Bài 47. Cơ chế tiến hoá
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 47. CƠ CHẾ TIẾN HOÁ
Mở đầu
Câu hỏi
Thế giới sinh vật trên Trái Đất rất đa dạng và phong phú, đồng thời mỗi sinh vật lại thích nghi hợp lí với đời sống của nó. Đây là kết quả của quá trình tiến hóa lâu dài, mất hàng triệu năm, trải qua hàng trăm ngàn thế hệ sinh sản. Vậy cơ chế tiến hóa để hình thành thế giới sinh vật ngày nay như thế nào?
Cơ chế tiến hóa để hình thành thế giới sinh vật ngày nay là sự thay đổi vốn gene của quần thể qua thời gian dưới tác động của các nhân tố tiến hóa cơ bản dẫn đến hình thành loài mới và sau đó là các đơn vị phân loại trên loài.
1. Quan điểm của lamarck về cơ chế tiến hóa
1.1.Quan điểm
Jean-Baptiste Lamarck, một trong những nhà sinh học đầu tiên đề xuất lý thuyết về tiến hóa, đã phát triển một lý thuyết nổi tiếng nhưng khác biệt với lý thuyết của Charles Darwin về chọn lọc tự nhiên. Quan điểm của Lamarck về cơ chế tiến hóa được biết đến chủ yếu qua hai nguyên lý chính: 1. Nguyên lý Sử dụng và Không sử dụng Sử dụng và Phát triển: Lamarck tin rằng các cơ quan hoặc bộ phận của sinh vật có thể phát triển và thay đổi khi chúng được sử dụng nhiều hơn. Ví dụ, ông cho rằng nếu một cơ quan hoặc bộ phận được sử dụng thường xuyên, nó sẽ phát triển mạnh mẽ và trở nên phức tạp hơn. Ví dụ: Lamarck cho rằng cổ dài của hươu cao cổ là kết quả của việc các tổ tiên của nó kéo dài cổ để ăn lá trên cao, và sự kéo dài này đã được phát triển qua nhiều thế hệ.
1.2.Quan điểm ( tiếp )
Không sử dụng và Co rút: Ngược lại, các cơ quan hoặc bộ phận không được sử dụng sẽ dần dần co lại và trở nên kém phát triển. Theo quan điểm của Lamarck, sự không sử dụng làm cho các đặc điểm trở nên đơn giản hơn và thậm chí có thể biến mất theo thời gian.
2. Di truyền các Đặc điểm Đạt được Di truyền Các Đặc điểm: Lamarck cho rằng các đặc điểm phát sinh do sự thay đổi trong quá trình sống và hoạt động của sinh vật có thể được truyền lại cho thế hệ sau. Điều này có nghĩa là các đặc điểm mới, phát sinh từ sự thay đổi trong suốt cuộc đời của sinh vật, sẽ được di truyền cho con cái. Ví dụ: Nếu một con vật phát triển một đặc điểm mới do điều kiện môi trường, Lamarck cho rằng đặc điểm đó sẽ được truyền lại cho con cháu của nó.
1.3.Tầm quan trọng
Ảnh hưởng: Quan điểm của Lamarck đã ảnh hưởng sâu rộng đến việc phát triển lý thuyết tiến hóa, dù không được chấp nhận rộng rãi sau khi lý thuyết chọn lọc tự nhiên của Darwin trở nên nổi bật. Tuy nhiên, những ý tưởng của Lamarck về sự thích nghi và sự thay đổi của loài vẫn là nền tảng quan trọng trong việc hiểu sự tiến hóa. Những Đóng góp: Mặc dù lý thuyết của Lamarck đã bị bác bỏ trong nhiều khía cạnh, nó đã mở đường cho việc nghiên cứu các cơ chế tiến hóa và ảnh hưởng của môi trường đến sự phát triển của sinh vật. Các nghiên cứu hiện đại về di truyền học và epigenetics đã khám phá một số khía cạnh có thể tương đồng với quan điểm của Lamarck, mặc dù cơ chế chính thức của tiến hóa hiện đại chủ yếu dựa vào lý thuyết chọn lọc tự nhiên và di truyền học.
1.4.Hình thành kiến thức mới 1
Quan sát Hình 47.1, đọc thông tin trong bài và cho biết theo quan điểm của Lamarck, yếu tố chính giúp thế hệ con cháu của loài hươu cao cổ có cổ cao là gì.
Theo quan điểm của Lamarck, yếu tố chính giúp thế hệ con cháu của loài hươu cao cổ có cổ cao là do điều kiện sống thay đổi chậm chạp (dưới thấp không còn lá cây), hươu chủ động vươn dài cổ để thích nghi.
Ảnh
1.5.Hình thành kiến thức mới 2
Điểm nào chưa đúng trong quan điểm của Lamarck khi giải thích để sự hình thành đặc điểm thích nghi của hươu cao cổ?
Điểm chưa đúng trong quan điểm của Lamarck khi giải thích để sự hình thành đặc điểm thích nghi của hươu cao cổ là: - Lamarck cho rằng sự thay đổi một cách chậm chạp và liên tục của môi trường sống là nguyên nhân phát sinh các loài mới từ một loài tổ tiên ban đầu. - Lamarck cho rằng mọi biến đổi trên cơ thể sinh vật đều được di truyền và tích lũy. - Lamarck cho rằng sinh vật luôn có khả năng chủ động thích ứng với sự thay đổi của môi trường bằng cách thay đổi tập quán hoạt động của các cơ quan, do đó không có loài nào bị đào thải.
2. Quan điểm của darwin về cơ chế tiến hóa
2.1.Lý thuyết
1. Nguyên lý của Chọn lọc Tự nhiên Đa dạng Di truyền: Trong bất kỳ quần thể nào, có sự đa dạng về đặc điểm di truyền giữa các cá thể. Những sự khác biệt này có thể là về hình dạng, kích thước, màu sắc, hoặc các đặc điểm khác. Cạnh tranh và Sự sống còn: Do các nguồn tài nguyên hạn chế (như thức ăn, chỗ ở), có sự cạnh tranh giữa các cá thể. Không phải tất cả các cá thể đều sống sót hoặc sinh sản thành công. Sự Chọn lọc Tự nhiên: Các cá thể có đặc điểm giúp chúng thích nghi tốt hơn với môi trường sống của chúng có khả năng sống sót và sinh sản cao hơn. Những cá thể này có khả năng truyền lại các đặc điểm thuận lợi của chúng cho thế hệ sau. Di truyền và Tích lũy: Những đặc điểm thuận lợi sẽ được truyền lại cho thế hệ tiếp theo và sẽ trở nên phổ biến hơn trong quần thể. Quá trình này lặp đi lặp lại qua nhiều thế hệ, dẫn đến sự tích lũy các đặc điểm có lợi và sự thay đổi dần dần trong quần thể.
2.2.Nguyên lý của biến thể và thích nghi
Nguyên lý của Biến thể và Thích nghi Biến thể: Darwin nhấn mạnh rằng sự biến thể giữa các cá thể trong một quần thể là nguyên liệu cho sự chọn lọc tự nhiên. Biến thể có thể đến từ đột biến gen, giao phối, và các cơ chế di truyền khác. Thích nghi: Sự tiến hóa thông qua chọn lọc tự nhiên dẫn đến sự phát triển các đặc điểm giúp sinh vật thích nghi với môi trường sống của chúng. Những đặc điểm này giúp sinh vật có khả năng sống sót và sinh sản tốt hơn trong môi trường cụ thể của chúng.
2.3.Hình thành kiến thức mới 3
Quan sát Hình 47.2 và đọc thông tin trong bài, hãy cho biết: a) Yếu tố nào tác động đến sự hình thành nhiều hình dạng mỏ khác nhau của chim? b) Cơ chế nào giúp hình thành nhiều loài chim sẻ khác nhau từ một tổ tiên chung?
Ảnh
Ảnh
a) Yếu tố tác động đến sự hình thành nhiều hình dạng mỏ khác nhau của chim là loại thức ăn khác nhau. b) Cơ chế giúp hình thành nhiều loài chim sẻ khác nhau từ một tổ tiên chung chính là chọn lọc tự nhiên tác động thông qua đặc tính biến dị di truyền theo nhiều hướng khác nhau: Từ một loài tổ tiên được phân chia thành nhiều quần thể, mỗi quần thể được chọn lọc theo một điều kiện sống nhất định (loại thức ăn khác nhau). Trải qua nhiều thế hệ, các quần thể của loài này tiến hóa thành nhiều loài mới có hình dạng và kích thước mỏ khác nhau.
2.4.Hình thành kiến thức mới 4
Trình bày quan điểm của Darwin về nguồn gốc các loài.
Quan điểm của Darwin về nguồn gốc các loài là: Các loài được hình thành từ tổ tiên chung thông qua việc tích lũy dần các tính trạng thích nghi.
2.5.Luyện tập
Hãy giải thích sự hình thành màu xanh cơ thể của sâu ăn lá theo quan điểm của Darwin.
Sự hình thành đặc điểm thích nghi màu xanh lục ở các loài sâu ăn lá theo Darwin: - Quá trình sinh sản đã phát sinh nhiều biến dị sai khác về màu sắc cơ thể của loài sâu ăn lá trong đó có biến dị quy định cơ thể có màu xanh. - Những cá thể sâu ăn lá mang biến dị quy định cơ thể có màu xanh có khả năng ngụy trang tốt hơn nên tránh được sự tấn công của chim ăn sâu (được chọn lọc tự nhiên giữ lại). Nhờ đó, những cá thể sâu ăn lá này có khả năng sống sót và sinh sản vượt trội so với những cá thể sâu ăn lá mang biến dị quy định cơ thể có màu khác. - Qua nhiều thế hệ, kết quả hình thành quần thể sâu ăn lá có màu xanh.
3. Thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại
3.1.Lý thuyết
Thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại, còn được gọi là "synthetic theory of evolution" hoặc "modern synthesis," là một mở rộng và kết hợp của lý thuyết tiến hóa của Charles Darwin với các phát hiện từ di truyền học, sinh thái học, và các lĩnh vực khác. Thuyết này được phát triển trong những năm đầu thế kỷ 20 và tiếp tục được cập nhật với các khám phá khoa học mới. Thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại là một sự kết hợp tinh vi giữa các nguyên lý của tiến hóa cổ điển và những hiểu biết mới từ di truyền học và sinh thái học, cung cấp một cái nhìn sâu sắc hơn về cách mà sự sống phát triển và thay đổi qua thời gian.
3.2.Hình thành kiến thức mới 5
Quan sát Hình 47.3 và đọc thông tin trong bài, em hãy cho biết cơ chế tạo ra sự đa dạng về kiểu hình ở loài bọ rùa.
Ảnh
Cơ chế tạo ra sự đa dạng về kiểu hình ở loài bọ rùa là đột biến và giao phối: Quá trình đột biến tạo ra các allele mới làm nguồn nguyên liệu cho tiến hóa. Quá trình giao phối giúp tổ hợp các đột biến trong quần thể, hình thành các kiểu gene mới, tạo nên sự đa dạng về kiểu hình của các cá thể trong quần thể.
3.3.Luyện tập
Hãy nêu vai trò của biến dị di truyền đối với quá trình tiến hóa.
Vai trò của biến dị di truyền đối với quá trình tiến hóa: Biến dị di truyền là nguồn nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên.
3.4.Hình thành kiến thức mới 6
Các nhân tố tiến hóa gồm: đột biến, di – nhập gene, yếu tố ngẫu nhiên, giao phối không ngẫu nhiên và chọn lọc tự nhiên tác động làm thay đổi thành phần nào của quần thể?
Các nhân tố tiến hóa gồm: đột biến, di – nhập gene, yếu tố ngẫu nhiên, giao phối không ngẫu nhiên và chọn lọc tự nhiên tác động làm thay đổi thành phần kiểu gene và tần số allele của quần thể.
3.5.Luyện tập
Hãy lấy các ví dụ về sự di cư ở một số loài động vật. Theo em, hiện tượng phát tán hạt phấn của thực vật có phải là hiện tượng di nhập gene không?
- Ví dụ về sự di cư ở một số loài động vật: + Vào mùa đông, chim én di cư về phương nam để tránh rét. + Cá chình di cư theo dòng chảy từ vùng nước ngọt ra biển để đẻ trứng. - Hiện tượng phát tán hạt phấn của thực vật là hiện tượng di nhập gene. Đây là phương thức lan truyền gene từ quần thể này sang quần thể khác chủ yếu của thực vật.
3.6.Hình thành kiến thức mới 7
Sự hình thành các nhóm phân loại trên loài được tiến hóa chủ yếu theo hướng nào? Cho ví dụ.
- Sự hình thành các nhóm phân loại trên loài được tiến hóa chủ yếu theo hướng phân li tính trạng, cấu tạo cơ thể ngày càng phức tạp. - Ví dụ: + Tiến hóa theo hướng phân li tính trạng: Từ nguyên sinh vật đơn bào, chọn lọc tự nhiên đã tác động theo nhiều hướng khác nhau về cấu tạo cơ thể, phương thức dinh dưỡng, khả năng di chuyển,… để hình thành nên các sinh vật thuộc 3 giới là nấm, động vật và thực vật.
3.7.Vận dụng
Vận dụng thuyết tiến hóa hiện đại để giải thích hiện tượng kháng thuốc ở vi khuẩn. Hãy phân tích các hạn chế của Darwin khi giải thích hiện tượng kháng thuốc này.
- Giải thích hiện tượng kháng thuốc ở vi khuẩn theo thuyết tiến hóa hiện đại: Trong quá trình vi khuẩn kí sinh trong cơ thể, có nhiều đột biến được phát sinh, trong đó có đột biến tạo thành allele quy định tính kháng thuốc. Khi bệnh nhân uống thuốc kháng sinh (môi trường trong cơ thể xuất hiện hoạt chất của thuốc kháng sinh), chọn lọc tự nhiên tác động theo hướng giữ lại các vi khuẩn mang allele quy định tính kháng thuốc và đào thải các vi khuẩn không mang allele quy định tính kháng thuốc. Qua thời gian, các vi khuẩn mang allele quy định tính kháng thuốc được sống sót, sinh sản và chiếm ưu thế (hiện tượng nhờn thuốc).
Ảnh
- Các hạn chế của Darwin khi giải thích hiện tượng kháng thuốc: + Theo thuyết tiến hóa hiện đại, tính kháng thuốc ở vi khuẩn do đột biến tạo thành allele quy định tính kháng thuốc. Nhưng Darwin thì chưa giải thích được nguyên nhân xuất hiện biến dị tính kháng thuốc, ông chỉ gọi chung là biến dị cá thể. + Darwin cũng chưa làm rõ được cơ chế di truyền của biến dị quy định tính kháng thuốc trong khi thuyết tiến hóa hiện đại cho biết cơ chế di truyền của biến dị chính là sự truyền đạt allele đột biến cho thế hệ sau thông qua sinh sản.
4.Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò:
Các bạn nhớ đọc bài mới trước nhé!
Cảm ơn
Ảnh