Tai lieu on tap sinh hoc 12 ly thuyet

CHUYÊN ĐỀ I: DI TRUYỀN & BIẾN DỊ VẤN ĐỀ CẤU TRÚC - CƠ CHẾ DT & BIẾN DỊ Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ A TÓM TẮT LÝ THUYẾT Cấu trúc cấp độ phân tử 1.1 Cấu trúc & chức ADN * Cấu trúc: - ADN có cấu trúc đa phân, mà đơn phân Nu ( A, T, G, X ), Nu liên kết với liên kết photphodi este ( liên kết cộng hóa trị ) để tạo thành chuỗi pôli Nu ( mạch đơn ) - Gồm mạch đơn(chuỗi poli Nuclêôtit) xoắn song song ngược chiều xoắn theo chu kì Mỗi chu kì xoắn gồm 10 cặp Nu, có chiều dài 34 A ( nu có chiều dài 3,4 A KLPT 300 đ.v.C ) - Giữa mạch đơn : Nu mạch đơn liên kết bổ sung với Nu mạch đơn theo nguyên tắc bổ sung( NTBS ) : A1 T1 G1 X1 5’ “ A mạch liên kết với T mạch 3’ liên kết hiđrô ngược lại, G mạch liên kết với X mạch 5’ T2 A2 X2 G2 3’ liên kết hiđrô ngược lại ” - Gen đoạn phân tử ADN mang thơng tin mã hóa cho sản phẩm xác định (sản phẩm chuỗi pôlipeptit hay ARN ) - Cấu trúc chung gen cấu trúc: + Các gen sinh vật nhân sơ có vùng mã hóa liên tục gọi gen không phân mảnh Phần lớn gen SV nhân thực gen phân mảnh: xen kẽ đoạn mã hóa aa (êxơn) đoạn khơng mã hóa aa (intrơn) + Gen mã hóa prơtêin gồm vùng trình tự Nu: o Vùng điều hịa : nằm đầu 3’ mạch mã gốc, có trình tự Nu đặc biệt giúp ARN – pôlimeraza bám vào để khởi động, đồng thời điều hịa q trình phiên mã o Vùng mã hóa : mang thơng tin mã hóa aa o Vùng kết thúc: nằm đầu 5’ mang tín hiệu kết thúc phiên mã - Mã di truyền : trình tự nuclêơtit gen (mạch mã gốc) quy định trình tự axit amin phân tử prôtêin - Đặc điểm mã di truyền: + MDT đọc từ điểm xác định theo ba khơng gối chồng lên + MDT có tính phổ biến + MDT có tính đặc hiệu + MDT mang tính thối hóa * Chức năng: Mang, bảo quản truyền đạt thông tin di truyền 1.2 Cấu trúc loại ARN * Cấu trúc: - ARN cấu trúc theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân Nu ( A, U, G, X ) ARN gồm chuỗi pôli Nuclêôtit Nu liên kết với liên kết hóa trị Các ba Nu mARN gọi codon(bộ ba mã sao), ba Nu tARN gọi anticodon(bộ ba đối mã) - Trong 64 ba có: + ba vừa làm tín khởi đầu dịch mã, vừa mã hóa aa Met sinh vật nhân thực( f Met sinh vật nhân sơ) đgl ba mở đầu: AUG Có ba ba khơng mã hóa aa làm tín hiệu kết thúc dịch mã (bộ ba kết thúc) : UAA, UAG UGA * Chức : + mARN có chức truyền đạt thơng tin di truyền từ gen → Ri để tổng hợp prôtêin + tARN có chức vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tổng hợp nên prôtêin + rARN thành phần cấu tạo nên ribôxôm 1.3 Cấu trúc prôtêin - Prôtêin đại phân tử hữu cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân axit amin - Các aa liên kết với liên kết peptit → chuỗi pôlipeptit trang Cơ chế di truyền cấp độ phân tử 2.1 Cơ chế nhân đôi ADN 2.1.1 Cơ chế nhân đôi sinh vật nhân sơ * Cơ chế: - Vị trí : diễn nhân tế bào - Thời điểm : diễn kì trung gian - Diễn biến : + Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN: o Nhờ enzim tháo xoắn, hai mạch đơn phân tử ADN tách dần tạo nên chạc nhân đơi (hình chữ Y) để lộ mạch khuôn + Bước 2: Tổng hợp mạch ADN mới: o ADN – pơlimeraza xúc tác hình thành mạch đơn theo chiều 5’ – 3’ Các Nu mạch khuôn liên kết với Nu môi trường nội bào theo NTBS: “ Amạch khuôn liên kết với Tmôi trường liên kết hiđrô Tmạch khuôn liên kết với Amôi trường liên kết hiđrô Gmạch khuôn liên kết với Xmôi trường liên kết hiđrô Xmạch khuôn liên kết với Gmôi trường liên kết hiđrô ” o Trên mạch khuôn(3’-5’) mạch tổng hợp liên tục Trên mạch khuôn(5’-3’) mạch tổng hợp gián đoạn tạo nên đoạn Okazaki sau đoạn Okazaki nối lại với nhờ enzim nối(ligazA + Bước 3: Hai phân tử ADN tạo thành: o Các mạch tổng hợp đến đâu mạch đơn xoắn đến tạo thành phân tử AND con, mạch tổng hợp mạch ADN ban đầu(NT bbt) * Ý nghĩa nhân đơi ADN: đảm bảo Tính trạngDT truyền đạt cách xác qua hệ tế bào thể 2.1.2 Cơ chế nhân đôi sinh vật nhân thực - Cơ giống với sinh vật nhân sơ - Điểm khác: TB nhân thực có nhiều phân tử ADN có kích thước lớn, có nhiều đơn vị nhân đơi(nhiều chạc chép) → q trình nhân đơi diễn nhiều điểm phân tử ADN 2.2 Cơ chế phiên mã * Cơ chế: - Vị trí : diễn nhân tế bào - Thời điểm : tế bào cần tổng hợp loại prơtêin - Diễn biến : + Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN: o Enzim ARN–pôlimeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn để lộ mạch mã gốc(3’5’) khởi đầu phiên mã + Bước 2: Tổng hợp phân tử ARN o ARN–pôlimeraza trượt dọc theo mạch mã gốc gen có chiều 3’-5’ để tổng hợp nên mARN theo nguyên tắc bổ sung: “ Amạch gốc liên kết với Um liên kết hiđrô Tmạch gốc liên kết với Am liên kết hiđrô Gmạch gốc liên kết với Xm liên kết hiđrô Xmạch gốc liên kết với Gm liên kết hiđrô ” + Bước 3: Kết thúc phiên mã o Khi ARN–pơlimeraza gặp tín hiệu kết thúc phiên mã kết thúc mARN giải phóng o Ở SV nhân sơ, mARN sau phiên mã sử dụng làm khuôn để tổng hợp prôtêin, SV nhân thực mARN sau phiên mã loại bỏ đoạn intron, nối đoạn exon tạo mARN trưởng thành * Ý nghĩa phiên mã: 2.3 Cơ chế dịch mã * Cơ chế: - Vị trí : diễn tế bào chất trang - Thời điểm : Khi tế bào thể có nhu cầu - Diễn biến : trải qua giai đoạn  Giai đoạn hoạt hóa aa: , ATP  → aa − tARN (phức hệ) Trong tế bào chất(môi trường nội bào) aa + tARN enzim  Giai đoạn tổng hợp chuỗi pôlipeptit: + Bước 1: Khởi đầu dịch mã: o Tiểu đơn vị bé Ri gắn với mARN vị trí nhận biết đặc hiệu di chuyển đến bb mở đầu(AUG) o aamđ - tARN tiến vào bb mở đầu(đối mã khớp với mã mở đầu mARN theo NTBS), sau tiểu phần lớn gắn vào tạo thành Ri hoàn chỉnh + Bước 2: Kéo dài chuỗi pôlipeptit o aa1- tARN tiến vào ribôxôm (đối mã khớp với mã thứ mARN theo NTBS) liên kết peptit hình thành aamđ với aa1 o Ribôxôm chuyển dịch sang bb thứ 2, tARN vận chuyển aa mđ giải phóng Tiếp theo, aa2 - tARN tiến vào ribơxơm (đối mã khớp với bb thứ hai mARN theo NTBS), hình thành liên kết peptit aa2 axit aa1 o Ribôxôm chuyển dịch đến bb thứ ba, tARN vận chuyển axit aa giải phóng Q trình tiếp tục đến bb tiếp giáp với bb kết thúc phân tử mARN + Bước 3: Kết thúc: Khi Ri dịch chuyển sang bb kết thúc, trình dịch mã dừng lại, tiểu phần Ri tách ra, enzim đặc hiệu loại bỏ aamđ chuỗi pôlipeptit giải phóng * Ý nghĩa dịch mã: 2.4 Cơ chế điều hòa hoạt động gen 2.4.1 Điều hòa hoạt động gen sinh vật nhân sơ(ĐHHĐ Operon LaC - Cấu trúc operon Lac: + Vùng khởi động(P): có trình tự Nu đặc thù, giúp ARN- poolimeraza bám vào để khởi đầu phiên mã + Vùng vận hành(O): Có trình tự Nu đặc biệt, prơtêin ức chế liên kết ngăn cản phiên mã + Nhóm gen cấu trúc(Z, Y, A : quy định tổng hợp enzim phân giải Lactôzơ + Gen điều hịa(R): khơng nằm thành phần operon, có k/n tổng hợp prơtêin ức chế liên kết với vùng vận hành, ngăn cản phiên mã + Cấu trúc operon Lac: - Cơ chế ĐHHĐ Operon Lac: + Giai đoạn ức chế: o Khi môi trường khơng có Lactơzơ, R tổng hợp prơtêin ức chế → liên kết với vùng O ⇒ ngăn cản phiên mã nhóm gen cấu trúc + Giai đoạn cảm ứng: o Khi mơi trường có Lactơzơ, số phân tử liên kết làm biến đổi cấu hình khơng gian prôtêin ức chế → liên kết với vùng O ⇒ ARN – poolimeraza liên kết với vùng khởi động để tiến hành phiên mã o Khi Lactôzơ bị phân giải hết, prôtêin ức chế liên kết với vùng O trình phiên mã dừng lại ⇒ ĐHHĐ gen sinh vật nhân xảy mức độ phiên mã 2.4.2 Điều hòa hoạt động gen sinh vật nhân thực - Cơ chế ĐH phức tạp SV nhân sơ, cấu trúc phức tạp ADN NST - ADN có số cặp Nu lớn, phận mã hóa tính trạng DT, cịn lại đóng vai trị ĐH ko HĐ - ADN nằm NST có cấu trúc bện xoắn phức tạp nên trước phiên mã phải tháo xoắn - Sự ĐHHĐ gen diễn nhiều mức, qua nhiều giai đoạn: NST tháo xoắn, phiên mã, biến đổi sau phiên mã, dịch mã biến đổi sau dịch mã trang Tóm tắt chế di truyền cấp độ phân tử Cơ chế biến dị cấp độ phân tử (đột biến gen) 3.1 Khái niệm dạng: - Đột biến gen biến đổi cấu trúc gen, thường liên quan tới cặp Nu xảy điểm phân tử ADN(ĐB điểm) Thể đột biến: cá thể mang đột biến biểu thành kiểu hình - ĐBG(đột biến điểm) bao gồm: Mất, thêm, thay cặp Nu 3.2 Nguyên nhân: Do tácđộng tác nhân hóa học(5-BU, EMS, hóa chất độc hại, ), tác nhân vật lí (tia tử ngoại, tia phóng xạ, ), tác nhân sinh học(virut) rối loạn sinh lí, hóa sinh tế bào 3.3 Cơ chế phát sinh: - Cơ chế chung: Tác nhân gây đột biến gây sai sót q trình nhân đơi ADN - Đột biến điểm thường xảy mạch gen dạng tiền đột biến Dưới tác dụng enzim sửa sai, trở trạng thái ban đầu tạo thành đột biến qua lần nhân đôi - Ví dụ: 3.4 Hậu ý nghĩa ĐBG: - Hậu quả: Đột biến gen có hại, có lợi phần lớn vơ hại Mức độ có hại, có lợi đột biến phụ thuộc vào tùy tổ hợp gen điều kiện môi trường - Ý nghĩa: ĐBG tạo nhiều alen nguồn nguyên liệu cho tiến hóa chọn giống trang CHUYÊN ĐỀ I: DI TRUYỀN & BIẾN DỊ VẤN ĐỀ CẤU TRÚC - CƠ CHẾ DT & BD Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO, CƠ THỂ A TÓM TẮT LÝ THUYẾT Cấu trúc NST 1.1 Ở sinh vật nhân sơ : NST phân tử ADN kép dạng vịng khơng liên kết với prơtêin histơn 1.2 Ở sinh vật nhân thực - Cấu trúc hiển vi : + Mỗi NST gồm crơmatit dính qua tâm động (eo thứ nhất), số NST cịn có eo thứ hai (nơi tổng hợp rARN) NST có dạng hình que, hình hạt, hình chữ V đường kính 0,2 – µm, dài 0,2 – 50 µm + Mỗi lồi có NST đặc trưng (về số lượng, hình thái, cấu trúC Ví dụ người 2n = 46, RG 2n = - Cấu trúc siêu hiển vi : NST cấu tạo từ ADN prôtêin (histôn phi histôn) (ADN + prôtêin) → Nuclêôxôm (8 phân tử prôtêin histôn quấn quanh đoạn phân tử ADN dài khoảng 146 cặp nuclêôtit, quấn vòng) → Sợi (khoảng 11 nm) → Sợi nhiễm sắc (25–30 nm) → Ống siêu xoắn (300 nm) → Crômatit (700 nm) → NST Cơ chế di truyền biến dị cấp độ tế bào 2.1 Cơ chế di truyền cấp độ tế bào 2.1.1 Nguyên phân 2.1.2 Giảm phân * Đặc điểm giảm phân: - Là hình thức phân bào tế bào sinh dục vùng chín - Giảm phân gồm lần phân bào liên tiếp - Nhiễm sắc thể nhân đơi lần kì trung gian - Ở kì đầu giảm phân I, có tiếp hợp xảy trao đổi chéo cromatit không chị em * Diễn biến giảm phân - Giảm phân I + Kì đầu: o NST co xoắn dần o Có tiếp hợp NST kép theo cặp tương đồng dẫn đến TĐC Crơmatic khơng chị em o Thoi vơ sắc hình thành o Màng nhân nhân dần tiêu biến + Kì giữa: o NST kép co xoắn cực đại o Các NST tập trung thành hàng mặt phẳng xích đạo thoi vơ sắc + Kì sau: o Mỗi NST kép cặp NST kép tương đồng di chuyển theo thoi vô sắc cực tế bào + Kì cuối: o Các NST kép cực tế bào duỗi xoắn dần o Màng nhân nhân dần xuất o Thoi phân bào tiêu biến o Tế bào chất phân chia tạo thành tế bào có số lượng NST kép giảm nửa - Giảm phân II Kì trung gian diễn nhanh khơng có nhân đơi NST + Kì đầu: NST kép co ngắn + Kì giữa: Các NST kép tập trung thành hàng mặt phẳng xích đạo + Kì sau: NST kép tách ra, NST đơn cực tế bào trang + Kì cuối: NST dãn xoắn o Màng nhân nhân dần xuất o Thoi phân bào tiêu biến o Tế bào chất phân chia tạo thành tế bào có số lượng NST đơn giảm nửa Kết quả: Từ 1tế bào mẹ (2n) qua lần phân bào liên tiếp tạo tế bào có NST nửa tế bào mẹ o 2.2 Biến dị cấp độ tế bào (đột biến NST) 2.2.1 Đột biến cấu trúc NST: Là biến đổi cấu trúc NST bao gồm đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn chuyển đoạn Cơ chế chung Các tác nhân gây ĐB ảnh hưởng đến trình tiếp hợp, trao đổi chéo… trực tiếp làm đứt gãy NST => phá vỡ cấu trúc NST Các ĐBCTNST dẫn đến thay đổi trình tự số lượng gen, làm thay đổi hình dạng NST Các dạng Mất đoạn Khái niệm NST Mất đoạn (đoạn đứt không chứa tâm động) Hậu vai trò - Giảm số lượng gen, làm cân hệ gen NST=> thường gây chết giảm sức sống Ví dụ: - Xác định vị trí gen NST, loại bỏ gen có hại Lặp đoạn Một đoạn NST lặp lại hay nhiều lần Gia tăng số lượng gen=>mất cân hệ gen =>Tăng cường giảm bớt mức biểu tính trạng(VD Đảo đoạn Một đoạn NST bị đứt, quay 1800 gắn vào NST - Làm thay đổi vị trí gen NST => gây hại, giảm khả sinh sản Chuyển đoạn Là dạng ĐB dẫn đến Trao đổi đoạn NST NST không tương đồng - Chuyển đoạn lớn thường gây chết, khả sinh sản - Góp phần tạo NL cho tiến hóa - Chuyển đoạn nhỏ ứng dụng để chuyển gen tạo giống trang 2.2.2 Đột biến số lượng NST: Là biến đổi làm thay đổi số lượng NST TB gồm lệch bội đa bội Các dạng Thể lệch bội 2n - 2n + 2n + 2n – Thể đa bội Tự đa bội (Đa bội chẵn đa bội lẻ) Dị đa bội Cơ chế Hậu vai trò - Các tác nhân gây đột biến gây không phân li hay số cặp NST => giao tử khơng bình thường - Sự kết hợp giao tử khơng bình thường với giao bình thường giaop tử khơng bình thường với => thể lệch bội - Hậu quả: Đột biến lệch bội thường làm tăng giảm hay số NST => cân hệ gen, thường gây chết hay giảm sức sống, giảm khả sinh sản tùy lồi - Vai trị: Cung cấp nguồn nguyên liệu cho Chọn lọc tiến hóa Trong chọn giống sử dụng đột biến lệch bội để xác định vị trí gen NST - Các tác nhân gây đột biến gây không phân li toàn cặp NST tạo giao tử mang 2n NST - Sự kết hợp giao tử 2n với giao tử n 2n khác tạo đột biến đa bội Xảy đột biến đa bội tế bào thể lai xa, dẫn đến làm gia tăng NST đơn bội loài khác tế bào - Hậu quả: Cá thể đa bội lẻ khơng có khả sinh giao tử bình thường - Vai trị: Do số lượng NST TB tăng lên => lượng ADN tăng gấp bội nên trình tổng hợp chất hữu xảy mạnh mẽ Cung cấp nguồn nguyên liệu cho q trình tiến hóa Góp phần hình thành nên lồi tiến hóa Cơ chế di truyền biến dị cấp độ thể: 3.1 Tính quy luật tượng di truyền Một số phép lai sử dụng nghiên cứu di truyền: * Phép lai phân tích: - Khái niệm: phép lai thể có kiểu hình trội chưa biết kiểu gen với thể có kiểu hình lặn + Nếu Fa đồng tính ⇒ Pa đem lai phân tích chủng + Nếu Fa phân tính ⇒ Pa đem lai phân tích khơng chủng có kiểu gen dị hợp - Ví dụ: 3.1.1 Quy luật phân li * Phương pháp nghiên cứu di truyền học Menđen Bước 1: Tạo dịng chủng tính trạng: cho tự thụ phấn qua nhiều hệ Bước 2: Lai dòng chủng khác hay nhiều tính trạngrồi phân tích kết lai đời sau: F1; F2; F3 Bước 3: Sử dụng toán xác suất để phân tích kết lai, sau đưa giả thuyết giải thích kết Bước 4: Tiến hành thí nghiệm chứng minh giả thuyết thân *Thí nghiệm Menđen(lai cặp tính trạngtương phản): Pt/c : ♀(♂) Cây hoa đỏ x ♂(♀) Cây hoa trắng (lai thuận nghịch ⇒ cho kết giống nhau) F1 : 100% Cây hoa đỏ Cho F1 tự thụ F2 : 705 hoa đỏ : 224 hoa trắng Tiếp tục cho F2 tự thụ phấn thu kết quả: TP  2/3 hoa đỏ F2 T→ F3 ≈ hoa đỏ : hoa trắng (~ F1) TP T→  F3: 100 % hoa đỏ TP  2/3 hoa đỏ F2 T→ F3 ≈ hoa đỏ : hoa trắng (~ F1) 1/3 hoa đỏ F2 - Giải thích thí nghiệm Men Đen: + Tỉ lệ phân li kiểu hình F2: hoa đỏ : hoa trắng = 705 : 224 ≈ : + Từ TLPLKH F3cho thấy tỉ lệ hoa đỏ : hoa trắng F2 thực chất tỉ lệ : : 1(1đỏ t/c: 2đỏ không t/c: 1trắng t/c) ⇒ Hoa đỏ F1 không chủng + P t/c khác cặp tính trạngtương phản, F 1: 100% Cây hoa đỏ(đồng tính) ⇒ Hoa đỏ trội hồn tồn so với tính trạnghoa trắng Quy ước : A nhân tố di truyền(gen)quy đinh màu hoa đỏ 〉 a: quy định màu hoa trắng trang + F1: Hoa đỏ mang cặp nhân tố di truyền Aa ⇒ xác suất loại giao tử mang A a F1 0.5 + Sự kết hợp ngẫu nhiên giao tử bố mẹ thụ tinh tạo nên PLKH đời sau Sơ đồ lai minh họa: Pt/c: ♀(♂) AA (hoa đỏ) x ♂(♀)aa (hoa trắng ) GP : A ; a F1: Aa 100 % hoa đỏ F1 x F1 : Aa (hoa đỏ) x Aa(hoa đỏ ) 1 1 GF1: A: a ; A: a 2 2 AA : Aa : aa F2 : TLPLKG:  4    4   4  : Hoa trắng Hoa đỏ *Nội dung quy luật phân li: - Mỗi tính trạngdo cặp alen quy định, có nguồn gốc từ bố, có nguồn gốc từ mẹ - Các alen bố mẹ tồn tế bào thể cách riêng rẽ, khơng hịa trộn vào - Khi hình thành giao tử, alen phân li đồng giao tử, nên 50% số giao tử mang alen 50% giao tử chứa alen *Cơ sở tế bào học - Trong tế bào sinh dưỡng, NST tồn thành cặp tương đồng chứa cặp alen tương ứng - Khi giảm phân tạo giao tử, NST cặp tương đồng phân li đồng giao tử dẫn đến phân li alen tương ứng tổ hợp chúng qua thụ tinh dẫn đến phân li tổ hợp cặp alen tương ứng * Ý nghĩa quy luật phân li - Giải thích tương quan trội lặn phổ biến tự nhiên, tượng trội cho thấy mục tiêu chọn giống tập trung nhiều tính trội có giá trị cao - Không dùng lai F1 làm giống hệ sau phân li F1 có kiểu gen dị hợp 3.1.2 Quy luật phân li độc lập * Thí nghiệm Menđen lai hai cặp tính trạn tương phản - Thí nghiệm: Ở đậu HàLan P t/c : ♀(♂) Hạt vàng, vỏ trơn x ♂(♀) Hạt xanh, vỏ nhăn F1 : 100% cho hạt vàng, vỏ trơn Cho F1 tự thụ phấn F2 : 315 hạt vàng, trơn : 108 hạt vàng, nhăn : 101 hạt xanh, trơn : 32 hạt xanh, nhăn ≈ hạt vàng, trơn: 3hạt vàng, nhăn : 3hạt xanh, trơn : 1hạt xanh, nhăn - Giải thích thí nghiệm Menđen: + Mỗi tính trạngdo cặp nhân tố di truyền quy định Tính trạngđược biểu F tính trạngtrội, ngược lại tính trạnglặn + Pt/c → F1 100% hạt vàng, trơn ⇒ hạt vàng, trơn tính trạngtrội so với hạt xanh, nhăn Quy ước: A: hạt vàng 〉 a: hạt xanh ; B: trơn 〉 b: nhăn + Xét riêng cặp tính trạngở F2 Vàng 315 + 108 423 ⇒ di truyền theo QLPL ⇒ F1có KG : Aa = = ≈ o Màu sắc hạt: Xanh 101 + 32 133 Tron 315 + 101 426 = = ≈ ⇒ di truyền theo QLPL ⇒ F1có KG : Bb o Hình dạng vỏ hạt: Nhan 108 + 32 140 + Xét chung cặp tính trạngở F2 : ( vàng : xanh ) ( trơn : nhăn ) = vàng, trơn : vàng, nhăn : xanh, trơn :1 xanh, nhăn tỉ lệ PLKH F2 ⇒ F1 có KG: AaBb(dị hợp cặp) Như xác suất xuất loại kiểu hình F tích xác suất tính trạng hợp thành ⇒ cặp nhân tố di truyền quy định tính trạngmàu sắc hạt hình dạng vỏ phân li độc lập trình hình thành giao tử TLPLKH: trang + Sơ đồ lai ( từ P → F2) P t/c : ♀(♂) AABB x ♂(♀) aabb Hạt vàng, trơn Hạt xanh, nhăn GP : AB ; ab F1 : AaBb 100% hạt vàng, trơn F1xF1 : AaBb x AaBb 1 1 1 1 AB : Ab : aB : ab ; AB : Ab : aB : ab GF1 : 4 4 4 4 1 1 1 1 F2 : ( AB : Ab : aB : ab) ⋅ ( AB : Ab : aB : ab) 4 4 4 4 2 = AABB : AABb : AaBB : AaBb : Vàng , tron KH giống P 16 16 16 16 16 : AAbb : Aabb : Vàng , nhan KH khác P 16 16 16 (Biến dị tổ hợp) : aaBB : aaBb : Xanh, tron 16 16 16 1 KH giống P : aabb : Xanh, nhan 16 16 * Nội dung quy luật PLĐL: Các cặp nhân tố di truyền quy định tính trạng khác phân li độc lập trình hình thành giao tử * Cơ sở tế bào học - Các cặp alen nằm cặp NST tương đồng khác - Sự phân li độc lập tổ hợp ngẫu nhiên cặp NST tương đồng giảm phân hình thành giao tử dẫn đến phân li độc lập tổ hợp ngẫu nhiên cặp alen tương ứng * Ý nghĩa QL Menđen - Tạo nguồn biến dị tổ hợp nguồn ngun liệu cho tiến hóa chọn giống; Giải thích đa dạng, phong phú sinh giới - Dự đốn kết phân li kiểu hình đời sau 3.1.3 Quy luật tương tác gen - Là tác động qua lại gen trình hình thành kiểu hình - Thực chất tương tác sản phẩm chúng ( prôtêin) để tạo KH - Ý nghĩa: Tạo biến dị tổ hợp  Tương tác bổ sung * Thí nghiệm: Ở loài Đậu thơm(Lathyrus odoratus) P t/c : ♀(♂) Hoa đỏ x ♂(♀) Hoa trắng F1 : 100% Hoa đỏ Cho F1 tự thụ phấn F2 : hoa đỏ : hoa trắng * Giải thích - F2 gồm 16 kiểu tổ hợp → F1 GF cho loại giao tử chứa cặp gen(Aa,BB quy định tính trạng → có tượng tương tác gen - Sự phân li KH F2 không theo tỉ lệ 9:3:3:1 mà 9:7 chứng tỏ hai cặp gen không alen Aa Bb phân ly độc lập tương tác bổ sung với để xác định màu hoa - Quy ước gen, viết sơ đồ lai: + Các kiểu gen dạng : A-B- quy định hoa đỏ + Các kiểu gen : A-bb, aaB- aabb quy định hoa trắng + Sơ đồ lai: Pt/c : ♀(♂) aabb (Hoa trắng) x ♂(♀) AABB (Hoa đỏ) GP : ab ; AB F1 : AaBb 100% Hoa đỏ F1 x F1 : ♀(♂) AaBb (Hoa đỏ) x ♂(♀) AaBb (Hoa đỏ) trang GF1 : F2 : 1AB: 1Ab: 1aB: 1ab ; 1AB: 1Ab: 1aB: 1ab 1AABB : AABb   Hoa đỏ AaBB : AaBb  1AAbb : Aabb   1aaBB : 2aaBb  Hoa trắng  1aabb  * Quy luật tương tác bổ sung: - Tương tác bổ sung trường hợp hai nhiều gen không alen tác động qua lại với làm xuất kiểu hình - Tác động bổ sung thường trường hợp tác động gen trội với cho tỉ lệ kiểu hình đặc trưng đời sau: : : : : : : * Cơ sở tế bào học quy luật tương tác bổ sung: - Các gen không tác động riêng rẽ - Các cặp gen không alen nằm cặp NST tương đồng khác nhau, phân li độc lập tổ hợp ngẫu nhiên giảm phân hình thành giao tử  Tương tác cộng gộp * Thí nghiệm Khi lai hai thứ lúa mì chủng hạt đỏ đậm hạt trắng với thu F toàn hạt đỏ hồng cho F1 tự thụ phấn thu F2 có tỉ lệ 15/16 Hạt đỏ(từ đỏ đậm đến hồng) 1/16 hạt màu trắng * Giải thích - F2 gồm 16 kiểu tổ hợp → F1 giảm phân phải cho loại giao tử → F1 dị hợp cặp gen(Aa,BB - Sự phân li KH F2 : 15:1 biến dạng tỉ lệ 9:3:3:1 chứng tỏ hai cặp gen không alen Aa Bb phân ly độc lập tương tác theo kiểu cộng gộp với để xác định tính trạngmàu sắc hạt - Màu đỏ F2 đậm, nhạt khác tùy thuộc vào số lượng gen trội kiểu gen, số lượng gen trội kiểu gen nhiều màu đỏ đậm, ngược lại gen trội màu đỏ nhạt dần(hồng) - Quy ước gen, viết sơ đồ lai: + Chỉ cần có mặt gen trội kiểu gen quy định → Hạt màu đỏ + Toàn gen lặn aabb: quy định → Hạt màu trắng + Sơ đồ lai: Pt/c : ♀(♂) aabb (Hạt trắng) x ♂(♀) AABB (Hạt đỏ đậm) GP : ab ; AB F1 : AaBb 100% Hạt đỏ hồng F1 x F1 : ♀(♂) AaBb (Hoa đỏ) x ♂(♀) AaBb (Hoa đỏ) GF1 : 1AB: 1Ab: 1aB: 1ab ; 1AB: 1Ab: 1aB: 1ab 1AABB : AABb  AaBB : AaBb  F2 :  15 Hạt đỏ (nhạt dần) 1AAbb : Aabb  1aaBB : 2aaBb  1aabb: Hạt trắng * Quy luật tương tác cộng gộp: - Là kiểu tác động nhiều gen không alen gen có vai trị hình thành tính trạng - Một số tính trạngcó liên quan tới suất nhiều vật ni, trồng(tính trạngsố lượng) thường bị chi phối tác động cộng gộp nhiều gen không alen * Cơ sở tế bào học quy luật tương tác cộng gộp: giống QL tương tác bổ sung  Tương tác át chế: * Thí nghiệm: Cho lai nịi ngựa có tính di truyền ổn địng nịi lơng xám nịi lơng đen F 1: 100% ngựa lơng xám Cho ngựa lông xám lai với F xuất kiểu hình với tỉ lệ 12 ngựa lông xám : ngựa lông đen : ngựa lông nâu trang 10 o Mỗi đặc điểm thích nghi sản phẩm CLTN hồn cảnh định nên có ý nghĩa hồn cảnh o Khi hồn cảnh sống thay đổi, đặc điểm vốn có lợi trở thành bất lợi bị thay đặc điểm khác thích nghi o Ngay hồn cảnh sống ổn định đột biến biến dị tổ hợp không ngừng xảy → Chọn lọc tự nhiên tác động khơng ngừng → đặc điểm thích nghi ln thay đổi liên tục hồn thiện, sinh vật xuất sau mang nhiều đặc điểm hợp lý sinh vật xuất trước - Hồn chỉnh quan niệm lồi chế hình thành loài : + Khái niệm loài sinh học: Lồi một nhóm quần thể có tính trạngchung hình thái, sinh lí (1), có khu phân bố xác định (2), cá thể có khả giao phối với sinh đời có sức sống, có khả sinh sản cách li sinh sản với nhóm quần thể thuộc loài khác (3); Ở loài sinh vật sinh sản vơ tính, đơn tính sinh, tự phối “lồi” mang đặc điểm (1) & (2) + Nêu vai trò dạng cách li đặc biệt CLSS CLĐL q trình hình thành lồi mới: o Vai trị cách li địa lí q trình hình thành lồi mới: Là trở ngại mặt địa lí, ngăn cản cá thể quần thể gặp gỡ giao phối với nhau, trì khác biệt tần số alen TPKG quần thể NTính trạngH tạo o Vai trị cách sinh sản q trình hình thành lồi mới: CLSS trở ngại thể sinh vật ngăn cản cá thể giao phối với ngăn cản tạo lai hữu thụ CLSS bao gồm cách li trước hợp tử cách li sau hợp tử Các chế CLSS Khái niệm Cách li trước hợp tử Là trở ngại ngăn cản sinh vật giao phối với Ví dụ Các loại cách li Cách li nơi (sinh cảnh) Cách li tập tính Cách li thời gian (mùa vụ) Cách li học Là trở ngại ngăn cản việc tạo lai Cách li sau hợp tử ngăn cản việc tạo lai hữu thụ ⇒ Lồi hình thành có CLSS quần thể lồi gốc + Cơ chế hình thành lồi: o Hình thành lồi trình cải biến TPKG QT theo hướng thích nghi, tạo hệ gen cách li sinh sản với quần thể gốc o Các phương thức hình thành lồi mới: Hình thành lồi khác khu vực địa lí(hình thành lồi CLĐL); Hình thành lồi khu vực địa lí (hình thành lồi cách li sinh thái, hình thành lồi cách li tập tính, hình thành loài chế lai xa đa bội hóA o Hình thành lồi thường gắn liền với q trình hình thành quần thể thích nghi - Bắt đầu làm rõ nét riêng tiến hóa lớn trang 29 CHUYÊN ĐỀ II: TIẾN HOÁ VẤN ĐỀ II: SỰ PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN SỰ SỐNG TRÊN TRÁI ĐẤT Sự phát sinh sống Trái đất hình thành cách khoảng 4.6 tỉ năm, khoảng tỉ năm đầu khoảng thời gian xảy q trình tiến hóa hóa học tiến hóa tiền sinh học - Tiến hoá hoá học : Là trình hình thành hợp chất hữu theo phương thức hoá học tác động tác nhân tự nhiên Từ chất vô → chất hữu đơn giản → chất hữu phức tạp - Tiến hố tiền sinh học : Hình thành nên tế bào sơ khai từ đại phân tử màng sinh học → hình thành nên thể sinh vật - Tiến hoá sinh học : Từ tế bào nguyên thuỷ → tế bào nhân sơ → tế bào nhân thực → đa dạng phong phú sinh giới Sự phát triển sinh gới qua đại địa chất 2.1 Hóa thạch vai trị hóa thạch trongnghiên cứu lịch sử phát triển sinh giới 2.1.1 Khái niệm: Hoá thạch di tích sinh vật để lại lớp đất đá vỏ trái đất 2.1.2 Sự hình thành hóa thạch : - Hố thạch đá : Khi sinh vật chết, phần mềm sinh vật bị phân huỷ vi khuẩn, phần cứng xương, vỏ đá vơi giữ lại hố đá ; sau phần mềm phân huỷ tạo khoảng trống lớp đất sau chất khống (như ơxit silic ) tới lấp đầy khoảng trống tạo thành sinh vật đá giống sinh vật trước - Hoá thạch khác: Một số sinh vật chết giữ nguyên vẹn lớp băng với nhiệt độ thấp (voi ma mút ), giữ nguyên vẹn hổ phách (kiến ) - Phương pháp xác định tuổi hóa thạch : phân tích đồng vị phóng xạ có hóa thạch lớp đất đá chứa hóa thạch 2.1.3 Vai trị hoá thạch : - Hoá thạch chứng trực tiếp để biết lịch sử phát sinh, phát triển sống - Là dẫn liệu quý để nghiên cứu lịch sử vỏ trái đất 2.2 Lịch sử phát triển sinh giới qua đại đại chất trang 30 2.2.1 Hiện tượng trôi dạt lục địa : - Trôi dạt lục địa tượng di chuyển lục địa chuyển động lớp dung nham nóng chảy bên - Sự trơi dạt lục địa làm biến đổi địa chất khí hậu quy mơ lớn, từ ảnh hưởng đến phát triển sinh giới, tạo nên thời điểm lịch sử làm tuyệt chủng hàng loạt loài sau bùng nổ hàng loạt lồi tạo nên diện mạo cho Trái Đất qua thời kì 2.2.2 Sinh vật đại địa chất Tiến hoá sinh học phát triển lịch sử giới sinh vật từ sinh vật nhân sơ đa dạng, phức tạp sống ngày Q trình gắn liền với thay đổi điều kiện sống trái đất qua thời kì Căn vào biến đổi lớn địa chất khí hậu hóa thạch điển hình người ta chia lịch sử sống thành Đại: Đại Thái cổ → Đại Nguyên sinh → Đại Cổ sinh → Đại Trung sinh → Đại Tân sinh Mỗi Đại lại chia thành kỉ, kỉ mang tên loại đá điển hình cho lớp đất thuộc kỉ tên địa phương lần nghiên cứu lớp đất thuộc kỉ Ví dụ: * Đại Cổ sinh chia thành kỉ: - Kỉ Cambri: Tên cũ xứ Wales Anh - Kỉ Ocđôvic: - Kỉ Silua : tên tộc người sống xứ Wales - Kỉ Đêvôn : Devonshie quận Anh - Kỉ Than đá : Than đá hóa thạch chủ yếu - Kỉ Pec mơ : Tên miền peron phía tây dãy Uran * Đại Trung sinh chia thành kỉ: - Kỉ Tam điệp: Hệ đá kỉ chia thành lớp - Kỉ Jura : dãy núi Jura biên giới Pháp Thụy Sĩ - Kỉ Phấn trắng : Lớp đá có phấn trắng, hình thành từ vỏ Trùng lỗ Đại Kỉ Tuổi (Triệu năm cách đây) Đệ tứ 1,8 Tân sinh Đệ tam Trung sinh 65 Krêta 145 Jura 200 Triat 250 Cổ sinh Pecmi 300 Đặc điểm địa chất khí hậu Sinh vật điển hình Băng hà, Khí hậu lạnh, khơ Xuất lồi người Các đại lục gần giống Khí hậu đầu kỉ ấm áp, cuối kỉ lạnh Các đại lục bắc liên kết với Biển thu hẹp Khí hậu khơ Hình thành đại lục Bắc Nam Biển tiến vào lục địa Khí hậu ấm áp Phát sinh nhóm linh trưởng Cây có hoa ngự trị Phân hố lớp Thú, Chim, Côn trùng Xuất thực vật có hoa Tiến hố động vật có vú Cuối kỉ tuyệt diệt nhiều sinh vật, kể bò sát cổ Cây hạt trần ngự trị Bò sát cổ ngự trị Phân hoá chim Cây hạt trần ngự trị Phân hoá bị sát Đại lục chiếm ưu Khí hậu cổ Cá xương phát triển Phát sinh chim khô thú Các đại lục liên kết với Phân hố bị sát cổ Phân hố Băng hà Khí hậu khơ, lạnh trùng Tuyệt diệt nhiều động vật biển trang 31 Đại Kỉ Tuổi (Triệu năm cách đây) Cacbon 360 Đêvôn 416 Silua 444 Ocđôvi c 488 Cambri 542 Nguyên sinh 2500 Thái cổ 3500 4600 Đặc điểm địa chất khí hậu Sinh vật điển hình Dương xỉ phát triển mạnh Thực vật có Đầu kỉ ẩm nóng, sau trở hạt xuất Lưỡng cư ngự trị Phát nên lạnh khơ sinh bị sát Khí hậu lục địa khơ hanh, ven Phân hố cá xương Phát sinh lưỡng cư, biển ẩm ướt Hình thành sa trùng mạc Hình thành đại lục địa Mực nước biển dâng cao Khí hậu Cây có mạch động vật lên cạn nóng ẩm Di chuyển đại lục Băng hà Phát sinh thực vật Tảo biển ngự trị Mực nước biển giảm Khí hậu Tuyệt diệt nhiều sinh vật khơ Phân bố đại lục địa đại dương Phát sinh ngành động vật Phân hố khác xa Khí nhiều tảo CO2 Động vật không xương sống thấp biển Tảo Hoá tạch động vật cổ Hoá thạch sinh vật nhân thực cổ Hoá thạch nhân sơ cổ Trái Đất hình thành Nét đặc trưng Đại địa chất: * Đại Thái cổ Nét đặc trưng Đại sống phát sinh mức chưa có cấu tạo tế bào đến đơn bào nhân sơ(Vi khuẩn) tập trung nước * Đại Nguyên sinh Sự sống phát triển từ VK → Nhân thực, Tảo → ĐV cổ → ĐV KX → làm biến đổi thành phần khí quyển(tích lũy O2 hoạt động quang hợp VK lam, Tảo) hình thành sinh Sự sống tập trung nước * Đại Cổ sinh : Là đại chinh phục đất liền thực vật, động vật * ĐạiTrung sinh: Là đại phồn thịnh Hạt trần Bò sát * Đại Tân sinh: Là đại phồn thịnh thực vật hạt kín, sâu bọ, chim thú Đặc biệt xuất loài người Sự phát sinh loài người: 3.1 Bằng chứng nguồn gốc động vật loài người: * Bằng chứng giải phẫu so sánh: Sự giống đặc điểm giải phẫu người động vật có xương sống đặc biệt với thú * Bằng chứng phôi sinh học : - Sự giống trình phát triển phơi người động vật có xương sống đặc biệt với động vật có vú - Sự giống người vượn người : + Vượn người có kích thước thể gần với người (cao 1,5 – 2m) + Vượn người có xương cấu tạo tương tự người, với 12 – 13 đôi xương sườn, - đốt cùng, gồm 32 + Vượn người có nhóm máu, có hêmôglôbin giống người + Bộ gen người giống tinh tinh 98% + Đặc tính sinh sản giống : Kích thước, hình dạng tinh trùng, cấu tạo thai, chu kì kinh nguyệt + Vượn người có số tập tính giống người : biết biểu lộ tình cảm vui, buồn trang 32 Những đặc điểm giống chứng tỏ người vượn người có nguồn gốc chung có quan hệ họ hàng thân thuộc Sự phát sinh loài người trải qua ba giai đoạn 3.1 Người tối cổ : Chuyển từ đời sống xuống mặt đất Đã đứng thẳng, hai chân khom phía trước, não lớn vượn người Biết sử dụng công cụ thô sơ, chưa biết chế tạo công cụ lao động Sống thành bầy đàn Chưa có văn hố 3.2 Người cổ : Đã có tư đứng thẳng, hai chân, não lớn Đã biết chế tạo công cụ lao động, có tiếng nói, biết dùng lửa Sống thành bầy đàn Bắt đầu có văn hố 3.2 Người đại : Đã có đầy đủ đặc điểm người nay, to khoẻ Biết chế tạo sử dụng nhiều công cụ tinh xảo Sống thành lạc, có văn hố phức tạp, có mầm mống mỹ thuật, tơn giáo Các đặc điểm trình phát sinh sống loài người Sự phát Các giai Đặc điểm sinh đoạn Q trình phức tạp hố hợp chất cacbon: Tiến hoá hoá C → CH → CHO → CHON học Phân tử đơn giản → phân tử phức tạp → đại phân tử → đại phân tử tự tái (ADN) Sự sống Tiến hoá tiền Hệ đại phân tử → tế bào nguyên thuỷ sinh học Tiến hoá SH Từ tế bào nguyên thuỷ → tế bào nhân sơ → tế bào nhân thực Hộp sọ 450 – 750 cm3, đứng thẳng, hai chân sau Người tối cổ Biết sử dụng công cụ (cành cây, đá, mảnh xương thú) để tự vệ - Homo habilis (người khéo léo): hộp sọ 600 – 800 cm3, sống thành đàn, thẳng đứng, biết chế tác sử dụng công cụ đá - Homo erectus (người thẳng đứng): hộp sọ 900 – 1000 cm 3, chưa có lồi Lồi Người cổ cằm, dùng cơng cụ đá, xương, biết dùng lửa người - Homo neanderthalensis: hộp sọ 1400 cm3, có lồi cằm, dùng dao sắc, rìu mũi nhọn đá silic, tiếng nói phát triển, dùng lửa thông thạo Sống thành đàn Bước đầu có đời sồn văn hố - Homo sapiens: Hộp sọ 1700 cm3, lồi cằm rõ, dùng lưỡi rìu có lỗ tra cán, Người lao có ngạnh móc câu, kim khâu Sống thành lạc, có văn hố phức đại tạp, có mầm móng mĩ thuật tơn giáo trang 33 CHUYÊN ĐỀ III: SINH THÁI HỌC A LÝ THUYẾT: VẤN ĐỀ I: CÁ THỂ VÀ QUẦN THỂ SINH VẬT Cơ thể môi trường 1.1 Môi trường nhân tố sinh thái - Nhân tố sinh thái (NTST) nhân tố mơi trường có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp tới đời sống sinh vật Có hai nhóm NTST : + Nhân tố vô sinh (nhân tố không phụ thuộc mật độ cá thể quần thể): nhân tố vật lí, hóa học mơi trường (Ánh sáng, t0, A0, độ pH, khơng khí, gió, bão, mưa, thủy triều, …) + Nhân tố hữu sinh (nhân tố phụ thuộc mật độ) : mối quan hệ sinh vật với sinh vật khác người nhân tố hữu sinh có ảnh hưởng lớn tới đời sống nhiều sinh vật - Sự tác động qua lại sinh vật nhân tố sinh thái qua nhiều hệ hình thành sinh vật đặc điểm thích nghi với điều kiện khác mơi trường hình thái, giải phẫu, sinh lí tập tính hoạt động Đồng thời sinh vật tác động trở lại mơi trường, làm thay đổi tính chất nhân tố sinh thái 1.2 Giới hạn sinh thái ổ sinh thái - Các nhân tố sinh thái tác động lên thể sinh vật theo quy luật : Quy luật giới hạn sinh thái : Mỗi lồi có giới hạn chịu đựng nhân tố sinh thái định Ngoài giới hạn sinh thái, sinh vật tồn - Nơi địa điểm cư trú loài - Ổ sinh thái lồi “khơng gian sinh thái” mà tất nhân tố sinh thái môi trường nằm giới hạn sinh thái cho phép lồi tồn phát triển lâu dài trang 34 ∆ Thế ổ sinh thái, nguyên nhân ý nghĩa việc hình thành ổ sinh thái? 1.3 Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống 1.3.1 Sự thích nghi sinh vật với ánh sáng : Ánh sáng coi nhân tố sinh thái vừa có tác dụng giới hạn, vừa có tác dụng điều chỉnh, Ánh sang trắng nguồn lượng xanh ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống động vật - Liên quan đến ánh sáng, động vật chia thành nhóm: nhóm ưa hoạt động ban ngày nhóm ưa hoạt động ban đêm - Thực vật thích nghi với điều kiện chiếu sáng môi trường Người ta chia thực vật thành nhóm : * Thực vật ưa sáng, có đặc điểm : + Thân mọc riêng lẻ thường thấp, phân cành nhiều, tán rộng ; mọc nơi nhiều thân cao, mọc thẳng, cành tập trung phần ngọn, cành phía sớm rụng + Lá nhỏ, tầng cutin dày, màu nhạt, phiến dày, mô dậu phát triển, thường xếp xiên góc + Lục lạp có kích thước nhỏ + Cây ưa sáng có cường độ quang hợp hô hấp cao ánh sáng mạnh * Thực vật ưa bóng có đặc điểm : + Thân nhỏ tán khác + Lá to, tầng cutin mỏng, màu đậm, phiến mỏng, mô dậu phát triển, thường xếp xen kẽ nằm ngang so với mặt đất + Lục lạp có kích thước lớn + Cây ưa bóng có cường độ quang hợp hô hấp cao ánh sáng yếu * Thực vật chịu bóng : Mang đặc điểm trung gian hai nhóm 1.3.2 Sự thích nghi sinh vật với nhiệt độ : - Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống sinh vật ảnh hưởng gián tiếp thông qua yếu tố khác lượng mưa, độ ẩm, gió,…và sinh vật có biến đổi hình thái, tập tính sinh thái để thích nghi với biến đổi nhiệt độ mơi trường - Theo thích nghi sinh vật với nhiệt độ môi trường người ta chia làm hai nhóm : + Nhóm sinh vật biến nhiệt : Thân nhiệt biến đổi theo biến đổi nhiệt độ mơi trường (các lồi: Vi sinh vật, thực vật, ĐVKXS, lưỡng cư, bị sát) + Nhóm sinh vật nhiệt : Thân nhiệt ổn định, độc lập với biến đổi nhiệt độ môi trường(Chim thú) - Ở động vật nhiệt để thích nghi với biến đổi nhiệt độ môi trường, sinh vật có biến đổi hình thái, cấu tạo thể theo quy tắc: + Quy tắc kích thước thể(quy tắc Becman): “ Động vật nhiệt sống vùng ơn đới (khí hậu lạnh) kích thước thể lớn so với động vật lồi hay lồi có quan hệ họ hàng gần sống vùng nhiệt đới ấm áp ” + Quy tắc diện tích bề mặt thể(quy tắc Anlen): “Động vật nhiệt sống vùng ơn đới có tai, đuôi chi thường bé tai, đi, chi động vật vùng nóng” Quần thể sinh vật 2.1 Khái niệm: Quần thể tập hợp cá thể loài, sống khoảng không gian xác định, vào thời điểm định, có khả sinh sản tạo thành hệ 2.2 Các mối quan hệ cá thể quần thể Quan hệ Hỗ trợ Cạnh tranh Là mối quan hệ cá thể Là mối quan hệ xảy mật độ cá thể QT loài hỗ trợ lẫn hoạt động tăng lên cao, nguồn sống của môi trường sống lấy thức ăn, chống lại kẻ thù, không đủ cung cấp cho cá thể quần thể Khái niệm → cá thể tranh giành thức ăn, nơi ở, ánh sinh sản sáng nguồn sống khác ; đực tranh giành Vai trò Đảm bảo cho quần thể tồn ổn định, Làm cho số lượng phân bố cá thể khai thác tối ưu nguồn sống mơi quần thể trì mức phù hợp với nguồn trang 35 Quan hệ Ví dụ Hỗ trợ trường, làm tăng khả sống sót sinh sản cá thể (hiệu nhóm) Hiện tượng sống theo nhóm giúp thực vật tăng khả chống chịu với bất lợi môi trường Cạnh tranh sống không gian sống, đảm bảo tồn phát triển quần thể Cạnh tranh dành ánh sáng, chất dinh dưỡng thực vật loài 2.3 Các đặc trưng quần thể 2.3.1 Mật độ cá thể quần thể - Số lượng cá thể quần thể đơn vị diện tích hay thể tích quần thể - Mật độ cá thể có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống môi trường, tới khả sinh sản tử vong quần thể 2.3.2 Sự phân bố cá thể: Có kiểu phân bố cá thể quần thể - Phân bố theo nhóm hỗ trợ qua hiệu nhóm - Phân bố đồng góp phần làm giảm cạnh tranh gay gắt cá thể - Phân bố ngẫu nhiên tận dụng nguồn sống tiềm tàng mơi trường 2.3.3 Tỉ lệ giới tính: - Tỉ lệ số cá thể đực quần thể - Tỉ lệ giới tính thay đổi chịu ảnh hưởng nhiều nhân tố (điều kiện sống môi trường, đặc điểm sinh sản, sinh lí tập tính sinh vật ) 2.3.4 Nhóm tuổi: - Quần thể có cấu trúc tuổi đặc trưng thành phần nhóm tuổi thay đổi theo loài điều kiện sống - Ở đa số quần thể, cấu trúc tuổi chia làm nhóm: nhóm tuổi trước sinh sản, nhóm tuổi sinh sản, nhóm tuổi sau sinh sản Người ta phân chia cấu trúc tuổi thành: tuổi sinh lí (thời gian sống đạt tới cá thể), tuổi sinh thái ( thời gian sống thực tế cá thể), tuổi quần thể ( tuổi bình quân cá thể quần thể) 2.3.5 Kích thước quần thể: - Kích thước quần thể : Số lượng cá thể (hoặc sản lượng hay lượng) quần thể Có hai trị số kích thước quần thể : + Kích thước tối thiểu số lượng cá thể mà quần thể cần để trì phát triển + Kích thước tối đa giới hạn cuối số lượng mà quần thể đạt được, phù hợp với khả cung cấp nguồn sống mơi trường - Kích thước quần thể phụ thuộc vào sức sinh sản, mức độ tử vong, phát tán cá thể (xuất cư, nhập cư) quần thể sinh vật - Tăng trưởng quần thể sinh vật + Tăng trưởng kích thước quần thể điều kiện môi trường không bị giới hạn (điều kiện mơi trường hồn tồn thuận lợi) : Quần thể có tiềm sinh học cao tăng trưởng theo tiềm sinh học (đường cong tăng trưởng hình chữ J) + Tăng trưởng kích thước quần thể điều kiện mơi trường bị giới hạn (điều kiện mơi trường hồn tồn thuận lợi) : Quần thể tăng tăng trưởng giảm (đường cong tăng trưởng hình chữ S) - Tăng trưởng quần thể người: + Dân số giới tăng liên tục suốt trình phát triển lịch sử + Dân số tăng nhanh nguyên nhân làm chất lượng môi trường giảm sút 2.4 Biến động số lượng điều chỉnh số lượng cá thể quần thể 2.4.1 Khái niệm dạng: - Biến động số lượng cá thể quần thể tăng hay giảm số lượng cá thể quần thể - Số lượng cá thể quần thể bị biến động theo chu kì khơng theo chu kì + Biến động số lượng cá thể quần thể theo chu kì(chu kì ngày đêm, chu kì mùa, chu kì tuần trăng, chu kì nhiều năm) biến động xảy thay đổi có tính chu kì mơi trường Ví dụ : dịng hải lưu Ninơ chảy qua năm/lần ven biển Peru → nhiệt độ tăng, nồng độ muối tăng → sinh vật phù du chết nhiều → môi trường ô nhiễm → cá cơm chết hàng loạt trang 36 + Biến động số lượng cá thể quần thể khơng theo chu kì biến động mà số lượng cá thể quần thể tăng giảm cách đột ngột thay đổi bất thường môi trường tự nhiên hay hoạt động khai thác tài nguyên mức người 2.4.2 Sự điều chỉnh số lượng cá thể quần thể: - Quần thể ln có xu hướng tự điều chỉnh số lượng cá thể cách làm giảm kích thích làm tăng số lượng cá thể thơng qua việc điều chỉnh sức sinh sản, tỉ lệ tử vong, xuất cư, nhập cư để cân với khả cung cấp môi trường: Sinh + Khi điều kiện môi trường thuận lợi (hoặc số lượng cá thể quần thể thấp) → mức tử vong giảm, sức sinh sản tăng, nhập cư tăng → tăng số lượng cá thể Kích thước Nhập cư Xuất cư quần thể Quần thể + Khi điều kiện mơi trường khó khăn (hoặc số lượng quần thể cao) → mức tử vong tăng, sức sinh sản giảm, xuất cư tăng → giảm số lượng cá thể Tử quần thể - Trạng thái cân quần thể: trạng thái số lượng cá thể quần thể ổn định phù hợp với khả cung cấp nguồn sống môi trường CHUYÊN ĐỀ III: SINH THÁI HỌC VẤN ĐỀ II: QUẦN XÃ SINH VẬT A LÝ THUYẾT Khái niệm Quần xã tập hợp quần thể sinh vật thuộc nhiều lồi khác nhau, sống khơng gian thời gian định, sinh vật có mối quan hệ gắn bó với thể thống quần xã có cấu trúc tương đối ổn định Quan hệ loài Trong quần xã có mối quan hệ hỗ trợ (cộng sinh, hội sinh, hợp tá C quan hệ đối kháng (cạnh tranh, kí sinh, ức chế - cảm nhiễm, sinh vật ăn sinh vật) Quan hệ Đặc điểm Ví dụ Hai lồi có lợi sống chung Cộng sinh thiết phải có ; tách riêng hai lồi có hại Hai lồi có lợi sống chung Hợp tác khơng thiết phải có ; tách riêng hai lồi có hại Khi sống chung lồi có lợi, lồi khơng có lợi khơng có hại ; tách riêng Hội sinh lồi có hại cịn lồi khơng bị ảnh hưởng Cạnh tranh - Các loài cạnh tranh nguồn sống, khơng gian sống - Cả hai lồi bị ảnh hưởng bất lợi, thường trang 37 Kí sinh Ức chế – cảm nhiễm Sinh vật ăn sinh vật khác Hiện tượng khống chế sinh học lồi thắng cịn lồi khác bị hại nhiều Một lồi sống nhờ thể loài khác, lấy chất ni sống thể từ lồi Một lồi sống bình thường, gây hại cho lồi khác - Hai loài sống chung với - Một loài sử dụng loài khác làm thức ăn Bao gồm : Động vật ăn động vật, động vật ăn thực vật Khống chế sinh học tượng số lượng cá thể loài bị khống chế mức định quan hệ hỗ trợ đối kháng cá loài quần xã Các đặc trưg quần thể Quần xã có đặc trưng : 3.1 Đặc trưng thành phần loài - Số lượng loài, số lượng cá thể loài biểu thị mức độ đa dạng quần xã Quần xã ổn định thường có số lượng lồi lớn số lượng cá thể loài cao - Lồi đặc trưng lồi có quần xã đó, có số lượng nhiều hẳn vai trị quan trọng lồi khác Ví dụ: cá cóc lồi đặc trưng rừng nhiệt đới Tam Đảo, tràm loài đặc trưng rừng U Minh, cọ vùng đồi Vĩnh Phú, … - Loài ưu (loài chủ chốt) loài đóng vai trị quan trọng quần xã số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoạt động mạnh Ví dụ: ruộng lúa lúa lồi ưu 3.2 Đặc trưng phân bố không gian (theo chiều ngang, theo chiều thẳng đứng) - Phân bố theo chiều thẳng đứng Ví dụ: Sự phân tầng thực vật rừng mưa nhiệt đới (5 tầng) : vượt tán, tạo tán, tán, bụi, cỏ hay phân tầng loài sinh vật ao, - Phân bố theo chiều ngang Ví dụ: Phân bố sinh vật từ đỉnh núi → Sườn núi → chân núi, hay phân bố sinh vật biển từ đất ven bờ biển → vùng ngập nước ven bờ → vùng khơi xa Sự phân bố cá thể không gian ⇒ giảm mức độ cạnh tranh loài nâng cao hiệu sử dụng nguồn sống môi trường Diễn sinh thái 4.1 Khái niệm diễn sinh thái : Là trình biến đổi quần xã qua giai đoạn tương ứng với biến đổi môi trường 4.2 Nguyên nhân : - Nguyên nhân bên thay đổi điều kiện tự nhiên, khí hậu - Nguyên nhân bên tương tác loài quần xã (như cạnh tranh gay gắt loài quần xã, quan hệ sinh vật ăn sinh vật ) Ngoài hoạt động khai thác tài nguyên người gây diễn sinh thái 4.3 Các loại diễn : - Diễn nguyên sinh diễn khởi đầu từ mơi trường chưa có sinh vật kết hình thành nên quần xã tương đối ổn định.Quá trình diễn diễn theo giai đoạn sau: + Giai đoạn tiên phong: hình thành quần xã tiên phong + Giai đoạn giữa: giai đoạn hỗn hợp, gồm quần xã thay đổi + Giai đoạn cuối: hình thành quần xã ổn định trang 38 - Diễn thứ sinh diễn xuất mơi trường có quần xã sinh vật sống Tuỳ theo điều kiện thuận lợi hay không thuận lợi mà diễn hình thành nên quần xã tương đối ổn định bị suy thoái.Quá trình diễn diễn theo sơ đồ sau: + Giai đoạn đầu: Giai đoạn quần xã ổn định + Giai đoạn giữa: Giai đoạn gồm quần xã thay đổi + Giai đoạn cuối: Hình thành quần xã ổn đinh khác quần xã bị suy thoái 4.4 Ý nghĩa nghiên cứu diễn sinh thái : Giúp hiểu quy luật phát triển quần xã sinh vật Từ chủ động xây dựng kế hoạch việc bảo vệ, khai thác phục hồi nguồn tài nguyên , có biện pháp khắc phục biến đổi bất lợi môi trường, sinh vật người CHUYÊN ĐỀ III: SINH THÁI HỌC VẤN ĐỀ III : HỆ SINH THÁI, SINH QUYỂN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Hệ Sinh thái 1.1 Khái niệm: - Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật sinh cảnh quần xã, sinh vật tác động qua lại với với thành phần sinh cảnh tạo nên chu trình sinh địa hố Nhờ đó, hệ sinh thái hệ thống sinh học hoàn chỉnh tương đối ổn định - Có kiểu hệ sinh thái chủ yếu : Hệ sinh thái tự nhiên (trên cạn, nướ C nhân tạo (trên cạn, nướC 1.2 Cấu trúc hệ sinh thái - Thành phần vô sinh(Sinh cảnh): + Các chất vô : + Các chất hữu + Các yếu tố khí hậu : ánh sáng, độ ẩm… - Thành phần hữu sinh: quần xã sinh vật tùy theo hình thức dinh dưỡng chia thành nhóm: + Sinh vật sản xuất: Thực vật VSV tự dưỡng + Sinh vật tiêu thụ: Động vật ăn thực vật, động vật ăn động vật + Sinh vật phân giải: Vi khuẩn, nấm, số ĐVKXS(giun, sâu bọ,…) 1.3 Trao đổi chất hệ sinh thái 1.3.1 Trao đổi chất quần xã sinh vật: * Chuỗi thức ăn: - Chuỗi thức ăn dãy loài sinh vật có mối quan hệ với mặt dinh dưỡng, lồi ăn lồi khác phía trước thức ăn lồi phía sau - Có loại chuỗi thức ăn : + Chuỗi thức ăn bắt đầu sinh vật tự dưỡng: Ví dụ : Cỏ→ Châu chấu→ Ếch→ Rắn + Chuỗi thức ăn bắt đầu sinh vật ăn mùn bã hữu trang 39 Ví dụ : Giun (ăn mùn) → tôm → người * Lưới thức ăn: - Lưới thức ăn tập hợp chuỗi thức ăn hệ sinh thái, có mắt xích chung - Quần xa sinh vật đa dạng thành phần lồi lưới thức ăn quần xã phức tạp Ví dụ : Cho lưới thức ăn: Nai Cỏ Thỏ Hổ Cáo Ngỗng Mèo rừng Vi sinh vật Số chuỗi thức ăn lưới thức ăn đó: A B C D * Bậc dinh dưỡng: Bậc dinh dưỡng loài mức lượng sử dụng thức ăn mức lượng lưới thức ăn (hoặc chuỗi thức ăn) - Tập hợp loài 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 + Bậc dinh dưỡng cấp : Sinh vật tiêu thụ bậc + Bậc dinh dưỡng cấp : Sinh vật tiêu thụ bậc 2, * Tháp sinh thái: - Bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau, hình chữ nhật có chiều cao nhau, chiều dài biểu thị độ lớn bậc dinh dưỡng Tháp sinh thái cho biết mức độ dinh dưỡng bậc toàn quần xã - Có loại hình tháp sinh thái : + Hình tháp số lượng (hinh A : xây dựng dựa số lượng cá thể sinh vật bậc dinh dưỡng + Tháp sinh khối (hinh B : xây dựng dựa khối lượng tổng số tất sinh vật đơn vị diện tích hay thể tích bậc dinh dưỡng + Tháp lượng (hinh C : xây dựng dựa số lượng tích luỹ đơn vị diện tích hay thể tích đơn vị thời gian bậc dinh dưỡng 1.3.2 Trao đổi chất quần xã với môi trường ngược lại 1.3.2.1 Trao đổi chất qua chu trình sinh địa hóa: * Chu trình sinh địa hố : - Là chu trình trao đổi chất tự nhiên - Một chu trình sinh địa hố gồm có thành phần : Tổng hợp chất, tuần hoàn chất tự nhiên, phân giải lắng đọng phần vật chất (trong đất, nước ) * Một số chu trình sinh địa hóa: - Chu trình cac bon: + Cacbon từ môi trường vô vào quần xã dạng CO2, SV tự dưỡng đồng hóa CO2 QH → chất hữu + Cacbon trao đổi quần xã qua chuỗi lưới thức ăn + Cacbon trở lại môi trường vô qua đường trang 40 o o o Hô hấp động -thực vật Phân giải sinh vật Sự đốt cháy nhiên liệu công nghiệp - Chu trình nitơ: + Các Nitơ: NH 4+ , NO 2- , NO 3- hình thành tự nhiên đường vật lí, hóa học sinh học + TV hấp thụ nitơ dạng muối amôn (NH 4+ ) nitrat (NO 3- ) + Nitơ từ xác SV trở lại môi trường đất, nước thông qua hoạt động phân giải chất hữu VK, nấm,… + Hoạt động phản nitrat VK trả lại lượng nitơ phân tử cho đất, nước bầu khí - Chu trình nước: + Nước mưa rơi xuống đất, phần thấm xuống mạch nước ngầm, phần tích lũy sơng , suối, ao , hồ,… + Nước mưa trở lại bầu khí dạng nước thơng qua hoạt động nước bốc nước mặt đất 1.3.2.2 Dòng lượng hệ sinh thái * Dòng lượng hệ sinh thái : - NL hệ sinh thái bắt nguồn từ NLASMT NL từ ASMT vào quần xã mắt xích sinh vật sản xuất → sinh vật tiêu thụ cấp → sinh vật phân giải → trả lại môi trường Giải thích : Dạng lượng hệ sinh thái bắt nguồn từ môi trường, sinh vật sản xuất hấp thụ biến đổi thành dạng lượng hóa học qua q trình quang hợp, sau lượng truyền qua bậc dinh dưỡng cuối lượng truyền trở lại môi trường - Trong chu trình dinh dưỡng, lượng truyền từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao Càng lên bậc dinh dưỡng cao lượng giảm - Trong hệ sinh thái lượng truyền chiều từ sinh vật sản xuất qua bậc dinh dưỡng, tới mơi trường, cịn vật chất trao đổi qua chu trình dinh dưỡng * Hiệu suất sinh thái : - Hiệu suất sinh thái tỉ lệ % chuyển hoá lượng qua bậc dinh dưỡng hệ sinh thái - Hiệu suất sinh thái bậc dinh dưỡng sau tích luỹ thường 10% so với bậc trước liền kề Sinh bảo vệ môi trường 2.1 Khái niệm - Sinh gồm toàn sinh vật môi trường vô sinh trái đất hoạt động hệ sinh thái lớn Sinh gồm nhiều khu sinh học - Khu sinh học (biôm) hệ sinh thái cực lớn đặc trưng cho đặc điểm địa lí, khí hậu sinh vật vùng + Các khu sinh học cạn bao gồm đồng rêu hàn đới, rừng kim phương Bắc, rừng rụng ôn đới, rừng mưa nhiệt đới… + Các khu sinh học nước bao gồm khu sinh học nước ngọt, khu sinh học nước mặn 2.2 Các dạng tài nguyên : - Tài nguyên khơng tái sinh (nhiên liệu hố thạch, kim loại, phi kim) - Tài ngun tái sinh (khơng khí, đất, nước sạch, sinh vật) - Tài nguyên lượng vĩnh cửu (năng lượng mặt trời, lương sóng, lượng gió, lượng thuỷ triều) - Tài nguyên thiên nhiên đa dạng, nhiên người khai thác bừa bãi → giảm đa dạng sinh học suy thoái nguồn tài nguyên, đặc biệt tài nguyên có khả phục hồi, gây nhiễm mơi trường sống - Khắc phục suy thối mơi trường sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên trang 41 Sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên hình thức sử dụng vừa thoả mãn nhu cầu người để phát triển xã hội, vữa đảm bảo trì lâu dài tài nguyên cho hệ mai sau - Các giải pháp : + Sử dụng bền vững tài nguyên đất, tài nguyên nước, tài nguyên rừng, tài nguyên biển + Duy trì đa dạng sinh học + Giáo dục mơi trường TĨM LƯỢC KIẾN THỨC CƠ BẢN PHẦN SINH THÁI HỌC Sự phân chia nhóm sinh vật dựa vào nhóm sinh vật Yếu tố sinh thái Nhóm thực vật Ánh sáng - Nhóm ưa sáng, nhóm ưa bóng - Cây ngày dài, ngày ngắn Nhiệt độ Thực vật biến nhiệt Độ ẩm - Thực vật ưa ẩm, thực vật ưa ẩm vừa - Thực vật chịu hạn Nhóm động vật - Nhóm động vật ưa hoạt động ngày - Nhóm động vật ưa hoạt động đêm - Động vật biến nhiệt - Động vật nhiệt - Động vật ưa ẩm - Động vật ưa khô Quan hệ loài khác loài Quan hệ Hỗ trợ Cùng loài (Quần thể) Quần tụ, bầy đàn hay họp thành xã hội Đối kháng Cạnh tranh, ăn thịt Khác loài (quần xã) Hội sinh, cộng sinh, hợp tác Cạnh tranh, ký sinh, ức chế cảm nhiễm, sinh vật ăn thịt sinh vật khác Đặc điểm cấp độ tổ chức sống Cấp độ tổ chức sống Khái niệm Quần thể Bao gồm cá thể loài, sống khu vực định, thời điển định, giao phối tự với tạo hệ Quần xã Bao gồm quần thể thuộc loài Đặc điểm Có đặc trưng mật độ, tỉ lệ giới tính, thành phần nhóm tuổi,sự phân bố, mật độ, kích thước quần thể, tăng trưởng quần thể Các cá thể có mối quan hệ sinh thái hỗ trợ cạnh tranh; Số lượng cá thể biến động có khơng theo chu kì, thường điều chỉnh mức cân Có tính chất số lượng thành trang 42 khác nhau, sống khoảng khơng gian xác định, có mối quan hệ sinh thái mật thiết với để tồn phát triển ổn định theo thời gian Hệ sinh thái Bao gồm quần xã khu vực sống (sinh cảnh) nó, sinh vật ln có tương tác lẫn với môi trường tạo nên chu trình sinh địa hố biến đổi lượng Sinh Là hệ sinh thái khổng lồ hành tinh phần lồi; Ln có khống chế tạo nên cân sinh học số lượng cá thể Sự thay quần xã theo thời gian diễn sinh thái Có nhiều mối quan hệ, quan trọng mặt dinh dưỡng thông qua chuỗi lưới thức ăn Dòng lượng hệ sinh thái vận chuyển qua bậc dinh dưỡng chuỗi thức ăn: Sinh vật sản xuất → sinh vật tiêu thụ → sinh vật phân giải Gồm khu sinh học (hệ sinh thái lớn) đặc trưng cho vùng địa lí, khí hậu xác định, thuộc nhóm cạn nước trang 43 ... sinh vật người CHUYÊN ĐỀ III: SINH THÁI HỌC VẤN ĐỀ III : HỆ SINH THÁI, SINH QUYỂN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Hệ Sinh thái 1.1 Khái niệm: - Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật sinh cảnh quần xã, sinh. .. - Sinh gồm tồn sinh vật môi trường vô sinh trái đất hoạt động hệ sinh thái lớn Sinh gồm nhiều khu sinh học - Khu sinh học (biôm) hệ sinh thái cực lớn đặc trưng cho đặc điểm địa lí, khí hậu sinh. .. tố hữu sinh (nhân tố phụ thuộc mật độ) : mối quan hệ sinh vật với sinh vật khác người nhân tố hữu sinh có ảnh hưởng lớn tới đời sống nhiều sinh vật - Sự tác động qua lại sinh vật nhân tố sinh