Tiếng nói phát triển làm xuất vùng cử động nói hiểu tiếng nói võ não.

+ Trên sở phát triển não tiếng nói phát triển hoạt động trí tuệ, hình thành khả tư trừu tượng khái niệm

- Sự hình thành đời sống văn hóa:

+ Nhờ phát triển công cụ lao động, nguồn thức ăn thay đổi số lượng chất lượng Việc dùng thịt việc dùng lửa nấu chín thức ăn thúc đẩy phát triển toàn thể, đặc biệt não

+ Các hình thái lao động hồn thiện dần Biết chăn ni, trồng trọt, chế tạo kim loại, đồng thời tôn giáo, thương mại, nghệ thuật, luật pháp đời

2 Vai trò nhân tố sinh học nhân tố xã hội

- Các nhân tố sinh học bao gồm biến dị, di truyền CLTN có tác dụng chủ đạo giai đoạn vượn người hóa thạch, biến đổi thể vượn người hóa thạch kết tích lũy đột biến biến dị tổ hợp tác dụng CLTN

- Các nhân tố xã hội bao gồm lao động, tiếng nói tư có tác dụng chủ đạo từ giai đoạn người cổ Từ nhân tố sinh học phát huy tác dụng bị hạn chế các nhân tố xã hội Lao động có mục đích định hướng tiến hóa họ người.

3 Vượn người ngày biến đổi thành người Lồi người khơng biến đổi thành loài khác

- Vượn người ngày tiếp tục chuyên hóa với đời sống nửa - nửa đất, lao động, tiếng nói ý thức người Chúng tổ tiên người biến đổi thành người

- Ngày nhân tố sinh học tác dụng người nhờ qui luật xã hội nên có khả kiểm sốt điều chỉnh biến đổi sinh học thể mình, hạn chế tác động CLTN, nên lồi người khơng biến đổi thành loài khác, xã hội lồi người khơng ngừng phát triển

1 Mơi trường :

- Môi trường sống phần không bao quanh sinh vật mà yếu tố cấu tạo nên môi trường trực tiếp hay gián tiếp tác động lên sinh trưởng, phát triển hoạt động khác sinh vật.

Mỗi lồi sinh vật có đặc điểm thích nghi hình thái, sinh lý - sinh thái tập tính với môi trường sống đặc trưng Chẳng hạn, sống nước, cá thường có thân hình thoi, có vẩy hay da trần phủ chất nhờn, có vây bơi Những động vật sống tán có chi dài, leo trèo giỏi (khỉ, vượn) hay có màng da nối liền thân với chi để "bay" chuyền từ tán sang tán khác (sóc bay, cầy bay)

+ Môi trường đất gồm lớp đất sâu khác nhau, có sinh vật đất sinh sống + Môi trường cạn bao gồm mặt đất lớp khí quyển, nơi sinh sống phần lớn sinh vật trái đất

+ Môi trường nước gồm vùng nước ngọt, nước lợ nước mặn có sinh vật thuỷ sinh + Mơi trường sinh vật gồm có thực vật, động vật người, nơi sống sinh vật khác sinh vật kí sinh, cộng sinh

2 Nhân tố sinh thái :

- Nhân tố sinh thái tất nhân tố mơi trường có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp

tới đời sống sinh vật.

- Các nhóm nhân tố sinh thái:

+ Nhóm nhân tố sinh thái vơ sinh tất nhân tố vật lý hố học mơi trường xung quanh sinh vật

+ Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh giới hữu môi trường, mối quan hệ sinh vật (hoặc nhóm sinh vật) với sinh vật (hoặc nhóm sinh vật) khác sống xung quanh Trong nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh, nhân tố người nhấn mạnh nhân tố có ảnh hưởng lớn tới đời sống nhiều sinh vật

3 Giới hạn sinh thái:

- Trong giới hạn sinh thái có điểm giới hạn (max), điểm giới hạn (min), khoảng cực thuận (khoảng thuận lợi) khoảng chống chịu Vượt điểm giới hạn, sinh vật chết

Khoảng thuận lợi khoảng chống chịu :

- Khoảng thuận lợi khoảng nhân tố sinh thái mức độ phù hợp, đảm bảo cho loài sinh vật thực chức sống tốt

- Khoảng chống chịu khoảng nhân tố sinh thái gây ức chế cho hoạt động sinh lí sinh vật

Một số ví dụ giới hạn sinh thái sinh vật :

Cá rô phi ni nước ta có giới hạn sinh thái từ 5,60C đến 420C Nhiệt độ 5,60C gọi giới hạn dưới, 420C gọi giới hạn Khoảng nhiệt độ thuận lợi cho chức sống cá từ 200C đến 350C Khoảng nhiệt độ chống chịu từ 5,60C đến 200C từ 350C đến 420C. 4 Nơi ổ sinh thái :

- Nơi địa điểm cư trú loài

- Ổ sinh thái cách sinh sống lồi đó, “khơng gian sinh thái” (hay khơng gian đa diện) mà tất nhân tố sinh thái môi trường nằm giới hạn sinh thái cho phép lồi tồn phát triển

Trong thiên nhiên, lồi có ổ sinh thái giao khơng giao Những lồi có ổ sinh thái giao nhau, phần giao lớn, cạnh tranh khốc liệt, dẫn đến loại trừ nhau, tức loài thua bị tiêu diệt phải rời nơi khác Do đó, lồi gần nguồn gốc sống sinh cảnh sử dụng nguồn thức ăn, chúng có xu hướng phân hóa ổ sinh thái để tránh cạnh tranh

QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ MỖI QUAN HỆ GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ

1 Quần thể

Quần thể sinh vật tập hợp cá thể loài, sinh sống khoảng không gian xác định, vào thời điểm định Các cá thể quần thể có khả giao phối tự với để sinh sản tạo thành hệ mới.

2 Các mối quan hệ cá thể quần thể Các cá thể quần có mối quan hệ :

- Quan hệ hỗ trợ : sống quần tụ, hình thành bầy đàn hay xã hội Quan hệ hỗ trợ cá thể quần thể 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

Hỗ trợ cá thể lồi thể “hiệu nhóm”

- Quan hệ cạnh tranh : quan hệ cạnh tranh xảy cá thể tranh giành thức ăn, nơi ở, ánh sáng nguồn sống khác , đực tranh giành Một số trường hợp kí sinh lồi hay ăn thịt đồng loại Cá mập thụ tinh trong, phôi phát triển buồng trứng, phôi nở trước ăn trứng chưa nở phôi nở sau, đó, lứa con, non đời vài con, khỏe mạnh

Nhờ có cạnh tranh mà số lượng phân bố cá thể quần thể trì mức độ phù hợp, đảm bảo tồn phát triển quần thể

2 Ý nghĩa quan hệ hỗ trợ hay cạnh tranh

- Quan hệ hỗ trợ cạnh tranh quần thể đặc điểm thích nghi sinh vật với mơi trường sống, đảm bảo tồn phát triển hưng thịnh :

- Quan hệ hỗ trợ mang lại lợi ích cho cá thể, cá thể khai thác tố ưu nguồn sống môi trường, non bố mẹ chăm sóc tốt hơn, chống chọi với điều kiện bất lợi tự nhiên tự vệ tránh kẻ thù tốt hơn, Nhờ mà khả sống sót sinh sản cá thể tốt

- Nhờ có cạnh tranh mà số lượng phân bố cá thể quần thể trì mức độ phù hợp giúp cho loài phát triển ổn định Cạnh tranh cá thể dẫn tới thắng cá thể khỏe đào thải cá thể yếu, nên thúc đẩy trình chọn lọc tự nhiên

- Lối sống bầy đàn đem lại cho quần thể lợi ích :

+ Việc tìm mồi, tìm nơi chống lại kẻ thù hiệu Chim kiếm ăn theo đàn dễ tìm thấy thức ăn riêng rẽ, đàn kích thích tìm mồi, báo hiệu cho nơi có nhiều thức ăn, thông báo cho kẻ thù tới, nơi có luồng gió trái nơi trú ẩn thuận tiện

+ Ngoài sống bầy đàn khả tìm gặp đực dễ dàng hơn, đảm bảo cho sinh sản thuận lợi

+ Trong số đàn có tượng phân chia đẳng cấp, cá thể thuộc đẳng cấp ( đầu đàn) chiếm ưu cá thể thuộc đẳng cấp lép vế, phân chia giúp cho cá thể đàn nhường nhịn nhau, tránh ẩu đả gây thương tích Sự huy đầu đàn cịn giúp đàn có tính tổ chức thêm phần sức mạnh chống lại kẻ thù, non bảo vệ tốt

Sự phân bố cá thể quần thể có ảnh hưởng tới khả khai thác nguồn sống khu vực phân bố Có ba kiểu phân bố cá thể :

Kiểu phân bố

Đặc điểm Ý nghĩa sinh

thái

Ví dụ

Phân bố theo nhóm

Là kiểu phân bố phổ biến nhất, cá thể quần thể tập trung theo nhóm nơi có điều kiện sống tốt Phân bố theo nhóm xuất nhiều sinh vật sống thành bầy đàn, chúng trú đông, ngủ đông, di cư

Các cá thể hỗ trợ lẫn chống lại điều kiện bất lợi mơi trường

Nhóm bụi mọc hoang dại, đàn trâu rừng

Phân bố đồng đều

Thường gặp điều kiện sống phân bố cách đồng môi trường có cạnh tranh gay gắt cá thể quần thể

Làm giảm mức độ cạnh tranh cá thể quần thể

Cây thông rừng thông chim hải âu làm tổ

Phân bố ngẫu nhiên

Là dạng trung gian hai dạng

Sinh vật tận dụng nguồn sống tiềm tàng môi trường

Các loài sâu sống tản cây, lồi sị sống phù sa vùng triều, loài gỗ sống rừng mưa nhiệt đới

Các kiểu phân bố thể quần thể

A Phân bố B Phân bố ngẫu nhiên C Phân bố theo nhóm II Tỉ lệ giới tính

Tỉ lệ giới tính tỉ số số lượng cá thể đực, số lượng cá thể quần thể Tỉ lệ giới tính thường xấp xỉ 1/1 Tuy nhiên, trình sống tỉ lệ thay đổi tùy thuộc vào thời gian điều kiện sống (em bảng dưới)

Tỉ lệ giới tính quần thể đặc trưng quan trọng đảm bảo hiệu sinh sản quần thể điều kiện môi trường thay đổi

Tỉ lệ giới tính Các nhân tố ảnh hưởng tới tỉ lệ giới tính - Ngỗng vịt có tỉ lệ giới tính 40/60

- Trước màu sinh sản, nhiều loài thằn lằn, rắn có số lượng cá thể nhiều cá thể đực, sau mùa đẻ trứng số lượng cá thể đực xấp xỉ

Do tỉ lệ tử vong không đồng cá thể đực cái, cá thể mùa sinh sản chết nhiều cá thể đực

Với loài kiến nâu (Formica rufa), đẻ trứng nhiệt độ thấp 20oC trứng nở tồn cá thể cái, đẻ trứng nhiệt độ 20oC trứng nở nở hầu hết cá thể đực

Tỉ lệ giới tính thay đổi theo điều kiện môi trường sống (cụ thể nhiệt độ mơi trường)

Gà, hươu, nai có số lượng cá thể nhiều thể đực gấp 3, tới 10 lần

Do đặc điểm sinh sản đặc tính đa thê động vật

Muỗi đực sống tập trung nơi riêng với số lượng nhiều muỗi

Do khác đặc điểm sinh lí tập tính đực - muỗi đực không hút máu muỗi Muỗi đực tập trung chỗ muỗi bay khắp nơi tìm động vật hút máu

Cây thiên nam tinh (Arisaema japonica) thuộc họ Ráy, rễ củ loại lớn có nhiều chất dinh dưỡng nảy chồi cho có hoa cái, cịn loại rễ nhỏ nảy chồi cho có hoa đực

Tỉ lệ giới tính phụ thuộc vào chất dinh dưỡng tích lũy thể

2 Ý nghĩa hiểu biết tỉ lệ giới tnh

Sự hiểu biết tỉ lệ giới tính có ý nghĩa quan trọng chăn nuôi gia súc, bảo vệ mơi trường Trong chăn ni, người ta tính tốn tỉ lệ đực phù hợp để đem lại hiệu kinh tế Ví dụ, đàn gà, hưu, nai, người ta khai thác bớt số lượng lớn cá thể đực mà trì phát triển đàn

III Các nhóm tuổi khác quần thể

Các cá thể quần thể phân chia thành nhóm tuổi : nhóm tuổi trước sinh sản, nhóm tuổi sinh sản, nhóm tuổi sau sinh sản

Ngồi ra, người ta cịn phân chia cấu trúc tuổi thành tuổi thọ sinh lí, tuổi thọ sinh thái tuổi quần thể Tuổi thọ sinh lí khoản thời gian tồn cá thể từ lúc sinh lúc chết già Tuổi thọ sinh thái khoảng thời gian sống cá thể chết nguyên nhân sinh thái Tuổi quần thể tuổi thọ trung bình cá thể quần thể

Nhân tố ảnh hưởng đến nhóm tuổi

Quần thể có cấu trúc tuổi đặc trưng, cấu trúc ln thay đổi phụ thuộc vào điều kiện sống môi trường

- Khi nguồn sống từ môi trường suy giảm, điều kiện khí hậu xấu có dịch bệnh cá thể non già bị chết nhiều cá thể thuộc nhóm tuổi trung bình

- Ngồi ra, nhóm tuổi quần thể thay đổi cịn phụ thuộc vào số yếu tố khác mùa sinh sản tập tính di cư,

Tháp tuổi quần thể

- Khi xếp liên tiếp nhóm tuổi từ non đến già, ta có tháp tuổi hay tháp dân số Mỗi nhóm tuổi xem đơn vị cấu trúc tuổi quần thể Do đó, mơi trường biến động, tỉ lệ nhóm tuổi biến đổi theo, phù hợp với điều kiện Nhờ thế, quần thể trì trạng thái ổn định

- Một số lồi khơng có nhóm tuổi sau sinh sản (cá chình, cá hồi Viễn Đơng, cá cháo lớn cửa sơng Cửu Long) sau đẻ, cá bố mẹ chết Ở nhiều lồi trùng (chuồn chuồn, phù du, ve sầu, muỗi ), giai đoạn trước sinh sản kéo dài vài năm, giai đoạn sinh sản sau sinh sản dài 3-4 tuần lễ

Tháp tuổi trạng thái phát triển số lượng quần thể: quần thể phát triển (quần thể trẻ), quần thể ổn định quần thể suy thoái (quần thể già).

+ Quần thể trẻ có tỉ lệ nhóm tuổi trước sinh sản cao

+ Quần thể ổn định có tỉ lệ nhóm trước sinh sản xấp xỉ + Quần thể suy thối có tỉ lệ nhóm trước sinh sản nhỏ nhóm sinh sản

A Tháp tuổi quần thể phát triển B Tháp tuổi quần thể ổn định C Tháp tuổi quần thể suy thoái 4 Sự biến đổi dân số nhân loại

Dân số nhân loại phát triển theo giai đoạn : giai đoạn nguyên thuỷ, dân số tăng chậm; giai đoạn văn minh nông nghiệp, dân số bắt đầu tăng, vào thời đại công nghiệp, hậu công nghiệp, dân số bước vào giai đoạn bùng n

IV Mật độ cá thể

Mật độ cá thể quần thể số lượng sinh vật sống đơn vị diện tích hay thể tích của quần thể.

Ví dụ: mật độ thơng 1.000 cây/ha diện tích đồi, mật độ sâu rau con/m2 ruộng rau, mật độ cá mè giống thả ao con/m3 nước.

- Ảnh hưởng mật độ cá thể :

+ Mật độ cá thể quần thể coi đặc tính (là đặc trưng cơ quan trọng) quần thể, mật độ cá thể có ảnh hưởng tới nhiều yếu tố khác mức độ sử dụng nguồn sống môi trường, khả sinh sản tử vong cá thể từ ảnh hưởng tới số lượng cá thể quần thể (kích thước quần thể) Khi mật độ cá thể quần thể tăng cao, cá thể cạnh tranh gay gắt để giành thức ăn, nơi dẫn tới tỉ lệ tử vong tăng cao Khi mật độ giảm, thức ăn dồi ngược lại, cá thể quần thể tăng cường hỗ trợ lẫn

+ Mật độ cá thể quần thể không cố định mà thay đổi theo mùa, năm tùy theo điều kiện môi trường sống

Kích thước quần thể số lượng cá thể phân bố khoảng không gian sống quần thể hay khối lượng lượng tích luỹ cá thể quần thể.

Mỗi quần thể sinh vật có kích thước đặc trưng Những lồi có kích thước thể nhỏ thường hình thành quần thể có số lượng cá thể nhiều, ngược lại, lồi có kích thước thể lớn thường sống quần thể có số lượng cá thể

Các cực trị kích thước quần thể ý nghĩa :

Kích thước quần thể có cực trị : kích thước tối thiểu kích thước tối đa

+ Kích thước tối thiểu số lượng cá thể mà quần thể cần để trì tồn lồi Nếu kích thước quần thể xuống mức tối thiểu, quần thể dễ rơi vào trạng thái suy giảm dẫn tới diệt vong Nguyên nhân do:

• Số lượng cá thể quần thể ít, hỗ trợ cá thể bị giảm, quần thể khơng có khả chống chọi với thay đổi môi trường

• Khả sinh sản suy giảm hội gặp cá thể đực với cá thể • Số lượng cá thể nên giao phối cận huyết thường xảy ra, đe doạ tồn quần thể

+ Kích thước tối đa giới hạn cuối số lượng mà quần thể đạt được, phù hợp với khả cung cấp nguồn sống mơi trường Nếu kích thước q lớn, cạnh tranh cá thể ô nhiễm, bệnh tật tăng cao, dẫn tới số cá thể di cư khỏi quần thể

- Những nhân tố làm thay đổi kích thước quần thể

+ Kích thước quần thể thay đổi phụ thuộc vào yếu tố: sức sinh sản, mức độ tử vong, số cá thể nhập cư xuất cư.

+ Sức sinh sản, mức độ tử vong, số cá thể nhập cư xuất cư (phát tán quần thể) quần thể thường bị thay đổi ảnh hưởng điều kiện môi trường sống biến đổi khí hậu, bệnh tật, lượng thức ăn, số lượng kẻ thù mức độ khai thác người Ngoài ra, mức độ tử vong cao hay thấp quần thể phụ thuộc nhiều vào tiềm sinh họccủa loài khả sinh sản, chăm sóc

- Các khái niệm

• Mức độ sinh sản quần thể

Mức độ sinh sản số lượng cá thể quần thể sinh đơn vị thời gian Mức độ sinh sản phụ thuộc vào số lượng trứng (hay non) lứa đẻ, số lứa đẻ cá thể đời, tuổi trưởng thành sinh dục cá thể tỉ lệ đực/cái quần thể Khi thiếu thức ăn, nơi điều kiện khí hậu khơng thuận lợi mức sinh sản quần thể thường bị giảm sút

• Mức độ tử vong quần thể

Mức độ tử vong số lượng cá thể quần thể bị chết đơn vị thời gian Mức độ tử vong quần thể phụ thuộc trước hết vào tuổi thọ trung bình sinh vật điều kiện sống môi trường, biến đổi bất thường khí hậu, bệnh tật, lượng thức ăn có mơi trường, số lượng kẻ thù, mức độ khai thác người

• Phát tán quần thể.

Phát tán xuất cư nhập cư cá thể Xuất cư tượng số cá thể rời bỏ quần thể chuyển sang sống quần thể bên cạnh di chuyển đến nơi Nhập cư tượng số cá thể nằm quần thể chuyển tới sống quần thể Ở quần thể có điều kiện sống thuận lợi, nguồn thức ăn dồi dài tượng xuất cư thường diễn nhập cư khơng gây ảnh hưởng rõ rệt tới quần thể Xuất cư tăng cao quần thể cạn kiệt nguồn sống, nơi chật chội, cạnh tranh cá thể quần thể trở nên gay gắt

Một quần thể có kích thước ổn định nhân tố mức độ sinh sản (b), mức độ tử vong (d), mức độ xuất cư (e) mức độ nhập cư (i) có quan hệ với : số cá thể sinh cộng với số cá thể nhập cư với số cá thể tử vong cộng với số cá thể xuất cư

b + i = d + e (r = 0)

(r hệ số hay tốc độ tăng trưởng riêng quần thể : r = b - d)

Mức độ sinh sản, mức độ tử vong, mức độ xuất cư mức độ nhập cư quần sinh vật thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố : nguồn sống có moi trường (thức ăn, nơi ở, ), cấu trúc tuổi (quần thể có nhiều cá thể tuối sinh sản), mùa sinh sản, mùa di cư (cá thể từ nơi khác tới sóng quần thể từ quần thể tách sống nơi khác)

VI Tăng trưởng theo tiềm sinh học khác tăng trưởng thực tế

Tăng trưởng quần thể theo tiềm sinh học (đường cong lí thuyết, tăng trưởng theo hàm số mũ) : đứng phương diện lí thuyết, nguồn sống quần thể diện tích cư trú quần thể khơng giới hạn sức sinh sản cá thể quần thể lớn - có nghĩa điều kiện ngoại cảnh kể nội quần thể hoàn toàn thuận lợi cho tăng trưởng quần thể quần thể tăng trưởng theo tiềm sinh học Khi đường cong tăng trưởng quần thể theo tiềm sinh học có dạng chữ J

Tăng trưởng thực tế -tăng trưởng điều kiện hạn chế (đường cong tăng trưởng hình chữ S - logistic) : thực tế, đa số lồi khơng thể tăng trưởng theo tiềm sinh học lẽ :

+ Sức sinh sản khơng phải lúc lớn, sức sinhh sản quần thể thay đổi phụ thuộc vào điều kiện hạn chế môi trường

+ Điều kiện ngoại cảnh lúc thuận lợi cho quần thể (thức ăn, nơi ở, dịch bệnh, )

Đường cong biểu thị tăng trưởng quần thể : đầu tăng nhanh dần, sau tốc độ tăng trưởng quần thể giảm đi, đường cong chuyển sang ngang

3 Đặc trưng lồi có kiểu tăng trưởng điều kiện mơi trường không bị giới hạn bị giới hạn

Trong môi trường không giới hạn Trong môi trường bị giới hạn

Kích thước thể nhỏ Kích thước thể lớn

Tuổi thọ thấp, tuổi sinh sản lần đầu đến sớm Tuổi thọ cao, tuổi sinh sản lần đầu đến muộn Sinh sản nhanh, sức sinh sản cao Sinh sản chậm, sức sinh sản thấp

Khơng biết chăm sóc non chăm sóc non kém,

Biết bảo vệ chăm sóc non tốt

BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ CỦA QUẦN THỂ I.Biến động số lượng cá thể quần thể

1 Khái niệm

Biến động số lượng quần thể tăng, giảm số lượng cá thể quần thể quanh giá trị cân tương ứng với sức chứa môi trường (sinh sản cân với tử vong). 2 Các kiểu biến động số lượng

Có kiểu biến động số lượng: biến động không theo chu kỳ biến động theo chu kỳ. - Biến động không theo chu kỳ xảy yếu tố ngẫu nhiên, khơng kiểm sốt thiên tai, dịch bệnh

+ Chu kì ngày đêm, phổ biến sinh vật phù du, lồi tảo có số lượng cá thể tăng vào ban ngày giảm vào ban đêm, ban ngày tầng nước chiếu sáng nên chúng quang hợp sinh sản nhanh

+ Chu kì tuần trăng hoạt động thủy triều, rươi sống nước lợ vùng ven biển Bắc Bộ đẻ rộ vào ngày thuộc pha trăng khuyết

+ Chu kì mùa, mùa xuân mùa hè thời gian thuận lợi cho sinh sản phát triển hầu hất loài động vật thực vật Như ruồi, muỗi sinh sản phát triển nhiều vào tháng xuân hè, giảm vào tháng mùa đơng

+ Chu kì nhiều năm, lồi chuột thảo ngun có chu kì biến động số lượng theo chu kì từ - năm

II.Nguyên nhân gây biến đổi số lượng cá thể quần thể

Nhân tố sinh thái phụ thuộc mật độ, nhân tố không phụ thuộc mật độ

- Hai nhóm nhân tố sinh thái gây nên biến động số lượng cá thể quần thể nhân tố vô sinh nhân tố hữu sinh

+ Các nhân tố vô sinh tác động trực tiếp chiều lên sinh vật mà không phụ thuộc vào mật độ cá thể quần thể nên gọi nhân tố sinh thái không phụ thuộc mật độ cá thể quần thể Các nhân tố sinh thái vơ sinh ảnh hưởng tới trạng thái sinh lí cá thể Sống điều kiện tự nhiên không thuận lợi, mức sinh sản cá thể giảm, khả thụ tinh kém, sức sống non thấp,

+ Các nhân tố hữu sinh canh tranh cá thể đàn, số lượng kẻ thù ăn thịt, mức sinh sản mức độ tử vong, phát tán cá thể quần thể yếu tố bị chi phối mật độ cá thể quần thể nên gọi nhân tố phụ thuộc mật độ cá thể quần thể Các nhân tố hữu sinh ảnh hưởng lớn đến khả tìm kiếm thức ăn, nơi ở, nơi đẻ trứng, khả sinh sản nở trứng, khả sống sót non , đớ ảnh hưởng tới số lượng cá thể quần thể

Ví dụ: sâu bọ ăn thực vật nhân tố khí hậu có vai trị định, đối với chim nhân tố định lại thường thức ăn vào mùa đông cạnh tranh nơi làm tổ vào mùa hè.

2 Ý nghĩa nghiên cứu biến động số lượng cá thể

Những nghiên cứu biến động số lượng cá thể giúp nhà nông nghiệp xác định lịch thời vụ, để vật ni, trồng sinh trưởng điều kiện thích hợp năm, nhằm đạt suất cao Đồng thời giúp nhà bảo vệ môi trường chủ động việc hạn chế phát triển mức loài sinh vật gây hại, gây cân sinh thái

III Quần thể điều chỉnh số lượng cá thể

1 Cơ chế điều chỉnh số lượng cá thể quần thể

- Khi số lượng cá thể giảm xuống thấp tăng lên cao, nhân tố mơi trường tác động làm giảm số cá thể quần thể tác động làm tăng số cá thể quần thể :

+ Trong điều kiện môi trường thuận lợi (môi trường cí nguồnn sơng dồi dào, sinh vật ăn thịt ) quần thể tăng mức sinh sản, giảm mức độ tử vong, nhiều cá thể từ nơi khác nhập cư tới sống quần thể, làm cho số lượng cá thể quần thể tăng lên nhanh chóng, đơi vượt hẳn mức độ bình thường

+ Khi số lượng cá thể quần thể tăng cao, sau thời gian, nguồn sống trở nên thiếu hụt, nơi sống chật chội, cạnh tranh gay gắt lại diễn làm hạn chế gia tăng số cá thể quần thể

- Trạng thái cân quần thể đạt quần thể có số lượng cá thể ổn định cân với khả cung cấp nguồn sống môi trường

Trong tự nhiên, quần thể có xu hướng điều chỉnh mật độ cá thể quần thể mức cân : mật độ cá thể quần thể có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống môi trường, tới mức độ sinh sản tử vong cá thể Khi số lượng cá thể thấp mà điều kiện sống môi tường thuận lợi (như nguồn sống dồi dào, khí hậu phù hợp, ) số cá thể sinh tăng lên Ngược lại, số lượng cá thể tăng cao dẫn tới điều kiện sống môi trường không thuận lợi, số cá thể bị chết tăng lên

+ Hiện tượng “tự tỉa thưa” kết cạnh tranh cá thể quần thể Ví dụ điều kiện mơi trường thích hợp, non mọc q dày, nhiều không nhận ánh sáng muối khống nên chết dần, số cịn lại đủ trì mật độ vừa phải, cân với điều kiện môi trường chúng sống

+ Vật ăn thịt ăn thịt mồi nhân tố quan trọng khống chế kích thước quần thể mồi, ngược lại, mồi nhân tố quan trọng điều chỉnh số lượng cá thể quần thể vật ăn thịt Mối quan hệ chiều tạo nên trạng thái cân sinh học thiên nhiên Quần xã đặc trưng quần xã

1 Khái niệm

* Phân biệt quần xã sinh vật với quần thể sinh vật

Quần xã sinh vật Quần thể sinh vật

Quần xã sinh vật tập hợp quần thể sinh vật thuộc nhiều lồi khác sống trong một khơng gian định (gọi sinh cảnh) Các sinh vật quần xã có mối quan hệ gắn bó

với thể thống quần xã có cấu trúc tương đối ổn định Ví dụ: quần xã núi đá vôi, quần xã vùng ngập triều, quần xã hồ, quần xã rừng liêm, quần xã

đồng cỏ, quần xã bụi

Quần thể sinh vật tập hợp cá thể trong lồi, sinh sống trong một khoảng khơng gian xác định, vào một thời điểm định Các cá thể quần thể có khả giao phối tự với để

sinh sản tạo thành hệ Ví dụ: quần thể thơng, quần thể chó

sói, quần thể trâu rừng

2 Các đặc trưng quần xã

Các đặc trưng quần xã gồm có: a) Đặc trưng thành phần loài quần xã

Thành phần loài quần xã biểu thị qua số lượng loài quần xã số lượng cá thể loài Đặc trưng biểu thị mức độ đa dạng quần xã, quần xã có thành phần lồi lớn độ đa dạng cao

Do nhiệt độ, lượng mưa cao ổn định nên quần xã sinh vật vùng nhiệt đới thường có nhiều loài so với quần xã phân bố vùng ôn đới Tuy nhiên, sinh cảnh xác định số loài tăng lên, chúng phải chia xẻ nguồn sống, số lượng cá thể loài phải giảm

Các đặc điểm chủ yếu thành phần loài bao gồm:

- Lồi ưu thế: lồi đóng vai trị quan trọng quần xã có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn, hoạt động mạnh chúng Trong quần xã cạn, lồi thực vật có hạt chủ yếu thường lồi ưu thế, chúng ảnh hưởng lớn tới khí hậu mơi trường. Quần xã rừng thơng với thơng lồi chiếm ưu thế, loài khác mọc lẻ tẻ tán chịu ảnh hưởng thông

- Lồi thứ yếu: đóng vai trị thay cho nhóm lồi ưu nhóm suy vong nguyên nhân

- Loài chủ chốt : một vài lồi (thường vật ăn thịt đầu bảng) có vai trị kiểm sốt khống chế phát triển lồi khác, trì ổn định quần xã Nếu loai fnày bị khỏi quần xã quần xã rơi vào trạngthái bị xáo trộn dễ rơi vào tình trạng cân

- Loài đặc trưng : lồi có quần xã Cây cọ loài đặc trưng quần xã vùng đồi Vĩnh Phú, tràm loài đặc trưng quần xã rừng U Minh.

* Để đánh giá vai trị số lượng lồi quần xã, nhà Sinh thái học đưa ra một số khái niệm sau đây:

+ Tần suất xuất (hay độ thường gặp): tỉ số (%) loài gặp điểm khảo sát so với tổng số điểm khảo sát so với tổng số điểm khảo sát Ví dụ, 80 điểm khảo sát, cỏ lồng vực có mặt 60 điểm Vậy tần suất xuất 60/80 hay 75% + Độ phong phú lồi (hay mức giàu có): tỉ số (%) số cá thể lồi so với tổng số cá thể tất loài có quần xã:

Trong đó, D- độ phong phú loài quần xã (%), ni - số cá thể loài i quần xã, N - số lượng cá thể tất loài quần xã

Độ phong phú loài biểu thị số định tính: (+), hay gặp (+ +), gặp nhiều (+++), gặp nhiều (++++) Lồi có độ phong phú cao lồi có tỉ lệ % số cá thể cao hẳn so với loài khác quần xã Trong quần xã rừng thơng, thơng lồi ưu đồng thời lồi có độ phong phú cao.

b) Sự phân bố lồi khơng gian

Sự phân bố lồi khơng gian làm giảm bớt mức độ cạnh tranh loài nâng cao hiệu sử dụng nguồn sống mơi trường Có kiểu phân bố:

Phân bố theo chiều thẳng đứng Phân bố theo chiều ngang - Ở quần xã rừng mưa nhiệt đới phân thành nhiều tầng cây,

mỗi tầng thích nghi với mức độ chiếu sáng khác quần xã Từ cao xuống thấp có tầng vượt tán, tầng táng rừng, tầng tán, tầng thảm xanh Sự phân tầng thực vật kéo theo phân tầng loài động vật sống rừng, nhiều lồi chim, trùng sống tán cao; khỉ, vượn, sóc sống leo trèo cành cây; có nhiều loài động vật sống mặt đất tầng đất

- Ở quần xã biển, sinh vật phân bố theo độ sâu nước tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng ánh sáng lồi Ở lớp nước mặt có tảo lục, tảo lam; xuống sâu có tảo nâu; lớp nước có ánh sáng yếu có tảo đỏ

- Trên đất liền sinh vật phân bố thành vùng khác mặt đất, vùng có số lượng sinh vật phong phú khác nhau, chịu ảnh hưởng điều kiện tự nhiên

- Ở quần xã biển, vùng gần bờ thành phần sinh vật phong phú, khơi xa số lượng lồi dần

c) Quan hệ dinh dưỡng

Quần xã sinh vật gồm nhiều nhóm có quan hệ dinh dưỡng khác nhau:

+ Nhóm sinh vật sản xuất bao gồm xanh có khả quang hợp số vi sinh vật tự dưỡng

+ Nhóm sinh vật tiêu thụ bao gồm sinh vật ăn thịt sinh vật khác động vật ăn thực vật, động vật ăn động vật

+ Nhóm sinh vật phân giải sinh vật dị dưỡng, phân giải chất hữu có sẵn thiên nhiên Thuộc nhóm có nấm, vi khuẩn, số động vật đất

3 Quần xã vùng nhiệt đới so với vùng ôn đới

Mối quan hệ loài quần xã

1 Mối quan hệ loài quần xã Có nhóm lớn :

- Quan hệ hỗ trợ : cộng sinh, hội sinh, hợp tác

- Qua hệ đối kháng : cạnh tranh, mồi - vật ăn thịt, vật chủ - kí sinh, ức chế - cảm nhiễm

Nêu khác quan hệ hỗ trợ quan hệ đối kháng

- Quan hệ hỗ trợ đem lại lợi ích khơng có hại cho lồi quần xã - Quan hệ đối kháng có lồi có lợi cịn bên lồi bị hại

2 Đặc điểm ví dụ mối quan hệ loài quần xã

Mối quan hệ Đặc điểm Ví dụ

Hỗ trợ C ng sinhộ Hợp tác chặt chẽ hay nhiều loài tất lồi tham gia cộng sinh có lợi

Nấm, vi khuẩn tảo đơn bào cộng sinh địa y ; vi khuẩn lam cộng sinh nốt sần rễ họ Đậu ; trùng roi sống ruột mối ; vi khuẩn lam với san hô H i sinhộ Hợp tác hay nhiều lồi,

trong lồi có lợi, cịn lồi khơng có lợi chẳng có hại

Hội sinh phong lan sống bám thân gỗ; cá ép sống bám cá lớn

H p tácợ Hợp tác hay nhiều loài tất loài tham gia hợp tác có lợi Khác với cộng sinh, quan hệ hợp tác quan hệ chặt chẽ thiết phải có lồi

Hợp tác chim sáo trâu rừng ; chim mỏ đỏ linh dương ; lươn biển cá nhỏ

Đối

kháng C nh tranhạ

Các loài tranh giành nguồn sống thức ăn, chỗ mối quan hệ này, lồi bị ảnh hưởng bất lợi, nhiên có lồi thắng cịn lồi khác bị hại bị hại

Cạnh tranh giành ánh sáng, nước muối khoáng thực vật ; cạnh tranh cú chồn rừng, chúng hoạt động vào ban đêm bắt chuột làm thức ăn

Sinh v t ậ này ăn sinh v t khácậ

Một loài sử dụng loài khác làm thức ăn, bao gồm : quan hệ động vật ăn thực vật, động vật ăn thịt (vật - mồi) thực vật bắt sâu bọ

Hươu, nai ăn cỏ ; hổ, báo ăn thịt hươu, nai; sói ăn thịt thỏ; nắp ấm bắt ruồi

Kí sinh Một loài sống nhờ thể loài khác, lấy chất ni sống thể từ lồi Sinh vật “kí sinh hồn tồn” khơng có khả tự dưỡng, sinh vật “nửa kí sinh” vừa lấy chất ni sống từ sinh vật chủ, vừa có khả

tự dưỡng c ch -

Ứ ế

c m nhi mả ễ Một lồi sinh vật q trình sống vơ tình gây hại cho loài sinh vật khác

Tảo giáp nở hoa gây độc cho cá, tôm chim ăn cá, tơm bị độc đó, ; tỏi tiết chất gây ức chế hoạt động vi sinh vật xung quanh

3 Hiện tượng khống chế sinh học ứng dụng

- Khống chế sinh học tượng số lượng cá thể loài bị khống chế mức định, không tăng cao giảm thấp tác động mối quan hệ hỗ trọ đối kháng loài quần xã

- Trong nông nghiệp, ứng dụng khống chế sinh học sử dụng thiên địch để phòng trừ sinh vật gây hại hay dịch bệnh thay cho việc sử dụng thuốc trừ sâu Ví dụ sử dụng ong kí sinh diệt lồi bọ dừa, sử dụng rệp xám để hạn chế số lượng xương rồng bà

4 Cạnh tranh động lực chủ yếu q trình tiến hóa

- Để chiến thắng tránh khỏi thua cuộc, cạnh tranh, lồi phải có biến đổi hình thái, đặc tính sinh lí, sinh thái.thích hợp Ví dụ lồi sẻ ăn hạt sống hịn đảo có cấu tạo kích thước mỏ khác để ăn loại hạt kích thước phù hợp, tránh cạnh tranh

- Cạnh tranh xảy thường xuyên lịch sử tiến hóa lồi, lồi có ưu đặc điểm hình thái, sinh lí tồn phát triển hưng thịnh

5 Mối quan hệ vật ăn thịt - mồi

Trong mối quan hệ vật ăn thịt - mồi, mồi có kích thước nhỏ, số lượng đơng, cịn vật ăn thịt thường có kích thước lớn hơn, số lượng Vật ăn thịt cơng tiêu thụ mồi, song chúng thường bắt mồi yếu, mang bệnh Hiện tượng có tác dụng chọn lọc, loại bớt vật yếu khỏi quần thể Đồng thời vật ăn thịt phải có biến đổi hình thái, đặc tính sinh lí, sinh thái.thích hợp để bắt mồi

DIỄN THẾ SINH THÁI 1 Khái niệm diễn sinh thái

Diễn sinh thái trình biến đổi quần xã qua giai đoạn, song song có biến đổi mơi trường, để đến cuối có quần xã tương đối ổn định 2 Những nguyên nhân dẫn đến diễn quần xã sinh vật

Diễn sinh thái xảy nhiều nguyên nhân :

- Ngun nhân bên ngồi: tác động mạnh mẽ ngoại cảnh lên quần xã Sự thay đổi mơi trường vật lí, thay đổi khí hậu, thường gây nên biến đổi sâu sắc cấu trúc quần xã Mưa bão, lũ lụt, hạn hán, núi lửa nhân tố sinh thái ngoại cảnh, gây nên chết hàng loạt loài sinh vật, Trên vùng bị hủy diệt tự nhiên, quần xã sinh vật hình thành phát triển

cho nhóm lồi khác có khả cạnh tranh cao trở thành ưu Nói cách khác, diễn thế, nhóm lồi chiếm ưu "Tự đào huyệt chơn mình"

Hoạt động khai thác tài ngun người chặt cây, đốt rừng, san lấp hồ nước, xây đập ngăn dịng sơng, đắp đầm ni tôm cá vùng ven biển, nguyên nhân bên đóng vai trị quan trọng làm biến đổi nhiều dẫn tới suy thoái quần xã sinh vật Hoạt động khai thác tài nguyên khơng hợp lí người coi hành động “tự đào huyệt chơn mình” diễn sinh thái Vì việc làm gây loạt hậu :

- Làm biến đổi dẫn tới môi trường sống nhiều loài sinh vật giảm đa dạng sinh học

- Thảm thực vật bị dần dẫn tới xói mịn đất, biến đổi khí hậu, nguyên nhân nhiều thiên tai lụt lội, hạn hán, đất nhiễm mặn,

- Môi trường cân sinh thái, ổn định gây nhiều bệnh tật cho người sinh vật.,

Những hậu làm cho sống người bị ảnh hưởng naawngj nề, kông ổn định

Tuy nhiên, người khác với sinh vật khác tự điều chỉnh hành động để khai thác tài ngun hợp lí, bảo vệ mơi trường sống người sinh vật khác Trái Đất Con người với khả khoa học ngày cải tạo tự nhiên làm cho quần xã sinh vậtt phong phú Vì vậy, tin tưởng hoạt động khai thác tài nguyên người hợp lí mơi trường sống Trái Đất bảo vệ 3 Các loại diễn sinh thái

Giai đoạn khởi đầu

Giai đoạn giữa Giai đoạn cuối Nguyên nhân diễn thế

Diễn nguyên sinh

Khởi đầu từ môi trường trống trơn

Các quần xã sinh vật biến đổi tuần tự, thay lẫn ngày phát triển đa dạng

Hình thành quần xã tương đối ổn định

- Tác động mạnh mẽ ngoại cảnh lên quần xã

- Cạnh tranh gay gắt loài quần xã

Diễn thứ sinh

Khởi đầu môi trường có quần xã sinh vật phát triển bị hủy diệt tự nhiên hay khai thác mức người

Một quần xã phục hồi thay quần xã bị hủy diệt, quần xã biến đôi thay lẫn

Có thể hình thành nên quần xã tương đối ổn định, nhiên nhiều quần xã bị suy thoái

- Tác động mạnh mẽ ngoại cảnh lên quần xã

- Cạnh tranh gay gắt loài quần xã

4 Những xu hướng biến đổi trình diễn sinh thái

Trong trình diễn thế, yếu tố cấu trúc, mối quan hệ loài quần xã quần xã với môi trường biến đổi Sự biến đổi xảy sở xuất mối liên hệ ngược, trước hết mối quan hệ mồi - vật sử dụng cạnh tranh lồi Nhờ quần xã hướng đến trạng thái cân bằng, tồn phát triển cách ổn định theo thời gian

Những hướng biến đổi quan trọng là:

- Sinh khối tổng sản lượng tăng lên, sản lượng sơ cấp tinh giảm

- Hô hấp quần xã tăng, tỉ lệ p trình tổng hợp phân hủy vật chất quần xã tiến dần đến

- Tính đa dạng loài tăng, số cá thể loài lại giảm quan hệ sinh học loài trở nên căng thẳng

- Kích thước tuổi thọ lồi tăng lên

- Khả tích lũy chất dinh dưỡng quần xã ngày tăng quần xã sử dụng lượng ngày hoàn hảo

HỆ SINH THÁI Khái niệm hệ sinh thái

Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật sinh cảnh quần xã (môi trường vô sinh của quần xã) Trong hệ sinh thái, sinh vật quần xã luôn tác động lẫn tác động qua lại với thành phần vô sinh sinh cảnh Nhờ tác động qua lại mà hệ sinh thái hệ thống sinh học hoàn chỉnh tương đối ổn định

2 Hệ sinh thái biểu chức tổ chức sống

Hệ sinh thái biểu chức tổ chức sống, qua trao đổi vật chất lượng sinh vật nội quần xã quần xã với sinh cảnh chúng Trong đó, q trình "đồng hóa" - tổng hợp chất hữu cơ, sử dụng lượng mặt trời sinh vật tự dưỡng hệ sinh thái thực trình "dị hóa" sinh vật phân giải chất hữu thực

3 Các thành phần cấu trúc hệ sinh thái

Một hệ sinh thái bao gồm thành phần cấu trúc : thành phần vô sinh mơi trường vật lí (sinh cảnh) thành phần hữu sinh quần xã sinh vật.

- Thành phần vô sinh :

1 Các chất vô cơ: nước, điôxit cacbon, ôxi, nitơ, phốtpho 2 Các yếu tố khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, khí áp - Thành phần hữu sinh :

1 Sinh vật sản xuất: lồi sinh vật có khả quang hợp hóa tổng hợp, tạo nên nguồn thức ăn cho để ni lồi sinh vật dị dưỡng

2 Sinh vật tiêu thụ: gồm loài động vật ăn thực vật, sau loài động vật ăn thịt. 3 Sinh vật phân hủy: nhóm gồm vi sinh vật sống dựa vào phân hủy chất hữu có sẵn Chúng tham gia vào việc phân giải vật chất để trả lại cho môi trường chất ban đầu

4.Các kiểu hệ sinh thái

4.1- Các hệ sinh thái tự nhiên a Các hệ sinh thái cạn:

Các hệ sinh thái cạn chủ yếu gồm hệ sinh thái rừng nhiệt đới, sa mạc hoang mạc, sa van đồng cỏ, thảo nguyên, rừng rộng ôn đới, rừng thông phương Bắc, đồng rêu hàn đới b Các hệ sinh thái nước:

- Các hệ sinh thái nước mặn (bao gồm vùng nước lợ), điển hình vùng ven biển vùng ngập mặn, cỏ biển, rạn san hô hệ sinh thái vùng biển khơi

- Các hệ sinh thái nước chia thành hệ sinh thái nước đứng (ao, hồ ) hệ sinh thái nước chảy (sơng, suối)

Đều có đặc điểm chung thành phần cấu trúc, bao gồm thành phần vật chất vô sinh thành phần hữu sinh Thành phần vật chất vô sinh môi trường vật lí (sinh cảnh) thành phần hứu sinh quần xã sinh vật Các sinh vật quần xã luôn tác động lẫn tác động qua lại với thành phần vô sinh sinh cảnh

- Khác :

Hệ sinh thái nhân tạo có thành phần lồi ít, tính ổn định hệ sinh thái thấp, dễ bị dịch bệnh Hệ sinh tháo nhân tạo nhờ áp dụng biện pháp canh tác kĩ thuật đại nên sinh trưởng cá thể nhanh, suất sinh học cao,

TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI I Chuỗi thức ăn

Là dãy gồm nhiều lồi sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với loài mắc xích chuỗi Trong chuỗi, mắt xích vừa có nguồn thức ăn mắt xích phía trước vừa nguồn thức ăn mắt xích phía sau

Có loại chuỗi thức ăn:

Chuỗi thức ăn mở đầu xanh → động vật ăn thực vật → động vật ăn động vật Ví dụ: ngô → sâu ăn ngô → nhái → rắn hổmang → diều hâu

Chuỗi thức ăn mở đầu chất hữu bị phân giải → sinh vật phân giải mùn, bã hữu → động vật ăn sinh vật phân giải → động vật ăn động vật khác

Ví dụ: lá, cành khơ → mối → nhện → thằn lằn 2 Lưới thức ăn

Lưới thức ăn quần xã gồm nhiều chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung

Quần xã sinh vật đa dạng thành phần lồi lưới thức ăn quần xã phức tạp

Ví dụ: Lưới thức ăn hệ sinh thái rừng

3 Bậc dinh dưỡng

Trong lưới thức ăn, tập hợp lồi sinh vật có mức dinh dưỡng hợp thành bậc dinh dưỡng Trong quần xã có nhiều bậc dinh dưỡng:

Bậc dinh dưỡng cấp (sinh vật sản xuất): sinh vật tự dưỡng

Bậc dinh dưỡng câp (sinh vật tiêu thụ bậc 2): động vật ăn sinh vật tiêu thụ bậc Bậc dinh dưỡng cấp 4, cấp (sinh vật tiêu thụ bậc 3, bậc 4)

Bậc dinh dưỡng cấp cao nhất: bậc cuối chuỗi thức ăn Ví dụ: Bậc dinh dưỡng quần xã sinh vật

4 Tháp sinh thái

Là độ lớn bậc dinh dưỡng xác định số lượng cá thể, sinh khối hay lượng bậc dinh dưỡng

Có loại tháp sinh thái:

Tháp số lượng: xây dựng số lượng cá thể sinh vật ởmỗi bậc dinh dưỡng

Tháp sinh khối: xây dựng dựa khối lượng tổng số tất sinh vật đơn vị diện tích hay thể tích bậc dinh dưỡng

DÒNG NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI

Các hệ sinh thái nuôi sống nguồn lượng vô tận mặt trời Bức xạ chung trải bề mặt hành tnh phần lớn biến đổi thành nhiệt

Ánh sáng xanh sử dụng cho quang hợp nằm phổ nhìn thấy với dải sóng tư 3600 đến 76000A Ánh sáng cho quang hợp (hay xạ quang hợp tích cực) chiếm khoảng 50% tổng lượng xạ

Nói chung, lượng vào hệ sinh thái, thực vật đồng hóa lượng rất nhỏ, trung bình từ 0,2 đến 0,5% để tạo nên sản lượng sơ cấp thơ (PG), cịn phần lớn bị phản xạ trở lại, biến đổi thành nhiệt để hâm nóng mơi trường xung quanh, để thực vật thoát nước

Để trì tồn phát triển mình, thực vật sử dụng phần lượng tổng hợp Mức độ tiêu hao phụ thuộc vào đặc tính quần xã thực vật, vào tuổi nơi phân bố chúng (trên cạn, nước, theo vĩ độ, độ cao,…) Chẳng hạn, loài động vật đồng cỏ non tiêu hao 30% tổng sản lượng sơ cấp, đồng cỏ già lên đến 70% Rừng ơn đới sử dụng 50 – 60%, cịn rừng nhiệt đới 70 – 75% Nhiều nghiên cứu rằng, hô hấp sinh vật tự dưỡng dao động từ 30 đến 40% tổng sản lượng sơ cấp, khoảng 60 – 70% cịn lại (thường hơn) tích lũy để làm thức ăn cho sinh vật tự dưỡng phần gọi sản lượng tính hay sản lượng thực (PN).

S đ dòng lơ ồ ượng qua b c dinh dậ ưỡng h sinh tháiệ Các đánh giá rằng, tổng sản lượng sơ cấp tinh tích tụ sinh 6.1020 cal/ năm, 70% thu ộc hệ sinh thái cạn 30% thuộc hệ sinh thái nước

Sản lượng sơ cấp tinh nguồn sống cho sinh vật dị dưỡng (động vật đa số loài vi sinh vật) Qua trình sử dụng đồng hóa thức ăn, sinh vật tích lũy vật chất trong mơ để hình thành nên sản lượng sinh vật thứ cấp.

Từ sản lượng sơ cấp, lượng tiếp tục vận chuyển biến đổi qua xích thức ăn lại bị hao phí lớn hệ sinh thái, chuyển từ bậc sinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao kề liền, trung bình lượng 90%, nghĩa bậc cao tích tụ q0% lượng bậc thấp kề với Nguyên nhân hao phí lượng chủ yếu do:

- Năng lượng không sinh vật tiêu thụ sử dụng (NU)

- Năng lượng sinh vật tiêu thụ, khơng đồng hóa được, bị thải dạng chất trao đổi chất tiết (NA)

Do lượng mát lớn nên xích thức ăn hệ sinh thái kéo dài, thường – bậc hệ sinh thái cạn – bậc hệ sinh thái nước, tháp lượng có hình tháp chuẩn, nghĩa lượng mồi thỏa mãn nhu cầu dinh dưỡng vật ăn thịt đến mức dư thừa điều thấy sơ đồ đây:

Xích thức ăn: PN →→ C1 →→ C2 →→ C3 →→ C4 Đầu vào (%): 100 10 1,0 0,1 0,01

Tỉ số (tính %) lượng bậc dinh dưỡng so với bậc dinh dưỡng hoặc so với nguồn vào xạ mặt trời cho ta khái niệm hiệu suất sinh thái, ví dụ, C4/C3, C3/PN,…

vật chất di truyền (ADN, tế bào (nhiễm sắc thể) di truyền gen tiến hóa Nu,