Tài liệu Trình bày cơ sở khoa học và nội dung của các học thuyết tiến hóa

Tiểu luận Trình bày cơ sở khoa học và nội dung của các học thuyết tiến hóa. Thuyết cố định luận: Cơ sở: Theo Kinh thánh 1 Nội dung:  Các sinh vật do đáng sáng tạo tạo ra cách đây khoảng 6000 năm và là bất biến.  Mỗi loài là một đơn vị cơ bản để phân loại do một cặp sáng lập. Thuyết biến đổi luận: Cơ sở:  Những tiến bộ trong xác định tuổi quả đất.  Quan sát thấy động vật, thực vật trên trái đất thay đổi đáng kể theo thời gian. Nội dung:  Mỗi loài có một niên đại sáng tạo và niên đại diệt vong.  Thế giới sống gồm những dòng biến đổi chậm chạp và có thể phân ly.  Mức độ giống nhau của sinh vật thể hiện quan hệ họ hàng. Thuyết tiến hóa Lamarck: Cơ sở: 3 quan sát đúng đắn  Từng loài thích nghi tốt với môi trường sống của nó.  Trong quá trình sống, sinh vật thích ứng về tập tính, sinh lý, cấu tạo, giải phẫu đối với môi trường cụ thể. (ví dụ: Loài ngựa vằn)  Con cái giống bố mẹ hơn là giống các cá thể cùng loài nói chung. Nội dung:  Các bộ phận, cơ quan của một cơ thể được sử dụng thường xuyên, liên tục thì phát triển lớn lên và hoàn thiện, ngược lại, các bộ phận, cơ quan nào không được sử dụng thường xuyên thì chúng sẽ yếu dần, hư hỏng, giảm dần khả năng hoạt động dẫn đến thoái hóa và mất đi.  Sự biến đổi về cấu tạo cơ thể cũng như một tính trạng nào đó tiếp thu được trong quá trình sống của sinh vật có thể được truyền lại cho thế hệ sau. Thuyết tiến hóa Darwin - Wallace: Cơ sở:  Darwin nghiên cứu 5 năm tại Patagonia, Tieradel Fuego, Chile, Peru… đặc biệt là ở đảo Galapagos (Ecuador) 2  Wallace nghiên cứu đa dạng sinh vật nhiều khu vực trên thế giới. Nội dung: 1. Biến dị là đặc tính của bất kì nhóm động vật, thực vật nào. 2. Số lượng của mỗi loài được sinh ra lớn hơn số lượng cá thể kiếm đủ thức ăn để sống. 3. Vì số lượng cá thể sinh ra lớn hơn số sống sót nên xáy ra hiện tượng đấu tranh sinh tồn, tranh giành thức ăn, nơi sống. 4. Sinh vật nào có những biến dị sống dễ dàng hơn trong một môi trường nhất định sẽ có ưu thế hơn so với các cá thể kém thích nghi. 5. Những cá thể sống sót sẽ sinh sản tốt hơn và cứ thế truyền lại các biến dị tốt cho các thế hệ sau (chọn lọc tự nhiên) TIẾN HÓA = BIẾN DỊ + CHỌN LỌC TỰ NHIÊN Bổ sung cho thuyết tiến hóa Darwin – Wallace bởi Weismann (Thuyết tiến hóa tân Darwin): tính không di truyền của các đặc tính tập nhiễm.  Biến dị không di truyền chỉ xuất hiện ở một đời cá thể.  Chỉ có biến dị di truyền (không xác định) mới giúp cho sự tiến hóa. Thuyết tiến hóa đột biến: Cơ sở: Các nghiên cứu của De Vries trên cây hoa anh thảo chiều cho thấy hầu hết các hạt khi gieo đều cho ra những cây giống bố mẹ nhưng cũng có một số hạt cho cây khác hẳn bố mẹ tới mức người ta coi đó là giống cỏ khác. Nội dung: Đột biến là động cơ duy nhất của tiến hóa. Sự tiến hóa được tiến hành bằng các bước nhảy và một loài mới có thể xuất hiện trực tiếp từ những đột biến của loài có trước. Thuyết tiến hóa tổng hợp: Cơ sở: Dựa trên 1 quan niệm, 3 cuốn sách, một hội nghị.  Quan niệm tiến hóa bắt đầu từ hai động cơ: đột biến và chọn lọc tự nhiên.  Cuốn sách “Di truyền học và nguồn gốc các loài” (1937) của Theodosius Dobzhansky với nội dung: + Biến đổi tiến hóa là biến dị nhỏ, trong 1 gene hình thành các allele. + Allele quy định tính trạng thích nghi sẽ tồn tại, phát tán  giúp cho tiến hóa. 3  Cuốn sách “Hệ thống học và nguồn gốc các loài” (1942) của Ernst Mayr với nội dung: + Định nghĩa loài: Là tập hợp quần thể , sinh sản được, cách ly với tập hợp quần thể khác. + Loài được phân bố ở lãnh thố khá xa, môi trường khác nhau. + Quần thể cách ly địa lý  phân ly tính trạng khá xa cũ  không thể giao phối  hình thành loài mới.  Cuốn sách “Nhịp độ và phương thức tiến hóa” (1944) của George Simpson với nội dung: + Tiến hóa là tích lũy đột biến gene trong quần thể. + Các đột biến bị phân ly  hình thành 2 loài mới.  Hội nghị Princeton về phát triển tuyết tiến hóa tổng hợp (1/1947) Nội dung: Đột biến gene  Tạo đột biến nhỏ  Chọn lọc tự nhiên  Hình thành loài mới Thuyết tiến hóa bằng các đột biến trung tính của Kimura: Cơ sở:  Nghiên cứu những biến đổi trong cấu trúc phân tử của protein. (Hemoglobin)  Xem xét ảnh hưởng của những biến đổi này tới tính trạng cơ thể. Nội dung: Sự tiến hóa diễn ra bằng sự củng cố ngẫu nhiên những đột biến trung tính không liên quan tới tác động của chọn lọc tự nhiên. Câu 2: Nêu những điểm giống và khác nhau giữa các thuyết tiến hóa Lamac, Dacuyn – Wallace và thuyết tiến hóa tổng hợp. a. Những điểm giống nhau: - Chứng minh được sinh vật và loài người là sản phẩm của 1 quá trình phát triển liên tục từ đơn giản đến phức tạp. 4 b. Những đặc điểm khác nhau: Cơ chế tiến hóa Thuyết tiến hóa Lamac Tất cả những biến đổi trên cơ thể sinh vật đếu đc dt tích lũy cho đời sau qua sinh sản hữu tính. Những biến đổi nhỏ nhặt trên cơ thể sinh vật đc tích lũy qua thời gian dài, tạo nên những biến đổi sâu sắc Thuyết tiến hóa Dacuyn-Wallace Biến dị cá thể phát sinh 1 cách vô hướng trong quá trình sinh sản. Biến dị xác định phát sinh 1 cách có hướng trong quá trình sinh sản. CLTN duy trì, tích lũy những biến dị có lợi, đào thải những biến dị bất lợi của sinh vật với môi trg sống Thuyết tiến hóa tổng hợp Là sự cả biến thành phần kiểu gen của QT ban đầu theo hướng thích nghi dưới tác dụng của CLTN đc các cơ chế thích nghi thúc đẩy dẫn đến hình thành 1 hệ gen mới cách li sinh sản với hệ gen của QT ban đầu Do hoàn cảnh ko Do quá trình CLTN đồng nhất và thg tác động qua 2 đặc xuyên thay đổi tính biến dị và di truyền hình Vì ngoại cảnh thay CLTN tác động qua điểm đổi chậm chạp nên 2 đặc tính biến bị sinh vật kịp thời và di truyền là nhân thích nghi và có tố chính hình thành khả năng phản ứng mọi đặc điểm thích phù hợp với điều nghi trên cơ thể kiện sống nên ko bị sinh vật. đào thải. Mỗi đặc điểm thích Mọi sinh vật đều nghi đc hình thành phản ứng giống trên cơ sở đào thải nhau trc điều kiện những loại trung sống của môi trg gian kém thích nghi Nguyên nhân TH Quá trình thành đặc thích nghi Quá trình hình Loài mới đc hình thành loài mới thành từ từ qua nhiều dạng trung gian nhưng vì mọi sinh vật đều thích nghi nên trong lịch sử TH ko 1 loài nào bị đào thải Loài mới đc hình thành từ từ qua nhiều dạng trung gian dưới tác dụng của CLTN theo con đg phân li tính trạng. Trong lịch sử TH có rất nhiều dạng trung gian 5 Nhân tố TH Vai trò Nêu cao vai trò của ngoại cảnh, bước đầu tìm hiểu cơ chế tác dụng của ngoại cảnh thông qua việc phát biểu 2 định luật về tác động của ngọai cảnh đối với động vật và thực vật. kém thích nghi bị đào thải. Biến dị và chọn lọc Quá trình đb tạo tự nhiên. nguồn nguyên liệu sơ cấp Quá trình giao phối tạo nguồn nguyên liệu thứ cấp Quá trình CLTN chọn lọc các đb và biến dị có lợi, đào thải các đb và biến dị tổ hợp bất lợi Các cơ chế phân li tăng cường phân hóa kiểu gen trong quần thể gốc Gỉai thích thành Giải thích sâu sắc công sự hình thành sự hình thành loài các đặc điểm thích mới, bắt đầu làm nghi của sinh vật. sáng tỏ sự hình Gỉai thích được vấn thành các nhóm đề đa dạng và phân loại trên loài nguồn gốc của sinh giới. CÂU 3: Nêu hiện tượng và các bằng chứng tiến hóa của gen nhân đôi (lặp gen).  Hiện tượng 6 - Đột biến gen. Đột biến thường biểu hiện sai sót (kém thích nghi hơn). Đột biến làm xuất hiện nhân tố mới di truyền khi cơ thể đột biến sống sót qua CLTN. - Cơ thể lưỡng bội có 2 NST tương đồng. 1 gen có 1 cặp alen. Nếu đột biến lặn xảy ra ở 1 alen trên NST này thì alen trội trên NST tương đồng kia sẽ đỡ cho alen lặn có hại, cơ thể không bị CLTN đào thải. - Sự nhân đôi gen hoặc đa bội hoá giúp cho các sinh vật tiến hoá được  Bằng chứng 1. Chức năng vận chuyển bắt nguồn từ chức năng dự trữ (Hb, Mb) - Gen α, β của Hemoglobin (Hb) bắt nguồn từ 1 gen gốc của Myoglobin (Mb) - Mb: dự trữ O2 ở cơ bắp. Hb hồng cầu vận chuyển O2 từ phổi đến mô. Chức năng sinh học của Hb là mới so với Mb. - Phân tích amino acid: o Mb có 1 gen gốc điều khiển cho 1 chuỗi polypeptide, Hb được cấu thành từ 1 chuỗi độc nhất tương tự Mb ở cá voi. o Gen Mb x2 gen α gen β x2 gen γ gen δ (Mb nhân đôi lần nữa tạo gen α và β, gen β nhân đôi 2 lần liên tiếp tạo gen γ và δ) o Các chuỗi kết hợp thành nhóm 4 tạo các kiểu Hb: β4 α2β2 γ4 α2γ2 δ4 α2δ2 2. Các izozym (izoenzym) 3 dạng này kết dính và giải phóng O2 hiệu quả ở phổi và mô + Khi được nhân đôi, các gen có thể có chức năng hoàn toàn mới. Trước khi đạt tới giai đoạn mới này, ở giai đoạn trung gian của quá trình sao chép hàng loạt các gen cũng phải có một lợi ích nào đó để được CLTN bảo tồn. Ngược lại, các đột biến được tích luỹ ngẫu nhiên sẽ dẫn tới sự suy thoái của gen. + Cần phải giả định rằng chỉ có 1 giai đoạn nhân đôi bản thân gen đã có khả năng mang lại một lợi ích trực tiếp cho cơ thể sống, mặc dù về cơ bản không làm thay đổi chức năng gen. 7 + VD chứng minh: sự tồn tại các izozym. Izozym là enzyme xúc tác cho phản ứng chuyển hoá như nhau (cùng cơ chất, nhân tố; tốc độ tác dụng khác nhau, nhạy cảm với các điều kiện như lực ion, to… khác nhau). Thực chất izozym là các loại phân tử thuộc cùng enzyme. Đa số ĐVCXS, bộ NST đơn đã có nhiều locus mã hoá cho 1 loại izozym. Những locus này thể hiện các gen được nhân đôi. Mỗi mô có thể có loại izozym phù hợp. Ở ĐV có vú có 3 locus khác nhau mã hoá cho 3 chuỗi polypeptide A, B, C của enzyme LDH (lactatdehydrogenase). Enzyme này tạo bởi 4 chuỗi polypeptide, xúc tác phản ứng chuyển hoá Lactat thành Pyruvat. Từ 1 gen ban đầu qua nhân đôi tạo nhiều gen mang chức năng mới: Izozym A4 ở mô thiếu oxy (như mô cơ xương) Izozym B4 ở mô giàu oxy (cơ tim) Izozym C4 Tinh hoàn người lớn, thích hợp nhu cầu chuyển hoá khi phát sinh tinh trùng Câu 4: Trình bày về sự tiến hóa kích thước hệ gen (genome), độ lặp lại của các đoạn trình tự nucleotide và cấu trúc của gen 1. Tiến hóa về kích thước hệ gen - Mỗi loài đều có hệ gen trong tế bào. - Vì tế bào soma của cùng một cơ thể có thể khác xa nhau về mức bội thể (gen tế bào 3n nhiều mô khác tế bào 2n). Do vậy người ta quy định nghiên cứu kích thước hệ gen là hàm lượng ADN tính theo bp của 1n (hệ gen đơn bội). Chỉ số này được tính theo giá trị C. Giá trị C của một số sinh vật như sau: Các loài sinh vật Virus Vi khuẩn Nấm, tảo Côn trùng Cá xương Lưỡng cư Bò sát Động vật có vú Giá trị C (bp) 1 – 2.105 10 6 - 10 7 5.107 - 108 10 8 - 10 9 5.108 - 1010 109 - 1011 5.109 2.109 – 4.109 8 Thực vật có hoa 108 - 1011 Nhận xét: - - Kích thước genome của các loài sinh vật khác nhau trên bậc thang tiến hóa khác nhau, không phản ánh vị trí của loài trong bậc thang tiến hóa. VD: về mức độ tổ chức ở người cao hơn nhiều so với thực vật có hoa nhưng giá trị C ở thực vật có hoa lại lớn hơn nhiều lần so với người. Ở động vật có vú, giá trị C lớn nhất chỉ gấp 2 lần giá trị C nhỏ nhất. Nhưng ở 1 số loài côn trùng và thực vật có hoa thì giá trị C lớn nhất gấp 10 – 100 lần so với giá trị C nhỏ nhất.  Sự biến động về kích thước hệ gen ở các ngành khác nhau cũng rất khác nhau. Có cần thiết phải có số lượng gen khác nhau đến hàng chục lần để phân hóa các loài trong 1 ngành hay không? Kết luận: giá trị C (nói cách khác là kích thước hệ gen) không phản ánh mức độ tiến hóa của các loài trong bậc thang tiến hóa. 2. Sự tiến hóa về mức độ lặp lại của các đoạn trình tự nucleotide. - Trong hệ gen của các sinh vật có hiện tượng lặp lại của 1 số cặp nucleotide, có thể là 2,3… hoặc hàng chục nucleotide. Phương thức lặp lại có thể là 1 vài bản sao đến hàng trăm nghìn bản sao, lặp lại có thể liên tiếp hoặc rải rác. Mức độ lặp lại được xác định nhờ phương pháp xác định trình tự các nucleotide trên mạch đơn của phân tử ADN. - Xét về mức độ lặp lại dựa trên số bản sao,người ta chia ADN nhân chuẩn thành 3 loại - Loại đơn nhất: loại trình tự chỉ có 1 hoặc 1 vài bản sao duy nhất trong hệ đơn bội. - Loại trình tự lặp lại trung bình: loại có mức độ lặp lại khoảng 500 lần. - Loại trình tự lặp lại cao có số lần lặp lại khoảng từ 50.000 đến 500.000 Ở hệ gen của người (Homo sapiens) loại đơn nhất chiếm >50%, loại trung bình là 20 – 30%, loại lặp lại cao khoảng 10% - Xét về hình thức lặp lại, người ta chia thành 2 loại: - Lặp lại liên tiếp ( đoạn nọ tiếp đoạn kia) - Lặp lại rải rác trong hệ gen. - Nhận xét: - Những loài có giá trị C cao thường có độ lặp lại cao, chiếm tỷ lệ lớn, lặp lại ở các phần không mã hóa ( intron). - Các loài có tỷ lệ loại lặp lại đơn nhất lớn thường là có liên quan đến phần mã hóa Protein (exon) của gen. - Mức độ phức tạp về mặt di truyền ở sinh vật tỷ lệ thuận với hàm lượng ADN đơn nhất chứ không phụ thuộc vào kích thước hệ gen (giá trị C).  9 lượng Adn lặp lại đơn nhất gia tăng theo thứ bậc của loài trên thang tiến hóa. 3. Tiến hóa về cấu trúc hệ gen Năm 1977, các nhà khoa học phát hiện rằng các gen ở gà, thỏ đều có các đoạn ADN không mã hóa cho aa (intron) nằm xen với các đoạn ADN mã hóa cho aa (exon). Cấu trúc các gen như trên gọi là cấu trúc phân mảnh. Cấu trúc này không chỉ ở gen mã hóa cho tổng hợp protein mà còn ở gen quy định tổng hợp rARN. Xét về mặt tiến hóa: - Virus, vi khuẩn cổ: gen không phân mảnh. - Phage ( thể thực khuẩn): gen không phân mảnh. - Vi sinh vật nhân chuẩn bậc thấp: gen không phân mảnh. - Sinh vật nhân chuẩn bậc cao: gen có cấu trúc phân mảnh. Các sinh vật bậc càng cao hơn thì số lượng và kích thước của các intron của gen nhiều hơn.  Số lượng các gen phân mảnh và số lượng intron cũng như kích thước intron trong 1 gen có xu hướng gia tăng theo mức độ tiến hóa của sinh vật. Càng tiến hóa thì kích thước exon càng nhỏ đi và intron càng lớn lên. Khi tiến hành giải trình tự nucleotide, các loài có quan hệ gần gũi về họ hàng thì mức độ giống nhau về trình tự nucleotide của các exon của các gen tương ứng càng cao. Câu 5: Trình bày hiện tượng đa hình về số lượng, hình thái cấu trúc nhiễm sắc thể và nêu những bằng chứng tiến hóa của NST. I. Hiện tượng đa hình về số lượng, hình thái cấu trúc NST  Tính số lượng NST, mỗi loài có bộ NST 2n đặc trưng về số lượng, hình thái, kích thước. VD:….  Đo chiều dài và tính chỉ số tâm động rc = q/p (q: chiều dài vài dài, p: chiều dài vai ngắn) và phân loại NST cho thấy sự đa dạng về cấu trúc và hình thái r 1,0 1.1-1.7 1.8-3.0 3.1-7.0 >7.0 Loại NST Rất cân tâm Cân tâm Tâm lệch giữa Tâm cận mút Tâm mút Ký hiệu M m sm st t II. Bằng chứng tiến hóa NST 10 2.1 Bằng chứng tiến hóa của nhóm linh trưởng _ Khi so sánh kiểu nhân của các loài khỉ lớn và của người bằng kỹ thuật nhộm màu thông thường: Khỉ lớn 2n=48, người 2n=46 và những điểm giống nhau _ Bằng kỹ thuật mới nhuộm băng cho thấy giống nhau ‘’kỳ lạ’’: giống toàn bộ 1 NST hay đoạn dài hoặc chỉ sai khác chút ít => có thể cho phép chuyển từ kiểu nhân này sang kiểu nhân khác. VD: Người và tinh tinh  13 đôi NST giống hệt nhau, đôi còn lại khác nhau một số đoạn  NST 4 của người đảo đoạn quanh tâm giống tinh tinh: vai ngắn ở người có 1 băng, vài dài có 2 băng vùng gần tâm động, tinh tinh ngược lại. có 9 đảo đoạn có tâm động khác nhau  NST số 2 ở người là kết quả dung hợp 2 NST tương đương ở tinh tinh: NST tâm mút bé và NST tâm mút lớn của tinh tinh giống vai ngắn và vai dài NST số 2 của người VD khác:  Người và đười ươi: kết quả tương tự người với tinh tinh + ít sửa đổi nhỏ khác  Tinh tinh và khỉ đột: khác nhau bởi 2 đảo đoạn có tâm 2.2 Bằng chứng tiến hóa NST ở họ mèo  Mèo nhà, mèo rừng, hổ, sư tử, báo: 38 NST, các băng cơ bản giống nhau, hình thái NST giống nhau  Báo gấm châu Mỹ; 36 NST do 2 NST tâm mút nhóm D dung hợp thành NST tâm giữa lớn ở báo gấm 2.3 Động cơ tiến hóa  Chuyển đoạn có tâm động và sửa đổi cấu trúc nhỏ  Dung hợp (chuyển đoạn Robertson) => làm giảm số lượng NST Câu 6 Nêu khái niệm, định nghĩa chung, và phân loại quần thể. Cho ví dụ. 11 Trả lời :  Khái niệm quần thể Quần thể là một bộ phận của một loài, cư trú trong một khu vực nhất định, các cá thể có quan hệ sinh sản, có nguồn gốc họ hàng thân thuộc gần hơn so với bộ phận của loài ở khu vực khác. W.Johannsen (1857-1927)  Định nghĩa chung về quần thể Quần thể là một bộ phận của loài, cư trú trong một địa vực nhất định được gọi là quần thể địa phương, trong đó các cá thể có quan hệ chặt chẽ về mặt nguồn gốc họ hàng thân thuộc so với nhóm loài ở địa vực khác.  Phân loại quần thể và ví dụ  Vi quần thể : quần thể có mức họ hàng gần, sống trong một khu vực hẹp, cùng hệ sinh thái, tồn tại hàng chục năm o Ví dụ : một đàn ong, một bầy quạ, một đàn gà rừng  Quần thể sinh thái : một nhóm cá thể cùng loài chỉ liên quan(tập hợp ) với nhau theo nhịp sống o Ví dụ : đàn sếu di cư tránh rét, bầy côn trùng trong thời kì sinh sản  Quần thể Dem : một nhóm cá thể trong đó chúng giao phối tự do, ngẫu nhiên, xác suất gặp nhau trong giao phối của các cá thể như nhau. Dem ổn định trong hệ sinh thái qua nhiều thế hệ. Đây là dạng lý tưởng. o Ví dụ : đây là tổ chức xã hội điển hình của chuột hoang Nauy, là một đàn gồm 1 số con cái, một ít con đực, và nhiều con cái của chúng O_O  Quần thể địa phương(đơn vị tiến hóa) một nhóm cá thể cùng loài, sống trong một khu vực nhất định, ổn định qua hàng loạt thế hệ, không đổi tần số allen và tần số kiểu gen. o Ví dụ : quần thể rong hồ tây, quần thể tôm hồ tây ^^ o Điều kiện để 1 quần thể được xem là đơn vị của tiến hóa là 1) có số lượng cá thể đủ lớn 2)có mật độ tương đối đủ để giữ được tính thống nhất của vốn gen 3) có sự biệt lập nhất định với các cá thể khác bên cạnh 12 Câu 7: Trình bày trạng thái cân bằng di truyền của quần thể ngẫu phối. định luật Hardy – Weinberg và điều kiện nghiệm đúng của định luật. - Trạng thái cân bằng trong quần thể ngẫu phối: nếu gọi tần số alen A là p, alen a là q thì quần thể ở trạng thái cân bằng và phân bố tần số kiểu gen là: p 2AA+2pqAa+ q2aa=1 Các khái niệm có liên quan ( phần này thầy hỏi thì hãy nói) - Alen là trạng thái biểu hiện của gen. một locus gen qui định tính trạng có thể bị thay đổi ( đột biến) để tạo thành các alen khác nhau. Có các loại alen như sau +alen biểu hiện tính trạng: màu lông, màu mắt ….. + alen qui định nhóm máu ABO + alen biểu hiện các allozym thể hiện các băng điện di khác nhau khi điện di izozym + alen thể hiện các đoạn ADN khác nhau khi phân tích gen, thể hiện ở các băng điện di có độ lớn khác nhau. Ví dụ: locus D7S820 lặp lại 4nu AGTA ở người - Tần số alen: là tỷ lệ mỗi alen trên tổng thể các alen của 1 locus trong quần thể, tần số alen có thể tính theo % hay số thập phân Ví dụ: trong quần thể 1 locus gen có 2 alen có tần số alen A=0.8 và a= 0.2 - Kiểu gen: là toàn bộ các gen trong 1 cơ thể, thông thường khi nói đến kiểu gen người ta thường chỉ xét đến 1 vài cặp alen liên quan đến các tính trạng mà người ta quan tâm. - Vốn gen: là toàn bộ các kiểu gen có trong quần thể, thông thường người ta chỉ xét vốn gen của quần thể bao gồm những tổ hợp gen đặc biệt có giá trị của 1 quần thể hay 1 giống nào đó Điều kiện nghiệm đúng của định luật Trạng thái cân bằng của quần thể bị biến đổi do biến đổi tần số alen trong quần thể, nếu các nhân tố này tác động liên tục lên quần thể qua 1 hay 1 số thế hệ sẽ làm định luật HardyWeinberg không còn nghiệm đúng nữa. Các điều kiện nghiệm đúng 1. Không xảy ra đột biến 13 Đột biến là nguồn biến dị đầu tiên trong quá trình tiến hóa, mặc dù đột biến ở mỗi gen là rất nhỏ nhưng số lượng gen là rất lớn nên tổng số đột biến là khá lớn. nếu 1 hay nhiều đột biến xuất hiện dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên sẽ làm thay đổi tần số alen của gen -> thay đổi thành phần kiểu gen của quần thể. Ở mỗi thế hệ vốn gen của quần thể được bổ sung 1 lượng lớn các đột biến, quá trình này gọi là áp lực đột biến. tần số alen của mỗi gen sẽ thay đổi tùy vào áp lực đột biến nghĩa là phụ thuộc vào tỷ số giữa đột biến thuận và đột biến nghịch. Sự lan truyền của đột biến trong quần thể không chỉ phụ thuộc vào khả năng đột biến của gen mà còn phụ thuộc vào mức độ ảnh hưởng của đột biến với khả năng sống sót, sinh sản của các cá thể mang đột biến. Áp lực đột biến = tần số đột biến thuận/ tần số đột biến nghịch 2. Không có sự di nhập gen Các quần thể của 1 loài thường ít khi có sự cô lập hoàn toàn vì thường có sự chuyển dịch của 1 số cá thể từ quần thể này sang quần thể khác một cách chủ động hay bị động và làm biến đổi cấu trúc quần thể. Hiện tượng này gọi là di nhập gen, sự thay đổi tần số các alen sẽ càng lớn khi số lượng cá thể di nhập càng lớn, có sự sai khác vốn gen lớn giữa quần thể gốc và quần thể có các cá thể di cư đến. 3. Không có biến động di truyền: biến động có thể làm thay đổi số lượng cá thể quần thể 1 cách nhanh chóng thông qua đó làm thay đổi thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể. 4. Không có sự phiêu bạt gen, số lượng cá thể trong quần thể là đủ lớn Sự phiêu bạt gen là sự thay đổi cấu trúc di truyền của quần thể hoàn toàn mang tính chất thống kê và ngẫu nhiên do quần thể nhỏ. Trong thực tế mỗi quần thể các cá thể bố mẹ sinh ra con cái không phải là vô hạn mà có giới hạn nên sự phân bố kiểu gen mang tính chất ngẫu nhiên và gây ra khác biệt so với toàn quần thể nói chung. Sự thay đổi này sẽ có ý nghĩa lớn khi mà tần số cá thể của quần thể càng nhỏ nghĩa là số cá thể tham gia sinh sản nhỏ. Nếu quần thể nhỏ khả năng giao phối gần với dạng tự phối k= k: tỷ lệ giảm dị hợp tử n: số hiệu ứng giảm Ví dụ:slide thầy trang 59 nhé 5. Không xảy ra sự sinh sản phân hóa (sự giao phối không tự do) Sự hạn chế hay mất đi sự giao phối tự do giữa các cá thể có thể ảnh hưởng rất mạnh đến cấu trúc quần thể. Sự tự thụ phấn, giao phối cận huyết thường làm tăng tỷ lệ dị hợp tử, tăng tỷ lệ 14 đồng hợp tử. Trong thực tế còn có sự lựa chọn đối tượng trong giao phối cũng làm cho thành phần kiểu gen không tuân theo định luật Hardy- Weinberg. Ví dụ: Nếu kí hiệu n là số thế hệ thì tỷ lệ genotype ở thế hệ thứ n khi có sự tự thụ phấn được biểu diễn bằng công thức tổng quát: (2n -1)AA + 2Aa+ (2n -1)aa. Như vậy sự cân bằng của các genotype trong quần thể không được duy trì theo công thức Hardy- Weinberg nữa mà có sự tăng lên không ngừng của các dạng đồng hợp AA và aa. 6. Không xảy ra sự thay đổi hướng của chọn lọc tự nhiên CLTN là nhân tố chính làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể theo 1 hướng xác định. CLTN chỉ tác động lên kiểu hình phenotype mà genotype biểu hiện thông qua đó làm thay đổi tần số kiểu gen và tần số alen của quần thể đó. Áp lực chọn lọc tự nhiên có thể mạnh làm thay đổi tần số alen qua 1 vài thế hệ hoặc thay đổi qua nhiều thế hệ. (Các ví dụ cụ thể cho từng cái mọi người xem ở slide bài giảng nhé, dài quá nên tớ ko đánh hết ra được) Câu 8: Trình bày khái niệm về đấu tranh sinh tồn của Đacuyn. Phân tích các sai lầm trong quan điểm đấu tranh sinh tồn của Đacuyn. Trả lời  Khái niệm  Cá thể sinh vật chịu tác động của các nhân tố môi trường (thúc ăn, nơi ở, khí hậu …), sinh vật muốn tồn tại phải đấu tranh để tồn tại  Cá thể là một đơn vị sống sót trong chọn lọc.  Đấu tranh sinh tồn là đấu tranh giữa cá thể với môi trường (điều kiện vô sinh, hữu sinh gồm mọi thành phần trong quần xã) để tồn tại.  Đấu tranh trong loài là gay gắt nhất, điều kiện khắc nghiệt thì đấu tranh càng gay go khốc liệt. VD: Cừu đực cạnh tranh giành con cái trong mùa sinh sản  Phân tích các sai lầm trong quan điểm đấu tranh sinh tồn của Đacuyn.  Đấu tranh cùng loài không phải gay gắt nhất. Có đấu tranh cùng loài nhưng trong thực tế các cá thể trong loài còn có các hiện tượng như: - Tự thiết lập trạng thái cân bằng VD: Cá hấp đá biển (bên trái) thường bám và hút máu cá Hồi - Trong loài còn hỗ trợ nhau tồn tại VD: Chó sói bắt mồi cho con non, con mang thai ăn. 15 Côn trùng tụ lại khi giá lạnh Rất nhiều bọ dừa tập trung lại với nhau khi bắt đầu có tuyết ở các nước hàn đới  Đấu tranh sinh tồn không hoàn toàn do sinh sản quá tải vì: - Một số loài sinh sản lớn như cây địa mễ: 38.000 hạt/năm; ruồi 10 ngày đẻ 1 vạn trứng… - Nhưng số cây mọc, số ruồi nở ra rất thấp. VD: Nhiều loài như ruồi đẻ rất nhiều trứng trong một lứa nhưng chỉ rất ít con được nở ra  Đấu tranh sinh tồn liên quan với các chỉ số tiềm năng sinh học: - Mức sinh sản: Sinh sản nhiều cho nhiều cá thể con cái nhưng giai đoạn khác nhau có thể lại sống ở các điều kiện sinh thái khác nhau (ở Lưỡng cư: nòng nọc sống dưới nước, trưởng thành lên cạn). - Mức tử vong: mức tử vong khi còn non > trưởng thành - Tỷ lệ phụ thuộc = Mức tử vong / Mức sinh sản  Biến động số lượng: - Số lượng của loài dao động trong giới hạn (trừ khi có biến cố lớn) do vậy bảo đảm tồn tại. - Đào thải tự nhiên: các cá thể kém thích nghi bị đào thải luôn luôn tạo tính trạng thích nghi cao (ví dụ cá vỏ bọc, bảo vệ con non, chín sinh dục sớm…). Câu 9. Nêu cơ chế các hình thức chọn lọc tự nhiên, vai trò và cho ví dụ: 3 hình thức chọn lọc tự nhiên: 1. Chọn lọc bình ổn (ổn định) _Chọn lọc những cá thể mang tính trạng không có sự sai lệch quá mức với biểu hiện thuộc tính chung của quần thể. _ Tính trạng được biểu hiện bằng đường cong phân bố chuẩn: 16 f Đường biến thiên các cá thể được bảo tổn và để lại con cháu Vùng đào thải có điều kiện (cá thể tử vong khi đk 0 thuận lợi) Đường biến thiên của cá thể hoặc tính trạng có sai lệch thích hợp hoặc một phần thích hợp Vùng đào thải vô điều kiện (sai lệch lớn) Đường biến thiên toàn bộ cá thể X Vùng tác động của chọn lọc ổn _ Những cá thể có mức trung bình của tính trạng có tần suất lớn _ Những cá thể có sai lệch mức trung bình có tần số thấp dần _Những cá thể sai lệch quá nhiều bị đào thải. Chỉ có sai lệch nằm trong phạm vi mức phản ứng mới tồn tại. Ví dụ : Loài hoa thích nghi với thụ phấn nhờ côn trùng có kích thường tràng phù hợp với chiều dài vòi của sâu bọ nhất định. Hoa ko có tràng phù hợp bị đào thải, sâu bọ không có kích thước bộ phận lấy mật phù hợp bị đào thải. 2. Chọn lọc vận động( định hướng) _ Chọn lọc dẫn đến xuất hiện tính trạng thích nghi mới _ Điều kiện môi trường thay đổi có định hướng  Cá thể có tính trạng phù hợp sống sót. _ Cá thể có thay đổi ngược chiều bị đào thải. _ Vùng đào thải có điều kiện  bị đào thải khi điều kiện quá bất lợi, giữ lại một phần nếu điều kiện tương đối thuận lợi. 17 Vùng đào thải vô điều kiện Ví dụ: Sự tiêu giảm cánh của sâu bọ trên hải đảo. Quần đảo Kerguelen trong 8 loài ruồi  7 loài không có cánh. Đảo Madere trong số 550 loài cánh cứng  200 loài không bay được. Các loài thân thuộc với chúng trên đất liền đều bay được. 3. Chọn lọc phân cắt (tách li): _ Loại bỏ dạng trung gian, giữ lại hai kiểu ở biên. _ Điều kiện môi trường thay đổi trở nên không đồng nhất  cá thể mang đặc điểm trung gian đào thải, cá thể thích ứng theo từng vùng bị phân cắt thì tồn tại. Vùng bị đào thải 18 Ví dụ: Cá hồi sống ở biển vào mùa sinh sản bơi ngược dòng sông để đẻ trứng. Con đực to lớn khỏe mạnh được chọn lọc dể thụ tinh. Ngoài ra còn có con đực kích thước rất nhỏ cũng bơi ngược dòng theo con cái do dễ luồn lách và ẩn nấp giữa các tảng đá trên đầu nguồn. Con đực trung bình ít có khả năng thụ tinh so với hai loại trên. CÂU 10: Nêu các tiêu chuẩn về hình thái, sinh lí, sinh hóa, tiêu chuẩn sinh thái và tiêu chuẩn di truyền để phân biệt loài. TRẢ NHỜI NÀY: Mở bài Loài là một nhóm quần thể có những tính trạng chung về hình thái, sinh lý, có khu phân bố xác định, trong đó các cá thể có khả năng giao phối với nhau và được cách li sinh sản với những nhóm quần thể khác. Các nhà khoa học đưa ra một số tiêu chuẩn để phân biệt loài này với loài khác, trong đó có 4 tiêu chuẩn chính là: - Tiêu chuẩn hình thái Giữa 2 loài khác nhau có sự khác biệt về hình thái, tức là có sự gián đoạn hình thái, loại tính trạng quy định một đặc điểm hình thái ở loài này không có ở loài khác, điều này nghĩa là có sự đứt quãng về một tính trạng nào đó – sự đứt quãng đó phải đủ lớn (đủ đáng kể) để trở thành tiêu chuẩn phân chia loài. - Tiêu chuẩn địa lý – sinh thái Thân bài Trường hợp đơn giản là 2 loài thân thuộc chiếm 2 khu phân bố riêng biệt. Trường hợp phức tạp hơn là 2 loài thân thuộc có khu phân bố trùng nhau một phần hoặc trùng nhau hoàn toàn, trong đó mỗi loài thích nghi với những điều kiện sinh thái (hay ổ sinh thái) nhất định. Sự ngăn cách địa lý và sự ngăn cách ổ sinh thái trở thành tiêu chuẩn để phân chia các loài với nhau. - Tiêu chuẩn sinh lý – hoá sinh Dựa vào các đặc điểm sinh lý – hóa sinh bên trong cơ thể khác biệt nhau mà người ta phân biệt loài này với loài khác. Có thể coi đây là một tiêu chuẩn hình thái bên trong cơ thể. Ví dụ như dựa vào khả năng chịu nhiệt của protein của các loài, trình tự phân bố các axit amin trong prôtêin, mức độ giống và khác nhau giữa các chuỗi axit amin có đủ lớn hay không để phân chia loài này với loài khác. - Tiêu chuẩn di truyền Giữa 2 loài có sự cách li sinh sản với nhau, do đó dẫn đến cách li di truyền, biểu hiện ở nhiều mức độ là: cách li trước thụ tinh (tập tính khác nhau, thời gian thành thục sinh dục khác nhau) và cách li sau thụ tinh (chết phôi, con lai bất thụ) v.v.. 19 Kết luận Mỗi tiêu chuẩn nói trên chỉ có giá trị tương đối. Tuỳ mỗi nhóm sinh vật mà người ta vận dụng tiêu chuẩn này hay tiêu chuẩn kia là chủ yếu để phân biệt. Đối với vi khuẩn, tiêu chuẩn hoá sinh có ý nghĩa hàng đầu. Ở một số nhóm thực vật, động vật có thể dùng tiêu chuẩn hình thái là chính hoặc kết hợp tiêu chuẩn sinh lý tế bào, hoá sinh. Đối với các loài thực vật, động vật bậc cao phải đặc biệt chú ý tiêu chuẩn di truyền. Trong nhiều trường hợp phải phối hợp nhiều tiêu chuẩn mới có thể xác định chính xác.các loài thân thuộc. Câu 11: Nêu một số định nghĩa về loài và phân tích vai trò của các hình thức cách ly trong quá trình hình thành loài. Một số định nghĩa về loài (có 4 định nghĩa) - Theo K.M.Zavatski (1962) - Loài là dạng cơ bản tồn tại, là tổ chức đặc biệt của sinh giới trên mức cá thể, phạm vi chọn lọc tự nhiên, tự sinh sản, tồn tại lâu dài, là đơn vị tiến hóa Theo E.Mayr (1968) - Loài là hệ thống quần thế, giống nhau về hình thái, sinh lý và đặc điểm di truyền, biệt lập sinh sản với hệ thống khác có đặc điểm tương tự  Nhấn mạnh về cách ly sinh sản Theo A.V.lablocop (1977) - Loài là tổng thể cá thể, có các tính trạng chung, chiếm khu phân bố chung, thống nhất ở khả năng giao phối hữu thụ. Định nghĩa chung: Loài là một tập hợp các quần thể có những đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa, di truyền gióng nhau, phân bố ở một khu vực, có khả năng giao phối với nhau và cho thế hệ sau hữu thụ, tồn tại lâu dài, cách ly sinh sản với tập hợp quần thể khác có đặc điểm tương tự khác. 1. Các hình thức cách ly trong quá trình hình thành loài (3 hình thức) - Cách ly địa lý: Chướng ngại địa lý (núi cao, biển, hồ nước ..) gây cách ly và là cách ly tuyệt đối. Những nhóm loài không có điều kiện tiếp xúc với nhau nên không xảy ra giao phối dẫn đến cách ly sinh sản. Từ đó làm cho loài phân hóa và thành loài mới dưới tác động của CLTN. Chướng ngại địa lý đã tạo ra những loài đặc hữu. 20