Bài tập sinh học ôn luyện theo Level
PreviewI. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM A. Học thuyết tiến hóa của Lacmac 1. Quan niệm tiến hóa: Tiến hóa là sự phát triền có kế thừa lịch sử theo hướng từ đơn giản đến phức tạp. 2. Nguyên nhân tiến hóa: Do tác dụng của ngoại cảnh, tập quán hoạt động của động vật. 3. Cơ chế: Là sự di truyền và tích lũy những biến đổi trong đời cá thể do tác dụng trực tiếp của ngoại cảnh hay tập quán hoạt động qua các thế hệ đã tạo nên những biến đổi sâu sắc trên cơ thể sinh vật. 4. Sự hình thành đặc điểm thích nghi: Là kết quả của quá trình tích lũy những biến đổi đã thu được do tập quán hoạt động. Mọi sinh vật đều phản ứng như nhau trước điều kiện ngoại cảnh mới. Ngoại cảnh thay đổi chậm chạp nên sinh vật kịp thời thích nghi, có khả năng phản ứng phù hợp với những biến đổi của điều kiện sống nên không bị đào thải. 5. Hình thành loài mới: Loài mới được hình thành 1 cách từ từ liên tục qua nhiều dạng trung gian tương ứng với sự thay đổi của ngoại cảnh và trong lịch sử tiến hóa, không có loài nào bị đào thải. 6. Chiều hướng tiến hóa: nâng cao dần trình độ tổ chức của cơ thể từ đơn giản đến phức tạp. 7. Đánh giá chung: a. Cống hiến: - Là người đầu tiên chứng minh được sinh vật và cả loài người là sản phẩm của quá trình biến đổi liên tục từ đơn giản đến phức tạp, nghĩa là tiến hóa là sự phát triển có tính kế thừa lịch sử. - Nêu cao vai trò ngoại cảnh và ngoại cảnh làm sinh vật biến đổi, đánh vào quan điểm bất biến: mọi sinh vật sinh ra và không biến đổi. b. Hạn chế: - Chưa phân biệt được biến dị di truyền và không di truyền, chưa hiểu nguyên nhân, cơ chế di truyền biến dị: ông cho rằng mọi biến đổi trên cơ thể sinh vật đều di truyền được. - Chưa giải thích thành công sự hình thành các đặc điểm thích nghi và hình thành loài mới vì ông cho rằng, sinh vật chủ động thích nghi với môi trường, không có loài nào bị tiêu diệt, chúng chỉ chuyển đổi từ loài này sang loài khác. - Chưa giải thích được chiều hướng tiến hóa từ đơn giản đến phức tạp như thế nào. B. Một số khái niệm: 1. Biến đổi cá thể: - Là những biến đổi trên cơ thể sinh vật xuất hiện 1 cách đồng loạt theo 1 hướng xác định tương ứng với điều kiện ngoại cảnh. - Đặc điểm: Biến đổi cá thể dưới tác dụng trực tiếp của ngoại cảnh hay tập quán hoạt động của động vật ít có ý nghĩa trong chọn giống và tiến hóa. 2. Biến dị cá thể: - Là những đặc điểm sai khác giữa các cá thể trong cùng 1 loài, phát sinh trong quá trình sinh sản. - Đặc điểm: Biến dị cá thể xuất hiện ở từng cá thể riêng lẻ theo những hướng không xác định, là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho chọn giống và tiến hóa. 3. Di truyền: - Phần lớn các biến dị phát sinh trong quá trình sinh sản đều được di truyền cho thế hệ sau. - Di truyền là cơ sở tích lũy những biến dị nhỏ thành biến đổi lớn trên cơ thể sinh vật. 4. Chọn lọc nhân tạo - Nguyên liệu: Các biến dị xuất hiện trong quần thể vật nuôi, cây trồng. - Đối tượng: Chủ yếu là vật nuôi, cây trồng. - Nội dung: Chọn lọc nhân tạo là quá trình gồm 2 mặt song song: + Đào thải biến dị bất lợi cho con người. + Tích lũy những biến dị có lợi, phù hợp với mục tiêu sản xuất của con người. - Động lực: Do nhu cầu về kinh tế và thị hiếu phức tap luôn thay đổi của con người. - Kết quả: Tạo ra trong phạm vi của từng loài rất nhiều giống vật nuôi và cây trồng thích nghi cao độ với nhu cầu của con người. - Thời gian: chọn lọc nhân tạo diễn ra nhanh hay chậm, dài hay ngắn tùy thuộc vào mục tiêu, lợi ích của con người. - Vai trò: chọn lọc nhân tạo là nhân tố chính quyết định chiều hướng và tốc độ biến đổi của các giống vật nuôi, cây trồng. 5. Chọn lọc tự nhiên - Nguyên liệu: Các biến dị có lợi hoặc bất lợi cho sinh vật. - Đối tượng: tất cả các cá thể sinh vật. Thực chất của chọn lọc tự nhiên là sự phân hóa khả năng sống sót và sinh sản của các cá thể khác nhau trong loài. - Nội dung: là quá trình gồm 2 mặt song song: + Đào thải những biến dị bất lợi cho sinh vật. + Tích lũy những biến dị có lợi cho sinh vật. - Động lực: Do đấu tranh sinh tồn của cá thể sinh vật - Kết quả: Dẫn đến sự tồn tại những sinh vật thích nghi nhất, hoàn thiện dần các đặc điểm thích nghi, đồng thời nâng cao dần trình độ tổ chức của cơ thể dẫn đến hình thành loài mới, làm cho sinh vật ngày càng đa dạng, phong phú. - Thời gian: Chọn lọc tự nhiên diễn ra lâu dài, liên tục từ khi có mầm mống sự sống trên trái đất. - Vai trò: Chọn lọc tự nhiên là nhân tố chính trong quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi trên cơ thể sinh vật cũng như quá trình hình thành loài mới. C. Học thuyết Đac- uyn 1. Quan niệm tiến hóa: Tiến hóa là quá trình hình thành loài mới từ 1 tổ tiên chung dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên theo con đường phân ly tính trạng. 2. Nguyên nhân tiến hóa: Chọn lọc tự nhiên tác động thông qua các đặc tính di truyền và biến dị của sinh vật. 3. Cơ chế tiến hóa: Sự tích lũy các biến dị có lợi, đào thải các biến dị có hại dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên. 4. Hình thành đặc điểm thích nghi: sự tích lũy các biến dị có lợi dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên, chọn lọc tự nhiên đã đào thải những dạng kém thích nghi, bảo tồn những dạng thích nghi với điều kiện sống. 5. Hình thành loài mới: Loài mới được hình thành từn những dạng trung gian dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên trên quy mô lớn, thời gian lịch sử lâu dài theo con đường phân li tính trạng, xuất phát từ 1 nguồn gốc chung. 6. Chiều hướng tiến hóa: Dưới tác dụng của các nhân tố tiến hóa, sinh giới đã tiến hóa theo 3 chiều hướng cơ bản: ngày càng đa dạng và phong phú, tổ chức ngày càng cao, thích nghi ngày càng hợp lí. 7. Đánh giá chung: a. Cống hiến: - Đac-uyn đã giải thích được đặc điểm thích nghi của sinh vật là kết quả của quá trình chọn lọc những -biến dị có lợi, đào thải những biến dị có hại, kém thích nghi. - Qua những luận điểm về nguồn gốc thống nhất giữa các loài đã chứng minh được sinh giới ngày nay tuy đa dạng nhưng là kết quả của quá trình tiến hóa từ 1 nguồn gốc chung [tổ tiên] ban đầu. b. Hạn chế: Chưa phân biệt được biến dị di truyền và biến dị không di truyền, chưa hiểu được nguyên nhân, cơ chế di truyền của các biến dị, chưa hiểu rõ cơ chế tác dụng của ngoại cảnh và cơ chế chọn lọc tự nhiên. II. CÁC DẠNG BÀI TẬP Bài 1: Trình bày nội dung cơ bản và đánh giá về học thuyết tiến hóa của Lamac. Hướng dẫn giải 1] Nội dung + Theo Lamac, sinh giới đa dạng và thích nghi với môi trường do tác động của 2 loại nhân tố: ngoại cảnh và xu hướng nâng cao mức tổ chức cơ thể. + Ngoại cảnh không đồng nhất và thường xuyên thay đổi là nguyên nhân làm cho các loài biến đổi từ từ và liên tục. Những biến đổi nhỏ được tích lũy qua thời gian dài tạo ra những biến đổi sâu sắc trên cơ thể sinh vật. + Lamac cho rằng những biến đổi do tác dụng ngoại cảnh hay do tập quán hoạt động của động vật đều di truyền được và tích lũy dần, hình thành mọi đặc điểm thích nghi của sinh vật. Như vậy, tiến hóa không đơn thuần là sự biến đổi mà là sự kế thừa lịch sử. Sự nâng cao dần trình độ tổ chức cơ thể từ đơn giản đến phức tạp, là dấu hiệu chủ yếu của tiến hóa. 2] Đánh giá học thuyết Lamac a] Cống hiến: Ông là người đầu tiên đưa ra lí luận về tiến hóa, cho rằng loài có biến đổi. Mặt khác thấy được tác dụng của ngoại cảnh đối với sự tiến hóa sinh vật. b] Tồn tại: Do hạn chế của trình độ khoa học đương thời, ông cho rằng các biến đổi do ngoại cảnh [nay gọi là thường biến] di truyền được cho thế hệ sau, cũng do vậy Lamac chưa thành công trong việc giải thích sự hình thành đặc điểm thích nghi của sinh vật. - Ông cho rằng môi trường sống biến đổi rất chậm nên sinh vật kịp biến đổi theo, trong lịch sử tiến hóa của sinh giới, không có loài nào bị đào thải. Bài 2: Dựa vào quan niệm của Đacuyn. Hãy giải thích tại sao nói chọn lọc tự nhiên là quá trình thúc đẩy sinh giới tiến hóa theo hướng đa dạng và thích nghi với môi trường sống? Hướng dẫn giải 1] Động lực chọn lọc tự nhiên [nguyên nhân]: Do sinh vật phải đấu tranh sinh tồn với nhân tố chọn lọc là môi trường sống. 2] Cơ sở của chọn lọc tự nhiên: Dựa vào tính biến dị và di truyền của sinh vật: a] Tính biến dị: Các biến dị cá thể là nguồn nguyên liệu cung cấp cho quá trình chọn lọc. b] Tính di truyền: Qua sinh sản, các biến bị có lợi với bản thân sinh vật được bảo tồn, tích lũy qua các thế hệ. 3] Nội dung quá trình chọn lọc tự nhiên: [Thực chất của chọn lọc tự nhiên] là quá trình gồm 2 mặt được tiến hành song song nhau: + Đào thải các cá thể mang biến dị có hại. + Tích lũy các cá thể mang biến dị có lợi. 4] Kết quả chọn lọc tự nhiên: a] Hình thành mọi đặc điểm thích nghi của sinh vật đối với môi trường sống: Chọn lọc tự nhiên tác động thông qua đặc tính biến dị và di truyền đã là nhân tố chính trong quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi trên cơ thể sinh vật. Biến dị + Di truyền + Chọn lọc tự nhiên = Thích nghi b] Hình thành tính đa dạng: Theo Đacuyn loài mới được hình thành dần dần qua nhiều dạng trung gian, dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên theo con phân li tính trạng. + Nguyên nhân phân li tính trạng: Chọn lọc tự nhiên xảy ra trên qui mô rộng lớn, qua thời gian lịch sử lâu dài. + Kết quả phân li tính trạng: Hình thành loài mới. Biến dị + Di truyền + Chọn lọc tự nhiên + Phân li tính trạng = Đa dạng
Biến dị di truyền cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa gồm biến dị tổ hợp và đột biến [đột biến gen và đột biến NST].
Quá trình giao phối ngẫu nhiên: Phát tán các biến dị trong quần thể và làm phong phú thêm vốn gen của quần thể. Tuy nhiên, giao phối ngẫu nhiên không phải là nhân tố tiến hóa vì nó không làm thay đổi thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể.
Quá trình tác động của chọn lọc tự nhiên: Tác động trực tiếp lên kiểu hình, sàng lọc các kiểu hình có lợi phù hợp với môi trường, biến thiên kiểu gen của quần thể từ đó làm thay đổi vốn gen của quần thể.
Quần thể - đơn vị tiến hóa cơ sở có các đặc điểm:
Theo Timôphêep Rixôpxki, đơn vị tiến hóa cơ sở phải thỏa mãn 3 điều kiện:
- Có tính toàn vẹn trong không gian và thời gian.
- Biến đổi cấu trúc di truyền qua các thế hệ.
- Tồn tại thực trong tự nhiên.
LƯU Ý Quần thể là đơn vị tiến hóa cơ sở, vì: - Quần thể là đơn vị tổ chức tự nhiên. - Quần thể là đơn vị sinh sản nhỏ nhất. - Quần thể là nơi diễn ra quá trình tiến hóa nhỏ. |
2. Các nhân tố tiến hóa
a. Đột biếnVai trò của quá trình đột biến trong tiến hóa
+ Đột biến là nguồn nguyên liệu sơ cấp của tiến hóa. Quá trình phát sinh đột biến đã gây ra một áp lực làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể. Áp lực của quá trình đột biến biểu hiện ở tốc độ biến đổi tần số tương đối của alen bị đột biến. Tần số đột biến với từng gen thường rất thấp và đột biến có tính thuận nghịch nên áp lực của quá trình đột biến là không đáng kể, nhất là đối với các quần thể lớn.
+ Vai trò chính của quá trình đột biến là tạo ra nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hóa. Đột biến gây ra những biến dị di truyền ở các đặc tính hình thái, sinh lý, hóa sinh, tập tính sinh học, gây ra những sai khác nhỏ hoặc những biến đổi lớn của cơ thể.
Đột biến là nguồn nguyên liệu của tiến hóa
Tuy đột biến thường có hại nhưng phần lớn alen đột biến là alen lặn. Ban đầu alen lặn thường tồn tại ở thể dị hợp nên không biểu hiện ở kiểu hình. Qua quá trình giao phối, alen lặn có thể đi vào thể đồng hợp và được biểu hiện. Giá trị thích nghi của thể đột biến phụ thuộc môi trường sống và tổ hợp đột biến.
Giá trị thích nghi của thể đột biến có thể thay đổi khi môi trường sống thay đổi
+ Phần lớn các đột biến tự nhiên là có hại cho cơ thể vì chúng phá vỡ mối quan hệ hài hòa trong kiểu gen, trong nội bộ cơ thể, giữa cơ thể với môi trường được hình thành qua chọn lọc tự nhiên lâu đời. Trong môi trường quen thuộc, thể đột biến thường tỏ ra có sức sống kém hoặc kém thích nghi so với dạng gốc. Nhưng đặt vào điều kiện mới, nó có thể tỏ ra thích nghi hơn, có sức sống cao hơn.
+ Bài tập: Ruồi mang đột biến kháng DDT sinh trưởng chậm trong môi trường bình thường, nhưng lại sinh trưởng nhanh trong môi trường có DDT.
Giá trị thích nghi của thể đột biến có thể thay đổi tùy tổ hợp đột biến
+ Một đột biến nằm trong tổ hợp này là có hại nhưng đặt trong sự tương tác với các gen trong một tổ hợp khác nó có thể trở nên có lợi.
+ Bài tập: Sâu bọ có màu sắc sặc sỡ là các thể đột biến thường nổi bật trên nền lá xanh so với sâu màu xanh. Chúng thường có mùi hôi, nọc độc gây nguy hiểm cho chim ăn sâu. Nhờ có màu sắc sặc sỡ nên chúng kịp báo hiệu cho các loài chim tránh tấn công chúng. Như vậy màu sắc sặc sỡ trở thành đặc điểm thích nghi theo hướng "báo hiệu".
Đột biến gen là nguồn nguyên liệu chủ yếu vì:
Đột biến được xem là nguồn nguyên liệu của quá trình tiến hóa, nhưng trong đó đột biến gen là nguồn nguyên liệu chủ yếu, vì so với đột biến NST thì:
+ Đột biến gen phổ biến hơn. Tuy tần số đột biến của từng gen là thấp, nhưng tần số đột biến chung của tất cả các gen trong mỗi quần thể là khá lớn, do ở mỗi loài có hàng vạn gen khác nhau.
+ Đột biến gen ít ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức sống và sự sinh sản của cơ thể.
LƯU Ý Các nghiên cứu thực nghiệm chứng tỏ các nòi, các loài phân biệt nhau thường không phải bằng một vài đột biến lớn mà bằng sự tích lũy nhiều đột biến nhỏ. |
Sự lan truyền gen từ quần thể này sang quần thể khác được gọi là di - nhập gen hay dòng gen.
Vai trò của di - nhập gen đối với tiến hóa
+ Di nhập gen là nhân tố làm thay đổi vốn gen của quần thể. Các cá thể nhập cư mang đến những alen mới hoàn toàn mà trước đó quần thể không có làm phong phú vốn gen của quần thể nhận.
+ Đây cũng là nhân tố làm thay đổi tần số alen của quần thể nhưng không theo một chiều hướng xác định. Di - nhập gen có thể chỉ làm tăng hay giảm tần số alen vốn có sẵn trong quần thể. Mức độ ảnh hưởng của nhân tố này đến tần số alen phụ thuộc vào số lượng cá thể ra hoặc vào quần thể. Di nhập gen cũng có thể biểu hiện dưới hình thức đơn giản như truyền hạt phấn nhờ sâu bọ hoặc gió giữa các quần thể thực vật.
STUDY TIP Di - nhập gen còn được gọi là dòng gen nhằm chỉ sự trao đổi gen giữa các quần thể. |
Kích thước quần thể giảm mạnh thì tần số alen thay đổi nhanh chóng: Kích thước quần thể giảm mạnh tức là số lượng cá thể của quần thể là rất ít thì các yếu tố ngẫu nhiên có thể làm thay đổi tần số alen và tần số
kiểu gen một cách nhanh chóng. Một alen nào đó dù có lợi có thể nhanh chóng bị loại bỏ khỏi quần thể, ngược lại, gen có hại lại có thể trở nên phổ biến trong quần thể.
d. Giao phối không ngẫu nhiên- Vai trò của giao phối không ngẫu nhiên và giao phối ngẫu nhiên đối với tiến hóa:
Giao phối không ngẫu nhiên [tự phối, tự thụ phấn, giao phối cận huyết và giao phối có lựa chọn] không làm thay đổi tần số alen nhưng làm thay đổi tần số kiểu gen của quần thể theo hướng làm tăng tần số kiểu gen đồng hợp, giảm tần số kiểu gen dị hợp. Do vậy, giao phối không ngẫu nhiên làm giảm sự đa dạng di truyền của quần thể. Tuy nhiên giao phối không ngẫu nhiên là nhân tố tiến hóa.
Quá trình giao phối ngẫu nhiên [ngẫu phối] có vai trò cung cấp nguồn nguyên liệu thứ cấp là biến dị tổ hợp cho tiến hóa. Ngẫu phối còn làm trung hòa tính có hại của đột biến và góp phần tạo ra những tổ hợp gen thích nghi. Tuy vậy, ngẫu phối không phải là nhân tố của quá trình tiến hóa, vì ngẫu phối tạo ra trạng thái cân bằng di truyền của quần thể, trong đó tần số alen và tần số kiêu gen của quần thể đều không thay đổi.
- Quần thể ngẫu phối giúp cung cấp biến dị di truyền
+ Mỗi quần thể có số gen rất lớn, nên tần số đột biến chung của tất cả các gen trong mỗi quần thể là khá lớn.
+ Ngẫu phối làm cho đột biến được phát tán trong quần thể tạo ra sự đa hình về kiểu gen và kiểu hình, hình thành nên vô số biến dị tổ hợp.
LƯU Ý Hai quá trình đột biến và ngẫu phối đã tạo cho quần thể trở thành một kho biến dị di truyền vô cùng phong phú. Sự tiến hóa không chỉ sử dụng các đột biến mới xuất hiện mà còn huy động kho dự trữ các gen đột biến đã phát sinh từ lâu nhung tiềm ẩn ở trạng thái dị hợp. |
Tác động của CLTN theo quan niệm hiện đại
+ Tác động chủ yếu của CLTN là sự phân hóa khả năng sinh sản của những kiểu gen khác nhau trong quần thể, làm cho tần số tương đối của các alen trong môi gen biến đổi theo hướng xác định và các quần thể có vốn gen thích nghi hơn sẽ thay thế những quần thể kém thích nghi.
+ Chọn lọc tự nhiên không những là nhân tố quy định nhịp điệu biến đổi thành phần kiểu gen của quần thể mà còn định hướng quá trình tiến hóa thông qua các hình thức chọn lọc: ổn định, vận động và phân hóa.
Các alen trội bị tác động của chọn lọc nhanh hơn các alen lặn
Ở các sinh vật lưỡng bội, các alen trội chịu tác động chọn lọc nhanh hơn nhiều so với các alen lặn vì alen trội ở thể đồng hợp hay dị hợp đều biểu hiện thành kiểu hình, trong khi đó alen lặn ở trạng thái dị hợp không biểu hiện kiểu hình. Do chọn lọc tác động vào kiểu gen hay alen thông qua tác động vào kiểu hình nên toàn bộ các alen trội có hại đều bị đào thải.
Chọn lọc tự nhiên là nhân tố chính của quá trình tiến hóa
+ Trong một quần thể đa hình thì chọn lọc tự nhiên đảm bảo sự sống sót và sinh sản ưu thế của những cá thể mang nhiều đặc điểm có lợi hơn. Chọn lọc tự nhiên tác động trực tiếp lên kiểu hình của cá thể qua nhiều thế hệ dẫn tới hệ quả là chọn lọc kiểu gen. Điều này khẳng định vai trò của thường biến trong quá trình tiến hóa.
+ Chọn lọc tự nhiên là nhân tố quy định chiều hướng và nhịp điệu thay đổi tần số tương đối của các alen, tạo ra những tổ hợp gen đảm bảo sự thích nghi với môi trường, là nhân tố định hướng quá trình tiến hóa.
Chọn lọc tự nhiên làm cho tần số của các alen biến đổi theo hướng xác định. Dưới tác động cùa chọn lọc tự nhiên, tần số của các alen có lợi được tăng lên trong quần thể. Bài tập: Nếu những cá thể mang kiểu hình của alen A tỏ ra thích nghi hơn những cá thể mang kiểu hình của alen a thì dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên tần số của alen A ngày càng tăng, trái lại tần số của alen a ngày càng giảm.
Áp lực của chọn lọc tự nhiên lớn hơn nhiều so với áp lực của quá trình đột biến, chẳng hạn để giảm tần số ban đầu của một alen đi một nua dưới tác động của chọn lọc tự nhiên chỉ cần số ít thế hệ.