BÀI 45: DÒNG NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI VÀ HIỆU SUẤT SINH THÁI
I. DÒNG NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI
1. Phân bố năng lượng trên trái đất:
- Mặt trời cung cấp năng lượng cho sự sống trên trái đất nhưng phân bố không đồng đều. Năng lượng ánh sáng còn phụ thuộc vào thành phần tia sáng (sinh vật chỉ sử dụng được những tia sáng nhìn thấy cho quá trình quang hợp tổng hợp chất hữu cơ.
2. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái:
- Bắt nguồn từ môi trường, được sinh vật sản xuất hấp thụ và biến đổi thành năng lượng hóa học qua quá trình quang hợp. Sau đó năng lượng được truyền qua các bậc dinh dưỡng và cuối cùng năng lượng truyền trở lại môi trường.
II. HIỆU SUẤT SINH THÁI
- Là tỉ lệ % chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái. Phần lớn năng lượng truyền trong hệ sinh thái bị tiêu hao qua quá trình hô hấp, tạo nhiệt …chỉ có khoảng 10 % năng lượng truyền lên bậc dinh dưỡng cao nhất.
Thứ Tư, 11 tháng 5, 2011
HỆ SINH THÁI - SINH QUYỂN & BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Bài 44 CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ VÀ SINH QUYỂN
BÀI 44: CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ VÀ SINH QUYỂN
I. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT QUA CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ:
- Chu trình sinh địa hoá là chu trình trao đổi các chất vô cơ trong tự nhiên, theo đường từ môi trường ngoài truyền vào cơ thể sinh vật, qua các bậc dinh dưỡng; rồi từ cơ thể sinh vật truyền trở lại môi trường.
- Chu trình sinh địa hoá duy trì sự cân bằng vật chất trong sinh quyển.
II. MỘT SỐ CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ:
1. Chu trình carbon:
- Carbon là nguyên tố cần thiết cho mọi sinh vật sống.
- Carbon trong sinh quyển tồn tại ở dạng khí CO2 và carbonat trong đá vôi.
- Một phần C không trao đổi liên tục theo vòng tuần hoàn mà lắng đọng trong môi trường đất, môi trường nước như: than đá, dầu hoả …
- Hiện nay do các hoạt động của con người, cùng với việc chặt phá rừng đã làm cho nồng độ CO2 trong khí quyển tăng lên. Đó là một trong những nguyên nhân gây Hiệu ứng nhà kính, làm cho trái đất nóng lên và gây thêm nhiều thiên tai.
2. Chu trình nitơ:
- N chiếm 79 % thể tích khí quyển và là 1 khí trơ.
- Thực vật hấp thụ N dưới dạng muối NH4 + (amôn), NO3 - (nitrat), NO2 - (nitrit).
- Các muối trên được hình thành trong tự nhiên bằng con đường vật lí, hóa học và sinh học
3. Chu trình nước:
- Nước là thành phần không thể thiếu của cơ thể và chiếm phần lớn khối lượng của cơ thể sinh vật.
- Giữa cơ thể và môi trường luôn xảy ra quá trình trao đổi nước.
I. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT QUA CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ:
- Chu trình sinh địa hoá là chu trình trao đổi các chất vô cơ trong tự nhiên, theo đường từ môi trường ngoài truyền vào cơ thể sinh vật, qua các bậc dinh dưỡng; rồi từ cơ thể sinh vật truyền trở lại môi trường.
- Chu trình sinh địa hoá duy trì sự cân bằng vật chất trong sinh quyển.
II. MỘT SỐ CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ:
1. Chu trình carbon:
- Carbon là nguyên tố cần thiết cho mọi sinh vật sống.
- Carbon trong sinh quyển tồn tại ở dạng khí CO2 và carbonat trong đá vôi.
- Một phần C không trao đổi liên tục theo vòng tuần hoàn mà lắng đọng trong môi trường đất, môi trường nước như: than đá, dầu hoả …
- Hiện nay do các hoạt động của con người, cùng với việc chặt phá rừng đã làm cho nồng độ CO2 trong khí quyển tăng lên. Đó là một trong những nguyên nhân gây Hiệu ứng nhà kính, làm cho trái đất nóng lên và gây thêm nhiều thiên tai.
2. Chu trình nitơ:
- N chiếm 79 % thể tích khí quyển và là 1 khí trơ.
- Thực vật hấp thụ N dưới dạng muối NH4 + (amôn), NO3 - (nitrat), NO2 - (nitrit).
- Các muối trên được hình thành trong tự nhiên bằng con đường vật lí, hóa học và sinh học
3. Chu trình nước:
- Nước là thành phần không thể thiếu của cơ thể và chiếm phần lớn khối lượng của cơ thể sinh vật.
- Giữa cơ thể và môi trường luôn xảy ra quá trình trao đổi nước.
HỆ SINH THÁI - SINH QUYỂN & BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Bài 43 TRAO ĐỔI VẬT CHÁT TRONG HỆ SINH THÁI
BÀI 43: TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI
I. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG QUẦN XÃ SINH VẬT
1. Chuỗi thức ăn
a. Định nghĩa:
- Là 1 dãy gồm nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau và mỗi loài là 1 mắc xích của chuỗi. Trong 1 chuỗi, một mắt xích vừa có nguồn thức ăn là mắt xích phía trước vừa là nguồn thức ăn của mắt xích phía sau.
b. Phân loại:
Có 2 loại chuỗi thức ăn:
+ Chuỗi thức ăn mở đầu bằng cây xanh động vật ăn thực vật động vật ăn động vật.
+ Chuỗi thức ăn mở đầu bằng chất hữu cơ bị phân giải sinh vật phân giải mùn, bã hữu cơ động vật ăn sinh vật phân giải các động vật ăn động vật khác
2. Lưới thức ăn:
- Mỗi loài trong quần xã thường là mắt xích của nhiều chuỗi thức ăn. Các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành lưới thức ăn
3. Bậc dinh dưỡng:
- Trong 1 lưới thức ăn tất cả các loài có cùng mức dinh dưỡng hợp thành bậc dinh dưỡng. Có nhiều bậc dinh dưỡng:
+ Bậc dinh dưỡng cấp 1: là các sinh vật sản xuất, bao gồm các sinh vật có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ của môi trường.
+ Bậc dinh dưỡng cấp 2: là các sinh vật tiêu thụ bậc 1 bao gồm các động vật ăn sinh vật sản xuất.
+ Bậc dinh dưỡng cấp 3: là các sinh vật tiêu thụ bậc 2 bao gồm các động vật ăn thịt, chúng ăn sinh vật tiêu thụ bậc 1.
+ Bậc cuối cùng là bậc dinh dưỡng cao cấp nhất. Là sinh vật ăn sinh vật tiêu thụ bậc 1,2,3 …
II. THÁP SINH THÁI
1. Định nghĩa:
- Là độ lớn của các bậc dinh dưỡng được xác định bằng số lượng cá thể, sinh khối hay năng lượng ở mỗi bậc dinh dưỡng.
2. Phân loại:
Có 3 loại tháp sinh thái:
+ Tháp số lượng: được xây dựng trên số lượng cá thể sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng.
+ Tháp sinh khối: được xây dựng dựa trên khối lượng tổng số của tất cả các sinh vật trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích ở mỗi bậc dinh dưỡng.
+ Tháp năng lượng: là hoàn thiện nhất, được xây dựng trên số năng lượng được tích luỹ trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích trong 1 đơn vị thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng.
I. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG QUẦN XÃ SINH VẬT
1. Chuỗi thức ăn
a. Định nghĩa:
- Là 1 dãy gồm nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau và mỗi loài là 1 mắc xích của chuỗi. Trong 1 chuỗi, một mắt xích vừa có nguồn thức ăn là mắt xích phía trước vừa là nguồn thức ăn của mắt xích phía sau.
b. Phân loại:
Có 2 loại chuỗi thức ăn:
+ Chuỗi thức ăn mở đầu bằng cây xanh động vật ăn thực vật động vật ăn động vật.
+ Chuỗi thức ăn mở đầu bằng chất hữu cơ bị phân giải sinh vật phân giải mùn, bã hữu cơ động vật ăn sinh vật phân giải các động vật ăn động vật khác
2. Lưới thức ăn:
- Mỗi loài trong quần xã thường là mắt xích của nhiều chuỗi thức ăn. Các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành lưới thức ăn
3. Bậc dinh dưỡng:
- Trong 1 lưới thức ăn tất cả các loài có cùng mức dinh dưỡng hợp thành bậc dinh dưỡng. Có nhiều bậc dinh dưỡng:
+ Bậc dinh dưỡng cấp 1: là các sinh vật sản xuất, bao gồm các sinh vật có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ của môi trường.
+ Bậc dinh dưỡng cấp 2: là các sinh vật tiêu thụ bậc 1 bao gồm các động vật ăn sinh vật sản xuất.
+ Bậc dinh dưỡng cấp 3: là các sinh vật tiêu thụ bậc 2 bao gồm các động vật ăn thịt, chúng ăn sinh vật tiêu thụ bậc 1.
+ Bậc cuối cùng là bậc dinh dưỡng cao cấp nhất. Là sinh vật ăn sinh vật tiêu thụ bậc 1,2,3 …
II. THÁP SINH THÁI
1. Định nghĩa:
- Là độ lớn của các bậc dinh dưỡng được xác định bằng số lượng cá thể, sinh khối hay năng lượng ở mỗi bậc dinh dưỡng.
2. Phân loại:
Có 3 loại tháp sinh thái:
+ Tháp số lượng: được xây dựng trên số lượng cá thể sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng.
+ Tháp sinh khối: được xây dựng dựa trên khối lượng tổng số của tất cả các sinh vật trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích ở mỗi bậc dinh dưỡng.
+ Tháp năng lượng: là hoàn thiện nhất, được xây dựng trên số năng lượng được tích luỹ trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích trong 1 đơn vị thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng.
HỆ SINH THÁI - SINH QUYỂN & BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Bài 43 HỆ SINH THÁI
CHƯƠNG III: HỆ SINH THÁI, SINH QUYỂN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
BÀI 42: HỆ SINH THÁI
I. KHÁI NIỆM HỆ SINH THÁI:
- Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh của quần xã. Trong hệ sinh thái, các sinh vật luôn tác động lẫn nhau và tác động qua lại với các nhân tố vô sinh của môi trường tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh và tương đối ổn định.
- Trong hệ sinh thái, trao đổi chất và năng lượng luôn diễn ra giữa các cá thể trong quần xã và giữa quần xã với sinh cảnh của chúng. Bất kì một sự gắn kết nào giữa sinh vật với các nhân tố sinh thái của môi trường để tạo thành một chu trình sinh học hoàn chỉnh, dù ở mức đơn giản nhất, đều được coi là một hệ sinh thái. Ví dụ: 1 giọt nước có nhiều vi sinh vật sống trong đó.
II. CÁC THÀNH PHẦN CẤU TRÚC CỦA HỆ SINH THÁI:
1. Thành phần vô sinh:
+ Các yếu tố khí hậu (to, độ ẩm,ánh sáng, gió, lượng mưa,…)
+ Các yếu tố thổ nhưỡng.
+ Nước.
+ Xác sinh vật trong môi trường
2. Thành phần hữu sinh:
- Thực vật, động vật, vi sinh vật. Tuỳ theo quan hệ dinh dưỡng trong hệ sinh thái mà xếp chúng thành 3 nhóm:
+ Nhóm sinh vật sản xuất: là sinh vật có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời tổng hợp nên chất hữu cơ. (chủ yếu là thực vật, vi sinh vật quang hợp)
+ Nhóm sinh vật tiêu thụ: gồm các sinh vật ăn thực vật và sinh vật ăn động vật.
+ Nhóm sinh vật phân giải: gồm VK, nấm, một số động vật không xương (giun đất, sâu bọ); chúng phân giải xác sinh vật thành chất vô cơ của môi trường.
III. CÁC KIỂU HỆ SINH THÁI CHỦ YẾU TRÊN TRÁI ĐẤT:
1. Các hệ sinh thái tự nhiên:
a. Các hệ sinh thái trên cạn: hệ sinh thái rừng nhiệt đới, sa mạc, savan đồng cỏ,thảo nguyên, rừng ôn đới,rừng thông phương Bắc, đồng rêu đới lạnh.
b. Các hệ sinh thái dưới nước:
+ Hệ sinh thái nước mặn: ở ven biển,những vùng ngập mặn, vùng biển khơi
+ Hệ sinh thái nước ngọt: Hệ sinh thái nước đứng (ao, hồ) và hệ sinh thái nước chảy (sông, suối).
2. Các hệ sinh thái nhân tạo:
- Đồng ruộng, hồ nước, rừng thông, thành phố …đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống con người.
BÀI 42: HỆ SINH THÁI
I. KHÁI NIỆM HỆ SINH THÁI:
- Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh của quần xã. Trong hệ sinh thái, các sinh vật luôn tác động lẫn nhau và tác động qua lại với các nhân tố vô sinh của môi trường tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh và tương đối ổn định.
- Trong hệ sinh thái, trao đổi chất và năng lượng luôn diễn ra giữa các cá thể trong quần xã và giữa quần xã với sinh cảnh của chúng. Bất kì một sự gắn kết nào giữa sinh vật với các nhân tố sinh thái của môi trường để tạo thành một chu trình sinh học hoàn chỉnh, dù ở mức đơn giản nhất, đều được coi là một hệ sinh thái. Ví dụ: 1 giọt nước có nhiều vi sinh vật sống trong đó.
II. CÁC THÀNH PHẦN CẤU TRÚC CỦA HỆ SINH THÁI:
1. Thành phần vô sinh:
+ Các yếu tố khí hậu (to, độ ẩm,ánh sáng, gió, lượng mưa,…)
+ Các yếu tố thổ nhưỡng.
+ Nước.
+ Xác sinh vật trong môi trường
2. Thành phần hữu sinh:
- Thực vật, động vật, vi sinh vật. Tuỳ theo quan hệ dinh dưỡng trong hệ sinh thái mà xếp chúng thành 3 nhóm:
+ Nhóm sinh vật sản xuất: là sinh vật có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời tổng hợp nên chất hữu cơ. (chủ yếu là thực vật, vi sinh vật quang hợp)
+ Nhóm sinh vật tiêu thụ: gồm các sinh vật ăn thực vật và sinh vật ăn động vật.
+ Nhóm sinh vật phân giải: gồm VK, nấm, một số động vật không xương (giun đất, sâu bọ); chúng phân giải xác sinh vật thành chất vô cơ của môi trường.
III. CÁC KIỂU HỆ SINH THÁI CHỦ YẾU TRÊN TRÁI ĐẤT:
1. Các hệ sinh thái tự nhiên:
a. Các hệ sinh thái trên cạn: hệ sinh thái rừng nhiệt đới, sa mạc, savan đồng cỏ,thảo nguyên, rừng ôn đới,rừng thông phương Bắc, đồng rêu đới lạnh.
b. Các hệ sinh thái dưới nước:
+ Hệ sinh thái nước mặn: ở ven biển,những vùng ngập mặn, vùng biển khơi
+ Hệ sinh thái nước ngọt: Hệ sinh thái nước đứng (ao, hồ) và hệ sinh thái nước chảy (sông, suối).
2. Các hệ sinh thái nhân tạo:
- Đồng ruộng, hồ nước, rừng thông, thành phố …đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống con người.
QUẦN XÃ SINH VẬT Bài 41 DIỂN THẾ SINH THÁI
BÀI 41: DIỄN THẾ SINH THÁI
I. KHÁI NIỆM VỀ DIỄN THẾ SINH THÁI:
- Diễn thế sinh thái là quá trình biến đổi tuần tự của quần xã qua các giai đoạn tương ứng với sự biến đổi của môi trường.
- Diễn thế sinh thái gồm 3 giai đoạn: khởi đầu, giữa và cuối.
II. CÁC LOẠI DIỄN THẾ SINH THÁI:
1. Diễn thế nguyên sinh:
Có 2 dạng trên cạn và dưới nước.
- Khởi đầu từ môi trường chưa có sinh vật
- Giai đoạn tiên phong: Các sinh vật đầu tiên phát tán đến hình thành quần xã tiên phong.
- Giai đoạn hỗn hợp: Tiếp theo là các quần xã sinh vật biến đổi tuần tự và thay thế nhau.
- Giai đoạn đỉnh cực: Giai đoạn cuối hình thành quần xã tương đối ổn định.
2. Diễn thế thứ sinh:
- Khởi đầu từ môi trường đã có quần xã sinh vật đã từng sống.
- Do tác động của những thay đổi của tự nhiên hoặc do hoạt động khai thác quá mức của con người đến mức huỷ diệt.
- Tiếp theo là các quần xã biến đổi tuần tự thay thế lẫn nhau.
- Trong điều kiện thuận lợi, qua quá trình biến đổi lâu dài hình thành quần xã tương đối ổn định.
III. NGUYÊN NHÂN CỦA DIỄN THẾ SINH THÁI:
1. Nguyên nhân bên ngoài:
- Do tác động mạnh mẽ của ngoại cảnh lên quần xã. Sự thay đổi môi trường, khí hậu, mưa bão, lũ lụt, núi lửa …gây chết hàng loạt sinh vật.
2. Nguyên nhân bên trong:
- Bên cạnh những tác động của ngoại cảnh, sự cạnh tranh gay gắt giữa các loài trong quần xã là nhân tố sinh thái quan trọng làm biến đổi quần xã sinh vật. Trong số các loài sinh vật, nhóm loài ưu thế đóng vai trò quan trọng nhất trong diễn thế.
- Ngoài ra hoạt động khai thác tài nguyên của con người như: đốt rừng, san lấp hồ ao, xây đập ngăn sông …là nguyên nhân làm biến đổi quần xã sinh vật.
IV. TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU DIỄN THẾ SINH THÁI:
- Hiểu được qui luật phát triển của quần xã sinh vật. Dự đoán được các quần xã tồn tại trước đó và quần xã được thay thế trong tương lai từ đó có kế hoạch xây dựng, bảo vệ hợp lí các nguồn tài nguyên thiên nhiên.
- Chủ động có những biện pháp khắc phục những biến đổi bất lợi của môi trường, sinh vật và con người.
I. KHÁI NIỆM VỀ DIỄN THẾ SINH THÁI:
- Diễn thế sinh thái là quá trình biến đổi tuần tự của quần xã qua các giai đoạn tương ứng với sự biến đổi của môi trường.
- Diễn thế sinh thái gồm 3 giai đoạn: khởi đầu, giữa và cuối.
II. CÁC LOẠI DIỄN THẾ SINH THÁI:
1. Diễn thế nguyên sinh:
Có 2 dạng trên cạn và dưới nước.
- Khởi đầu từ môi trường chưa có sinh vật
- Giai đoạn tiên phong: Các sinh vật đầu tiên phát tán đến hình thành quần xã tiên phong.
- Giai đoạn hỗn hợp: Tiếp theo là các quần xã sinh vật biến đổi tuần tự và thay thế nhau.
- Giai đoạn đỉnh cực: Giai đoạn cuối hình thành quần xã tương đối ổn định.
2. Diễn thế thứ sinh:
- Khởi đầu từ môi trường đã có quần xã sinh vật đã từng sống.
- Do tác động của những thay đổi của tự nhiên hoặc do hoạt động khai thác quá mức của con người đến mức huỷ diệt.
- Tiếp theo là các quần xã biến đổi tuần tự thay thế lẫn nhau.
- Trong điều kiện thuận lợi, qua quá trình biến đổi lâu dài hình thành quần xã tương đối ổn định.
III. NGUYÊN NHÂN CỦA DIỄN THẾ SINH THÁI:
1. Nguyên nhân bên ngoài:
- Do tác động mạnh mẽ của ngoại cảnh lên quần xã. Sự thay đổi môi trường, khí hậu, mưa bão, lũ lụt, núi lửa …gây chết hàng loạt sinh vật.
2. Nguyên nhân bên trong:
- Bên cạnh những tác động của ngoại cảnh, sự cạnh tranh gay gắt giữa các loài trong quần xã là nhân tố sinh thái quan trọng làm biến đổi quần xã sinh vật. Trong số các loài sinh vật, nhóm loài ưu thế đóng vai trò quan trọng nhất trong diễn thế.
- Ngoài ra hoạt động khai thác tài nguyên của con người như: đốt rừng, san lấp hồ ao, xây đập ngăn sông …là nguyên nhân làm biến đổi quần xã sinh vật.
IV. TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU DIỄN THẾ SINH THÁI:
- Hiểu được qui luật phát triển của quần xã sinh vật. Dự đoán được các quần xã tồn tại trước đó và quần xã được thay thế trong tương lai từ đó có kế hoạch xây dựng, bảo vệ hợp lí các nguồn tài nguyên thiên nhiên.
- Chủ động có những biện pháp khắc phục những biến đổi bất lợi của môi trường, sinh vật và con người.
QUẦN XÃ SINH VẬT Bài 40 QUẦN XÃ VÀ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA QUẦN XÃ
CHƯƠNG II: QUẦN XÃ SINH VẬT
BÀI 40: QUẦN XÃ SINH VẬT VÀ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ
I. KHÁI NIỆM VỀ QUẦN XÃ SINH VẬT:
- Quần xã là tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau cùng sống trong 1 không gian nhất định gọi là sinh cảnh.
- Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ gắn bó với nhau như một thể thống nhất nên quần xã có cấu trúc tương đối ổn định. Các sinh vật trong quần xã thích nghi với môi trường sống của chúng.
II. MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ:
1. Đặc trưng về thành phần loài trong quần xã:
a. Số lượng các loài trong quần xã và sống lượng cá thể của mỗi loài là mức độ đa dạng của quần xã, biểu thị sự biến động, ổn định hay suy thoái của quần xã.
b. Loài ưu thế:là những loài đóng vai trò quan trọng trong quần xã do có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hay do hoạt động mạnh của chúng.
c. Loài đặc trưng: là loài chỉ có ở 1 quần xã nào đó.
2. Đặc trưng về phân bố cá thể của quần xã:
- Phân bố cá thể trong không gian của quần xã tuỳ thuộc vào nhu cầu sống của từng loài. Nhìn chung sự phân bố cá thể trong tự nhiên có xu hướng làm giảm bớt mức độ cạnh tranh giữa các loài và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn sống của môi trường.
a. Phân bố cá thể trong quần xã theo chiều thẳng đứng: như sự phân thành nhiều tầng cây thích nghi với điều kiện chiếu sáng khác nhau trong rừng mưa nhiệt đới. Sự phân tầng của thực vật kéo theo sự phân tầng của động vật.
b. Phân bố cá thể theo chiều ngang: như sự phân bố của sinh vật từ đỉnh núi, sườn núi đến chân núi; hay sự phân bố sinh vật từ vùng đất ven bờ biển đến vùng khơi xa.
3. Đặc trưng về quan hệ dinh dưỡng của các nhóm sinh vật:
- Quần xã sinh vật gồm nhiều nhóm sinh vật có quan hệ dinh dưỡng khác nhau:
Nhóm SV sản xuất: gồm cây xanh và 1 số VSV tự dưỡng (VK lam, VK lưu huỳnh)
Nhóm sinh vật tiêu thụ: gồm các sinh vật ăn thịt các sinh vật khác như: động vật ăn thực vật, động vật ăn động vật.
Nhóm sinh vật phân giải: gồm những vi sinh vật dị dưỡng phân giải các chất hữu cơ có sẳn trong tự nhiên như: VK, nấm, 1 số động vật đất
III. QUAN HỆ GIỮA CÁC LOÀI TRONG QUẦN XÃ SINH VẬT:
1. Các mối quan hệ sinh thái
a. Quan hệ cộng sinh:
- Là quan hệ giữa 2 hay nhiều loài sinh vật, trong đó tất cả các bên đều có lợi; tuy nhiên mỗi bên chỉ có thể sống và phát triển tốt nếu có sự hợp tác của bên kia.
Cộng sinh giữa thực vật, nấm hoặc vi khuẩn:
Ví dụ: * Cộng sinh giữa tảo đơn bào với nấm và VK trong địa y.
* VK cố định đạm (Rhizobium) cộng sinh trong nốt sần rễ cây họ Đậu.
Cộng sinh giữa thực vật và động vật:
Ví dụ: * Cộng sinh giữa kiến và cây kiến.
Cộng sinh giữa động vật và động vật:
- Trùng roi sống trong ruột mối: giúp mối tiêu hóa xenlulôzơ thành đường (là nguồn cung cấp cho cả mối và trùng roi)
- Một số loài cua mang trên thân những con hải quỳ (hải quỳ tiết chất độc giúp cua tự vệ, cua giúp hải quỳ di chuyển khỏi nơi khô hạn)
b. Quan hệ hợp tác:
- Cũng giống như cộng sinh, hai loài sống chung và cả 2 cùng có lợi tuy nhiên nếu tách riêng ra thì chúng vẫn tồn tại được.
Ví dụ: + Hợp tác giữa chim sáo và trâu rừng (chim ăn con ve, bét dưới lớp lông của trâu, khi có thú dữ chim bay lên báo động cho trâu)
+ Hợp tác giữa chim nhỏ ăn thức ăn thừa ở răng cá sấu (cá sấu không khó chịu vì thức ăn thừa trong răng, chim nhỏ có thức ăn)
c. Quan hệ hội sinh:
- Là quan hệ giữa 2 loài sinh vật, 1 bên có lợi bên kia không hại gì
Ví dụ: + Cá ép sống bám trên cá lớn (cá voi, cá mập), nhờ đó cá ép được mang đi xa, kiếm thức ăn dễ dàng.
+ Hội sinh giữa dương xỉ và cây gỗ (dương xỉ bám trên thân cây để lấy nước và ánh sáng, cây gỗ chẳng hại gì)
d. Quan hệ cạnh tranh:
Là mối quan hệ giữa các loài có cùng chung nhau nguồn sống, các loài cạnh tranh nhau giành thức ăn, nơi ở …
- Đối với thực vật: cạnh tranh giành khoảng không gian có nhiều ánh sang, những cây lấy được nhiều ánh sáng sẽ vươn cao hơn những cây khác, rễ phát triển mạnh sẽ có cơ hội sống sót hơn.
- Đối với động vật: cạnh tranh gay gắt ở những loài có cùng nhu cầu về thức ăn, nơi ở …
Ví dụ: + Cạnh tranh giữa cú và chồn trong rừng (vì cùng hoạt động vào ban đêm và bắt chuột làm thức ăn).
+ Cạnh tranh làm dẫn đến phân hóa kích thước mỏ chim (có 3 loài chim mỏ chéo ở châu Âu chuyên ăn hạt thông)
e. Kí sinh:
- Là quan hệ loài sinh vật này sống nhờ cơ thể của loài sinh vật khác lấy chất dinh dưỡng để sống.
- Loài sống nhờ gọi vật kí sinh, loài kia là vật chủ.
- Vật kí sinh không giết chết ngay vật chủ mà làm suy yếu dần, bệnh rồi chết.
Ví dụ: + Chấy, rận, kí sinh trên cơ thể người và động vật
+ Cây tầm gởi sống bám trên thân cây khác.
f. Ức chế cảm nhiễm:
- Là quan hệ 1 loài sinh vật trong quá trình sống đã kìm hãm sự sinh trưởng và phát triển của loài khác. Ức chế cảm nhiễm là nguyên nhân gây ra sự tuyệt chủng của 1 loài nào đó.
- Ví dụ: + Tảo giáp phát triển mạnh gây vào mùa sinh sản tiết ra chất độc gọi là “thuỷ triều đỏ“ hay “nước nở hoa“ làm chết nhiều động vật không xương sống và nhiều loài khác chết do ăn phải những động vật bị nhiễm độc này.
g. Sinh vật ăn sinh vật khác:
- Động vật ăn thực vật: trong quá trình ăn lá, quả, hạt mật hoa … động vật đã góp phần thụ phấn cho thực vật.
- Động vật ăn động vật: động vật ăn thịt tấn công con mồi, tuy nhiên chúng thường bắt được những con gìa hoặc bệnh tật chọn lọc tự nhiên loại bớt những con yếu.
- Thực vật ăn động vật: cây bắt ruồi, cây nắp ấm …lá cây tiết ra chất phân giải thịt sâu bọ thành chất dinh dưỡng nuôi cây
2. Hiện tượng khống chế sinh học
- Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể của một loài bị khống chế ở một mức nhất định, không tăng quá cao hoặc giảm quá thấp do tác động của các mối quan hệ hỗ trợ hoặc đối kháng giữa các loài trong quần xã.
- Trong nông nghiệp, sử dụng các loài thiên địch để tiêu diệt các loài gây hại khác. Ví dụ: sử dụng ong kí sinh để diệt bọ dừa, sử dụng rệp xám để hạn chế số lượng cây xương rồng bà.
BÀI 40: QUẦN XÃ SINH VẬT VÀ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ
I. KHÁI NIỆM VỀ QUẦN XÃ SINH VẬT:
- Quần xã là tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau cùng sống trong 1 không gian nhất định gọi là sinh cảnh.
- Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ gắn bó với nhau như một thể thống nhất nên quần xã có cấu trúc tương đối ổn định. Các sinh vật trong quần xã thích nghi với môi trường sống của chúng.
II. MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ:
1. Đặc trưng về thành phần loài trong quần xã:
a. Số lượng các loài trong quần xã và sống lượng cá thể của mỗi loài là mức độ đa dạng của quần xã, biểu thị sự biến động, ổn định hay suy thoái của quần xã.
b. Loài ưu thế:là những loài đóng vai trò quan trọng trong quần xã do có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hay do hoạt động mạnh của chúng.
c. Loài đặc trưng: là loài chỉ có ở 1 quần xã nào đó.
2. Đặc trưng về phân bố cá thể của quần xã:
- Phân bố cá thể trong không gian của quần xã tuỳ thuộc vào nhu cầu sống của từng loài. Nhìn chung sự phân bố cá thể trong tự nhiên có xu hướng làm giảm bớt mức độ cạnh tranh giữa các loài và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn sống của môi trường.
a. Phân bố cá thể trong quần xã theo chiều thẳng đứng: như sự phân thành nhiều tầng cây thích nghi với điều kiện chiếu sáng khác nhau trong rừng mưa nhiệt đới. Sự phân tầng của thực vật kéo theo sự phân tầng của động vật.
b. Phân bố cá thể theo chiều ngang: như sự phân bố của sinh vật từ đỉnh núi, sườn núi đến chân núi; hay sự phân bố sinh vật từ vùng đất ven bờ biển đến vùng khơi xa.
3. Đặc trưng về quan hệ dinh dưỡng của các nhóm sinh vật:
- Quần xã sinh vật gồm nhiều nhóm sinh vật có quan hệ dinh dưỡng khác nhau:
Nhóm SV sản xuất: gồm cây xanh và 1 số VSV tự dưỡng (VK lam, VK lưu huỳnh)
Nhóm sinh vật tiêu thụ: gồm các sinh vật ăn thịt các sinh vật khác như: động vật ăn thực vật, động vật ăn động vật.
Nhóm sinh vật phân giải: gồm những vi sinh vật dị dưỡng phân giải các chất hữu cơ có sẳn trong tự nhiên như: VK, nấm, 1 số động vật đất
III. QUAN HỆ GIỮA CÁC LOÀI TRONG QUẦN XÃ SINH VẬT:
1. Các mối quan hệ sinh thái
a. Quan hệ cộng sinh:
- Là quan hệ giữa 2 hay nhiều loài sinh vật, trong đó tất cả các bên đều có lợi; tuy nhiên mỗi bên chỉ có thể sống và phát triển tốt nếu có sự hợp tác của bên kia.
Cộng sinh giữa thực vật, nấm hoặc vi khuẩn:
Ví dụ: * Cộng sinh giữa tảo đơn bào với nấm và VK trong địa y.
* VK cố định đạm (Rhizobium) cộng sinh trong nốt sần rễ cây họ Đậu.
Cộng sinh giữa thực vật và động vật:
Ví dụ: * Cộng sinh giữa kiến và cây kiến.
Cộng sinh giữa động vật và động vật:
- Trùng roi sống trong ruột mối: giúp mối tiêu hóa xenlulôzơ thành đường (là nguồn cung cấp cho cả mối và trùng roi)
- Một số loài cua mang trên thân những con hải quỳ (hải quỳ tiết chất độc giúp cua tự vệ, cua giúp hải quỳ di chuyển khỏi nơi khô hạn)
b. Quan hệ hợp tác:
- Cũng giống như cộng sinh, hai loài sống chung và cả 2 cùng có lợi tuy nhiên nếu tách riêng ra thì chúng vẫn tồn tại được.
Ví dụ: + Hợp tác giữa chim sáo và trâu rừng (chim ăn con ve, bét dưới lớp lông của trâu, khi có thú dữ chim bay lên báo động cho trâu)
+ Hợp tác giữa chim nhỏ ăn thức ăn thừa ở răng cá sấu (cá sấu không khó chịu vì thức ăn thừa trong răng, chim nhỏ có thức ăn)
c. Quan hệ hội sinh:
- Là quan hệ giữa 2 loài sinh vật, 1 bên có lợi bên kia không hại gì
Ví dụ: + Cá ép sống bám trên cá lớn (cá voi, cá mập), nhờ đó cá ép được mang đi xa, kiếm thức ăn dễ dàng.
+ Hội sinh giữa dương xỉ và cây gỗ (dương xỉ bám trên thân cây để lấy nước và ánh sáng, cây gỗ chẳng hại gì)
d. Quan hệ cạnh tranh:
Là mối quan hệ giữa các loài có cùng chung nhau nguồn sống, các loài cạnh tranh nhau giành thức ăn, nơi ở …
- Đối với thực vật: cạnh tranh giành khoảng không gian có nhiều ánh sang, những cây lấy được nhiều ánh sáng sẽ vươn cao hơn những cây khác, rễ phát triển mạnh sẽ có cơ hội sống sót hơn.
- Đối với động vật: cạnh tranh gay gắt ở những loài có cùng nhu cầu về thức ăn, nơi ở …
Ví dụ: + Cạnh tranh giữa cú và chồn trong rừng (vì cùng hoạt động vào ban đêm và bắt chuột làm thức ăn).
+ Cạnh tranh làm dẫn đến phân hóa kích thước mỏ chim (có 3 loài chim mỏ chéo ở châu Âu chuyên ăn hạt thông)
e. Kí sinh:
- Là quan hệ loài sinh vật này sống nhờ cơ thể của loài sinh vật khác lấy chất dinh dưỡng để sống.
- Loài sống nhờ gọi vật kí sinh, loài kia là vật chủ.
- Vật kí sinh không giết chết ngay vật chủ mà làm suy yếu dần, bệnh rồi chết.
Ví dụ: + Chấy, rận, kí sinh trên cơ thể người và động vật
+ Cây tầm gởi sống bám trên thân cây khác.
f. Ức chế cảm nhiễm:
- Là quan hệ 1 loài sinh vật trong quá trình sống đã kìm hãm sự sinh trưởng và phát triển của loài khác. Ức chế cảm nhiễm là nguyên nhân gây ra sự tuyệt chủng của 1 loài nào đó.
- Ví dụ: + Tảo giáp phát triển mạnh gây vào mùa sinh sản tiết ra chất độc gọi là “thuỷ triều đỏ“ hay “nước nở hoa“ làm chết nhiều động vật không xương sống và nhiều loài khác chết do ăn phải những động vật bị nhiễm độc này.
g. Sinh vật ăn sinh vật khác:
- Động vật ăn thực vật: trong quá trình ăn lá, quả, hạt mật hoa … động vật đã góp phần thụ phấn cho thực vật.
- Động vật ăn động vật: động vật ăn thịt tấn công con mồi, tuy nhiên chúng thường bắt được những con gìa hoặc bệnh tật chọn lọc tự nhiên loại bớt những con yếu.
- Thực vật ăn động vật: cây bắt ruồi, cây nắp ấm …lá cây tiết ra chất phân giải thịt sâu bọ thành chất dinh dưỡng nuôi cây
2. Hiện tượng khống chế sinh học
- Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể của một loài bị khống chế ở một mức nhất định, không tăng quá cao hoặc giảm quá thấp do tác động của các mối quan hệ hỗ trợ hoặc đối kháng giữa các loài trong quần xã.
- Trong nông nghiệp, sử dụng các loài thiên địch để tiêu diệt các loài gây hại khác. Ví dụ: sử dụng ong kí sinh để diệt bọ dừa, sử dụng rệp xám để hạn chế số lượng cây xương rồng bà.
SINH THÁI HỌC Cá thể và quần thể sinh vật Bài 39 BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ
BÀI 39: BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT
I. BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ:
1. Biến động theo chu kì:
- Là biến động xảy ra do những thay đổi có tính chu kì của môi trường.
Ví dụ: sự biến động số lượng mèo rừng Canada đúng theo chu kỳ biến động số lượng của thỏ
Chim cu gáy ăn hạt xuất hiện nhiều vào mùa thu hoạch lúa, ngô
2. Biến động không theo chu kì:
- Là kiểu biến động số lượng cá thể của quần thể tăng hay giảm đột ngột do điều kiện bất thường của thời tiết: lũ lụt, bão, cháy rừng, dịch bệnh, hay do hoạt động khai thác quá mức của con người.
Cho HS quan sát hình 39. 2 SGK mô tả số lượng biến động của thỏ bị nhiễm virus ở Úc.
II. NGUYÊN NHÂN GÂY BIẾN ĐỘNG VÀ SỰ ĐIỀU CHỈNH SỐNG LƯỢNG CÁ THỂ CỦA QUẦN THỂ:
1. Nguyên nhân gây biến động số lượng cá thể của quần thể
a. Do thay đổi của các nhân tố sinh thái vô sinh
- Trong các nhân tố sinh thái vô sinh thì khí hậu có ảnh hưởng thường xuyên và rõ rệt nhất. Nhiệt độ không khí xuống quá thấp là nguyên nhân gây chết nhiều động vật.
- Các nhân tố vô sinh không bị chi phối bởi mật độ cá thể trong quần thể mà tác động trực tiếp lên sinh vật nên gọi là nhân tố không phụ thuộc mật độ quần thể.
b. Do thay đổi của các nhân tố sinh thái hữu sinh
- Sự cạnh tranh của các cá thể trong cùng 1 đàn, số lượng kẻ thù, sức sinh sản, độ tử vong, sự phát tán của các cá thể trong quần thể …có ảnh hưởng rất lớn đến biến động số lượng cá thể trong quần thể.
- Các nhân tố sinh thái hữu sinh bị chi phối bởi mật độ cá thể của quần thể nên gọi là nhân tố phụ thuộc mật độ quần thể.
2. Sự điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể
- Quần thể sống trong 1 môi trường xác định luôn có xu hướng tự điều chỉnh mật độ cá thể ổn định:
+ Trong điều kiện môi trường thuận lợi: nguồn thức ăn dồi dào, ít kẻ thù, sức sinh sản của quần thể tăng số lượng cá thể tăng nhanh chóng.
+ Mật độ cá thể tăng cao, sau 1 thời gian nguồn thức ăn trở nên thiếu hụt, nơi ở chật chội, ô nhiễm môi trường tăng … cạnh tranh gay gắt tử vong tăng, sức sinh sản giảm, đồng thời xuất cư cũng tăng cao mật độ cá thể lại được điều chỉnh trở về mức ổn định.
3. Trạng thái cân bằng của quần thể:
- Khả năng tự điều chỉnh số lượng khi số cá thể của quần thể giảm xuống quá thấp hoặc tăng lên quá cao
- Là trạng thái khi quần thể có số lượng cá thể ổn định và phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường.
I. BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ:
1. Biến động theo chu kì:
- Là biến động xảy ra do những thay đổi có tính chu kì của môi trường.
Ví dụ: sự biến động số lượng mèo rừng Canada đúng theo chu kỳ biến động số lượng của thỏ
Chim cu gáy ăn hạt xuất hiện nhiều vào mùa thu hoạch lúa, ngô
2. Biến động không theo chu kì:
- Là kiểu biến động số lượng cá thể của quần thể tăng hay giảm đột ngột do điều kiện bất thường của thời tiết: lũ lụt, bão, cháy rừng, dịch bệnh, hay do hoạt động khai thác quá mức của con người.
Cho HS quan sát hình 39. 2 SGK mô tả số lượng biến động của thỏ bị nhiễm virus ở Úc.
II. NGUYÊN NHÂN GÂY BIẾN ĐỘNG VÀ SỰ ĐIỀU CHỈNH SỐNG LƯỢNG CÁ THỂ CỦA QUẦN THỂ:
1. Nguyên nhân gây biến động số lượng cá thể của quần thể
a. Do thay đổi của các nhân tố sinh thái vô sinh
- Trong các nhân tố sinh thái vô sinh thì khí hậu có ảnh hưởng thường xuyên và rõ rệt nhất. Nhiệt độ không khí xuống quá thấp là nguyên nhân gây chết nhiều động vật.
- Các nhân tố vô sinh không bị chi phối bởi mật độ cá thể trong quần thể mà tác động trực tiếp lên sinh vật nên gọi là nhân tố không phụ thuộc mật độ quần thể.
b. Do thay đổi của các nhân tố sinh thái hữu sinh
- Sự cạnh tranh của các cá thể trong cùng 1 đàn, số lượng kẻ thù, sức sinh sản, độ tử vong, sự phát tán của các cá thể trong quần thể …có ảnh hưởng rất lớn đến biến động số lượng cá thể trong quần thể.
- Các nhân tố sinh thái hữu sinh bị chi phối bởi mật độ cá thể của quần thể nên gọi là nhân tố phụ thuộc mật độ quần thể.
2. Sự điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể
- Quần thể sống trong 1 môi trường xác định luôn có xu hướng tự điều chỉnh mật độ cá thể ổn định:
+ Trong điều kiện môi trường thuận lợi: nguồn thức ăn dồi dào, ít kẻ thù, sức sinh sản của quần thể tăng số lượng cá thể tăng nhanh chóng.
+ Mật độ cá thể tăng cao, sau 1 thời gian nguồn thức ăn trở nên thiếu hụt, nơi ở chật chội, ô nhiễm môi trường tăng … cạnh tranh gay gắt tử vong tăng, sức sinh sản giảm, đồng thời xuất cư cũng tăng cao mật độ cá thể lại được điều chỉnh trở về mức ổn định.
3. Trạng thái cân bằng của quần thể:
- Khả năng tự điều chỉnh số lượng khi số cá thể của quần thể giảm xuống quá thấp hoặc tăng lên quá cao
- Là trạng thái khi quần thể có số lượng cá thể ổn định và phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường.
SINH THÁI HỌC Cá thể và quần thể sinh vật Bài 37 - 38 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÀN THỂ
BÀI 37: CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT
Mỗi quần thể sinh vật có đặc trưng cơ bản riêng, là những dấu hiệu phân biệt giữa quần thể này và quần thể khác. Đó là các đặc trưng về tỉ lệ giới tính, nhóm tuổi, sự phân bố cá thể, mật độ cá thể, kích thước quần thể ….
I. TỈ LỆ GIỚI TÍNH:
- Tỉ lệ giới tính là tỉ số giữa số lượng cá thể đực / số lượng cá thể cái trong quần thể. Tỉ lệ giới tính thường xấp xỉ 1/1. Tuy nhiên trong quá trình sống tỉ lệ này có thể thay đổi tuỳ từng loài, từng thời gian, tuỳ điều kiện sống, mùa sinh sản, sinh lí và tập tính của sinh vật.
II. NHÓM TUỔI:
- Người ta chia cấu trúc tuổi thành:
Tuổi sinh lí: khoảng thời gian sống có thể đạt đến của cá thể.
Tuổi sinh thái: thời gian sống thực tế của cá thể
Tuổi quần thể:tuổi bình quân của các cá thể trong quần thể.
- Thành phần nhóm tuổi của quần thể thay đổi tuỳ từng loài và điều kiện sống của môi trường. Khi nguồn sống suy giảm, điều kiện khí hậu xấu đi hay xảy ra dịch bệnh … thì các cá thể già và non chết nhiều hơn các cá thể thuộc nhóm tuổi trung bình.
- Các nghiên cứu về nhóm tuổi giúp chúng ta bảo vệ và khai thác tài nguyên sinh vật có hiệu quả hơn. Ví dụ: khi đánh cá, nếu các mẻ lưới đều thu được số lượng cá lớn chiếm ưu thế nghề đánh cá chưa khai thác hết tiềm năng; nếu chỉ thu được cá nhỏ nghề cá đã khai thác quá mức.
III. SỰ PHÂN BỐ CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ
Gồm 3 kiểu phân bố:
1. Phân bố theo nhóm:
- Là kiểu phân bố phổ biến nhất, các quần thể tập trung theo nhóm ở những nơi có điều kiện sống tốt nhất. Kiểu phân bố này có ở những động vật sống bầy đàn, các cá thể này hỗ trợ lẫn nhau chống lại điều kiện bất lợi của môi trường (di cư, trú đông, chống kẻ thù …)
2. Phân bố đồng đều:
- Thường gặp khi điều kiện sống phân bố đồng đều và có sự cạnh tranh gay gắt giữa các cá thể trong quần thể. Kiểu phân bố này làm giảm sự cạnh tranh gay gắt.
3. Phân bố ngẫu nhiên:
- Là dạng trung gian của 2 dạng trên. Kiểu phân bố này giúp sinh vật tận dụng được nguồn sống tiềm tàng của môi trường.
IV. MẬT ĐỘ CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ:
- Là số lượng sinh vật sống trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích của quần thể. Mật độ cá thể trong quần thể có ảnh hưởng đến mức độ sử dụng nguồn sống trong môi trường, đến khả năng sinh sản và tử vong của cá thể. Mật độ cá thể không cố định mà thay đổi theo mùa, năm hay tuỳ theo điều kiện sống.
Mỗi quần thể sinh vật có đặc trưng cơ bản riêng, là những dấu hiệu phân biệt giữa quần thể này và quần thể khác. Đó là các đặc trưng về tỉ lệ giới tính, nhóm tuổi, sự phân bố cá thể, mật độ cá thể, kích thước quần thể ….
I. TỈ LỆ GIỚI TÍNH:
- Tỉ lệ giới tính là tỉ số giữa số lượng cá thể đực / số lượng cá thể cái trong quần thể. Tỉ lệ giới tính thường xấp xỉ 1/1. Tuy nhiên trong quá trình sống tỉ lệ này có thể thay đổi tuỳ từng loài, từng thời gian, tuỳ điều kiện sống, mùa sinh sản, sinh lí và tập tính của sinh vật.
II. NHÓM TUỔI:
- Người ta chia cấu trúc tuổi thành:
Tuổi sinh lí: khoảng thời gian sống có thể đạt đến của cá thể.
Tuổi sinh thái: thời gian sống thực tế của cá thể
Tuổi quần thể:tuổi bình quân của các cá thể trong quần thể.
- Thành phần nhóm tuổi của quần thể thay đổi tuỳ từng loài và điều kiện sống của môi trường. Khi nguồn sống suy giảm, điều kiện khí hậu xấu đi hay xảy ra dịch bệnh … thì các cá thể già và non chết nhiều hơn các cá thể thuộc nhóm tuổi trung bình.
- Các nghiên cứu về nhóm tuổi giúp chúng ta bảo vệ và khai thác tài nguyên sinh vật có hiệu quả hơn. Ví dụ: khi đánh cá, nếu các mẻ lưới đều thu được số lượng cá lớn chiếm ưu thế nghề đánh cá chưa khai thác hết tiềm năng; nếu chỉ thu được cá nhỏ nghề cá đã khai thác quá mức.
III. SỰ PHÂN BỐ CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ
Gồm 3 kiểu phân bố:
1. Phân bố theo nhóm:
- Là kiểu phân bố phổ biến nhất, các quần thể tập trung theo nhóm ở những nơi có điều kiện sống tốt nhất. Kiểu phân bố này có ở những động vật sống bầy đàn, các cá thể này hỗ trợ lẫn nhau chống lại điều kiện bất lợi của môi trường (di cư, trú đông, chống kẻ thù …)
2. Phân bố đồng đều:
- Thường gặp khi điều kiện sống phân bố đồng đều và có sự cạnh tranh gay gắt giữa các cá thể trong quần thể. Kiểu phân bố này làm giảm sự cạnh tranh gay gắt.
3. Phân bố ngẫu nhiên:
- Là dạng trung gian của 2 dạng trên. Kiểu phân bố này giúp sinh vật tận dụng được nguồn sống tiềm tàng của môi trường.
IV. MẬT ĐỘ CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ:
- Là số lượng sinh vật sống trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích của quần thể. Mật độ cá thể trong quần thể có ảnh hưởng đến mức độ sử dụng nguồn sống trong môi trường, đến khả năng sinh sản và tử vong của cá thể. Mật độ cá thể không cố định mà thay đổi theo mùa, năm hay tuỳ theo điều kiện sống.
SINH THÁI HỌC Cá thể và quần thể sinh vật Bài 36 QUẦN THỂ SINH VẬT - MỐI QUAN HỆ CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ SINH VẬT
BÀI 36: QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ
I. QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ
1. Định nghĩa:
- Quần thể sinh vật là tập hợp các cá thể trong cùng loài, cùng sinh sống trong 1 khoảng không gian xác định, vào 1 thời điểm nhất định. Quần thể có khả năng sinh sản tạo thành những thế hệ mới.
2. Quá trình hình thành quần thể:
- Đầu tiên những cá thể cùng loài đến môi trường sống mới; những cá thể nào không thích nghi với điều kiện sống mới sẽ bị tiêu diệt hay di cư đến nơi khác. Những cá thể còn lại sẽ gắn bó chặt chẽ với nhau thông qua các mối quan hệ sinh thái, dần dần thành quần thể ổn định, thích nghi với điều kiện ngoại cảnh.
II. QUAN HỆ GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ
1. Quan hệ hỗ trợ:
- Là mối quan hệ giữa các cá thể cùng loài hỗ trợ lẫn nhau trong các hoạt động sống như: tìm thức ăn, chống kẻ thù, sinh sản …đảm bảo cho quần thể thích nghi với môi trường sống.
- Quan hệ hỗ trợ đảm bảo cho quần thể tồn tại ổn định, khai thác tối đa nguồn sống của môi trường, tăng khả năng sống sót và sinh sản của cá thể.
- Ví dụ: các cây sống thành nhóm gần nhau có thể chịu đựng được gió bão và hạn chế sự thoát hơi nước; các cây sống gần nhau có hiện tượng liền rễ để chia sẽ chất dinh dưỡng với nhau làm tăng khả năng chống chịu với điều kiện tự nhiên
2. Quan hệ cạnh tranh:
- Xuất hiện khi các cá thể tranh giành nhau thức ăn, nơi ở, ánh sáng và các nguồn sống khác, con đực tranh giành con cái …Nhờ có cạnh tranh mà số lượng và sự phân bố của các cá thể trong quần thể duy trì ở mức độ phù hợp, đảm bảo sự tồn tại và phát triển của quần thể.
- Vídụ: khi thiếu thức ăn một số động vật ăn thịt lẫn nhau; cá mập con khi mới nở ra sử dụng ngay các trứng chưa nở làm thức ăn.
I. QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ
1. Định nghĩa:
- Quần thể sinh vật là tập hợp các cá thể trong cùng loài, cùng sinh sống trong 1 khoảng không gian xác định, vào 1 thời điểm nhất định. Quần thể có khả năng sinh sản tạo thành những thế hệ mới.
2. Quá trình hình thành quần thể:
- Đầu tiên những cá thể cùng loài đến môi trường sống mới; những cá thể nào không thích nghi với điều kiện sống mới sẽ bị tiêu diệt hay di cư đến nơi khác. Những cá thể còn lại sẽ gắn bó chặt chẽ với nhau thông qua các mối quan hệ sinh thái, dần dần thành quần thể ổn định, thích nghi với điều kiện ngoại cảnh.
II. QUAN HỆ GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ
1. Quan hệ hỗ trợ:
- Là mối quan hệ giữa các cá thể cùng loài hỗ trợ lẫn nhau trong các hoạt động sống như: tìm thức ăn, chống kẻ thù, sinh sản …đảm bảo cho quần thể thích nghi với môi trường sống.
- Quan hệ hỗ trợ đảm bảo cho quần thể tồn tại ổn định, khai thác tối đa nguồn sống của môi trường, tăng khả năng sống sót và sinh sản của cá thể.
- Ví dụ: các cây sống thành nhóm gần nhau có thể chịu đựng được gió bão và hạn chế sự thoát hơi nước; các cây sống gần nhau có hiện tượng liền rễ để chia sẽ chất dinh dưỡng với nhau làm tăng khả năng chống chịu với điều kiện tự nhiên
2. Quan hệ cạnh tranh:
- Xuất hiện khi các cá thể tranh giành nhau thức ăn, nơi ở, ánh sáng và các nguồn sống khác, con đực tranh giành con cái …Nhờ có cạnh tranh mà số lượng và sự phân bố của các cá thể trong quần thể duy trì ở mức độ phù hợp, đảm bảo sự tồn tại và phát triển của quần thể.
- Vídụ: khi thiếu thức ăn một số động vật ăn thịt lẫn nhau; cá mập con khi mới nở ra sử dụng ngay các trứng chưa nở làm thức ăn.
SINH THÁI HỌC Cá thể và quần thể sinh vật Bài 35 MÔI TRƯỜNG SỐNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
PHẦN BẢY – SINH THÁI HỌC
CHƯƠNG I: CÁ THỂ VÀ QUẦN THỂ SINH VẬT
BÀI 35: MÔI TRƯỜNG SỐNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
I. MÔI TRƯỜNG SỐNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
1. Định nghĩa:
- Môi trường sống là nơi sinh sống của sinh vật bao gồm tất cả các nhân tố ở xung quanh sinh vật, có tác động trực tiếp, gián tiếp, hoặc qua lại với sinh vật, làm ảnh hưởng đến sự tồn tại, sinh trưởng, phát triển và những hoạt động của sinh vật.
- Môi trường trên cạn bao gồm: mặt đất và lớp khí quyển; môi trường nước bao gồm: nước ngọt, nước lợ, nước mặn; môi trường đất bao gồm các lớp đất có độ sâu khác nhau trong đó các sinh vật đất sinh sống; ngoài ra còn có môi trường sinh vật: thực vật, động vật và con người là nơi sinh sống của những loài cộng sinh, kí sinh.
2. Phân loại:
- Nhân tố sinh thái là tất cả những nhân tố môi trường có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới đời sống sinh vật. được chia thành 2 nhóm:
* Nhóm nhân tố sinh thái vô sinh:
- Là tất cả các nhân tố vật lí, hóa học của môi trường quanh sinh vật.
* Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh:
- Là mối quan hệ giữa sinh vật này với sinh vật khác sống xung quanh, trong đó con người là nhân tố sinh thái có tác động rất lớn tới sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật.
II. GIỚI HẠN SINH THÁI VÀ Ổ SINH THÁI
1. Giới hạn sinh thái:
- Là giới hạn chịu đựng của sinh vật đối với một nhân tố sinh thái nhất định của môi trường, nằm ngoài giới hạn sinh thái thì sinh vật không tồn tại được.
Giới hạn ST có:
* Khoảng thuận lợi: là khoảng nhân tố ST ở mức phù hợp, đảm bảo cho sinh vật sống tốt nhất.
* Khoảng chống chịu: là khoảng nhân tố ST gây ức chế cho hoạt động sống của sinh vật.
Ví dụ: giới hạn sinh thái của cá rôphi Việt Nam là 5,6oC đến 42oC
Hầu hết cây trồng nhiệt đới quang hợp tốt nhất ở nhiệt độ 20oC đến 30oC
2. Ổ sinh thái
- Ổ sinh thái của 1 loài là 1 không gian sinh thái mà ở đó tất cả các nhân tố sinh thái của môi trường nằm trong 1 giới hạn sinh thái cho phép loài đó tồn tại và phát triển lâu dài.
- Ổ sinh thái của một loài khác với nơi ở của chúng. Nơi ở chỉ là nơi cư trú, còn ổ sinh thái thể hiện cách sinh sống của loài đó.
Ví dụ: + Ổ sinh thái tầng cây, ổ sinh thái dinh dưỡng, ổ sinh thái thời gian hoạt động…
Ví dụ: + Trên 1 cây to có nhiều loài chim sinh sống, có loài trên cao, có loài dưới thấp hình thành các ổ sinh thái khác nhau.
+ Kích thước thức ăn, loại thức ăn, hình thức bắt mồi … của mỗi loài tạo nên ổ sinh thái khác nhau (chim ăn sâu và chim ăn hạt dù sống chung nhưng vẫn thuộc 2 ổ sinh thái khác nhau).
+ Thời gian hoạt động kiếm mồi, sinh sản, … là ổ sinh thái về thời gian sống của loài đó (rắn hổ kiếm ăn ban ngày có ổ sinh thái về thời gian khác rắn hổ kiếm ăn ban đêm).
III. SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT VỚI MÔI TRƯỜNG SỐNG
1. Thích nghi của sinh vật với ánh sáng
- Thực vật thích nghi với điều kiện chiếu sáng khác nhau của môi trường, thể hiện qua các đặc điểm về hình thái, cấu tạo giải phẩu và hoạt động sinh lý
MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI VỚI MÔI TRƯỜNG CHIẾU SÁNG KHÁC NHAU CỦA CÂY ƯA SÁNG VÀ CÂY ƯA BÓNG
CÂY ƯA SÁNG CÂY ƯA BÓNG
Mọc ở nơi quang đãng hoặc tầng trên của tán rừng Mọc dưới bóng của các cây khác
Phiến lá dày có nhiều lớp tế bào mô giậu Phiến lá mỏng, ít hoặc không có mô giậu
Lá thường xếp nghiêng để tránh những tia sáng chiếu thẳng vào bề mặt lá Lá nằm ngang để thu được nhiều tia sáng tán xạ
Thân cây có vỏ dày, màu nhạt Thân cây có vỏ mỏng
TD: cây Chò nâu, Bạch đàn TD: cây Ráy, cây lá dong
- Động vật có cơ quan thu nhận ánh sáng chuyên hóa. Ánh sáng giúp cho động vật có khả năng định hướng trong không gian và nhận biết các vật xung quanh. Một số loài chim di cư xác định đường bay bằng ánh sáng mặt trời, các vì sao.
- Tuỳ mức độ hoạt động khác nhau người ta chia động vật thành các nhóm:
* Nhóm hoạt động ban ngày: gà, chim, người…
* Nhóm hoạt động ban đêm, trong bóng tối: dơi, cú mèo, hổ …
2. Thích nghi của sinh vật với nhiệt độ.
- Động vật hằng nhiệt sống ở nơi có nhiệt độ thấp có tỉ số giữa diện tích bề mặt cơ thể với thể tích cơ thể (S/V) giảm, để hạn chế sự toả nhiệt của cơ thể.
a. Quy tắc về kích thước cơ thể (quy tắc Becman)
- Động vật hằng nhiệt sống ở vùng có khí hậu lạnh thì có kích thước cơ thể lớn hơn so với những động vật cùng loài sống ở vùng nhiệt đới ấm áp. Đồng thời, chúng có lớp mỡ dày nên khả năng chống rét tốt. Ví dụ: voi, gấu sống ở vùng lạnh kích thước to hơn voi, gấu ở vùng nhiệt đới
b. Quy tắc về các bộ phận tai, đuôi, chi... của cơ thể (quy tắc Anlen)
- Động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có tai, đuôi, chi ... bé hơn tai, đuôi, chi... của loài động vật tương tự sống ở vùng nóng. Ví dụ: tai và đuôi thỏ ở vùng ôn đới luôn nhỏ hơn tai và đuôi thỏ nhiệt đới
CHƯƠNG I: CÁ THỂ VÀ QUẦN THỂ SINH VẬT
BÀI 35: MÔI TRƯỜNG SỐNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
I. MÔI TRƯỜNG SỐNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
1. Định nghĩa:
- Môi trường sống là nơi sinh sống của sinh vật bao gồm tất cả các nhân tố ở xung quanh sinh vật, có tác động trực tiếp, gián tiếp, hoặc qua lại với sinh vật, làm ảnh hưởng đến sự tồn tại, sinh trưởng, phát triển và những hoạt động của sinh vật.
- Môi trường trên cạn bao gồm: mặt đất và lớp khí quyển; môi trường nước bao gồm: nước ngọt, nước lợ, nước mặn; môi trường đất bao gồm các lớp đất có độ sâu khác nhau trong đó các sinh vật đất sinh sống; ngoài ra còn có môi trường sinh vật: thực vật, động vật và con người là nơi sinh sống của những loài cộng sinh, kí sinh.
2. Phân loại:
- Nhân tố sinh thái là tất cả những nhân tố môi trường có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới đời sống sinh vật. được chia thành 2 nhóm:
* Nhóm nhân tố sinh thái vô sinh:
- Là tất cả các nhân tố vật lí, hóa học của môi trường quanh sinh vật.
* Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh:
- Là mối quan hệ giữa sinh vật này với sinh vật khác sống xung quanh, trong đó con người là nhân tố sinh thái có tác động rất lớn tới sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật.
II. GIỚI HẠN SINH THÁI VÀ Ổ SINH THÁI
1. Giới hạn sinh thái:
- Là giới hạn chịu đựng của sinh vật đối với một nhân tố sinh thái nhất định của môi trường, nằm ngoài giới hạn sinh thái thì sinh vật không tồn tại được.
Giới hạn ST có:
* Khoảng thuận lợi: là khoảng nhân tố ST ở mức phù hợp, đảm bảo cho sinh vật sống tốt nhất.
* Khoảng chống chịu: là khoảng nhân tố ST gây ức chế cho hoạt động sống của sinh vật.
Ví dụ: giới hạn sinh thái của cá rôphi Việt Nam là 5,6oC đến 42oC
Hầu hết cây trồng nhiệt đới quang hợp tốt nhất ở nhiệt độ 20oC đến 30oC
2. Ổ sinh thái
- Ổ sinh thái của 1 loài là 1 không gian sinh thái mà ở đó tất cả các nhân tố sinh thái của môi trường nằm trong 1 giới hạn sinh thái cho phép loài đó tồn tại và phát triển lâu dài.
- Ổ sinh thái của một loài khác với nơi ở của chúng. Nơi ở chỉ là nơi cư trú, còn ổ sinh thái thể hiện cách sinh sống của loài đó.
Ví dụ: + Ổ sinh thái tầng cây, ổ sinh thái dinh dưỡng, ổ sinh thái thời gian hoạt động…
Ví dụ: + Trên 1 cây to có nhiều loài chim sinh sống, có loài trên cao, có loài dưới thấp hình thành các ổ sinh thái khác nhau.
+ Kích thước thức ăn, loại thức ăn, hình thức bắt mồi … của mỗi loài tạo nên ổ sinh thái khác nhau (chim ăn sâu và chim ăn hạt dù sống chung nhưng vẫn thuộc 2 ổ sinh thái khác nhau).
+ Thời gian hoạt động kiếm mồi, sinh sản, … là ổ sinh thái về thời gian sống của loài đó (rắn hổ kiếm ăn ban ngày có ổ sinh thái về thời gian khác rắn hổ kiếm ăn ban đêm).
III. SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT VỚI MÔI TRƯỜNG SỐNG
1. Thích nghi của sinh vật với ánh sáng
- Thực vật thích nghi với điều kiện chiếu sáng khác nhau của môi trường, thể hiện qua các đặc điểm về hình thái, cấu tạo giải phẩu và hoạt động sinh lý
MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI VỚI MÔI TRƯỜNG CHIẾU SÁNG KHÁC NHAU CỦA CÂY ƯA SÁNG VÀ CÂY ƯA BÓNG
CÂY ƯA SÁNG CÂY ƯA BÓNG
Mọc ở nơi quang đãng hoặc tầng trên của tán rừng Mọc dưới bóng của các cây khác
Phiến lá dày có nhiều lớp tế bào mô giậu Phiến lá mỏng, ít hoặc không có mô giậu
Lá thường xếp nghiêng để tránh những tia sáng chiếu thẳng vào bề mặt lá Lá nằm ngang để thu được nhiều tia sáng tán xạ
Thân cây có vỏ dày, màu nhạt Thân cây có vỏ mỏng
TD: cây Chò nâu, Bạch đàn TD: cây Ráy, cây lá dong
- Động vật có cơ quan thu nhận ánh sáng chuyên hóa. Ánh sáng giúp cho động vật có khả năng định hướng trong không gian và nhận biết các vật xung quanh. Một số loài chim di cư xác định đường bay bằng ánh sáng mặt trời, các vì sao.
- Tuỳ mức độ hoạt động khác nhau người ta chia động vật thành các nhóm:
* Nhóm hoạt động ban ngày: gà, chim, người…
* Nhóm hoạt động ban đêm, trong bóng tối: dơi, cú mèo, hổ …
2. Thích nghi của sinh vật với nhiệt độ.
- Động vật hằng nhiệt sống ở nơi có nhiệt độ thấp có tỉ số giữa diện tích bề mặt cơ thể với thể tích cơ thể (S/V) giảm, để hạn chế sự toả nhiệt của cơ thể.
a. Quy tắc về kích thước cơ thể (quy tắc Becman)
- Động vật hằng nhiệt sống ở vùng có khí hậu lạnh thì có kích thước cơ thể lớn hơn so với những động vật cùng loài sống ở vùng nhiệt đới ấm áp. Đồng thời, chúng có lớp mỡ dày nên khả năng chống rét tốt. Ví dụ: voi, gấu sống ở vùng lạnh kích thước to hơn voi, gấu ở vùng nhiệt đới
b. Quy tắc về các bộ phận tai, đuôi, chi... của cơ thể (quy tắc Anlen)
- Động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có tai, đuôi, chi ... bé hơn tai, đuôi, chi... của loài động vật tương tự sống ở vùng nóng. Ví dụ: tai và đuôi thỏ ở vùng ôn đới luôn nhỏ hơn tai và đuôi thỏ nhiệt đới
Sự phát sinh và phát triển sự sống trên Trái Đất Bài 34 SỰ PHÁT SINH LOÀI NGƯỜI
BÀI 34: SỰ PHÁT SINH LOÀI NGƯỜI
Quá trình tiến hóa của loài người gồm 2 giai đoạn:
Tiến hóa sinh học – giai đoạn tiến hoá hình thành nên loài người hiện đại (Homo sapiens)– và tiến hoá văn hóa – giai đoạn tiến hoá của loài người từ khi hình thành cho đến nay.
I. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH LOÀI NGƯỜI HIỆN ĐẠI - TIẾN HOÁ SINH HỌC:
1. Bằng chứng về nguồn gốc động vật của loài người:
a. Các đặc điểm giống nhau giữa người và vượn người:
* Về hình thái giải phẫu:
+ Hình dạng, kích thước cao, không đuôi, đứng trên 2 chân.
+ Có 12 13 đôi xương sườn, 5 6 đốt xương cùng, có 32 cái răng.
+ Não bộ to, nhiều nếp gấp, nhiều khúc cuộn.
+ Có 4 nhóm máu.
+ Kích thước và hình dạng tinh trùng giống nhau. Chu kì kinh nguyệt và thời gian mang thai, quá trình phát triển phôi thai giống nhau.
* Về sinh học phân tử:
Người và vượn hiện đại có nhiều đặc điểm chung ở mức độ phân tử như: ADN, protein.
KẾT LUẬN:
Các bằng chứng về giải phẫu và ADN cho thấy loài người và tinh tinh có quan hệ họ hàng gấn gũi nhất.
b. Các đặc điểm khác nhau giữa người và vượn người
+ Cột sống hình chữ S
+ Xương chậu rộng, tay ngắn hơn chân
+ Não người có nhiều nếp nhăn, khúc cuộn, thuỳ trán phát triển, sọ lớn hơn mặt
+ Có lồi cằm
+ Tín hiệu trao đổi ở người: có tiếng nói, biết tư duy trừu tượng do vỏ não có vùng cử động nói và hiểu tiếng nói
+ Xuất hiện cuộc sống xã hội 1 vợ 1 chồng làm tăng khả năng chăm sóc và dạy dỗ con cái
c. Các đặc điểm thích nghi nổi bật của người:
- Kích thước não bộ tăng dần (từ 450 cm3 ở vượn người tăng lên 1350 cm3 ở người hiện đại) làm tăng khả năng tư duy, ngôn ngữ và tiếng nói.
- Xương hàm ngắn dần cùng với biến đổi về răng, thích nghi với việc ăn tạp.
- Đi thẳng bằng 2 chân cùng với sự tiêu giảm bộ lông trên bề mặt cơ thể.
- Giảm dần sự khác biệt về kích thước giữa 2 giới đực và cái (loài gôrida con đực gấp 2 lần con cái; tinh tinh gấp 1,3 lần; người còn 1,2 lần).
- Xuất hiện cấu trúc gia đình làm tăng khả năng chăm sóc và dạy dỗ con cái.
2. Các dạng vượn người hóa thạch và quá trình hình thành loài người:
- Tổ tiên chung của người và các loài vượn hiện nay là loài vượn người sống trên cây (Các bằng chứng hóa thạch cho thấy người và các loài linh trưởng châu Phi (tinh tinh) có chung tổ tiên cách đây khoảng 5 7 triệu năm là Australopithecus afarensis. )
- Khi rừng thu hẹp, loài vượn cổ đại chuyển xuống sống trên các đồng cỏ, khả năng đi thẳng là có lợi vì có thể phát hiện kẻ thù từ xa. Đi thẳng bằng chân đã giải phóng 2 tay khỏi chức năng di chuyển tay trở thành cơ quan sử dụng và chế tạo công cụ lao động, vũ khí …
- Từ loài vượn người cổ đại Australopithecus đã phân hóa thành nhiều loài khác nhau, trong đó có nhánh tiến hóa thành loài Homo habilis (người khéo léo, có bộ não khá phát triển 575 cm3; biết sử dụng công cụ bằng đá); từ loài này hình thành nên nhiều loài khác trong đó có loài Homo erectus (người đứng thẳng) và tiếp đến là người hiện đại Homo sapiens và loài gần gũi với loài người hiện đại là Homo neanderthalensis (đã bị loài hiện đại cạnh tranh và làm tuyệt chủng cách đây khoảng 30. 000 năm)
3. Quê hương của loài người:
- Các bằng chứng về ADN và ti thể ủng hộ giả thuyết cho rằng loài người được phát sinh tại châu Phi, sau đó phát tán sang các châu lục khác.
II. NGƯỜI HIỆN ĐẠI VÀ TIẾN HÓA VĂN HÓA:
- So sánh bộ não của Homo sapiens và người ngày nay không có sai khác về kích thước.
- Khi tiến hóa sinh học đem lại cho con người 1 số đặc điểm thích nghi như: bộ não lớn với các vùng ngôn ngữ và tiếng nói phát triển; bàn tay linh hoạt từ chổ chỉ biết sử dụng những công cụ bằng đá thô sơ để tự vệ và bắt thú rừng biết sử dụng lửa để nấu chín thức ăn, biết chế tạo quần áo, lều trại trú ẩn làng mạc, đô thị: đó là tiến hóa văn hóa. Vậy tiến hóa văn hóa là sản phẩm của tiến hóa sinh học
- Nhờ có tiến hóa văn hóa mà con người đã nhanh chóng trở thành loài thống trị trong tự nhiên, có ảnh hưởng rất lớn đến sự tiến hóa của loài khác và có khả năng điều chỉnh chiều hướng tiến hoá của chính mình.
- Nhờ sự tiến bộ về công nghệ mà con người càng ít phụ thuộc vào tự nhiên và có khả năng điều chỉnh hướng tiến hóa của mình cũng như của sinh giới.
Quá trình tiến hóa của loài người gồm 2 giai đoạn:
Tiến hóa sinh học – giai đoạn tiến hoá hình thành nên loài người hiện đại (Homo sapiens)– và tiến hoá văn hóa – giai đoạn tiến hoá của loài người từ khi hình thành cho đến nay.
I. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH LOÀI NGƯỜI HIỆN ĐẠI - TIẾN HOÁ SINH HỌC:
1. Bằng chứng về nguồn gốc động vật của loài người:
a. Các đặc điểm giống nhau giữa người và vượn người:
* Về hình thái giải phẫu:
+ Hình dạng, kích thước cao, không đuôi, đứng trên 2 chân.
+ Có 12 13 đôi xương sườn, 5 6 đốt xương cùng, có 32 cái răng.
+ Não bộ to, nhiều nếp gấp, nhiều khúc cuộn.
+ Có 4 nhóm máu.
+ Kích thước và hình dạng tinh trùng giống nhau. Chu kì kinh nguyệt và thời gian mang thai, quá trình phát triển phôi thai giống nhau.
* Về sinh học phân tử:
Người và vượn hiện đại có nhiều đặc điểm chung ở mức độ phân tử như: ADN, protein.
KẾT LUẬN:
Các bằng chứng về giải phẫu và ADN cho thấy loài người và tinh tinh có quan hệ họ hàng gấn gũi nhất.
b. Các đặc điểm khác nhau giữa người và vượn người
+ Cột sống hình chữ S
+ Xương chậu rộng, tay ngắn hơn chân
+ Não người có nhiều nếp nhăn, khúc cuộn, thuỳ trán phát triển, sọ lớn hơn mặt
+ Có lồi cằm
+ Tín hiệu trao đổi ở người: có tiếng nói, biết tư duy trừu tượng do vỏ não có vùng cử động nói và hiểu tiếng nói
+ Xuất hiện cuộc sống xã hội 1 vợ 1 chồng làm tăng khả năng chăm sóc và dạy dỗ con cái
c. Các đặc điểm thích nghi nổi bật của người:
- Kích thước não bộ tăng dần (từ 450 cm3 ở vượn người tăng lên 1350 cm3 ở người hiện đại) làm tăng khả năng tư duy, ngôn ngữ và tiếng nói.
- Xương hàm ngắn dần cùng với biến đổi về răng, thích nghi với việc ăn tạp.
- Đi thẳng bằng 2 chân cùng với sự tiêu giảm bộ lông trên bề mặt cơ thể.
- Giảm dần sự khác biệt về kích thước giữa 2 giới đực và cái (loài gôrida con đực gấp 2 lần con cái; tinh tinh gấp 1,3 lần; người còn 1,2 lần).
- Xuất hiện cấu trúc gia đình làm tăng khả năng chăm sóc và dạy dỗ con cái.
2. Các dạng vượn người hóa thạch và quá trình hình thành loài người:
- Tổ tiên chung của người và các loài vượn hiện nay là loài vượn người sống trên cây (Các bằng chứng hóa thạch cho thấy người và các loài linh trưởng châu Phi (tinh tinh) có chung tổ tiên cách đây khoảng 5 7 triệu năm là Australopithecus afarensis. )
- Khi rừng thu hẹp, loài vượn cổ đại chuyển xuống sống trên các đồng cỏ, khả năng đi thẳng là có lợi vì có thể phát hiện kẻ thù từ xa. Đi thẳng bằng chân đã giải phóng 2 tay khỏi chức năng di chuyển tay trở thành cơ quan sử dụng và chế tạo công cụ lao động, vũ khí …
- Từ loài vượn người cổ đại Australopithecus đã phân hóa thành nhiều loài khác nhau, trong đó có nhánh tiến hóa thành loài Homo habilis (người khéo léo, có bộ não khá phát triển 575 cm3; biết sử dụng công cụ bằng đá); từ loài này hình thành nên nhiều loài khác trong đó có loài Homo erectus (người đứng thẳng) và tiếp đến là người hiện đại Homo sapiens và loài gần gũi với loài người hiện đại là Homo neanderthalensis (đã bị loài hiện đại cạnh tranh và làm tuyệt chủng cách đây khoảng 30. 000 năm)
3. Quê hương của loài người:
- Các bằng chứng về ADN và ti thể ủng hộ giả thuyết cho rằng loài người được phát sinh tại châu Phi, sau đó phát tán sang các châu lục khác.
II. NGƯỜI HIỆN ĐẠI VÀ TIẾN HÓA VĂN HÓA:
- So sánh bộ não của Homo sapiens và người ngày nay không có sai khác về kích thước.
- Khi tiến hóa sinh học đem lại cho con người 1 số đặc điểm thích nghi như: bộ não lớn với các vùng ngôn ngữ và tiếng nói phát triển; bàn tay linh hoạt từ chổ chỉ biết sử dụng những công cụ bằng đá thô sơ để tự vệ và bắt thú rừng biết sử dụng lửa để nấu chín thức ăn, biết chế tạo quần áo, lều trại trú ẩn làng mạc, đô thị: đó là tiến hóa văn hóa. Vậy tiến hóa văn hóa là sản phẩm của tiến hóa sinh học
- Nhờ có tiến hóa văn hóa mà con người đã nhanh chóng trở thành loài thống trị trong tự nhiên, có ảnh hưởng rất lớn đến sự tiến hóa của loài khác và có khả năng điều chỉnh chiều hướng tiến hoá của chính mình.
- Nhờ sự tiến bộ về công nghệ mà con người càng ít phụ thuộc vào tự nhiên và có khả năng điều chỉnh hướng tiến hóa của mình cũng như của sinh giới.
Sự phát sinh và phát triển sự sống trên Trái Đất Bài 33 SỰ PHÁT SINH GIỚI QUA CÁC ĐẠI ĐỊA CHẤT
BÀI 33: SỰ PHÁT TRIỂN CỦA SINH GIỚI QUA CÁC ĐẠI ĐỊA CHẤT
I. HOÁ THẠCH VÀ VAI TRÒ CỦA HOÁ THẠCH TRONG NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT TRIỂN CỦA SINH GIỚI
1. Hoá thạch là gì?
- Hoá thạch là di tích của các sinh vật để lại trong các lớp đất đá của vỏ trái đất. Di tích của sinh vật để lại có thể dưới dạng các bộ xương, những dấu vết của sinh vật để lại trên đá (vết chân, hình dáng…), xác các sinh vật được bảo quản gần như nguyên vẹn trong các lớp hổ phách hoặc trong các lớp băng,...
2. Vai trò của các hoá thạch trong nghiên cứu lịch sử phát triển của sinh giới
- Hoá thạch cung cấp cho chúng ta những bằng chứng trực tiếp về sự phát triển của sinh giới. Bằng phương pháp xác định tuổi của các hoá thạch, người ta có thể biết được loài nào xuất hiện trước, loài nào xuất hiện sau cũng như mối liên hệ họ hàng giữa các loài.
- Tuổi của hoá thạch có thể xác định bằng phươg pháp phân tích các đồng vị phóng xạ của Cacbon hoặc Urani.
II. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA SINH GIỚI QUA CÁC ĐẠI ĐỊA CHẤT
1. Hiện tượng trôi dạt lục địa
- Hiện tượng trôi dạt lục địa là hiện tượng các phiến kiến tạo trên lớp vỏ trái đất liên tục di chuyển do lớp dung nham nóng chảy bên dưới chuyển động.
- Những biến đổi về kiến tạo của vỏ trái đất như quá trình tạo núi, trôi dạt lục địa dẫn đến thay đổi rất mạnh điều kiện khí hậu của trái đất, do vậy có thể dẫn đến những đợt đại tuyệt chủng hàng loạt các loài và sau đó là thời điểm bùng nổ sự phát sinh các loài mới.
2. Sinh vật trong các đại địa chất
- Dựa vào quá trình biến đổi của trái đất, các nhà địa chất học chia lịch sử phát triển của trái đất thành các giai đoạn chính được gọi là các đại địa chất. Bao gồm: đại Thái cổ, đại Nguyên sinh, đại Cổ sinh, đại Trung sinh, đại Tân sinh. Các đại lại được chia nhỏ thành các kỉ. Ranh giới giữa các đại hoặc các kỉ thường là các giai đoạn có những biến đổi của trái đất làm cho sinh vật bị tuyệt chủng hàng loạt và sau đó là bắt đầu một giai đoạn tiến hoá mới của các sinh vật sống sót. Các sinh vật sống sót tiến hoá và bước vào giai đoạn bùng nổ, phát sinh các loài mới và chiếm lĩnh các ổ sinh thái còn trống.
- Mỗi đại, mỗi kỉ thường có các đặc điểm về địa chất và khí hậu riêng biệt nên cũng kéo theo sự phát triển của nhóm sinh vật điển hình. Ví dụ: đại Trung sinh còn được gọi là kỷ nguyên của bò sát.
I. HOÁ THẠCH VÀ VAI TRÒ CỦA HOÁ THẠCH TRONG NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT TRIỂN CỦA SINH GIỚI
1. Hoá thạch là gì?
- Hoá thạch là di tích của các sinh vật để lại trong các lớp đất đá của vỏ trái đất. Di tích của sinh vật để lại có thể dưới dạng các bộ xương, những dấu vết của sinh vật để lại trên đá (vết chân, hình dáng…), xác các sinh vật được bảo quản gần như nguyên vẹn trong các lớp hổ phách hoặc trong các lớp băng,...
2. Vai trò của các hoá thạch trong nghiên cứu lịch sử phát triển của sinh giới
- Hoá thạch cung cấp cho chúng ta những bằng chứng trực tiếp về sự phát triển của sinh giới. Bằng phương pháp xác định tuổi của các hoá thạch, người ta có thể biết được loài nào xuất hiện trước, loài nào xuất hiện sau cũng như mối liên hệ họ hàng giữa các loài.
- Tuổi của hoá thạch có thể xác định bằng phươg pháp phân tích các đồng vị phóng xạ của Cacbon hoặc Urani.
II. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA SINH GIỚI QUA CÁC ĐẠI ĐỊA CHẤT
1. Hiện tượng trôi dạt lục địa
- Hiện tượng trôi dạt lục địa là hiện tượng các phiến kiến tạo trên lớp vỏ trái đất liên tục di chuyển do lớp dung nham nóng chảy bên dưới chuyển động.
- Những biến đổi về kiến tạo của vỏ trái đất như quá trình tạo núi, trôi dạt lục địa dẫn đến thay đổi rất mạnh điều kiện khí hậu của trái đất, do vậy có thể dẫn đến những đợt đại tuyệt chủng hàng loạt các loài và sau đó là thời điểm bùng nổ sự phát sinh các loài mới.
2. Sinh vật trong các đại địa chất
- Dựa vào quá trình biến đổi của trái đất, các nhà địa chất học chia lịch sử phát triển của trái đất thành các giai đoạn chính được gọi là các đại địa chất. Bao gồm: đại Thái cổ, đại Nguyên sinh, đại Cổ sinh, đại Trung sinh, đại Tân sinh. Các đại lại được chia nhỏ thành các kỉ. Ranh giới giữa các đại hoặc các kỉ thường là các giai đoạn có những biến đổi của trái đất làm cho sinh vật bị tuyệt chủng hàng loạt và sau đó là bắt đầu một giai đoạn tiến hoá mới của các sinh vật sống sót. Các sinh vật sống sót tiến hoá và bước vào giai đoạn bùng nổ, phát sinh các loài mới và chiếm lĩnh các ổ sinh thái còn trống.
- Mỗi đại, mỗi kỉ thường có các đặc điểm về địa chất và khí hậu riêng biệt nên cũng kéo theo sự phát triển của nhóm sinh vật điển hình. Ví dụ: đại Trung sinh còn được gọi là kỷ nguyên của bò sát.
Sự phát sinh và phát triển sự sống trên Trái Đất Bài 32 NGUỒN GỐC SỰ SỐNG
CHƯƠNG II: SỰ PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN
CỦA SỰ SỐNG TRÊN TRÁI ĐẤT
BÀI 32: NGUỒN GỐC SỰ SỐNG
Sự sống đầu tiên trên trái đất được hình thành cách đây 3,5 tỉ năm và bắt đầu bằng con đường hóa học theo 4 bước:
Hình thành các hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ.
Trùng phân các đơn phân tạo thành các đại phân tử
Tương tác giữa các đại phân tử hình thành cơ chế tự nhân đôi.
Hình thành các tế bào sơ khai.
I. TIẾN HÓA HÓA HỌC
1. Hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ:
- Theo ông Oparin (Nga) và Haldane (Anh) đã độc lập nhau cùng đưa ra giả thuyết cho rằng các hợp chất hữu cơ đơn giản đầu tiên trên trái đất có thể được xuất hiện bằng con đường hóa tổng hợp từ các chất vô cơ nhờ nguồn năng lượng là sấm sét, tia tử ngoại, núi lửa: Bầu khí quyển nguyên thuỷ không có oxi, dưới tác dụng của nguồn năng lượng tự nhiên (tia chớp, tia tử ngoại, núi lửa …) 1 số các chất vô cơ kết hợp tạo nên chất hữu cơ đơn giản: a. amin, nucleotit, đường đơn, a. xit béo … Các đơn phân kết hợp với nhau tạo thành các đại phân tử.
- Ông Miller và Uray đã làm thí nghiệm kiểm chứng: Tạo ra môi trường có thành phần hóa học giống khí quyển của trái đất nguyên thủy trong bình thuỷ tinh. Hỗn hợp khí CH4, NH3, H2 và hơi nước được đặt trong điều kiện phóng điện liên tục suốt 1 tuần lễ. Kết quả các ông đã thu được 1 số chất hữu cơ đơn giản trong đó có các a. amin.
2. Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ:
- Để chứng minh các đơn phân như a. amin có thể kết hợp với nhau tạo nên các chuỗi polipeptit đơn giản trong điều kiện trái đất nguyên thuỷ, ông Fox và các cộng sự vào năm 1950 đã tiến hành thí nghiệm đun nóng hỗn hợp các a. amin khô ở nhiệt độ từ 150 180oC và đã tạo ra được các chuỗi peptit ngắn (gọi là protein nhiệt).
Kết luận: Các đơn phân tử kết hợp với nhau tạo thành các đại phân tử.
3. Sự xuất hiện cơ chế tự hân đôi:
a. ADN có trước hay ARN có trước ?
- Một số bằng chứng đã chứng minh ARN có thể tự nhân đôi không cần enzim nên ARN tiến hóa trước ADN.
- ARN có khả năng tự nhân đôi, CLTN sẽ chọn các phân tử ARN có khả năng tự sao tốt, có hoạt tính enzim tốt làm vật liệu di truyền. Từ ARN ADN.
b. Hình thành cơ chế dịch mã:
- ARN là khuôn để các a. amin liên kết nhau tạo thành chuỗi polipeptit và chúng được bao bọc bởi màng bán thấm cách li với môi trường ngoài.
II. TIẾN HÓA TIỀN SINH HỌC:
- Các đại phân tử: lipit, protit, a. nucleic … xuất hiện trong nước và tập trung cùng nhau thì các phân tử lipit do đặc tính kị nước sẽ lập tức hình thành nên lớp màng bao bọc lấy tập hợp các đại phân tử hữu cơ tạo nên các giọt nhỏ li ti khác nhau. Các giọt này chịu sự tác động của CLTN sẽ tiến hóa dần tạo nên các tế bào sơ khai (protobiont).
- Các protobiont nào có được tập hợp các phân tử giúp chúng có khả năng trao đổi chất và năng lượng với bên ngoài, có khả năng phân chia và duy trì thành phần hóa học thích hợp thì được giữ lại và nhân rộng.
- Bằng thực nghiệm các nhà khoa học cũng đã tạo được các giọt gọi là lipôxôm khi cho lipit vào trong nước cùng với một số các chất hữu cơ khác nhau. Lipit đã tạo nên lớp màng bao lấy các hợp chất hữu cơ khác và một số li-pô-xôm cũng đã biểu hiện một số đặc tính sơ khai của sự sống như phân đôi, trao đổi chất với môi trường bên ngoài. Ngoài ra các nhà khoa học cũng tạo được các giọt côaxecva có khả năng tăng kích thước và duy trì cấu trúc ổn định trong dung dịch.
- Sau khi các tế bào nguyên thuỷ được hình thành thì quá trinh tiến hoá sinh học tiếp diễn, dưới tác động của các nhân tố tiến hoá đã tạo ra các loài sinh vật như ngày nay.
CỦA SỰ SỐNG TRÊN TRÁI ĐẤT
BÀI 32: NGUỒN GỐC SỰ SỐNG
Sự sống đầu tiên trên trái đất được hình thành cách đây 3,5 tỉ năm và bắt đầu bằng con đường hóa học theo 4 bước:
Hình thành các hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ.
Trùng phân các đơn phân tạo thành các đại phân tử
Tương tác giữa các đại phân tử hình thành cơ chế tự nhân đôi.
Hình thành các tế bào sơ khai.
I. TIẾN HÓA HÓA HỌC
1. Hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ:
- Theo ông Oparin (Nga) và Haldane (Anh) đã độc lập nhau cùng đưa ra giả thuyết cho rằng các hợp chất hữu cơ đơn giản đầu tiên trên trái đất có thể được xuất hiện bằng con đường hóa tổng hợp từ các chất vô cơ nhờ nguồn năng lượng là sấm sét, tia tử ngoại, núi lửa: Bầu khí quyển nguyên thuỷ không có oxi, dưới tác dụng của nguồn năng lượng tự nhiên (tia chớp, tia tử ngoại, núi lửa …) 1 số các chất vô cơ kết hợp tạo nên chất hữu cơ đơn giản: a. amin, nucleotit, đường đơn, a. xit béo … Các đơn phân kết hợp với nhau tạo thành các đại phân tử.
- Ông Miller và Uray đã làm thí nghiệm kiểm chứng: Tạo ra môi trường có thành phần hóa học giống khí quyển của trái đất nguyên thủy trong bình thuỷ tinh. Hỗn hợp khí CH4, NH3, H2 và hơi nước được đặt trong điều kiện phóng điện liên tục suốt 1 tuần lễ. Kết quả các ông đã thu được 1 số chất hữu cơ đơn giản trong đó có các a. amin.
2. Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ:
- Để chứng minh các đơn phân như a. amin có thể kết hợp với nhau tạo nên các chuỗi polipeptit đơn giản trong điều kiện trái đất nguyên thuỷ, ông Fox và các cộng sự vào năm 1950 đã tiến hành thí nghiệm đun nóng hỗn hợp các a. amin khô ở nhiệt độ từ 150 180oC và đã tạo ra được các chuỗi peptit ngắn (gọi là protein nhiệt).
Kết luận: Các đơn phân tử kết hợp với nhau tạo thành các đại phân tử.
3. Sự xuất hiện cơ chế tự hân đôi:
a. ADN có trước hay ARN có trước ?
- Một số bằng chứng đã chứng minh ARN có thể tự nhân đôi không cần enzim nên ARN tiến hóa trước ADN.
- ARN có khả năng tự nhân đôi, CLTN sẽ chọn các phân tử ARN có khả năng tự sao tốt, có hoạt tính enzim tốt làm vật liệu di truyền. Từ ARN ADN.
b. Hình thành cơ chế dịch mã:
- ARN là khuôn để các a. amin liên kết nhau tạo thành chuỗi polipeptit và chúng được bao bọc bởi màng bán thấm cách li với môi trường ngoài.
II. TIẾN HÓA TIỀN SINH HỌC:
- Các đại phân tử: lipit, protit, a. nucleic … xuất hiện trong nước và tập trung cùng nhau thì các phân tử lipit do đặc tính kị nước sẽ lập tức hình thành nên lớp màng bao bọc lấy tập hợp các đại phân tử hữu cơ tạo nên các giọt nhỏ li ti khác nhau. Các giọt này chịu sự tác động của CLTN sẽ tiến hóa dần tạo nên các tế bào sơ khai (protobiont).
- Các protobiont nào có được tập hợp các phân tử giúp chúng có khả năng trao đổi chất và năng lượng với bên ngoài, có khả năng phân chia và duy trì thành phần hóa học thích hợp thì được giữ lại và nhân rộng.
- Bằng thực nghiệm các nhà khoa học cũng đã tạo được các giọt gọi là lipôxôm khi cho lipit vào trong nước cùng với một số các chất hữu cơ khác nhau. Lipit đã tạo nên lớp màng bao lấy các hợp chất hữu cơ khác và một số li-pô-xôm cũng đã biểu hiện một số đặc tính sơ khai của sự sống như phân đôi, trao đổi chất với môi trường bên ngoài. Ngoài ra các nhà khoa học cũng tạo được các giọt côaxecva có khả năng tăng kích thước và duy trì cấu trúc ổn định trong dung dịch.
- Sau khi các tế bào nguyên thuỷ được hình thành thì quá trinh tiến hoá sinh học tiếp diễn, dưới tác động của các nhân tố tiến hoá đã tạo ra các loài sinh vật như ngày nay.
Bằng chứng tiến hoá và cơ chế tiến hoá Bài 29 & 30 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH LOÀI
BÀI 29-30: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH LOÀI
I. HÌNH THÀNH LOÀI KHÁC KHU VỰC ĐỊA LÝ :
1. Vai trò của cách li địa lý trong việc hình thành loài mới
- Các trở ngại về mặt địa lí (núi, biển, sông) làm nhiều quần thể sống cách biệt về mặt địa lí khác nhau nên CLTN và các nhân tố tiến hóa khác dễ dàng làm thay đổi cấu trúc di truyền của các quần thể theo những hướng khác nhau.
- Khi sự sai khác về cấu trúc di truyền giữa các quần thể đến một lúc nào đó xuất hiện sự cách li sinh sản hình thành loài mới (thường xảy ra ở động vật).
- Ví dụ sự hình thành loài mới do cách li bởi các quần đảo rất dễ nậhn thấy, Vì giữa các đảo có sự cách li tương đối, các sinh vật giữa các đảo ít trao đổi vốn gen cho nhau. Khi 1 nhóm sinh vật tiên phong di cư tới đảo mới thì điều kiện sống mới, sự cách li tương đối về mặt địa lí dễ biến quần thể nhập cư thành loài mới.
2. Thí nghiệm chứng minh quá trình hình thành loài bằng con đường địa lí (thí nghiệm của Dodd)
- * Thí nghiệm: chia quần thể ruồi giấm ra nhiều quần thể nhỏ và nuôi trong môi trường nhân tạo khác nhau trong những lọ qua nhiều thế hệ (một số được nuôi bằng môi trường tinh bột, một số khác bằng môi trường có đường mantôzơ)
- * Kết quả: từ 1 quần thể ban đầu 2 quần thể thích nghi với việc tiêu hóa tinh bột và đường mantôzơ. Cho 2 loài ruồi này sống chung và nhận thấy sự cách li địa lí và khác biệt về điều kiện môi trường sống làm xuất hiện sự cách li về tập tính giao phối cách li SS giữa 2 quần thể ruồi.
- * Tóm lại: CLTN chỉ giúp hình thành nên những tính trạng thích nghi, cách li SS là sản phẩm phụ của quá trình tiến hóa. Tuy nhiên cách li SS lại trực tiếp quyết định sự phân hóa của quần thể thành loài mới.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. Giải thích vai trò của cách li địa lí trong quá trình hình thành loài mới
2. Tại sao quần đảo lại được xem là phòng thí nghiệm nghiên cứu quá trình hình thành loài mới?
3. Tại sao cách li địa lí lại là cơ chế chủ yếu dẫn đến hình thành loài mới ở động vật?
4. Tại sao trên đất liền quá trình hình thành loài mới lại không diễn ra nhanh như trên các đảo?
II. HÌNH THÀNH LOÀI CÙNG KHU VỰC ĐỊA LÍ:
1. Hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái:
+ Hình thành loài bằng cách li tập tính:
- Trong cùng 1 vùng phân bố có sự cách li về tập tính giao phối giữa các quần thể loài mới.
+ Hình thành loài bằng cách li sinh thái:
- Do có sự cách li nơi ở giữa các quần thể trong cùng 1 vùng phân bố địa lí cũng có thể dẫn đến hình thành loài mới.
2. Hình thành loài nhờ cơ chế tự đa bội:
- Hiện tượng tự đa bội có thể nhanh chóng hình thành loài mới từ 1 loài ban đầu mà không cần cách li địa lí. Tự đa bội thường xảy ra ở thực vật: trong giảm phân vì 1 lí do nào đó các cặp NST không phân li giao tử 2n.
- Giao tử 2n x giao tử 2n hợp tử 4n.
- Cây 4n tự thụ phấn loài mới.
- Cây 4n x cây 2n cây 3n (bất thụ).
- Quần thể 4n cách li sinh sản với quần thể 2n.
3. Hình thành loài nhờ cơ chế lai xa và đa bội hóa:
- Hình thành loài mới trong cùng 1 khu vực địa lí do sai khác NST cách li SS loài mới
- Cơ thể lai khác loài thường bất thụ, đa bội hóa cơ thể lai khác loài để có cơ thể lai chứa 2 bộ NST của bố mẹ, quá trình giảm phân bình thường và trở nên hữu thụ loài mới. Loài mới đa bội cách li sinh sản với bố mẹ.
- Lai xa và đa bội hóa tạo nên loài mới thường xảy ra ở thực vật (vì ở thực vật có khả năng tự thụ phấn, sinh sản sinh dưỡng), ít xảy ra ờ động vật vì:
- Hệ thần kinh của động vật phát triển.
- Cách li sinh sản giữa 2 loài rất phức tạp.
- Đa bội hóa thường gây nên rối loạn về giới tính.
I. HÌNH THÀNH LOÀI KHÁC KHU VỰC ĐỊA LÝ :
1. Vai trò của cách li địa lý trong việc hình thành loài mới
- Các trở ngại về mặt địa lí (núi, biển, sông) làm nhiều quần thể sống cách biệt về mặt địa lí khác nhau nên CLTN và các nhân tố tiến hóa khác dễ dàng làm thay đổi cấu trúc di truyền của các quần thể theo những hướng khác nhau.
- Khi sự sai khác về cấu trúc di truyền giữa các quần thể đến một lúc nào đó xuất hiện sự cách li sinh sản hình thành loài mới (thường xảy ra ở động vật).
- Ví dụ sự hình thành loài mới do cách li bởi các quần đảo rất dễ nậhn thấy, Vì giữa các đảo có sự cách li tương đối, các sinh vật giữa các đảo ít trao đổi vốn gen cho nhau. Khi 1 nhóm sinh vật tiên phong di cư tới đảo mới thì điều kiện sống mới, sự cách li tương đối về mặt địa lí dễ biến quần thể nhập cư thành loài mới.
2. Thí nghiệm chứng minh quá trình hình thành loài bằng con đường địa lí (thí nghiệm của Dodd)
- * Thí nghiệm: chia quần thể ruồi giấm ra nhiều quần thể nhỏ và nuôi trong môi trường nhân tạo khác nhau trong những lọ qua nhiều thế hệ (một số được nuôi bằng môi trường tinh bột, một số khác bằng môi trường có đường mantôzơ)
- * Kết quả: từ 1 quần thể ban đầu 2 quần thể thích nghi với việc tiêu hóa tinh bột và đường mantôzơ. Cho 2 loài ruồi này sống chung và nhận thấy sự cách li địa lí và khác biệt về điều kiện môi trường sống làm xuất hiện sự cách li về tập tính giao phối cách li SS giữa 2 quần thể ruồi.
- * Tóm lại: CLTN chỉ giúp hình thành nên những tính trạng thích nghi, cách li SS là sản phẩm phụ của quá trình tiến hóa. Tuy nhiên cách li SS lại trực tiếp quyết định sự phân hóa của quần thể thành loài mới.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. Giải thích vai trò của cách li địa lí trong quá trình hình thành loài mới
2. Tại sao quần đảo lại được xem là phòng thí nghiệm nghiên cứu quá trình hình thành loài mới?
3. Tại sao cách li địa lí lại là cơ chế chủ yếu dẫn đến hình thành loài mới ở động vật?
4. Tại sao trên đất liền quá trình hình thành loài mới lại không diễn ra nhanh như trên các đảo?
II. HÌNH THÀNH LOÀI CÙNG KHU VỰC ĐỊA LÍ:
1. Hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái:
+ Hình thành loài bằng cách li tập tính:
- Trong cùng 1 vùng phân bố có sự cách li về tập tính giao phối giữa các quần thể loài mới.
+ Hình thành loài bằng cách li sinh thái:
- Do có sự cách li nơi ở giữa các quần thể trong cùng 1 vùng phân bố địa lí cũng có thể dẫn đến hình thành loài mới.
2. Hình thành loài nhờ cơ chế tự đa bội:
- Hiện tượng tự đa bội có thể nhanh chóng hình thành loài mới từ 1 loài ban đầu mà không cần cách li địa lí. Tự đa bội thường xảy ra ở thực vật: trong giảm phân vì 1 lí do nào đó các cặp NST không phân li giao tử 2n.
- Giao tử 2n x giao tử 2n hợp tử 4n.
- Cây 4n tự thụ phấn loài mới.
- Cây 4n x cây 2n cây 3n (bất thụ).
- Quần thể 4n cách li sinh sản với quần thể 2n.
3. Hình thành loài nhờ cơ chế lai xa và đa bội hóa:
- Hình thành loài mới trong cùng 1 khu vực địa lí do sai khác NST cách li SS loài mới
- Cơ thể lai khác loài thường bất thụ, đa bội hóa cơ thể lai khác loài để có cơ thể lai chứa 2 bộ NST của bố mẹ, quá trình giảm phân bình thường và trở nên hữu thụ loài mới. Loài mới đa bội cách li sinh sản với bố mẹ.
- Lai xa và đa bội hóa tạo nên loài mới thường xảy ra ở thực vật (vì ở thực vật có khả năng tự thụ phấn, sinh sản sinh dưỡng), ít xảy ra ờ động vật vì:
- Hệ thần kinh của động vật phát triển.
- Cách li sinh sản giữa 2 loài rất phức tạp.
- Đa bội hóa thường gây nên rối loạn về giới tính.
Bằng chứng tiến hoá và cơ chế tiến hoá Bài 28 LOÀI
BÀI 28: LOÀI
I. KHÁI NIỆM LOÀI SINH HỌC
1. Khái niệm:
- Loài là 1 hay 1 nhóm các quần thể gồm các cá thể có khả năng giao phối với nhau trong tự nhiên, cho ra đời con có sức sống và khả năng sinh sản nhưng lại cách li sinh sản với các nhóm quần thể khác tương tự.
- Cách li sinh sản là tiêu chuẩn khách quan để phân biệt 2 quần thể là cùng loài hay khác loài => Hai quần thể cùng loài chỉ trở thành hai loài khác nhau khi chúng trở nên cách li sinh sản
- Loài thân thuộc là 2 loài có hình thái rất giống nhau (loài đồng hình) nhưng cách li sinh sản với nhau
+ Hạn chế:
- Chỉ áp dụng được cho loài sinh sản hữu tính, không áp dụng cho loài sinh sản vô tính.
- Khó biết được trong tự nhiên 2 quần thể nào thực sự cách li sinh sản với nhau và cách li ở mức độ nào.
II. CƠ CHẾ CÁCH LI SINH SẢN GIỮA CÁC LOÀI
1. Cách li trước hợp tử
- Là những trở ngại ngăn cản các sinh vật giao phối với nhau cách li trước hợp tử (ngăn cản thụ tinh tạo ra hợp tử)
a. Cách li nơi ở: (sinh cảnh) – sống trong cùng khu vực địa lí nhưng trong sinh cảnh khác nhau nên không thể giao phối
Ví dụ:
b. Cách li tập tính: các quần thể khác nhau có những tập tính giao phối riêng cách li sinh sản.
Ví dụ:
c. Cách li thời gian (mùa vụ): Các cá thể thuộc các quần thể có các mùa sinh sản khác nhau, không thể giao phối với nhau được
Ví dụ:
d. Cách li cơ học: do cấu tạo của cơ quan sinh sản khác nhau các cá thể thuộc các quần thể khác nhau không giao phối được với nhau
Ví dụ:
2. Cách li sau hợp tử
- Là cơ chế ngăn cản việc tạo ra con lai hoặc ngăn cản việc tao ra con lai hữu thụ
- Cơ chế cách li có ý nghĩa duy trì sự toàn vẹn về những đặc điểm riêng của loài
- Nếu 2 quần thể cùng loài trong tự nhiên vì lý do nào đó dẫn đến cách li sinh sản thì loài mới sẽ xuất hiện
I. KHÁI NIỆM LOÀI SINH HỌC
1. Khái niệm:
- Loài là 1 hay 1 nhóm các quần thể gồm các cá thể có khả năng giao phối với nhau trong tự nhiên, cho ra đời con có sức sống và khả năng sinh sản nhưng lại cách li sinh sản với các nhóm quần thể khác tương tự.
- Cách li sinh sản là tiêu chuẩn khách quan để phân biệt 2 quần thể là cùng loài hay khác loài => Hai quần thể cùng loài chỉ trở thành hai loài khác nhau khi chúng trở nên cách li sinh sản
- Loài thân thuộc là 2 loài có hình thái rất giống nhau (loài đồng hình) nhưng cách li sinh sản với nhau
+ Hạn chế:
- Chỉ áp dụng được cho loài sinh sản hữu tính, không áp dụng cho loài sinh sản vô tính.
- Khó biết được trong tự nhiên 2 quần thể nào thực sự cách li sinh sản với nhau và cách li ở mức độ nào.
II. CƠ CHẾ CÁCH LI SINH SẢN GIỮA CÁC LOÀI
1. Cách li trước hợp tử
- Là những trở ngại ngăn cản các sinh vật giao phối với nhau cách li trước hợp tử (ngăn cản thụ tinh tạo ra hợp tử)
a. Cách li nơi ở: (sinh cảnh) – sống trong cùng khu vực địa lí nhưng trong sinh cảnh khác nhau nên không thể giao phối
Ví dụ:
b. Cách li tập tính: các quần thể khác nhau có những tập tính giao phối riêng cách li sinh sản.
Ví dụ:
c. Cách li thời gian (mùa vụ): Các cá thể thuộc các quần thể có các mùa sinh sản khác nhau, không thể giao phối với nhau được
Ví dụ:
d. Cách li cơ học: do cấu tạo của cơ quan sinh sản khác nhau các cá thể thuộc các quần thể khác nhau không giao phối được với nhau
Ví dụ:
2. Cách li sau hợp tử
- Là cơ chế ngăn cản việc tạo ra con lai hoặc ngăn cản việc tao ra con lai hữu thụ
- Cơ chế cách li có ý nghĩa duy trì sự toàn vẹn về những đặc điểm riêng của loài
- Nếu 2 quần thể cùng loài trong tự nhiên vì lý do nào đó dẫn đến cách li sinh sản thì loài mới sẽ xuất hiện
Bằng chứng tiến hoá và cơ chế tiến hoá Bài 27 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ THÍCH NGHI
BÀI 27: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ THÍCH NGHI
I. KHÁI NIỆM ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI
- Là những đặc điểm trên cơ thể sinh vật giúp chúng có khả năng sống sót tốt hơn.
Ví dụ: sâu ăn lá cây thường có màu xanh
II. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ THÍCH NGHI
1. Cơ sở di truyền của quá trình hình thành quần thể thích nghi
- Chọn lọc tự nhiên luôn đào thải những cá thể có kiểu hình kém thích nghi, chỉ giữ lại những cá thể có kiểu hình thích nghi. Do đó các alen qui định các kiểu hình thích nghi sẽ ngày càng gia tăng trong quần thể qua nhiều thế hệ.
- Quá trình hình thành quần thể thích nghi là quá trình tích lũy các alen qui định kiểu hình thích nghi. Môi trường chỉ đóng vai trò sàng lọc chứ không tạo ra các đặc điểm thích nghi.
Ví dụ: khả năng kháng thuốc penixilin của vi khuẩn tụ cầu vàng Staphylococcus aureus. Năm 1941 chưa xuất hiện chủng kháng thuốc, 1944 xuất hiện một vài chủng có khả năng kháng thuốc, đến 1992 có 95% chủng vi khuẩn tụ cầu vàng có khả năng kháng penixilin và các thuốc khác tương tự.
Nguyên nhân là do một số chủng vi khuẩn tụ cầu vàng có gen đột biến làm thay đổi cấu trúc thành tế bào làm cho thuốc không thể bám vào thành tế bào được. Gen đột biến này nhanh chóng lan rộng trong quần thể bằng cách truyền từ hế hệ này sang thế hệ khác hoặc từ tế bào này sang tế bào khác
- Quá trình hình thành quần thể thích nghi xảy ra nhanh hay chậm tùy thuộc vào: (1) quá trình phát sinh và tích lũy các gen đột biến ở mỗi loài, (2) tốc độ sinh sản của loài, (3) áp lực CLTN
2. Thí nghiệm chứng minh vai trò của CLTN trong quá trình hình thành quần thể thích nghi
- Thí nghiệm 1:SGK
- Thí nghiệm 2: SGK
CLTN chỉ đóng vai trò sàng lọc và giữ lại những cá thể có kiểu gen qui định kiểu hình thích nghi mà không tạo ra các kiểu gen thích nghi.
III. SỰ HỢP LÍ TƯƠNG ĐỐI CỦA CÁC ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI
- Không thể có một sinh vật nào có nhiều đặc điểm thích nghi với nhiều môi trường khác nhau. Đặc điểm thích nghi đó là có lợi trong môi trường (hoàn cảnh) này nhưng lại có thể trở nên bất lợi trong môi trường (hoàn cảnh) khác.
I. KHÁI NIỆM ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI
- Là những đặc điểm trên cơ thể sinh vật giúp chúng có khả năng sống sót tốt hơn.
Ví dụ: sâu ăn lá cây thường có màu xanh
II. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ THÍCH NGHI
1. Cơ sở di truyền của quá trình hình thành quần thể thích nghi
- Chọn lọc tự nhiên luôn đào thải những cá thể có kiểu hình kém thích nghi, chỉ giữ lại những cá thể có kiểu hình thích nghi. Do đó các alen qui định các kiểu hình thích nghi sẽ ngày càng gia tăng trong quần thể qua nhiều thế hệ.
- Quá trình hình thành quần thể thích nghi là quá trình tích lũy các alen qui định kiểu hình thích nghi. Môi trường chỉ đóng vai trò sàng lọc chứ không tạo ra các đặc điểm thích nghi.
Ví dụ: khả năng kháng thuốc penixilin của vi khuẩn tụ cầu vàng Staphylococcus aureus. Năm 1941 chưa xuất hiện chủng kháng thuốc, 1944 xuất hiện một vài chủng có khả năng kháng thuốc, đến 1992 có 95% chủng vi khuẩn tụ cầu vàng có khả năng kháng penixilin và các thuốc khác tương tự.
Nguyên nhân là do một số chủng vi khuẩn tụ cầu vàng có gen đột biến làm thay đổi cấu trúc thành tế bào làm cho thuốc không thể bám vào thành tế bào được. Gen đột biến này nhanh chóng lan rộng trong quần thể bằng cách truyền từ hế hệ này sang thế hệ khác hoặc từ tế bào này sang tế bào khác
- Quá trình hình thành quần thể thích nghi xảy ra nhanh hay chậm tùy thuộc vào: (1) quá trình phát sinh và tích lũy các gen đột biến ở mỗi loài, (2) tốc độ sinh sản của loài, (3) áp lực CLTN
2. Thí nghiệm chứng minh vai trò của CLTN trong quá trình hình thành quần thể thích nghi
- Thí nghiệm 1:SGK
- Thí nghiệm 2: SGK
CLTN chỉ đóng vai trò sàng lọc và giữ lại những cá thể có kiểu gen qui định kiểu hình thích nghi mà không tạo ra các kiểu gen thích nghi.
III. SỰ HỢP LÍ TƯƠNG ĐỐI CỦA CÁC ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI
- Không thể có một sinh vật nào có nhiều đặc điểm thích nghi với nhiều môi trường khác nhau. Đặc điểm thích nghi đó là có lợi trong môi trường (hoàn cảnh) này nhưng lại có thể trở nên bất lợi trong môi trường (hoàn cảnh) khác.
Bằng chứng tiến hoá và cơ chế tiến hoá Bài 26 HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ TỔNG HỢP HIỆN ĐẠI
BÀI 26: HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ TỔNG HỢP HIỆN ĐẠI
I. QUAN NIỆM TIẾN HÓA VÀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU TIẾN HÓA
1. Tiến hóa nhỏ và tiến hóa lớn
- Tiến hoá nhỏ: là quá trình biến đổi về tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể từ thế hệ này sang thế hệ khác.
- Tiến hoá lớn: là quá trình hình thành các nhóm phân loại trên loài (họ, bộ, lớp …) diễn ra trên qui mô lớn, trong thời gian lịch sử dài.
2. Nguồn biến dị di truyền của quần thể
- Là nguyên liệu cho quá trình CLTN. Các biến dị này được hình thành do: đột biến, biến dị tổ hợp, sự di nhập gen từ quần thể khác vào.
II. CÁC NHÂN TỐ TIẾN HÓA
1. Đột biến
- Đột biến gen làm thay đổi tần số alen 1 cách chậm chạp vì tần số đột biến gen của từng locut gen thường rất nhỏ (10-6 – 10-4), nhưng mỗi sinh vật có rất nhiều gen, quần thể có nhiều cá thể, nên đột biến gen lại giữ vai trò chủ yếu tạo nên nguồn biến di di truyền cho quá trình tiến hoá.
2. Di – nhập gen
- Các quần thể thường không cách li hoàn toàn với nhau, do đó giữa các quần thể thường có sự trao đổi các cá thể: hiện tượng này gọi là di nhập gen hay dòng gen. Di nhập gen làm phong phú vốn gen của quần thể hoặc làm thay đổi tần số alen của quần thể Tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể bị thay đổi nhanh hay chậm tuỳ thuộc vào sự chênh lệch giữa số cá thể vào và ra khỏi quần thể lớn hay nhỏ.
3. Chọn lọc tự nhiên
- Thực chất của CLTN là quá trình phân hóa khả năng sống sót và khả năng sinh sản của các kiểu gen khác nhau trong quần thể.
- CLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình qua nhiều thế hệ dẫn đến chọn lọc kiểu gen (duy trì những kiểu gen qui định kiểu hình thích nghi và đào thải những kiểu gen qui định kiểu hình không thích nghi với môi trường)
- CLTN là nhân tố qui định chiều hướng tiến hóa.
- CLTN làm thay đổi tần số alen theo 1 hướng xác định với mức độ nhanh hay chậm phụ thuộc vào những yếu tố:
+ Alen chịu sự tác động của CLTN là trội hay lặn.
+ Quần thể sinh vật là đơn bội hay lưỡng bội
+ Tốc độ sinh sản nhanh hay chậm
4. Các yếu tố ngẫu nhiên
- Sự biến đổi về thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể gây nên bởi các yếu tố ngẫu nhiên (thiên tai, dịch bệnh…) còn được gọi là sự biến động di truyền hay phiêu bạt di truyền
- Quần thể có kích thước càng nhỏ càng dễ bị tác động. Sự tác động do các yếu tố ngẫu nhiên có đặc điểm như sau:
+ Thay đổi tần số alen không theo 1 hước xác định.
+ Một alen dù là có lợi cũng có thể bị loại bỏ khỏi quần thể và alen có hại cũng có thể trở nên phổ biến trong quần thể.
- Kết quả tác động của yếu tố ngẫu nhiên có thể làm nghèo vốn gen của quần thể, giảm sự đa dạng di truyền
5. Giao phối không ngẫu nhiên
- Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen của quần thể nhưng lại làm thay đổi cấu trúc di truyền của quần thể theo hướng tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp và giảm tần số kiểu gen dị hợp làm nghèo vốn gen của quần thể và giảm sự đa dạng di truyền.
- Các kiểu giao phối không ngẫu nhiên: tự thụ phấn, giao phối giữa các cá thể có cùng huyết thống và giao phối có chọn lựa (các nhóm cá thể có kiểu hình nhất định thích giao phối với nhau)
I. QUAN NIỆM TIẾN HÓA VÀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU TIẾN HÓA
1. Tiến hóa nhỏ và tiến hóa lớn
- Tiến hoá nhỏ: là quá trình biến đổi về tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể từ thế hệ này sang thế hệ khác.
- Tiến hoá lớn: là quá trình hình thành các nhóm phân loại trên loài (họ, bộ, lớp …) diễn ra trên qui mô lớn, trong thời gian lịch sử dài.
2. Nguồn biến dị di truyền của quần thể
- Là nguyên liệu cho quá trình CLTN. Các biến dị này được hình thành do: đột biến, biến dị tổ hợp, sự di nhập gen từ quần thể khác vào.
II. CÁC NHÂN TỐ TIẾN HÓA
1. Đột biến
- Đột biến gen làm thay đổi tần số alen 1 cách chậm chạp vì tần số đột biến gen của từng locut gen thường rất nhỏ (10-6 – 10-4), nhưng mỗi sinh vật có rất nhiều gen, quần thể có nhiều cá thể, nên đột biến gen lại giữ vai trò chủ yếu tạo nên nguồn biến di di truyền cho quá trình tiến hoá.
2. Di – nhập gen
- Các quần thể thường không cách li hoàn toàn với nhau, do đó giữa các quần thể thường có sự trao đổi các cá thể: hiện tượng này gọi là di nhập gen hay dòng gen. Di nhập gen làm phong phú vốn gen của quần thể hoặc làm thay đổi tần số alen của quần thể Tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể bị thay đổi nhanh hay chậm tuỳ thuộc vào sự chênh lệch giữa số cá thể vào và ra khỏi quần thể lớn hay nhỏ.
3. Chọn lọc tự nhiên
- Thực chất của CLTN là quá trình phân hóa khả năng sống sót và khả năng sinh sản của các kiểu gen khác nhau trong quần thể.
- CLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình qua nhiều thế hệ dẫn đến chọn lọc kiểu gen (duy trì những kiểu gen qui định kiểu hình thích nghi và đào thải những kiểu gen qui định kiểu hình không thích nghi với môi trường)
- CLTN là nhân tố qui định chiều hướng tiến hóa.
- CLTN làm thay đổi tần số alen theo 1 hướng xác định với mức độ nhanh hay chậm phụ thuộc vào những yếu tố:
+ Alen chịu sự tác động của CLTN là trội hay lặn.
+ Quần thể sinh vật là đơn bội hay lưỡng bội
+ Tốc độ sinh sản nhanh hay chậm
4. Các yếu tố ngẫu nhiên
- Sự biến đổi về thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể gây nên bởi các yếu tố ngẫu nhiên (thiên tai, dịch bệnh…) còn được gọi là sự biến động di truyền hay phiêu bạt di truyền
- Quần thể có kích thước càng nhỏ càng dễ bị tác động. Sự tác động do các yếu tố ngẫu nhiên có đặc điểm như sau:
+ Thay đổi tần số alen không theo 1 hước xác định.
+ Một alen dù là có lợi cũng có thể bị loại bỏ khỏi quần thể và alen có hại cũng có thể trở nên phổ biến trong quần thể.
- Kết quả tác động của yếu tố ngẫu nhiên có thể làm nghèo vốn gen của quần thể, giảm sự đa dạng di truyền
5. Giao phối không ngẫu nhiên
- Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen của quần thể nhưng lại làm thay đổi cấu trúc di truyền của quần thể theo hướng tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp và giảm tần số kiểu gen dị hợp làm nghèo vốn gen của quần thể và giảm sự đa dạng di truyền.
- Các kiểu giao phối không ngẫu nhiên: tự thụ phấn, giao phối giữa các cá thể có cùng huyết thống và giao phối có chọn lựa (các nhóm cá thể có kiểu hình nhất định thích giao phối với nhau)
Bằng chứng tiến hoá và cơ chế tiến hoá Bài 25 HỌC THUYẾT LAMAC VÀ DARWIN
BÀI 25: HỌC THUYẾT LAMACK VÀ HỌC THUYẾT DARWIN
I. HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ LAMACK II. HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ DARWIN
A. NGUYÊN NHÂN:
* Môi trường sống thay đổi một cách chậm chạp và liên tục theo những hướng khác nhau sinh vật chủ động thích ứng với môi trường bằng cách thay đổi tập quán hoạt động của các cơ quan. Cơ quan nào hoạt động nhiều thì liên tục phát triển, cơ quan nào không hoạt động thì dần dần tiêu biến
* Các đặc điểm thích nghi luôn được di truyền lại cho thế hệ sau.
A - NGUYÊN NHÂN:
* Trong quần thể tự nhiên đã tồn tại sẵn những biến dị. Khi môi trường thay đổi những cá thể nào có biến dị có lợi giúp sinh vật tồn tại và phát triển thì khả năng sống sót và sinh sản cao hơn, những cá thể nào có những biến dị có hại thì bị đào thải.
B - KẾT QUẢ:
Từ 1 loài ban đầu đã hình thành các loài khác nhau thích nghi với điều kiện sống khác nhau và không có loài nào bị dịêt vong.
B - KẾT QUẢ:
Hình thành các loài khác nhau từ 1 loài tổ tiên là do quá trình chọn lọc tự nhiên.
Thực chất của CLTN là sự phân hóa khả năng sinh sản của các cá thể trong quần thể và kết quả của CLTN là quần thể sinh vật có các đặc điểm thích nghi với môi trường sống.
C. ƯU ĐIỂM:
Học thuyết so với thời đại đó là tiến bộ.
C - ƯU ĐIỂM:
Phát hiện cơ chế hình thành loài là do CLTN. Khi môi tường thay đổi, CLTN sẽ chọn lọc những dạng thích nghi với môi trường sống.
D. KHUYẾT ĐIỂM:
* Chưa hiểu cơ chế di truyền và nguyên nhân phát sinh biến dị.
* Chưa phân biệt được biến dị DI TRUYỀNvà không DT.
* sinh vật không chủ động thay đổi những tập quán hoạt động của các cơ quan vì có rất nhiều dạng sinh vật bị diệt vong.
D - KHUYẾT ĐIỂM:
* Chưa giải thích được cơ chế di truyền.
* Chưa giải thích được nguyên nhân phát sinh biến dị.
I. HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ LAMACK II. HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ DARWIN
A. NGUYÊN NHÂN:
* Môi trường sống thay đổi một cách chậm chạp và liên tục theo những hướng khác nhau sinh vật chủ động thích ứng với môi trường bằng cách thay đổi tập quán hoạt động của các cơ quan. Cơ quan nào hoạt động nhiều thì liên tục phát triển, cơ quan nào không hoạt động thì dần dần tiêu biến
* Các đặc điểm thích nghi luôn được di truyền lại cho thế hệ sau.
A - NGUYÊN NHÂN:
* Trong quần thể tự nhiên đã tồn tại sẵn những biến dị. Khi môi trường thay đổi những cá thể nào có biến dị có lợi giúp sinh vật tồn tại và phát triển thì khả năng sống sót và sinh sản cao hơn, những cá thể nào có những biến dị có hại thì bị đào thải.
B - KẾT QUẢ:
Từ 1 loài ban đầu đã hình thành các loài khác nhau thích nghi với điều kiện sống khác nhau và không có loài nào bị dịêt vong.
B - KẾT QUẢ:
Hình thành các loài khác nhau từ 1 loài tổ tiên là do quá trình chọn lọc tự nhiên.
Thực chất của CLTN là sự phân hóa khả năng sinh sản của các cá thể trong quần thể và kết quả của CLTN là quần thể sinh vật có các đặc điểm thích nghi với môi trường sống.
C. ƯU ĐIỂM:
Học thuyết so với thời đại đó là tiến bộ.
C - ƯU ĐIỂM:
Phát hiện cơ chế hình thành loài là do CLTN. Khi môi tường thay đổi, CLTN sẽ chọn lọc những dạng thích nghi với môi trường sống.
D. KHUYẾT ĐIỂM:
* Chưa hiểu cơ chế di truyền và nguyên nhân phát sinh biến dị.
* Chưa phân biệt được biến dị DI TRUYỀNvà không DT.
* sinh vật không chủ động thay đổi những tập quán hoạt động của các cơ quan vì có rất nhiều dạng sinh vật bị diệt vong.
D - KHUYẾT ĐIỂM:
* Chưa giải thích được cơ chế di truyền.
* Chưa giải thích được nguyên nhân phát sinh biến dị.
Bằng chứng tiến hoá và cơ chế tiến hoá Bài 24 CÁC BẰNG CHỨNG TIẾN HOÁ
PHẦN 6: TIẾN HÓA
CHƯƠNG I: BẰNG CHỨNG VÀ CƠ CHẾ TIẾN HÓA
BÀI 24: CÁC BẰNG CHỨNG TIẾN HÓA
I. BẰNG CHỨNG GIẢI PHẨU
- Là 1 lĩnh vực của sinh học, nghiên cứu mối quan hệ tiến hóa giữa các loài dựa trên việc so sánh các đặc điểm giải phẫu.
- Cơ quan tương đồng: là cơ quan được tiến hóa từ 1 cơ quan ở cùng loài tổ tiên mặc dù hiện tại các cơ quan này có thể thực hiện các chức năng rất khác nhau
- Cơ quan thoái hóa cũng là 1 loại cơ quan tương đồng nhưng cấu trúc đã bị tiêu giảm và không còn chức năng. Cơ quan thoái hóa giúp ta xác định mối quan hệ họ hàng giữa các loài, là bằng chứng rõ rệt nhất chứng tỏ những loài này bắt nguồn từ một tổ tiên chung.
- Cơ quan tương tự: là những cơ quan thực hiện các chức năng như nhau nhưng không được bắt nguồn từ một nguồn gốc
- Sự tương đồng về một số đặc điểm giải phẩu giữa các loài là bằng chứng cho thấy chúng được tiến hóa từ một loài tổ tiên.
II. BẰNG CHỨNG PHÔI SINH HỌC
- Sự giống nhau về quá trình phát triển phôi của nhiều loài động vật có xương sống chứng tỏ rằng chúng đều được tiến hoá từ 1 nguồn gốc chung. Các loài càng có họ hàng gần gũi thì sự phát triển phôi của chúng càng giống nhau.
III. BẰNG CHỨNG ĐỊA LÍ SINH VẬT HỌC
Địa lí sinh học là môn khoa học nghiên cứu về sự phân bố địa lí của các loài trên trái đất, cho chúng ta những bằng chứng rằng các loài sinh vật đều bắt nguồn từ 1 tổ tiên chung.
Khi nghiên cứu về sự phân bố địa lí các loài, Dacwin rút ra kết luận:
- Sự giống nhau giữa các sinh vật chủ yếu là do chúng có chung nguồn gốc hơn là do chúng sống trong môi trường giống nhau.
- Do điều kiện môi trường ở mỗi đảo khác nhau và do các sinh vật sống trên đảo cách li sinh sản với nhau xuất hiện các loài khác nhau (có nhiều đảo có các loài đặc hữu, TD: Ở Uc có các loài thú có túi)
Ngoài ra nghiên cứu phân bố địa lí của các loài cho ta biết sự hình thành, phát tán và tiến hóa của loài xảy ra như thế nào
IV. BẰNG CHỨNG TẾ BÀO HỌC VÀ SINH HỌC PHÂN TỬ
1. Bằng chứng tế bào
- Mọi cơ thể sinh vật đều được cấu tạo từ tế bào.
- Các tế bào đều có thành phần hoá học và nhiều đặc điểm cấu trúc giống nhau.
- Tất cả các tế bào đều cấu tạo từ phân tử protein – lipit.
- Mọi sinh vật đều có ADN.
2. Bằng chứng sinh học phân tử:
a. Xác định quan hệ họ hàng giữa các loài dựa trên mức độ tương đồng của protein:
- Phân tích trình tự a. amin của cùng 1 loại protein hay trình tự các nu của cùng 1 gen ở các loài khác nhau mối quan hệ họ hàng giữa các loài.
- Những loài có quan hệ họ hàng gần gũi thì trình tự các a. amin hay trình tự các nu càng giống nhau và ngược lại: vì các loài vừa tách nhau ra từ 1 tổ tiên chung nên chưa đủ thời gian để chọn lọc tự nhiên làm nên sự sai khác lớn về cấu trúc phân tử
b. Xác định quan hệ họ hàng giữa các loài dựa trên mức độ tương đồng về ADN:
- Dùng phương pháp lai phân tử: lai các phân tử ADN của các loài với nhau và đánh giá mức độ tương đồng về trình tự nu giữa các loài qua khả năng bắt cặp bổ sung giữa các sợi ADN đơn thuộc 2 loài khác nhau.
- Nếu 2 loài có họ hàng gần có nhiều đoạn bắt cặp bổ sung nhau, “phân tử lai” càng bền vững với nhiệt (mức độ tương đồng được đánh giá qua nhiệt độ làm “nóng chảy phân tử lai”)
CHƯƠNG I: BẰNG CHỨNG VÀ CƠ CHẾ TIẾN HÓA
BÀI 24: CÁC BẰNG CHỨNG TIẾN HÓA
I. BẰNG CHỨNG GIẢI PHẨU
- Là 1 lĩnh vực của sinh học, nghiên cứu mối quan hệ tiến hóa giữa các loài dựa trên việc so sánh các đặc điểm giải phẫu.
- Cơ quan tương đồng: là cơ quan được tiến hóa từ 1 cơ quan ở cùng loài tổ tiên mặc dù hiện tại các cơ quan này có thể thực hiện các chức năng rất khác nhau
- Cơ quan thoái hóa cũng là 1 loại cơ quan tương đồng nhưng cấu trúc đã bị tiêu giảm và không còn chức năng. Cơ quan thoái hóa giúp ta xác định mối quan hệ họ hàng giữa các loài, là bằng chứng rõ rệt nhất chứng tỏ những loài này bắt nguồn từ một tổ tiên chung.
- Cơ quan tương tự: là những cơ quan thực hiện các chức năng như nhau nhưng không được bắt nguồn từ một nguồn gốc
- Sự tương đồng về một số đặc điểm giải phẩu giữa các loài là bằng chứng cho thấy chúng được tiến hóa từ một loài tổ tiên.
II. BẰNG CHỨNG PHÔI SINH HỌC
- Sự giống nhau về quá trình phát triển phôi của nhiều loài động vật có xương sống chứng tỏ rằng chúng đều được tiến hoá từ 1 nguồn gốc chung. Các loài càng có họ hàng gần gũi thì sự phát triển phôi của chúng càng giống nhau.
III. BẰNG CHỨNG ĐỊA LÍ SINH VẬT HỌC
Địa lí sinh học là môn khoa học nghiên cứu về sự phân bố địa lí của các loài trên trái đất, cho chúng ta những bằng chứng rằng các loài sinh vật đều bắt nguồn từ 1 tổ tiên chung.
Khi nghiên cứu về sự phân bố địa lí các loài, Dacwin rút ra kết luận:
- Sự giống nhau giữa các sinh vật chủ yếu là do chúng có chung nguồn gốc hơn là do chúng sống trong môi trường giống nhau.
- Do điều kiện môi trường ở mỗi đảo khác nhau và do các sinh vật sống trên đảo cách li sinh sản với nhau xuất hiện các loài khác nhau (có nhiều đảo có các loài đặc hữu, TD: Ở Uc có các loài thú có túi)
Ngoài ra nghiên cứu phân bố địa lí của các loài cho ta biết sự hình thành, phát tán và tiến hóa của loài xảy ra như thế nào
IV. BẰNG CHỨNG TẾ BÀO HỌC VÀ SINH HỌC PHÂN TỬ
1. Bằng chứng tế bào
- Mọi cơ thể sinh vật đều được cấu tạo từ tế bào.
- Các tế bào đều có thành phần hoá học và nhiều đặc điểm cấu trúc giống nhau.
- Tất cả các tế bào đều cấu tạo từ phân tử protein – lipit.
- Mọi sinh vật đều có ADN.
2. Bằng chứng sinh học phân tử:
a. Xác định quan hệ họ hàng giữa các loài dựa trên mức độ tương đồng của protein:
- Phân tích trình tự a. amin của cùng 1 loại protein hay trình tự các nu của cùng 1 gen ở các loài khác nhau mối quan hệ họ hàng giữa các loài.
- Những loài có quan hệ họ hàng gần gũi thì trình tự các a. amin hay trình tự các nu càng giống nhau và ngược lại: vì các loài vừa tách nhau ra từ 1 tổ tiên chung nên chưa đủ thời gian để chọn lọc tự nhiên làm nên sự sai khác lớn về cấu trúc phân tử
b. Xác định quan hệ họ hàng giữa các loài dựa trên mức độ tương đồng về ADN:
- Dùng phương pháp lai phân tử: lai các phân tử ADN của các loài với nhau và đánh giá mức độ tương đồng về trình tự nu giữa các loài qua khả năng bắt cặp bổ sung giữa các sợi ADN đơn thuộc 2 loài khác nhau.
- Nếu 2 loài có họ hàng gần có nhiều đoạn bắt cặp bổ sung nhau, “phân tử lai” càng bền vững với nhiệt (mức độ tương đồng được đánh giá qua nhiệt độ làm “nóng chảy phân tử lai”)
Di truyền học người Bài 22 BẢO VỆ VỐN GEN LOÀI NGƯỜI & MỘT SỐ VẤN ĐỀ XÃ HỘI CỦA DI TRUYỀN HỌC
BÀI 22: BẢO VỆ VỐN GEN CỦA LOÀI NGƯỜI
VÀ MỘT SỐ VẦN ĐỀ XÃ HỘI CỦA DI TRUYỀN HỌC
I. BẢO VỆ VỐN GEN CỦA LOÀI NGƯỜI:
- Do nguyên nhân di truyền và đặc biệt là nhân tố môi trường: các chất thải trong công nghiệp, nông nghiệp, thuốc chữa bệnh, hàng mỹ phẩm … làm bệnh di truyền ngày càng gia tăng.
1. Tạo môi trường sạch nhằm hạn chế các tác nhân đột biến
- Tạo môi trường sạch, tránh đột biến phát sinh
- Tránh và hạn chế các tác hại của tác nhân gây đột biến. Nếu trong công việc cần phải tiếp xúc thì phải có các dụng cụ phòng hộ thích hợp.
2. Tư vấn di truyền và việc sàng lọc trước sinh
- Là sự trao đổi ý kiến, cung cấp thông tin, cho lời khuyên về khả năng mắc bệnh di truyền nào đó ở đời con của các cặp vợ chồng mà bản thân họ hay 1 số người trong dòng họ đã mắc bệnh đó.
- Để tư vấn có kết quả cần chuẩn đoán đúng và xây dựng được phả hệ của người bệnh chuẩn đoán xác suất xuất hiện trẻ mắc bệnh giúp các cặp vợ chồng quyết định sinh con hay ngưng thai kì tránh cho ra đời những đứa trẻ tật nguyền.
- Dùng những xét nghiệm được thực hiện khi cá thể còn trong bụng mẹ. Hai kĩ thuật phổ biến là: chọc dò dịch ối và sinh thiết tua nhau thai để tách lấy tế bào phôi cho phân tích NST.
3. Liệu pháp gen – kỹ thuật của tương lai
- Liệu pháp gen là việc chữa trị các bệnh di truyền bằng cách phục hồi chức năng các gen bị đột biến dựa trên nguyên tắc đưa bổ sung gen lành vào cơ thể người bệnh hoặc thay gen bệnh bằng gen lành.
II. MỘT SỐ VẤN ĐỀ XÃ HỘI CỦA DI TRUYỀN HỌC
1. Tác động xã hội của việc giải mã bộ gen:
Làm nảy sinh nhiều vấn đề tâm lí XH:
- Biết về hồ sơ di truyền của cá thể cho phép tránh được bệnh di truyền hay chỉ thông báo cái chết sớm có thể xảy ra và không tránh khỏi
- Hồ sơ di truyền của cá thể có thể bị sử dụng để chống lại họ khi kết hôn, xin việc làm …
2. Vấn đề phát sinh do công nghệ gen và công nghệ tế bào
- Ngoài những lợi ích kinh tế và khoa học cũng nảy sinh nhiều vấn đề như: gen kháng thuốc từ sinh vật biến đổi gen có thể phát tán sang sinh vật hay người không?, gen kháng thuốc diệt cỏ ở cây trồng biến đổi gen có phát tán sang cỏ dại không ?...
- Liệu con người có sử dung phương pháp nhân bản vô tính để tạo ra người nhân bản không?
3. Vấn đề di truyền khả năng trí tuệ:
- Tính di truyền có ảnh hưởng nhất định đến khả năng trí tuệ, nhưng không thể căn cứ vào hệ số thông minh IQ để đánh giá sự di truyền khả năng trí tuệ
4. Di truyền học với bệnh AIDS:
- Bệnh AIDS gây nên bởi virus HIV
- Virus gồm 2 phân tử ARN, các protein cấu trúc và enzim đảm bảo cho sự lây nhiễm liên tục. Enzim sử dụng ARN của virus làm khuôn để tổng hợp ADN ADN kép, xen kẻ với ADN của tế bào chủ ADN của virus tái bản cùng với hệ gen của con người
- Trong quá trình lây nhiễm virus có thể sống tiềm sinh vô hạn trong tế bào bạch cầu T4, do đó khi tế bào này hoạt động thì bị virus tiêu diệt. Sự giảm số lượng tế bào T4 làm mất khả năng miễn dịch của cơ thể, gây ra 1 số bệnh: sốt, tiêu chảy, lao, ung thư, viêm màng não, mất trí … chết
III. BẢO VỆ DI TRUYỀN CỦA LOÀI NGƯỜI VÀ CỦA NGƯỜI VIỆT NAM
- Tránh gây nhiễm xạ môi trường, vì tất cả các bức xạ gây ion hóa đều có khả năng gây đột biến
- Hạn chế các chất thải hóa học, nhất là các chất độc hại vì đây cũng là nguyên nhân gây nguy hại đến vốn di truyền của con người
- Luật bảo vệ môi trường nước ta ra đời là cơ sở pháp lí cao nhất để đáp ứng những yêu cầu và các biện pháp bảo vệ tốt môi trường.
VÀ MỘT SỐ VẦN ĐỀ XÃ HỘI CỦA DI TRUYỀN HỌC
I. BẢO VỆ VỐN GEN CỦA LOÀI NGƯỜI:
- Do nguyên nhân di truyền và đặc biệt là nhân tố môi trường: các chất thải trong công nghiệp, nông nghiệp, thuốc chữa bệnh, hàng mỹ phẩm … làm bệnh di truyền ngày càng gia tăng.
1. Tạo môi trường sạch nhằm hạn chế các tác nhân đột biến
- Tạo môi trường sạch, tránh đột biến phát sinh
- Tránh và hạn chế các tác hại của tác nhân gây đột biến. Nếu trong công việc cần phải tiếp xúc thì phải có các dụng cụ phòng hộ thích hợp.
2. Tư vấn di truyền và việc sàng lọc trước sinh
- Là sự trao đổi ý kiến, cung cấp thông tin, cho lời khuyên về khả năng mắc bệnh di truyền nào đó ở đời con của các cặp vợ chồng mà bản thân họ hay 1 số người trong dòng họ đã mắc bệnh đó.
- Để tư vấn có kết quả cần chuẩn đoán đúng và xây dựng được phả hệ của người bệnh chuẩn đoán xác suất xuất hiện trẻ mắc bệnh giúp các cặp vợ chồng quyết định sinh con hay ngưng thai kì tránh cho ra đời những đứa trẻ tật nguyền.
- Dùng những xét nghiệm được thực hiện khi cá thể còn trong bụng mẹ. Hai kĩ thuật phổ biến là: chọc dò dịch ối và sinh thiết tua nhau thai để tách lấy tế bào phôi cho phân tích NST.
3. Liệu pháp gen – kỹ thuật của tương lai
- Liệu pháp gen là việc chữa trị các bệnh di truyền bằng cách phục hồi chức năng các gen bị đột biến dựa trên nguyên tắc đưa bổ sung gen lành vào cơ thể người bệnh hoặc thay gen bệnh bằng gen lành.
II. MỘT SỐ VẤN ĐỀ XÃ HỘI CỦA DI TRUYỀN HỌC
1. Tác động xã hội của việc giải mã bộ gen:
Làm nảy sinh nhiều vấn đề tâm lí XH:
- Biết về hồ sơ di truyền của cá thể cho phép tránh được bệnh di truyền hay chỉ thông báo cái chết sớm có thể xảy ra và không tránh khỏi
- Hồ sơ di truyền của cá thể có thể bị sử dụng để chống lại họ khi kết hôn, xin việc làm …
2. Vấn đề phát sinh do công nghệ gen và công nghệ tế bào
- Ngoài những lợi ích kinh tế và khoa học cũng nảy sinh nhiều vấn đề như: gen kháng thuốc từ sinh vật biến đổi gen có thể phát tán sang sinh vật hay người không?, gen kháng thuốc diệt cỏ ở cây trồng biến đổi gen có phát tán sang cỏ dại không ?...
- Liệu con người có sử dung phương pháp nhân bản vô tính để tạo ra người nhân bản không?
3. Vấn đề di truyền khả năng trí tuệ:
- Tính di truyền có ảnh hưởng nhất định đến khả năng trí tuệ, nhưng không thể căn cứ vào hệ số thông minh IQ để đánh giá sự di truyền khả năng trí tuệ
4. Di truyền học với bệnh AIDS:
- Bệnh AIDS gây nên bởi virus HIV
- Virus gồm 2 phân tử ARN, các protein cấu trúc và enzim đảm bảo cho sự lây nhiễm liên tục. Enzim sử dụng ARN của virus làm khuôn để tổng hợp ADN ADN kép, xen kẻ với ADN của tế bào chủ ADN của virus tái bản cùng với hệ gen của con người
- Trong quá trình lây nhiễm virus có thể sống tiềm sinh vô hạn trong tế bào bạch cầu T4, do đó khi tế bào này hoạt động thì bị virus tiêu diệt. Sự giảm số lượng tế bào T4 làm mất khả năng miễn dịch của cơ thể, gây ra 1 số bệnh: sốt, tiêu chảy, lao, ung thư, viêm màng não, mất trí … chết
III. BẢO VỆ DI TRUYỀN CỦA LOÀI NGƯỜI VÀ CỦA NGƯỜI VIỆT NAM
- Tránh gây nhiễm xạ môi trường, vì tất cả các bức xạ gây ion hóa đều có khả năng gây đột biến
- Hạn chế các chất thải hóa học, nhất là các chất độc hại vì đây cũng là nguyên nhân gây nguy hại đến vốn di truyền của con người
- Luật bảo vệ môi trường nước ta ra đời là cơ sở pháp lí cao nhất để đáp ứng những yêu cầu và các biện pháp bảo vệ tốt môi trường.
Di truyền học người Bài 21 DI TRUYỀN Y HỌC
CHƯƠNG V: DI TRUYỀN HỌC NGƯỜI
BÀI 21: DI TRUYỀN Y HỌC
I. DI TRUYỀN Y HỌC:
- Là khoa học nghiên cứu và ngăn ngừa hậu quả của các bệnh di truyền.
- Có 2 nhóm bệnh di truyền ở người: bệnh di truyền phân tử và bệnh di truyền NST.
II. CÁC BỆNH DI TRUYỀN PHÂN TỬ:
1. Khái niệm:
- Là những bệnh do đột biến gen gây ra, làm ảnh hưởng đến sự tổng hợp của 1 protein nào đó trong cơ thể.
2. Cơ chế gây bệnh:
- Đột biến gen làm ảnh hưởng đến protein mà chúng mã hóa như mất hoàn toàn protein, mất chức năng protein hay làm cho protein có chức năng khác thường dẫn đến gây bệnh.
3. Một số bệnh di truyền phân tử:
* Bệnh thiếu máu tế bào hồng cầu hình liềm:
- Do đột biến gen mã hóa chuỗi Hb B gây nên. Đây là đột biến thay thế T--> A, dẫn đến codon mã hóa a. glutamic (XTX) --> codon mã hóa valin (XAX), làm biến đổi Hb A --> Hb S: hồng cầu có dạng lưỡi liềm --> thiếu máu.
* Bệnh loạn dưỡng cơ Đuxen (teo cơ):
- Là bệnh do đột biến gen lặn liên kết với NST giới tính X, bệnh do đột biến gen mã hóa protein bề mặt tế bào cơ --> cơ bị thoái hóa, tổn thương đến chức năng vận động của cơ thể. Bệnh biểu hiện ở 2 --> 5 tuổi, chết nhiều ở tuổi 18 --> 20
* Bệnh Pheninkêto niệu:
- Do đột biến gen mã hóa enzim xúc tác chuyển hóa phenin alanin thành tirozin (trên NST 12). Phenin alanin không được chuyển hóa nên ứ đọng trong máu,lên não gây độc tế bào thần kinh --> điên dại, mất trí nhớ.
III. HỘI CHỨNG LIÊN QUAN ĐẾN ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ:
1. Khái niệm:
- Là những bệnh do đột biến cấu trúc và số lượng NST gây ra.
2. Đặc điểm chung của bệnh:
- Bệnh có tác động lớn trong thời kì thai nghén gây ra các ca sẩy thai ngẫu nhiên.
- Bệnh thường xuất hiện lặp lại và không phải do di truyền từ đời trước.
- Bệnh được tạo ra trong quá trình phát sinh giao tử, trong hợp tử hay trong những giai đoạn khác nhau trong quá trình thai nghén.
- Những trường hợp còn sống chỉ là các lệch bội, việc thừa hay thiếu 1 NST làm rối loạn cân bằng hệ gen làm dẫn đến cái chết.
3. Một số bệnh thường gặp ở người:
a. Bệnh do biến đổi số lượng NST:
TD bệnh Đao, bệnh Tơcnơ.
* Bệnh Đao:
- Trong tế bào soma của bệnh nhân Đao có 47 NST (NST thừa thuộc cặp số 21)
- Cặp NST số 21 không phân li trong giảm phân tạo ra 2 loại giao tử: (n+1) và (n- 1). Trong thụ tinh, giao tử (n+ 1) này kết hợp với giao tử bình thường (n) --> hợp tử (2n+1) có 3 NST số 21 (thể 3) --> bệnh Đao.
- Bệnh Đao phổ biến nhất trong các bệnh NST ở người, NST số 21 rất nhỏ nên sự mất cân bằng do phần gen thừa ra ít nghiêm trọng nên bệnh nhân sống sót nhưng người bệnh Đao thường thấp bé, cổ rụt, dị tật tim, ống tiêu hóa, khoảng 50% chết trong 5 năm đầu.
- Có mối liên hệ khá chặt chẽ giữa tuổi mẹ với khả năng sinh con mắc bệnh Đao
b. Bệnh do biến đổi cấu trúc NST:
- Bệnh “Mèo kêu”, do mất 1 phần NST số 5 trẻ có tiếng khóc như mèo kêu: thiểu năng trí tuệ chỉ nói được vài tiếng …
IV. BỆNH UNG THƯ
- Ung thư là hiện tượng tế bào phân chia một cách không kiểm soát tạo thành các khối u và sau đó di căn.
- Nguyên nhân ung thư ở mức phân tử đều liên quan đến biến đổi cấu trúc ADN. Phòng ngừa ung thư cần bảo vệ môi trường sống trong sạch, hạn chế các tác nhân gây ung thư
BÀI 21: DI TRUYỀN Y HỌC
I. DI TRUYỀN Y HỌC:
- Là khoa học nghiên cứu và ngăn ngừa hậu quả của các bệnh di truyền.
- Có 2 nhóm bệnh di truyền ở người: bệnh di truyền phân tử và bệnh di truyền NST.
II. CÁC BỆNH DI TRUYỀN PHÂN TỬ:
1. Khái niệm:
- Là những bệnh do đột biến gen gây ra, làm ảnh hưởng đến sự tổng hợp của 1 protein nào đó trong cơ thể.
2. Cơ chế gây bệnh:
- Đột biến gen làm ảnh hưởng đến protein mà chúng mã hóa như mất hoàn toàn protein, mất chức năng protein hay làm cho protein có chức năng khác thường dẫn đến gây bệnh.
3. Một số bệnh di truyền phân tử:
* Bệnh thiếu máu tế bào hồng cầu hình liềm:
- Do đột biến gen mã hóa chuỗi Hb B gây nên. Đây là đột biến thay thế T--> A, dẫn đến codon mã hóa a. glutamic (XTX) --> codon mã hóa valin (XAX), làm biến đổi Hb A --> Hb S: hồng cầu có dạng lưỡi liềm --> thiếu máu.
* Bệnh loạn dưỡng cơ Đuxen (teo cơ):
- Là bệnh do đột biến gen lặn liên kết với NST giới tính X, bệnh do đột biến gen mã hóa protein bề mặt tế bào cơ --> cơ bị thoái hóa, tổn thương đến chức năng vận động của cơ thể. Bệnh biểu hiện ở 2 --> 5 tuổi, chết nhiều ở tuổi 18 --> 20
* Bệnh Pheninkêto niệu:
- Do đột biến gen mã hóa enzim xúc tác chuyển hóa phenin alanin thành tirozin (trên NST 12). Phenin alanin không được chuyển hóa nên ứ đọng trong máu,lên não gây độc tế bào thần kinh --> điên dại, mất trí nhớ.
III. HỘI CHỨNG LIÊN QUAN ĐẾN ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ:
1. Khái niệm:
- Là những bệnh do đột biến cấu trúc và số lượng NST gây ra.
2. Đặc điểm chung của bệnh:
- Bệnh có tác động lớn trong thời kì thai nghén gây ra các ca sẩy thai ngẫu nhiên.
- Bệnh thường xuất hiện lặp lại và không phải do di truyền từ đời trước.
- Bệnh được tạo ra trong quá trình phát sinh giao tử, trong hợp tử hay trong những giai đoạn khác nhau trong quá trình thai nghén.
- Những trường hợp còn sống chỉ là các lệch bội, việc thừa hay thiếu 1 NST làm rối loạn cân bằng hệ gen làm dẫn đến cái chết.
3. Một số bệnh thường gặp ở người:
a. Bệnh do biến đổi số lượng NST:
TD bệnh Đao, bệnh Tơcnơ.
* Bệnh Đao:
- Trong tế bào soma của bệnh nhân Đao có 47 NST (NST thừa thuộc cặp số 21)
- Cặp NST số 21 không phân li trong giảm phân tạo ra 2 loại giao tử: (n+1) và (n- 1). Trong thụ tinh, giao tử (n+ 1) này kết hợp với giao tử bình thường (n) --> hợp tử (2n+1) có 3 NST số 21 (thể 3) --> bệnh Đao.
- Bệnh Đao phổ biến nhất trong các bệnh NST ở người, NST số 21 rất nhỏ nên sự mất cân bằng do phần gen thừa ra ít nghiêm trọng nên bệnh nhân sống sót nhưng người bệnh Đao thường thấp bé, cổ rụt, dị tật tim, ống tiêu hóa, khoảng 50% chết trong 5 năm đầu.
- Có mối liên hệ khá chặt chẽ giữa tuổi mẹ với khả năng sinh con mắc bệnh Đao
b. Bệnh do biến đổi cấu trúc NST:
- Bệnh “Mèo kêu”, do mất 1 phần NST số 5 trẻ có tiếng khóc như mèo kêu: thiểu năng trí tuệ chỉ nói được vài tiếng …
IV. BỆNH UNG THƯ
- Ung thư là hiện tượng tế bào phân chia một cách không kiểm soát tạo thành các khối u và sau đó di căn.
- Nguyên nhân ung thư ở mức phân tử đều liên quan đến biến đổi cấu trúc ADN. Phòng ngừa ung thư cần bảo vệ môi trường sống trong sạch, hạn chế các tác nhân gây ung thư
Thứ Ba, 10 tháng 5, 2011
Ứng dụng di truyền học Bài 20 TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ GEN
BÀI 20: TẠO GIỐNG NHỜ CÔNG NGHỆ GEN
I. KHÁI NIỆM CÔNG NGHỆ GEN
- Công nghệ gen là một quy trình công nghệ dùng để tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi hoặc có thêm gen mới, từ đó tạo ra cơ thể với những đặc điểm mới
II. CÁC BƯỚC CẦN TIẾN HÀNH TRONG KỸ THUẬT CHUYỂN GEN
1. Tạo ADN tái tổ hợp
- Tách ADN ra khỏi tế bào cho và tách plasmit ra khỏi tế bào vi khuẩn.
- Cắt đoạn ADN của tế bào cho và mở vòng plasmit bằng enzim cắt restrictaza (enzim này nhận ra vị trí cắt chính xác ở những nu xác định)
- Nối đoạn vừa cắt vào plasmit tạo thành ADN tái tổ hợp nhờ enzim ligaza.
2. Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận
- Chuyển ADN tái tổ hợp vào vi khuẩn, tạo điều kiện cho gen biểu hiện, vi khuẩn sẽ nhân lên nhanh chóng.
3. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
- Sàng lọc các tế bào có ADN tái tổ hợp để nhân lên thành dòng. (Vi khuẩn có khả năng sản sinh ra một lượng lớn sản phẩm của đoạn gen đó)
III. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GIỐNG BIẾN ĐỔI GEN
1. Khái niệm sinh vật biến đổi gen
- Là sinh vật mà hệ gen của nó đã được con người làm biến đổi cho phù hợp với lợi ích của mình
Các cách làm biến đổi gen của 1 sinh vật
- Đưa thêm 1 gen lạ của 1 loài khác vào hệ gen (gọi là sinh vật chuyển gen)
- Làm biến đổi 1 gen đã có sẵn trong hệ gen
- Loại bỏ hoặc làm bất hoạt 1 gen nào đó trong hệ gen
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen
a. Tạo động vật chuyển gen:
* Mục tiêu:
- Tạo nên giống mới có năng suất và chất lượng cao hơn
- sinh vật biến đổi gen có thể được tạo ra dùng trong ngành công nghiệp dược phẩm (như nhà máy sinh học sản suất thuốc cho con người)
* Phương pháp tạo động vật chuyển gen:
- Tách lấy trứng ra khỏi cơ thể sinh vật rồi cho thụ tinh trong ống nghiệm (hoặc lấy trứng đã thụ tinh).
- Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử.
- Cấy hợp tử đã được chuyển gen vào tử cung của con vật để nó mang thai và sinh đẻ bình thường.
- Nếu gen được chuyển gắn thành công vào hệ gen của hợp tử và phôi phát triển bình thường thì sẽ cho ra đời 1 sinh vật biến đổi gen (chuyển gen)
b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen:
* Mục tiêu:
- Tạo giống cây trồng kháng sâu hại
- Tạo giống cây chuyển gen có đặc tính quí
- Tạo giống cây biến đổi gen có sản phẩm được bảo quản tốt hơn.
*Phương pháp:
- Tạo ADN tái tổ hợp: tách thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào.
- Xử lí plasmit và ADN chứa gen cần chuyển bằng enzim cắt restrictaza.
- Nối đoạn vừa cắt vào plasmit nhờ enzim ligaza.
- Tái sinh cây từ tế bào nuôi cấy cây có đặc tính mới
c. Tạo giống vi sinh vật biến đổi gen
*Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người
- Insulin là hormone của tuyến tụy có chức năng điều hòa glucose trong máu. Trường hợp insulin do cơ thể sản xuất không đủ hoặc mất chức năng sẽ gây bệnh tiểu đường do glucose bị thải ra qua nước tiểu.
- Gen tổng hợp insulin được tách từ cơ thể người và chuyển vào vi khuẩn E.coli bằng plasmid. Sau đó, nuôi cấy vi khuẩn để sản xuất insulin trên qui mô công nghiệp đáp ứng nhu cầu chữa bệnh cho con người
*Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất somatostatin
- Somatostatin là loại hormone đặc biệt được tổng hợp từ não động vật, có chức năng điều hòa hormone sinh trưởng và insulin đi vào máu
- Bằng công nghệ gen hiện nay đã tạo được chủng E.coli sản xuất somatostatin
I. KHÁI NIỆM CÔNG NGHỆ GEN
- Công nghệ gen là một quy trình công nghệ dùng để tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi hoặc có thêm gen mới, từ đó tạo ra cơ thể với những đặc điểm mới
II. CÁC BƯỚC CẦN TIẾN HÀNH TRONG KỸ THUẬT CHUYỂN GEN
1. Tạo ADN tái tổ hợp
- Tách ADN ra khỏi tế bào cho và tách plasmit ra khỏi tế bào vi khuẩn.
- Cắt đoạn ADN của tế bào cho và mở vòng plasmit bằng enzim cắt restrictaza (enzim này nhận ra vị trí cắt chính xác ở những nu xác định)
- Nối đoạn vừa cắt vào plasmit tạo thành ADN tái tổ hợp nhờ enzim ligaza.
2. Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận
- Chuyển ADN tái tổ hợp vào vi khuẩn, tạo điều kiện cho gen biểu hiện, vi khuẩn sẽ nhân lên nhanh chóng.
3. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
- Sàng lọc các tế bào có ADN tái tổ hợp để nhân lên thành dòng. (Vi khuẩn có khả năng sản sinh ra một lượng lớn sản phẩm của đoạn gen đó)
III. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GIỐNG BIẾN ĐỔI GEN
1. Khái niệm sinh vật biến đổi gen
- Là sinh vật mà hệ gen của nó đã được con người làm biến đổi cho phù hợp với lợi ích của mình
Các cách làm biến đổi gen của 1 sinh vật
- Đưa thêm 1 gen lạ của 1 loài khác vào hệ gen (gọi là sinh vật chuyển gen)
- Làm biến đổi 1 gen đã có sẵn trong hệ gen
- Loại bỏ hoặc làm bất hoạt 1 gen nào đó trong hệ gen
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen
a. Tạo động vật chuyển gen:
* Mục tiêu:
- Tạo nên giống mới có năng suất và chất lượng cao hơn
- sinh vật biến đổi gen có thể được tạo ra dùng trong ngành công nghiệp dược phẩm (như nhà máy sinh học sản suất thuốc cho con người)
* Phương pháp tạo động vật chuyển gen:
- Tách lấy trứng ra khỏi cơ thể sinh vật rồi cho thụ tinh trong ống nghiệm (hoặc lấy trứng đã thụ tinh).
- Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử.
- Cấy hợp tử đã được chuyển gen vào tử cung của con vật để nó mang thai và sinh đẻ bình thường.
- Nếu gen được chuyển gắn thành công vào hệ gen của hợp tử và phôi phát triển bình thường thì sẽ cho ra đời 1 sinh vật biến đổi gen (chuyển gen)
b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen:
* Mục tiêu:
- Tạo giống cây trồng kháng sâu hại
- Tạo giống cây chuyển gen có đặc tính quí
- Tạo giống cây biến đổi gen có sản phẩm được bảo quản tốt hơn.
*Phương pháp:
- Tạo ADN tái tổ hợp: tách thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào.
- Xử lí plasmit và ADN chứa gen cần chuyển bằng enzim cắt restrictaza.
- Nối đoạn vừa cắt vào plasmit nhờ enzim ligaza.
- Tái sinh cây từ tế bào nuôi cấy cây có đặc tính mới
c. Tạo giống vi sinh vật biến đổi gen
*Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người
- Insulin là hormone của tuyến tụy có chức năng điều hòa glucose trong máu. Trường hợp insulin do cơ thể sản xuất không đủ hoặc mất chức năng sẽ gây bệnh tiểu đường do glucose bị thải ra qua nước tiểu.
- Gen tổng hợp insulin được tách từ cơ thể người và chuyển vào vi khuẩn E.coli bằng plasmid. Sau đó, nuôi cấy vi khuẩn để sản xuất insulin trên qui mô công nghiệp đáp ứng nhu cầu chữa bệnh cho con người
*Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất somatostatin
- Somatostatin là loại hormone đặc biệt được tổng hợp từ não động vật, có chức năng điều hòa hormone sinh trưởng và insulin đi vào máu
- Bằng công nghệ gen hiện nay đã tạo được chủng E.coli sản xuất somatostatin
Ứng dụng di truyền học Bài 19 TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN VÀ CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
BÀI 19: TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN VÀ CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
I. TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN
1. Quy trình
Gây đột biến tạo giống mới là phương pháp sử dụng các tác nhân vật lí và hóa học, nhằm làm thay đổi vật liệu di truyền của sinh vật để phục vụ cho lợi ích của con người
a. Xử lí mẫu vật bằng tác nhân gây đột biến
- Xử lí mẫu vật bằng các tác nhân đột biến: với liều lượng và thời gian xử lí thích hợp nếu không sinh vật sẽ chết hay giảm khả năng sinh sản và sức sống.
b. Chọn lọc cá thể đột biến có kiểu hình mong muốn
- Chọn lọc các thể đột biến có kiểu hình mong muốn, ta phải tìm cách nhận biết ra chúng trong các sinh vật bình thường cũng như các thể đột biến khác.
c. Tạo dòng thuần chủng
- Tạo ra dòng thuần chủng: cho các thể đột biến được chọn sinh sản để nhân lên thành dòng thuần.
2. Một số thành tựu tạo giống ở Việt Nam
a. Gây đột biến bằng các tác nhân vật lí
Các loại tia tử ngoại, tia phóng xạ hay sốc nhiệt đều gây nên đột biến gen hoặc đột biến NST, tạo ra các thể đột biến khác nhau. Những thể đột biến có lợi được chọn lọc và trực tiếp nhân thành giống mới hoặc được dùng làm bố mẹ để lai giống
b. Gây đột biến bằng các tác nhân hóa học
Một số hóa chất khi thấm vào tế bào sẽ gây đột biến gen như: 5-BU, EMS. Các tác nhân này gây ra sự sao chép nhầm lẫn hoặc làm biến đổi cấu trúc của gen
Thành tựu:
II. TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
1. Công nghệ tế bào thực vật
- Nuôi cấy hạt phấn
Các hạt phấn đơn bội có thể mọc trên môi trường nuôi nhân tạo thành các dòng tế bào đơn bội. Các dòng này có kiểu gen đơn bội nên alen lặn được biểu hiện thành kiểu hình cho phép chọn lọc in vitro những dòng có các đặc tính mong muốn. Sau đó có thể lưỡng bội hóa để tạo dòng thuần
- Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo
Nhờ tìm ra môi trường nuôi cấy chuẩn kết hợp với việc sử dụng các hormone sinh trưởng như auxin, giberelin, xitokinin... người ta có thể nuôi cấy nhiều loại tế bào thực vật tạo mô sẹo
- Tạo giống bằng chọn dòng tế bào soma có biến dị
Nuôi cấy tế bào 2n trên môi trường nhân tạo, chúng sinh sản thành nhiều dòng tế bào có các tổ hợp NST khác nhau, các biến dị này gọi là biến dị dòng tế bào soma.
- Dung hợp tế bào trần
Hai tế bào trần có khả năng dung hợp với nhau tạo thành các dòng tế bào khác nhau và phát triển thành giống mới
Các kỹ thuật trên có hiệu quả cao khi chọn các dạng cây có khả năng: kháng thuốc diệt cỏ, chịu lạnh, chịu hạn, chịu phèn, chịu mặn, kháng bệnh.. hoặc sự dung hợp tế bào giữa các mô của cùng một loài hay của các loài khác nhau tạo ra cây lai soma giống như cây lai lưỡng tính.
2. Công nghệ tế bào động vật
- Cấy truyền phôi
Là thao tác chuyển phôi từ cơ thể động vật cho sang các cơ thể động vật nhận.
+ Từ một phôi có thể tách và cho phát triển thành nhiều phôi khác nhau
+ Có thể phối hợp hai hay nhiều phôi thành một thể khảm, có ý nghĩa trong tạo ra loài mới
+ Có thể làm biến đổi thành phần của tế bào phôi theo hướng có lợi cho con người
- Nhân bản vô tính bằng kỹ thuật chuyển gen
Đã thành công trong việc tạo ra cừu Dolly 1997
Nhân bản vô tính có thể nhân nhanh các giống vật nuôi quí hiếm hoặc tăng năng suất trong chăn nuôi
I. TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN
1. Quy trình
Gây đột biến tạo giống mới là phương pháp sử dụng các tác nhân vật lí và hóa học, nhằm làm thay đổi vật liệu di truyền của sinh vật để phục vụ cho lợi ích của con người
a. Xử lí mẫu vật bằng tác nhân gây đột biến
- Xử lí mẫu vật bằng các tác nhân đột biến: với liều lượng và thời gian xử lí thích hợp nếu không sinh vật sẽ chết hay giảm khả năng sinh sản và sức sống.
b. Chọn lọc cá thể đột biến có kiểu hình mong muốn
- Chọn lọc các thể đột biến có kiểu hình mong muốn, ta phải tìm cách nhận biết ra chúng trong các sinh vật bình thường cũng như các thể đột biến khác.
c. Tạo dòng thuần chủng
- Tạo ra dòng thuần chủng: cho các thể đột biến được chọn sinh sản để nhân lên thành dòng thuần.
2. Một số thành tựu tạo giống ở Việt Nam
a. Gây đột biến bằng các tác nhân vật lí
Các loại tia tử ngoại, tia phóng xạ hay sốc nhiệt đều gây nên đột biến gen hoặc đột biến NST, tạo ra các thể đột biến khác nhau. Những thể đột biến có lợi được chọn lọc và trực tiếp nhân thành giống mới hoặc được dùng làm bố mẹ để lai giống
b. Gây đột biến bằng các tác nhân hóa học
Một số hóa chất khi thấm vào tế bào sẽ gây đột biến gen như: 5-BU, EMS. Các tác nhân này gây ra sự sao chép nhầm lẫn hoặc làm biến đổi cấu trúc của gen
Thành tựu:
II. TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
1. Công nghệ tế bào thực vật
- Nuôi cấy hạt phấn
Các hạt phấn đơn bội có thể mọc trên môi trường nuôi nhân tạo thành các dòng tế bào đơn bội. Các dòng này có kiểu gen đơn bội nên alen lặn được biểu hiện thành kiểu hình cho phép chọn lọc in vitro những dòng có các đặc tính mong muốn. Sau đó có thể lưỡng bội hóa để tạo dòng thuần
- Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo
Nhờ tìm ra môi trường nuôi cấy chuẩn kết hợp với việc sử dụng các hormone sinh trưởng như auxin, giberelin, xitokinin... người ta có thể nuôi cấy nhiều loại tế bào thực vật tạo mô sẹo
- Tạo giống bằng chọn dòng tế bào soma có biến dị
Nuôi cấy tế bào 2n trên môi trường nhân tạo, chúng sinh sản thành nhiều dòng tế bào có các tổ hợp NST khác nhau, các biến dị này gọi là biến dị dòng tế bào soma.
- Dung hợp tế bào trần
Hai tế bào trần có khả năng dung hợp với nhau tạo thành các dòng tế bào khác nhau và phát triển thành giống mới
Các kỹ thuật trên có hiệu quả cao khi chọn các dạng cây có khả năng: kháng thuốc diệt cỏ, chịu lạnh, chịu hạn, chịu phèn, chịu mặn, kháng bệnh.. hoặc sự dung hợp tế bào giữa các mô của cùng một loài hay của các loài khác nhau tạo ra cây lai soma giống như cây lai lưỡng tính.
2. Công nghệ tế bào động vật
- Cấy truyền phôi
Là thao tác chuyển phôi từ cơ thể động vật cho sang các cơ thể động vật nhận.
+ Từ một phôi có thể tách và cho phát triển thành nhiều phôi khác nhau
+ Có thể phối hợp hai hay nhiều phôi thành một thể khảm, có ý nghĩa trong tạo ra loài mới
+ Có thể làm biến đổi thành phần của tế bào phôi theo hướng có lợi cho con người
- Nhân bản vô tính bằng kỹ thuật chuyển gen
Đã thành công trong việc tạo ra cừu Dolly 1997
Nhân bản vô tính có thể nhân nhanh các giống vật nuôi quí hiếm hoặc tăng năng suất trong chăn nuôi
Ứng dụng di truyền học Bài 18 CHỌN GIỐNG VẬT NUÔI DỰA TRÊN NGUỒN BIẾN DỊ TỔ HỢP
CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC
BÀI 18: CHỌN GIỐNG VẬT NUÔI VÀ CÂY TRỒNG
DỰA TRÊN NGUỒN BIẾN DỊ TỔ HỢP
I. TẠO GIỒNG THUẦN DỰA TRÊN NGUỒN BIẾN DỊ TỔ HỢP
- Biến dị tổ hợp xuất hiện do sự tổ hợp lại vật chất di truyền của thế hệ bố, mẹ thông qua quá trình giao phối. Biến dị tổ hợp là nguyên nhân của sự đa dạng về kiểu gen, phong phú về kiểu hình của giống
- Bằng cách cho tự thụ phấn hoặc giao phối gần để tạo các dòng thuần chủng. Sau đó cho lai các dòng thuần để tạo ra các tổ hợp gen mong muốn
III. TẠO GIỐNG LAI CÓ ƯU THẾ LAI CAO:
1. Ưu thế lai:
- Là hiện tượng con lai có năng suất, sức chống chịu, khả năng sinh trưởng và phát triển cao vượt trội so với các dạng bố mẹ.
2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai:
- Theo giả thuyết siêu trội: ở trạng thái dị hợp tử về nhiều cặp gen khác nhau, con lai có kiểu hình vượt trội về nhiều mặt so với các dạng bố mẹ.
- Khi cho con lai có ưu thế lai cao tự thụ phấn thì ưu thế lai sẽ giảm dần qua các thế hệ do các gen trở về trạng thái đồng hợp tử.
3. Phương pháp tạo ưu thế lai:
- Tạo ra các dòng thuần chủng khác nhau.
- Lai các dòng thuần với nhau để tìm các tổ hợp có ưu thế lai cao. Ưu thế lai thường biểu hiện cao nhất ở F1 và giảm dần ở đời sau không dùng con lai để làm giống mà chỉ đem bán thương phẩm.
4. Một vài thành tựu ứng dụng ưu thế lai trong sản suất nông nghiệp ở VN:
Ví dụ:...
BÀI 18: CHỌN GIỐNG VẬT NUÔI VÀ CÂY TRỒNG
DỰA TRÊN NGUỒN BIẾN DỊ TỔ HỢP
I. TẠO GIỒNG THUẦN DỰA TRÊN NGUỒN BIẾN DỊ TỔ HỢP
- Biến dị tổ hợp xuất hiện do sự tổ hợp lại vật chất di truyền của thế hệ bố, mẹ thông qua quá trình giao phối. Biến dị tổ hợp là nguyên nhân của sự đa dạng về kiểu gen, phong phú về kiểu hình của giống
- Bằng cách cho tự thụ phấn hoặc giao phối gần để tạo các dòng thuần chủng. Sau đó cho lai các dòng thuần để tạo ra các tổ hợp gen mong muốn
III. TẠO GIỐNG LAI CÓ ƯU THẾ LAI CAO:
1. Ưu thế lai:
- Là hiện tượng con lai có năng suất, sức chống chịu, khả năng sinh trưởng và phát triển cao vượt trội so với các dạng bố mẹ.
2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai:
- Theo giả thuyết siêu trội: ở trạng thái dị hợp tử về nhiều cặp gen khác nhau, con lai có kiểu hình vượt trội về nhiều mặt so với các dạng bố mẹ.
- Khi cho con lai có ưu thế lai cao tự thụ phấn thì ưu thế lai sẽ giảm dần qua các thế hệ do các gen trở về trạng thái đồng hợp tử.
3. Phương pháp tạo ưu thế lai:
- Tạo ra các dòng thuần chủng khác nhau.
- Lai các dòng thuần với nhau để tìm các tổ hợp có ưu thế lai cao. Ưu thế lai thường biểu hiện cao nhất ở F1 và giảm dần ở đời sau không dùng con lai để làm giống mà chỉ đem bán thương phẩm.
4. Một vài thành tựu ứng dụng ưu thế lai trong sản suất nông nghiệp ở VN:
Ví dụ:...
Di truyền học quần thể Bài 16 & 17 CẤU TRÚC DI TRUYỀN QUẦN THỂ
CHƯƠNG III: DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ
BÀI 16 & 17: CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
I. CÁC ĐẶC TRƯNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
1. Khái niệm
- Quần thể là 1 tổ chức của các cá thể cùng loài, sống trong 1 khoảng không gian xác định, ở vào 1 thời điểm xác định.
- Quần thể được đặc trưng bởi vốn gen, tần số tương đối của các kiểu gen, kiểu hình và các alen.
2. Tần số tương đối cùa các alen và kiểu gen
Xét 2 alen: A,a trong một quần thể
- Gọi p là tần số tương đối của alen A
- Gọi q là tần số tương đối của alen a
- Tần số alen của locut gen A được tính bằng tỉ số giữa các giao tử mang alen đó trên tổng số giao tử mà quần thể đó tạo ra tại 1 thời điểm xác định.
- Tần số của 1 kiểu gen nào đó trong quần thể được tính bằng tỉ số giữa số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể có trong quần thể.
Một quần thể có tỉ lệ các kiểu gen như sau
0.6AA : 0.2Aa : 0.2aa (1)
- (1) được gọi là cấu trúc di truyền của quần thể đó
- Khi đó: p = (0.6 + 0.2/2) = 0.7
q = (0.2 + 0.2/2) = 0.3
II. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ TỰ THỤ PHẤN VÀ QUẦN THỂ GIAO PHỐI GẦN
- Quá trình tự phối làm cho quần thể dần dần phân thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau. Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối biến đổi qua các thế hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ dị hợp tử và tăng dần tỉ lệ đồng hợp tử, nhưng không làm thay đổi tần số tương đối của các alen.
- Sự biến đổi cấu trúc di truyền quần thể tự phối qua các thế hệ:
Quần thể xuất phát 0% AA 100% Aa 0% aa
F1 25% AA 50% Aa 25% aa
F2 37.5% AA 25% Aa 37.5% aa
F3 43.75% AA 12.5% Aa 43.75%aa
...
Fn (1 - 1/2n )/2 %AA 1/2n %Aa (1 - 1/2n )/2 %aa
III. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ NGẪU PHỐI
1. Quần thể ngẫu phối
- Quần thể ngẫu phối được xem là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên
- Quá trình giao phối ngẫu nhiên là nguyên nhân làm cho quần thể đa hình (đa dạng) về kiểu gen và kiểu hình
- Các quần thể ngẫu phối được phân biệt với các quần thể khác cùng loài bởi tần số tương đối các alen, các kiểu gen, các kiểu hình
2. Định luật Hacđi-Vanbec và trạng thái cân bằng di truyền của quần thể
- Trong những điều kiện nhất định thì trong lòng 1 quần thể giao phối tần số tương đối của các alen ở mỗi gen có khuynh hướng duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác.
- Gọi p là tần số tương đối của alen A
- Gọi q là tần số tương đối của alen a
- Quần thể được gọi là cân bằng di truyền khi đáp ứng được công thức:
P2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
p2: tần số kiểu gen AA
2pq: tần số kiểu gen Aa
q2: tần số kiểu gen aa
Ví dụ: một quần thể có cấu trúc di truyền là
0.68AA + 0.24 Aa + 0.08 aa = 1
ĐIỀU KIỆN NGHIỆM ĐÚNG CỦA ĐỊNH LUẬT HACĐI – VANBEC
- Quần thể phải có kích thước lớn, số lượng cá thể nhiều.
- Các cá thể trong quần thể phải giao phối với nhau 1 cách ngẫu nhiên.
- Không có đột biến và chọn lọc tự nhiên.
Tuy nhiên trên thực tế rất khó có thể đáp ứng được tất cả các điều kiện trên nên tần số alen và thành phần kiểu gen của một quần thể liên tục bị biến đổi
BÀI 16 & 17: CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
I. CÁC ĐẶC TRƯNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
1. Khái niệm
- Quần thể là 1 tổ chức của các cá thể cùng loài, sống trong 1 khoảng không gian xác định, ở vào 1 thời điểm xác định.
- Quần thể được đặc trưng bởi vốn gen, tần số tương đối của các kiểu gen, kiểu hình và các alen.
2. Tần số tương đối cùa các alen và kiểu gen
Xét 2 alen: A,a trong một quần thể
- Gọi p là tần số tương đối của alen A
- Gọi q là tần số tương đối của alen a
- Tần số alen của locut gen A được tính bằng tỉ số giữa các giao tử mang alen đó trên tổng số giao tử mà quần thể đó tạo ra tại 1 thời điểm xác định.
- Tần số của 1 kiểu gen nào đó trong quần thể được tính bằng tỉ số giữa số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể có trong quần thể.
Một quần thể có tỉ lệ các kiểu gen như sau
0.6AA : 0.2Aa : 0.2aa (1)
- (1) được gọi là cấu trúc di truyền của quần thể đó
- Khi đó: p = (0.6 + 0.2/2) = 0.7
q = (0.2 + 0.2/2) = 0.3
II. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ TỰ THỤ PHẤN VÀ QUẦN THỂ GIAO PHỐI GẦN
- Quá trình tự phối làm cho quần thể dần dần phân thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau. Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối biến đổi qua các thế hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ dị hợp tử và tăng dần tỉ lệ đồng hợp tử, nhưng không làm thay đổi tần số tương đối của các alen.
- Sự biến đổi cấu trúc di truyền quần thể tự phối qua các thế hệ:
Quần thể xuất phát 0% AA 100% Aa 0% aa
F1 25% AA 50% Aa 25% aa
F2 37.5% AA 25% Aa 37.5% aa
F3 43.75% AA 12.5% Aa 43.75%aa
...
Fn (1 - 1/2n )/2 %AA 1/2n %Aa (1 - 1/2n )/2 %aa
III. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ NGẪU PHỐI
1. Quần thể ngẫu phối
- Quần thể ngẫu phối được xem là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên
- Quá trình giao phối ngẫu nhiên là nguyên nhân làm cho quần thể đa hình (đa dạng) về kiểu gen và kiểu hình
- Các quần thể ngẫu phối được phân biệt với các quần thể khác cùng loài bởi tần số tương đối các alen, các kiểu gen, các kiểu hình
2. Định luật Hacđi-Vanbec và trạng thái cân bằng di truyền của quần thể
- Trong những điều kiện nhất định thì trong lòng 1 quần thể giao phối tần số tương đối của các alen ở mỗi gen có khuynh hướng duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác.
- Gọi p là tần số tương đối của alen A
- Gọi q là tần số tương đối của alen a
- Quần thể được gọi là cân bằng di truyền khi đáp ứng được công thức:
P2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
p2: tần số kiểu gen AA
2pq: tần số kiểu gen Aa
q2: tần số kiểu gen aa
Ví dụ: một quần thể có cấu trúc di truyền là
0.68AA + 0.24 Aa + 0.08 aa = 1
ĐIỀU KIỆN NGHIỆM ĐÚNG CỦA ĐỊNH LUẬT HACĐI – VANBEC
- Quần thể phải có kích thước lớn, số lượng cá thể nhiều.
- Các cá thể trong quần thể phải giao phối với nhau 1 cách ngẫu nhiên.
- Không có đột biến và chọn lọc tự nhiên.
Tuy nhiên trên thực tế rất khó có thể đáp ứng được tất cả các điều kiện trên nên tần số alen và thành phần kiểu gen của một quần thể liên tục bị biến đổi
Quy luật của hiện tượng di truyền Bài 13 ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẾN SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN
BÀI 13: ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG
ĐẾN SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA GEN VÀ TÍNH TRẠNG
(Gen) ADN
mARN
Polipetide
Prôtêin
Tính trạng
- Sự biểu hiện của gen qua nhiều bước như vậy nên có thể bị nhiều yếu tố môi trường bên trong cũng như bên ngoài cơ thể chi phối
II. SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA KIỂU GEN VÀ MÔI TRƯỜNG
- Kiểu gen, môi trường và kiểu hình có mối quan hệ mật thiết với nhau. Kiểu gen qui định khả năng phản ứng của cơ thể trước môi trường. Môi trường tham gia vào sự hình thành kiểu hình cụ thể. Kiểu hình là kết quả tương tác của kiểu gen và môi trường
Ví dụ:
- Những biến đổi ở kiểu hình trong đời cá thể do ảnh hưởng của môi trường, không do biến đổi trong kiểu gen được gọi là thường biến. Tuy thường biến không được di truyền nhưng nhờ nó mà cơ thể có khả năng thích ứng với những biến đổi của môi trường
Ví dụ:
III. MỨC PHẢN ỨNG CỦA KIỂU GEN
- Tập họp các kiểu hình của một kiểu gen tương ứng với các môi trường khác nhau được gọi là mức phản ứng. Mức phản ứng do kiểu gen qui định được di truyền
Ví dụ:
ĐẾN SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA GEN VÀ TÍNH TRẠNG
(Gen) ADN
mARN
Polipetide
Prôtêin
Tính trạng
- Sự biểu hiện của gen qua nhiều bước như vậy nên có thể bị nhiều yếu tố môi trường bên trong cũng như bên ngoài cơ thể chi phối
II. SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA KIỂU GEN VÀ MÔI TRƯỜNG
- Kiểu gen, môi trường và kiểu hình có mối quan hệ mật thiết với nhau. Kiểu gen qui định khả năng phản ứng của cơ thể trước môi trường. Môi trường tham gia vào sự hình thành kiểu hình cụ thể. Kiểu hình là kết quả tương tác của kiểu gen và môi trường
Ví dụ:
- Những biến đổi ở kiểu hình trong đời cá thể do ảnh hưởng của môi trường, không do biến đổi trong kiểu gen được gọi là thường biến. Tuy thường biến không được di truyền nhưng nhờ nó mà cơ thể có khả năng thích ứng với những biến đổi của môi trường
Ví dụ:
III. MỨC PHẢN ỨNG CỦA KIỂU GEN
- Tập họp các kiểu hình của một kiểu gen tương ứng với các môi trường khác nhau được gọi là mức phản ứng. Mức phản ứng do kiểu gen qui định được di truyền
Ví dụ:
Quy luật của hiện tượng di truyền Bài 12 DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH VÀ DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN
BÀI 12: DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH
VÀ DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN
I. DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH
1. Nhiễm sắc thể giới tính và cơ chế xác định giới tính
- Trên NST giới tính ngoài các gen qui định giới tính còn có các gen qui định tính trạng thường.
- XX ở giống cái, XY ở giống đực: người, động vật có vú, ruồi giấm, cây gai, cây chua me...
- XX ở giống đực, XY ở giống cái: chim, ếch nhái, bò sát, bướm, dâu tây...
- XX ở giống cái, XO ở giống đực như ở châu chấu.
2. Di truyền liên kết với giới tính
a. Gen trên NST X
- Kết quả của phép lai thuận nghịch khác nhau, tỉ lệ phân li kiểu hình khác nhau ở 2 giới.
- Có hiện tượng di truyền chéo (cha truyền cho con gái, mẹ truyền cho con trai).
Sơ đồ lai giải thích sự di truyền màu mắt ruồi giấm
Lai thuận:
P:
Gp:
F1:
F1 x F1:
GF1:
F2:
Lai nghịch:
P:
Gp:
F1:
F1 x F1:
GF1:
F2:
b. Gen trên NST Y
- Tính trạng do gen nằm trên NST Y chỉ biểu hiện ở 1 giới.
- Di truyền thẳng (cha truyền cho con trai).
Sơ đồ lai giải thích sự di truyền tật dính ngón tay 2 và 3 ở người
P:
Gp:
F1:
c. Ý nghĩa của di truyền liên kết với giới tính
Trong thực tiễn, người ta dựa vào những tính trạng liên kết với giới tính để sớm phân biệt đực cái trong chăn nuôi
Ví dụ:
II. DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN
Do khối tế bào chất ở giao tử cái lớn gấp nhiều lần ở giao tử đực, sau khi thụ tinh hợp tử lại phát triển trong trứng. Sự khác biệt này đã ảnh hưởng đến sự di truyền của một số tính trạng
Ví dụ:
Lai thuận: P. (cái) Xanh lục x (đực) Lục nhạt --> F1: 100% Xanh lục
Lai nghịch: P. (cái) Lục nhạt x (đực) Xanh lục --> F1: 100% Lục nhạt
a. Sự di truyền ti thể
Bộ gen của ti thể (mtADN) có 2 chức năng chủ yếu
+ Mã hóa nhiều thành phần của ti thể
+ Mã hóa cho một số protein tham gia chuỗi chuyền electron hô hấp
Tính kháng thuốc đã được chứng minh là từ gen ở ti thể.
b. Sự di truyền lục lạp
Bộ gen của lục lạp (cpADN) có chức năng
+ Mã hóa các thành phần của lục lạp
+ Mã hóa cho một số protein cần thiết cho quá trình quang hợp
Sự di truyền tính trạng đặc điểm lá ngô được xác định là do gen của lục lạp
VÀ DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN
I. DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH
1. Nhiễm sắc thể giới tính và cơ chế xác định giới tính
- Trên NST giới tính ngoài các gen qui định giới tính còn có các gen qui định tính trạng thường.
- XX ở giống cái, XY ở giống đực: người, động vật có vú, ruồi giấm, cây gai, cây chua me...
- XX ở giống đực, XY ở giống cái: chim, ếch nhái, bò sát, bướm, dâu tây...
- XX ở giống cái, XO ở giống đực như ở châu chấu.
2. Di truyền liên kết với giới tính
a. Gen trên NST X
- Kết quả của phép lai thuận nghịch khác nhau, tỉ lệ phân li kiểu hình khác nhau ở 2 giới.
- Có hiện tượng di truyền chéo (cha truyền cho con gái, mẹ truyền cho con trai).
Sơ đồ lai giải thích sự di truyền màu mắt ruồi giấm
Lai thuận:
P:
Gp:
F1:
F1 x F1:
GF1:
F2:
Lai nghịch:
P:
Gp:
F1:
F1 x F1:
GF1:
F2:
b. Gen trên NST Y
- Tính trạng do gen nằm trên NST Y chỉ biểu hiện ở 1 giới.
- Di truyền thẳng (cha truyền cho con trai).
Sơ đồ lai giải thích sự di truyền tật dính ngón tay 2 và 3 ở người
P:
Gp:
F1:
c. Ý nghĩa của di truyền liên kết với giới tính
Trong thực tiễn, người ta dựa vào những tính trạng liên kết với giới tính để sớm phân biệt đực cái trong chăn nuôi
Ví dụ:
II. DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN
Do khối tế bào chất ở giao tử cái lớn gấp nhiều lần ở giao tử đực, sau khi thụ tinh hợp tử lại phát triển trong trứng. Sự khác biệt này đã ảnh hưởng đến sự di truyền của một số tính trạng
Ví dụ:
Lai thuận: P. (cái) Xanh lục x (đực) Lục nhạt --> F1: 100% Xanh lục
Lai nghịch: P. (cái) Lục nhạt x (đực) Xanh lục --> F1: 100% Lục nhạt
a. Sự di truyền ti thể
Bộ gen của ti thể (mtADN) có 2 chức năng chủ yếu
+ Mã hóa nhiều thành phần của ti thể
+ Mã hóa cho một số protein tham gia chuỗi chuyền electron hô hấp
Tính kháng thuốc đã được chứng minh là từ gen ở ti thể.
b. Sự di truyền lục lạp
Bộ gen của lục lạp (cpADN) có chức năng
+ Mã hóa các thành phần của lục lạp
+ Mã hóa cho một số protein cần thiết cho quá trình quang hợp
Sự di truyền tính trạng đặc điểm lá ngô được xác định là do gen của lục lạp
Quy luật của hiện tượng di truyền Bài 11 LIÊN KẾT VÀ HOÁN VỊ GEN
BÀI 11: LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
I. LIÊN KẾT GEN:
1. Thí nghiệm của Morgan trên ruồi giấm:
P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn
F1: 100% thân xám, cánh dài
Lấy con đực ở F1 thân xám, cánh dài x con cái thân đen, cánh ngắn
Fa: 1 xám, dài: 1 đen, ngắn
2. Giải thích:
F1: 100% xám, dài xám, dài là tính trạng trội so với đen, ngắn
- P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai với đồng hợp lặn (đen, ngắn) sẽ cho tỉ lệ: 1: 1: 1: 1. nhưng F1 cho tỉ lệ 1: 1. --> F1 chỉ tạo 2 loại giao tử
- Điều này được giải thích bằng hiện tượng liên kết gen: 2 cặp gen quy định 2 cặp tính trạng nằm trên một cặp NST tương đồng (gen quy định tính trạng màu thân và hình dạng cánh nằm trên cùng 1 NST) chúng sẽ liên kết nhau trong di truyền.
- Các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau gọi là liên kết với nhau. Nhóm các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau gọi là nhóm liên kết. Số lượng nhóm liên kết của 1 loài = số lượng NST đơn bội.
3. Sơ đồ lai
P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn
F1: 100% thân xám, cánh dài
Lai phân tích
Fb (đực) thân xám, cánh dài x con cái thân đen, cánh ngắn
Fa: 1 xám, dài: 1 đen, ngắn
II. HOÁN VỊ GEN:
1. Thí nghiệm của Morgan và hiện tượng HVG:
P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn
F1: 100% thân xám, cánh dài
Lấy con cái ở F1 thân xám, cánh dài x conđực thân đen, cánh ngắn
F2: 965 con xám, dài (41 %)
944 con đen, ngắn (41 %)
206 con xám, ngắn (9 %)
185 con đen, dài (9 %)
2. Giải thích – cơ sở tế bào học của hiện tượng
- F1: 100% xám, dài xám, dài là tính trạng trội so với đen, ngắn
P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai với đồng hợp lặn (đen, ngắn) sẽ cho tỉ lệ: 1: 1: 1: 1 nhưng F1 cho tỉ lệ:
965: 944: 206: 185 và có biến dị tổ hợp (xám, ngắn và đen, dài).
- Điều này được giải thích bằng hiện tượng hoán vị gen: Khi giảm phân tạo giao tử các gen quy định thân và cánh đã liên kết không hoàn toàn, ở ruồi cái xảy ra hiện tượng hoán vị gen (hiện tượng trao đổi đoạn NST các gen hoán đổi vị trí cho nhau và làm xuất hiện tổ hợp gen mới)
* Tần số hoán vị gen = số cá thể tái tổ hợp x 100
tổng số cá thể đời con
ở trường hợp này:
TSHVG = 206 + 185 x 100 = 17 %
965+944+206+185
* Tần số hoán vị gen dao động từ 0 50 %,
2 gen nằm gần nhau thì tần số trao đổi chéo càng thấp, tần số này không bao giờ vượt quá 50% bất luận giữa xảy ra bao nhiêu trao đổi chéo.
3. Kết luận:
- Do các gen có xu hướng liên kết hoàn toàn nên hiện tượng hoán vị gen ít xảy ra.
- Các giao tử hoán vị gen chiếm tỉ lệ thấp
- Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết và khoảng cách tương đối của các gen.
III. Ý NGHĨA CỦA HIỆN TƯỢNG LIÊT KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
- Liên kết gen hoàn toàn đảm bảo sự di truyền ổn định của nhóm tính trạng quý.
- Hoán vị gen làm tăng số biến dị tổ hợp, tạo ra nhóm gen liên kết quý, là cơ sở để lập bản đồ di truyền.
- Bản đồ di truyền là sơ đồ phân bố các gen trên NST của một loài. Khi lập bản đồ di truyền cần phải xác định số nhóm gen liên kết cùng với việc xác định trình tự và khoảng cách phân bố cùa các gen trong nhóm gen liên kết trên NST.
I. LIÊN KẾT GEN:
1. Thí nghiệm của Morgan trên ruồi giấm:
P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn
F1: 100% thân xám, cánh dài
Lấy con đực ở F1 thân xám, cánh dài x con cái thân đen, cánh ngắn
Fa: 1 xám, dài: 1 đen, ngắn
2. Giải thích:
F1: 100% xám, dài xám, dài là tính trạng trội so với đen, ngắn
- P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai với đồng hợp lặn (đen, ngắn) sẽ cho tỉ lệ: 1: 1: 1: 1. nhưng F1 cho tỉ lệ 1: 1. --> F1 chỉ tạo 2 loại giao tử
- Điều này được giải thích bằng hiện tượng liên kết gen: 2 cặp gen quy định 2 cặp tính trạng nằm trên một cặp NST tương đồng (gen quy định tính trạng màu thân và hình dạng cánh nằm trên cùng 1 NST) chúng sẽ liên kết nhau trong di truyền.
- Các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau gọi là liên kết với nhau. Nhóm các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau gọi là nhóm liên kết. Số lượng nhóm liên kết của 1 loài = số lượng NST đơn bội.
3. Sơ đồ lai
P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn
F1: 100% thân xám, cánh dài
Lai phân tích
Fb (đực) thân xám, cánh dài x con cái thân đen, cánh ngắn
Fa: 1 xám, dài: 1 đen, ngắn
II. HOÁN VỊ GEN:
1. Thí nghiệm của Morgan và hiện tượng HVG:
P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn
F1: 100% thân xám, cánh dài
Lấy con cái ở F1 thân xám, cánh dài x conđực thân đen, cánh ngắn
F2: 965 con xám, dài (41 %)
944 con đen, ngắn (41 %)
206 con xám, ngắn (9 %)
185 con đen, dài (9 %)
2. Giải thích – cơ sở tế bào học của hiện tượng
- F1: 100% xám, dài xám, dài là tính trạng trội so với đen, ngắn
P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai với đồng hợp lặn (đen, ngắn) sẽ cho tỉ lệ: 1: 1: 1: 1 nhưng F1 cho tỉ lệ:
965: 944: 206: 185 và có biến dị tổ hợp (xám, ngắn và đen, dài).
- Điều này được giải thích bằng hiện tượng hoán vị gen: Khi giảm phân tạo giao tử các gen quy định thân và cánh đã liên kết không hoàn toàn, ở ruồi cái xảy ra hiện tượng hoán vị gen (hiện tượng trao đổi đoạn NST các gen hoán đổi vị trí cho nhau và làm xuất hiện tổ hợp gen mới)
* Tần số hoán vị gen = số cá thể tái tổ hợp x 100
tổng số cá thể đời con
ở trường hợp này:
TSHVG = 206 + 185 x 100 = 17 %
965+944+206+185
* Tần số hoán vị gen dao động từ 0 50 %,
2 gen nằm gần nhau thì tần số trao đổi chéo càng thấp, tần số này không bao giờ vượt quá 50% bất luận giữa xảy ra bao nhiêu trao đổi chéo.
3. Kết luận:
- Do các gen có xu hướng liên kết hoàn toàn nên hiện tượng hoán vị gen ít xảy ra.
- Các giao tử hoán vị gen chiếm tỉ lệ thấp
- Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết và khoảng cách tương đối của các gen.
III. Ý NGHĨA CỦA HIỆN TƯỢNG LIÊT KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
- Liên kết gen hoàn toàn đảm bảo sự di truyền ổn định của nhóm tính trạng quý.
- Hoán vị gen làm tăng số biến dị tổ hợp, tạo ra nhóm gen liên kết quý, là cơ sở để lập bản đồ di truyền.
- Bản đồ di truyền là sơ đồ phân bố các gen trên NST của một loài. Khi lập bản đồ di truyền cần phải xác định số nhóm gen liên kết cùng với việc xác định trình tự và khoảng cách phân bố cùa các gen trong nhóm gen liên kết trên NST.
Quy luật của hiện tượng di truyền Bài 10 TƯƠNG TÁC GEN VÀ TÁC ĐỘNG ĐA HIỆU CỦA GEN
BÀI 10: TƯƠNG TÁC GEN VÀ TÁC ĐỘNG ĐA HIỆU CỦA GEN
I. TƯƠNG TÁC GEN:
1. Tương tác bổ sung:
- Là kiểu tác động qua lại của 2 hay nhiều gen không alen làm xuất hiện tính trạng mới.
TD: Lai 2 dòng cây thuần chủng đều có hoa trắng. Ở F1 ta thu được 100% cây đỏ. Cho F1 tự thụ phấn, F2:9 đỏ: 7 trắng
* Giải thích kết quả lai:
- Nếu tạo hoa đỏ thì kiểu gen của P phải có mặt đồng thời 2 gen trội A và B. Nếu chỉ có A hoặc B thì tạo hoa trắng
* Sơ đồ lai:
P: AAbb x aaBB
(trắng) (trắng)
Giao tử P: Ab aB
F1: 100% AaBb
Cho F1 tự thụ phấn có 4 giao tử:
AB, Ab, aB, ab.
Kiểu hình F2: 9 đỏ: 7 trắng.
Chú ý: Các gen không trực tiếp tương tác với nhau mà sản phẩm của chúng (protein, enzim) tương tác nhau làm xuất hiện kiểu hình chung.
2. Tương tác cộng gộp:
- Là kiểu tác động của nhiều gen, trong đó mỗi gen đóng góp 1 phần như nhau vào sự phát triển của cùng 1 tính trạng.
TD: Tính trạng da trắng ở người do các alen:
a1 a1 a2 a2 a3 a3 quy định. (vì các alen này không có khả năng tạo sắc tố melanin), gen trội A1 A2 A3 làm cho da màu đậm.
P: A1A1 A2A2 A3A3 x a1 a1 a2 a2 a3 a3
(da đen) (da trắng)
F1: A1a1 A2a2 A3a3 (da nâu đen)
II. TÁC ĐỘNG ĐA HIỆU CỦA GEN:
- Một gen có thể tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau được gọi là gen đa hiệu.
- Trong tế bào có nhiều gen, trong cơ thể có nhiều tế bào. Các gen trong cùng tế bào không hoạt động độc lập, và các tế bào trong cơ thể có quan hệ qua lại với nhau vì cơ thể là 1 bộ máy thống nhất.
I. TƯƠNG TÁC GEN:
1. Tương tác bổ sung:
- Là kiểu tác động qua lại của 2 hay nhiều gen không alen làm xuất hiện tính trạng mới.
TD: Lai 2 dòng cây thuần chủng đều có hoa trắng. Ở F1 ta thu được 100% cây đỏ. Cho F1 tự thụ phấn, F2:9 đỏ: 7 trắng
* Giải thích kết quả lai:
- Nếu tạo hoa đỏ thì kiểu gen của P phải có mặt đồng thời 2 gen trội A và B. Nếu chỉ có A hoặc B thì tạo hoa trắng
* Sơ đồ lai:
P: AAbb x aaBB
(trắng) (trắng)
Giao tử P: Ab aB
F1: 100% AaBb
Cho F1 tự thụ phấn có 4 giao tử:
AB, Ab, aB, ab.
Kiểu hình F2: 9 đỏ: 7 trắng.
Chú ý: Các gen không trực tiếp tương tác với nhau mà sản phẩm của chúng (protein, enzim) tương tác nhau làm xuất hiện kiểu hình chung.
2. Tương tác cộng gộp:
- Là kiểu tác động của nhiều gen, trong đó mỗi gen đóng góp 1 phần như nhau vào sự phát triển của cùng 1 tính trạng.
TD: Tính trạng da trắng ở người do các alen:
a1 a1 a2 a2 a3 a3 quy định. (vì các alen này không có khả năng tạo sắc tố melanin), gen trội A1 A2 A3 làm cho da màu đậm.
P: A1A1 A2A2 A3A3 x a1 a1 a2 a2 a3 a3
(da đen) (da trắng)
F1: A1a1 A2a2 A3a3 (da nâu đen)
II. TÁC ĐỘNG ĐA HIỆU CỦA GEN:
- Một gen có thể tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau được gọi là gen đa hiệu.
- Trong tế bào có nhiều gen, trong cơ thể có nhiều tế bào. Các gen trong cùng tế bào không hoạt động độc lập, và các tế bào trong cơ thể có quan hệ qua lại với nhau vì cơ thể là 1 bộ máy thống nhất.
Quy luật của hiện tượng di truyền Bài 9 QUY LUẬT MENDEL : QUY LUẬT PHÂN LY ĐỘC LẬP
BÀI 9: QUY LUẬT MENĐEN: QUY LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP
I. QUI LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP
1. Thí nghiệm của Mendel:
* Thí nghiệm lai 2 cây đậu thuần chủng khác nhau về 2 cặp tính trạng màu sắc hạt và hình dạng hạt.
Bố mẹ thuần chủng: hạt vàng – trơn x hạt xanh – nhăn
Con lai thế hệ thứ nhất: 100% vàng – trơn
Cho F1 tự thụ phấn
Con lai thế hệ thứ 2: 315 hạt vàng, trơn; 108 hạt vàng, nhăn; 101 xanh trơn; 32 xanh nhăn.
Tỉ lệ này xấp xỉ: 9 vàng- trơn: 3 vàng-nhăn: 3 xanh-trơn: 1 xanh-nhăn
* Chứng minh sự “độc lập” trong phép lai ở thí nghiệm trên
Xét riêng kết quả của từng cặp tính trạng ờ F2 ta có kết quả như sau:
- Hạt vàng : hạt xanh = (9+3) : (3+1) = (3 : 1)
- Hạt trơn : hạt nhăn = (9+3) : (3+1) = (3 : 1)
kết quả tương tự như khi lai 1 cặp tính trạng
* Kết luận: Kết quả tỉ lệ phân li (9 : 3 : 3 : 1) ở F2 trong thí nghiệm trên thực chất là sự tương tác độc lập của 2 tỉ lệ (3 : 1) x (3 : 1)
2. Giải thích kết quả bằng sơ đồ lai:
Qui ước gen:
A ---> qui định hạt vàng là trội hoàn toàn so với a ---> qui định hạt xanh
B ---> qui định hạt trơn là trội hoàn toàn so với b ---> qui định hạt nhăn
Ta có sơ đồ lai hai cặp tính trạng như sau:
Ptc: AABB x aabb
Gp: AB ab
AaBb
100% hạt vàng - trơn
F1 x F1: AaBb x AaBb
GF1 AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab
Khung penet:
AB Ab aB ab Tỉ lệ kiểu gen Tỉ lệ kiểu hình
AB AABB AABb AaBB AaBb 1AABB 2AaBB 1aaBB 9A_B_: Vàng-trơn
anhtrAb AABb AAbb AaBb Aabb 2AABb 4AaBb 2aaBb 3A_bb: Vàng-nhăn
aB AaBB AaBb aaBB aaBb 1AAbb 2Aabb 1aabb 3aaB_: Xanh-trơn
ab AaBb Aabb aaBb aabb 1aabb: Xanh-nhăn
3. Giải thích bằng cơ sở tế bào học
- Ở hiện tượng phân li độc lập: do mỗi cặp gen nằm trên 1 cặp NST tương đồng khác nhau nên sự phân li và tổ hợp của cặp này không ảnh hưởng đến sự phân li và tổ hợp của cặp kia (phân li độc lập, tổ hợp ngẫu nhiên)
- Sự phân li độc lập của các NST trong quá trình giảm phân và sự tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong quá trình thụ tinh là những cơ chế chính tạo nên các biến dị tổ hợp.
4. Cách viết giao tử của các kiểu gen khác nhau
- Số loại giao tử: = 2n với n là số cặp gen dị hợp.
Ví dụ: kiểu gen Aa có 1 cặp dị hợp có 21=2 loại giao tử là A, a
Kiểu gen AaBbDd có 3 cặp dị hợp có 8 loại giao tử
Kiểu gen AabbDdeeff có 2 cặp dị hợp có 4 loại giao tử
- Cách viết giao tử kiểu phân nhánh
- Cách viết giao tử tứ bội và sơ đồ lai tứ bội
Một gen có 2 alen ở trạng thái tứ bội sẽ có các dạng kiểu gen như sau: AAAA, AAAa, AAaa, Aaaa, aaaa
Sơ đồ lai ví dụ:
P: AAaa x AAaa
Gp: 1/6AA : 4/6Aa :1/6 aa 1/6AA : 4/6Aa :1/6 aa
Khung penet:
1/6AA 4/6Aa 1/6aa Tỉ lệ kiểu gen
1/6AA 1/36AAAA4/36AAAa1/36AAaa 1/36AAAA8/36AAAa18/36AAaa
4/6Aa 4/36AAAa16/36AAaa4/36Aaaa 8/36Aaaa1/36aaaa
1/6aa 1/36AAaa4/36Aaaa1/36aaaa
II. CÔNG THỨC TỔNG QUÁT:
Số cặp gen dị hợp F1 = số cặp tính trạng đem lai
Số lượng các loại giao tử F1
Số tổ hợp giao tử ở F2
Tỉ lệ phân li kiểu gen F2
Số lượng các loại kiểu gen F2
Tỉ lệ phân li kiểu hình F2
Số lượng các loại kiểu hình F2
1 2 4 1 : 2 : 1 3 (3 : 1) 2
2 4 16 (1 : 2 : 1)2 9 (3 : 1)2 4
...
n 2n 4n (1 : 2 : 1)n 3n (3 : 1)n 2n
III. Ý NGHĨA CỦA QUY LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP:
- Quy luật phân li độc lập cho thấy khi các cặp alen phân li độc lập nhau thì quá trình sinh sản hữu tính sẽ tạo ra một số lượng lớn biến dị tổ hợp sinh vật đa dạng, phong phú.
- Nếu biết được 2 gen nào đó phân li độc lập, thì dựa vào quy luật này ta sẽ đoán trước được kết quả phân li ở đời sau.
- Biến dị tổ hợp: kiểu hình mới xuất hiện ở đời con do sự tổ hợp lại các alen từ bố và mẹ. Biến dị tổ hợp phụ thuộc vào số tổ hợp gen (tổ hợp giao tử) ở con lai, số tổ hợp giao tử càng lớn thì biến dị tổ hợp càng cao.
- Điều kiện cần thiết để có thể xảy ra phân li độc lập là các cặp gen qui định các cặp tính trạng phải nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau.
- Số tổ giao tử = số giao tử đực x số giao tử cái trong phép lai đó.
I. QUI LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP
1. Thí nghiệm của Mendel:
* Thí nghiệm lai 2 cây đậu thuần chủng khác nhau về 2 cặp tính trạng màu sắc hạt và hình dạng hạt.
Bố mẹ thuần chủng: hạt vàng – trơn x hạt xanh – nhăn
Con lai thế hệ thứ nhất: 100% vàng – trơn
Cho F1 tự thụ phấn
Con lai thế hệ thứ 2: 315 hạt vàng, trơn; 108 hạt vàng, nhăn; 101 xanh trơn; 32 xanh nhăn.
Tỉ lệ này xấp xỉ: 9 vàng- trơn: 3 vàng-nhăn: 3 xanh-trơn: 1 xanh-nhăn
* Chứng minh sự “độc lập” trong phép lai ở thí nghiệm trên
Xét riêng kết quả của từng cặp tính trạng ờ F2 ta có kết quả như sau:
- Hạt vàng : hạt xanh = (9+3) : (3+1) = (3 : 1)
- Hạt trơn : hạt nhăn = (9+3) : (3+1) = (3 : 1)
kết quả tương tự như khi lai 1 cặp tính trạng
* Kết luận: Kết quả tỉ lệ phân li (9 : 3 : 3 : 1) ở F2 trong thí nghiệm trên thực chất là sự tương tác độc lập của 2 tỉ lệ (3 : 1) x (3 : 1)
2. Giải thích kết quả bằng sơ đồ lai:
Qui ước gen:
A ---> qui định hạt vàng là trội hoàn toàn so với a ---> qui định hạt xanh
B ---> qui định hạt trơn là trội hoàn toàn so với b ---> qui định hạt nhăn
Ta có sơ đồ lai hai cặp tính trạng như sau:
Ptc: AABB x aabb
Gp: AB ab
AaBb
100% hạt vàng - trơn
F1 x F1: AaBb x AaBb
GF1 AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab
Khung penet:
AB Ab aB ab Tỉ lệ kiểu gen Tỉ lệ kiểu hình
AB AABB AABb AaBB AaBb 1AABB 2AaBB 1aaBB 9A_B_: Vàng-trơn
anhtrAb AABb AAbb AaBb Aabb 2AABb 4AaBb 2aaBb 3A_bb: Vàng-nhăn
aB AaBB AaBb aaBB aaBb 1AAbb 2Aabb 1aabb 3aaB_: Xanh-trơn
ab AaBb Aabb aaBb aabb 1aabb: Xanh-nhăn
3. Giải thích bằng cơ sở tế bào học
- Ở hiện tượng phân li độc lập: do mỗi cặp gen nằm trên 1 cặp NST tương đồng khác nhau nên sự phân li và tổ hợp của cặp này không ảnh hưởng đến sự phân li và tổ hợp của cặp kia (phân li độc lập, tổ hợp ngẫu nhiên)
- Sự phân li độc lập của các NST trong quá trình giảm phân và sự tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong quá trình thụ tinh là những cơ chế chính tạo nên các biến dị tổ hợp.
4. Cách viết giao tử của các kiểu gen khác nhau
- Số loại giao tử: = 2n với n là số cặp gen dị hợp.
Ví dụ: kiểu gen Aa có 1 cặp dị hợp có 21=2 loại giao tử là A, a
Kiểu gen AaBbDd có 3 cặp dị hợp có 8 loại giao tử
Kiểu gen AabbDdeeff có 2 cặp dị hợp có 4 loại giao tử
- Cách viết giao tử kiểu phân nhánh
- Cách viết giao tử tứ bội và sơ đồ lai tứ bội
Một gen có 2 alen ở trạng thái tứ bội sẽ có các dạng kiểu gen như sau: AAAA, AAAa, AAaa, Aaaa, aaaa
Sơ đồ lai ví dụ:
P: AAaa x AAaa
Gp: 1/6AA : 4/6Aa :1/6 aa 1/6AA : 4/6Aa :1/6 aa
Khung penet:
1/6AA 4/6Aa 1/6aa Tỉ lệ kiểu gen
1/6AA 1/36AAAA4/36AAAa1/36AAaa 1/36AAAA8/36AAAa18/36AAaa
4/6Aa 4/36AAAa16/36AAaa4/36Aaaa 8/36Aaaa1/36aaaa
1/6aa 1/36AAaa4/36Aaaa1/36aaaa
II. CÔNG THỨC TỔNG QUÁT:
Số cặp gen dị hợp F1 = số cặp tính trạng đem lai
Số lượng các loại giao tử F1
Số tổ hợp giao tử ở F2
Tỉ lệ phân li kiểu gen F2
Số lượng các loại kiểu gen F2
Tỉ lệ phân li kiểu hình F2
Số lượng các loại kiểu hình F2
1 2 4 1 : 2 : 1 3 (3 : 1) 2
2 4 16 (1 : 2 : 1)2 9 (3 : 1)2 4
...
n 2n 4n (1 : 2 : 1)n 3n (3 : 1)n 2n
III. Ý NGHĨA CỦA QUY LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP:
- Quy luật phân li độc lập cho thấy khi các cặp alen phân li độc lập nhau thì quá trình sinh sản hữu tính sẽ tạo ra một số lượng lớn biến dị tổ hợp sinh vật đa dạng, phong phú.
- Nếu biết được 2 gen nào đó phân li độc lập, thì dựa vào quy luật này ta sẽ đoán trước được kết quả phân li ở đời sau.
- Biến dị tổ hợp: kiểu hình mới xuất hiện ở đời con do sự tổ hợp lại các alen từ bố và mẹ. Biến dị tổ hợp phụ thuộc vào số tổ hợp gen (tổ hợp giao tử) ở con lai, số tổ hợp giao tử càng lớn thì biến dị tổ hợp càng cao.
- Điều kiện cần thiết để có thể xảy ra phân li độc lập là các cặp gen qui định các cặp tính trạng phải nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau.
- Số tổ giao tử = số giao tử đực x số giao tử cái trong phép lai đó.
Quy luật của hiện tượng di truyền Bài 8 QUY LUẬT MENDEL : QUY LUẬT PHÂN LY
BÀI 8: QUY LUẬT MENĐEN: QUY LUẬT PHÂN LI
I. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN HỌC CỦA MENĐEN:
1. Một số khái niệm:
- Dòng thuần chủng: là hiện tượng tất cả các thế hệ con lai trong dòng họ đều có kiểu hình giống nhau và giống bố mẹ. ví dụ: P: đỏ x đỏ F1: 100% đỏ F2: 100% đỏ… Fn: 100% đỏ
- Con lai: là thế hệ con cháu được tạo thành khi đem lai 2 dòng thuần chủng có kiểu hình khác nhau. Ví dụ: Ptc: hoa đỏ x hoa trắng F1: 100% hoa đỏ. Hoa đỏ F1 là con lai trong phép lai trên (kiểu gen hoa đỏ F1 khác kiểu gen hoa đỏ Ptc)
- Gen: là nhân tố di truyền qui định đặc điểm bên ngoài của cá thể. Ví dụ: gen A qui định màu sắc hoa
- Alen: là các trạng thái khác nhau của cùng 1 gen, mỗi trạng thái qui định 1 kiểu hình khác nhau. Ví dụ: gen A có 2 alen là A hoa đỏ; a hoa trắng
- Gen trội (alen trội-A):thể hiện kiểu hình ở trạng thái đồng hợp tử trội (AA) và dị hợp tử (Aa)
- Gen lặn (alen lặn-a): chỉ có thể biểu hiện kiểu hình khi ở trạng thái đồng hợp tử lặn (aa)
- Kiểu gen: là các cặp alen qui định các kiểu hình cụ thể của tính trạng đang nghiên cứu. Ví dụ: AA hoa đỏ (tc); Aa hoa đỏ (con lai); aa hoa trắng
- Tính trạng: là 1 đặc điểm nào đó đang được nghiên cứu. Ví dụ: màu sắc hoa, hình dạng hạt…
- Kiểu hình: là đặc điểm cụ thể của tính trạng đang được nghiên cứu đã thể hiện ra bên ngoài cơ thể. Ví dụ: hoa đỏ, hoa trắng, hạt trơn, hạt nhăn…
- Cặp tính trạng tương phản: hai kiểu hình có biểu hiện trái ngược nhau của cùng 1 tính trạng. Ví dụ: hoa đỏ và hoa trắng, hạt trơn và hạt nhăn,..
2. Phương pháp nghiên cứu di truyền của Mendel
Mendel sử dụng phương pháp phân tích di truyền cơ thể lai và lai phân tích, đánh giá kết quả dựa trên thống kê toán học để rút ra được những quy luật di truyền.
a. Phương pháp phân tích di truyền cơ thể lai
* Phương pháp phân tích của ông như sau:
- Quan sát sự di truyền của một vài tính trạng qua nhiều thế hệ
- Tạo ra các dòng thuần chủng có các kiểu hình tương phản.
- Lai các dòng thuần chủng với nhau để tạo ra F1.
- Cho các cây lai F1 tự thụ phấn để tạo ra đời F2. Cho từng cây F2 tự thụ phấn để tạo ra F3.
- Dùng thống kê toán học trên số lượng lớn, qua nhiều thế hệ rút ra quy luật di truyền.
b. Phươg pháp lai phân tích:
- Lai phân tích là phép lai giữa cá thể có kiểu hình trội (AA hoặc Aa) với một cá thể có kiểu hình lặn (aa) , mục đích là kiểm tra kiểu gen của kiểu hình trội là chủng hay không thuần chủng thuần
- Nếu con lai xuất hiện tỉ lệ 100% cá thể có kiểu hình trội đem lai là thuần chủng (AA), nếu xuất hiện tỉ lệ 1 : 1 cá thể đem lai là dị hợp tử (Aa)
II. QUI LUẬT PHÂN LI:
1. Thí nghiệm của Mendel:
Bố mẹ thuần chủng: cây hoa đỏ x cây hoa trắng
Con lai thế hệ thứ nhất: 100% hoa đỏ
Cho F1 tự thụ phấn
Con lai thế hệ thứ 2: 705 cây hoa đỏ : 224 cây hoa trắng (xấp xỉ 3 đỏ : 1 trắng)
2. Giải thích kết quả bằng sơ đồ lai:
Qui ước gen:
A ---> qui định hoa đỏ là trội hoàn toàn so với a ---> qui định hoa trắng
Ta có sơ đồ lai một cặp tính trạng như sau:
Ptc: AA x aa
Gp: A a
Aa
100% hoa đỏ
F1 x F1: Aa x Aa
GF1 A , a A , a
F2: KG: 1AA: 2Aa: 1aa
KH: 3 hoa đỏ: 1 hoa trắng
3. Giải thích bằng cơ sở tế bào học
- Trong tế bào 2n, các NST luôn tồn tại thành từng cặp đồng dạng, do đó các gen trên NST cũng tồn tại thành từng cặp. Mỗi gen chiếm 1 vị trí xác định gọi là locut
- Khi giảm phân tạo giao tử, các alen của cùng một gen phân li đồng đều về các giao tử, 50% giao tử chứa alen này, 50% giao tử chứa alen kia.
- Bố mẹ không truyền cho con cái kiểu hình cụ thể mà là các alen, sự tái tổ hợp các alen từ bố và mẹ tạo thành kiểu gen và qui định kiểu hình cụ thể ở cơ thể con lai.
4. Nội dung định luật
- Khi đem lai 2 cơ thể bố mẹ thuần chủng khác nhau về kiểu hình của một cặp tính trạng tương phản thì F1 xuất hiện đồng loạt kiểu hình trội (qui luật đồng tính), F2 phân li theo tỉ lệ xấp xỉ 3 trội : 1 lặn
I. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN HỌC CỦA MENĐEN:
1. Một số khái niệm:
- Dòng thuần chủng: là hiện tượng tất cả các thế hệ con lai trong dòng họ đều có kiểu hình giống nhau và giống bố mẹ. ví dụ: P: đỏ x đỏ F1: 100% đỏ F2: 100% đỏ… Fn: 100% đỏ
- Con lai: là thế hệ con cháu được tạo thành khi đem lai 2 dòng thuần chủng có kiểu hình khác nhau. Ví dụ: Ptc: hoa đỏ x hoa trắng F1: 100% hoa đỏ. Hoa đỏ F1 là con lai trong phép lai trên (kiểu gen hoa đỏ F1 khác kiểu gen hoa đỏ Ptc)
- Gen: là nhân tố di truyền qui định đặc điểm bên ngoài của cá thể. Ví dụ: gen A qui định màu sắc hoa
- Alen: là các trạng thái khác nhau của cùng 1 gen, mỗi trạng thái qui định 1 kiểu hình khác nhau. Ví dụ: gen A có 2 alen là A hoa đỏ; a hoa trắng
- Gen trội (alen trội-A):thể hiện kiểu hình ở trạng thái đồng hợp tử trội (AA) và dị hợp tử (Aa)
- Gen lặn (alen lặn-a): chỉ có thể biểu hiện kiểu hình khi ở trạng thái đồng hợp tử lặn (aa)
- Kiểu gen: là các cặp alen qui định các kiểu hình cụ thể của tính trạng đang nghiên cứu. Ví dụ: AA hoa đỏ (tc); Aa hoa đỏ (con lai); aa hoa trắng
- Tính trạng: là 1 đặc điểm nào đó đang được nghiên cứu. Ví dụ: màu sắc hoa, hình dạng hạt…
- Kiểu hình: là đặc điểm cụ thể của tính trạng đang được nghiên cứu đã thể hiện ra bên ngoài cơ thể. Ví dụ: hoa đỏ, hoa trắng, hạt trơn, hạt nhăn…
- Cặp tính trạng tương phản: hai kiểu hình có biểu hiện trái ngược nhau của cùng 1 tính trạng. Ví dụ: hoa đỏ và hoa trắng, hạt trơn và hạt nhăn,..
2. Phương pháp nghiên cứu di truyền của Mendel
Mendel sử dụng phương pháp phân tích di truyền cơ thể lai và lai phân tích, đánh giá kết quả dựa trên thống kê toán học để rút ra được những quy luật di truyền.
a. Phương pháp phân tích di truyền cơ thể lai
* Phương pháp phân tích của ông như sau:
- Quan sát sự di truyền của một vài tính trạng qua nhiều thế hệ
- Tạo ra các dòng thuần chủng có các kiểu hình tương phản.
- Lai các dòng thuần chủng với nhau để tạo ra F1.
- Cho các cây lai F1 tự thụ phấn để tạo ra đời F2. Cho từng cây F2 tự thụ phấn để tạo ra F3.
- Dùng thống kê toán học trên số lượng lớn, qua nhiều thế hệ rút ra quy luật di truyền.
b. Phươg pháp lai phân tích:
- Lai phân tích là phép lai giữa cá thể có kiểu hình trội (AA hoặc Aa) với một cá thể có kiểu hình lặn (aa) , mục đích là kiểm tra kiểu gen của kiểu hình trội là chủng hay không thuần chủng thuần
- Nếu con lai xuất hiện tỉ lệ 100% cá thể có kiểu hình trội đem lai là thuần chủng (AA), nếu xuất hiện tỉ lệ 1 : 1 cá thể đem lai là dị hợp tử (Aa)
II. QUI LUẬT PHÂN LI:
1. Thí nghiệm của Mendel:
Bố mẹ thuần chủng: cây hoa đỏ x cây hoa trắng
Con lai thế hệ thứ nhất: 100% hoa đỏ
Cho F1 tự thụ phấn
Con lai thế hệ thứ 2: 705 cây hoa đỏ : 224 cây hoa trắng (xấp xỉ 3 đỏ : 1 trắng)
2. Giải thích kết quả bằng sơ đồ lai:
Qui ước gen:
A ---> qui định hoa đỏ là trội hoàn toàn so với a ---> qui định hoa trắng
Ta có sơ đồ lai một cặp tính trạng như sau:
Ptc: AA x aa
Gp: A a
Aa
100% hoa đỏ
F1 x F1: Aa x Aa
GF1 A , a A , a
F2: KG: 1AA: 2Aa: 1aa
KH: 3 hoa đỏ: 1 hoa trắng
3. Giải thích bằng cơ sở tế bào học
- Trong tế bào 2n, các NST luôn tồn tại thành từng cặp đồng dạng, do đó các gen trên NST cũng tồn tại thành từng cặp. Mỗi gen chiếm 1 vị trí xác định gọi là locut
- Khi giảm phân tạo giao tử, các alen của cùng một gen phân li đồng đều về các giao tử, 50% giao tử chứa alen này, 50% giao tử chứa alen kia.
- Bố mẹ không truyền cho con cái kiểu hình cụ thể mà là các alen, sự tái tổ hợp các alen từ bố và mẹ tạo thành kiểu gen và qui định kiểu hình cụ thể ở cơ thể con lai.
4. Nội dung định luật
- Khi đem lai 2 cơ thể bố mẹ thuần chủng khác nhau về kiểu hình của một cặp tính trạng tương phản thì F1 xuất hiện đồng loạt kiểu hình trội (qui luật đồng tính), F2 phân li theo tỉ lệ xấp xỉ 3 trội : 1 lặn
Cơ chế di truyền và biến dị - Bài 6 ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NHIỄM SẮC THỂ
BÀI 6: ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NHIỄM SẮC THỂ
I. LỆCH BỘI (dị bội)
1. Khái niệm và phân loại
- ĐB lệch bội là những biến đổi về số lượng NST xảy ra ở 1 hay vài cặp NST.
- Ở sinh vật lưỡng bội, ĐB lệch bội thường gặp 4 dạng chính:
- Thể không (2n – 2): tế bào lưỡng bội bị mất 1 cặp NST nào đó.
- Thể một (2n – 1): tế bào lưỡng bội bị mất 1 NST của 1 cặp NST nào đó.
- Thể ba (2n + 1): tế bào lưỡng bội thêm 1 NST vào 1 cặp NST nào đó.
- Thể bốn (2n + 2): tế bào lưỡng bội thêm 2 NST vào 1 cặp NST nào đó.
- Dạng đặc biệt: (2n +1 +1) là thể ba kép do có 2 thể 3 ở 2 cặp NST khác nhau trong cùng 1 tế bào
2. Nguyên nhân và cơ chế phát sinh
- Do các tác nhân lí hóa của môi trường trong hoặc bên ngoài cơ thể làm rối loạn sự phân li bình thường của một hoặc 1 số cặp NST.
- Do thoi vô sắc không hình thành nên 1 hoặc 1 và cặp NST không thể phân li trong quá trình giảm phân tạo thành giao tử bất thường, giao tử này kết hợp với các giao tử bình thường hoặc không bình thường khác trong thụ tinh tạo thành đột biến dị bội
n+1 n+1 n+1 n n-1 n n-1 n-1
↓ ↓ ↓ ↓
2n+2 2n+1 2n-1 2n-2
Thể bốn Thể ba Thể một Thể không
- Một cá thể của loài có thể gặp nhiều trường hợp dị bội khác nhau, vì hiện tượng dị bội ở mỗi cặp NST khác nhau sẽ cho kiểu hình hoàn toàn khác nhau. Ví dụ: một loài có bộ NST 2n = 14 tức là có 7 cặp NST khác nhau như vậy cá thể này có thể có 7 trường hợp thể ba hoàn toàn khác nhau.
3. Hậu quả và ý nghĩa
- Sự tăng hay giảm số lượng của 1 hay vài cặp NST làm mất cân bằng toàn hệ gen cơ thể không sống được hay giảm sức sống, giảm khả năng sinh sản.
- Đối với tiến hóa: cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa.
- Đối với chọn giống: có thể sử dụng các thể không để đưa các NST theo ý muốn vào cây lai.
- Đối với nghiên cứu di truyền học: sử dụng các lệch bội để xác định vị trí của gen trên NST.
Ví dụ một số bệnh do lệch bội ở người:
Hội chứng down (thể ba cặp NST 21), (2n+1) = 47NST
Claiphenter (thể ba cặp giới tính XXY), (2n+1) = 47NST
Siêu nữ (XXX), (2n+1) = 47NST
Tocnơ (thể một cặp giới tính XO) ( 2n-1) = 45NST
II. ĐA BỘI
1. Khái niệm và cơ chế phát sinh tự đa bội
- Đa bội thể là cơ thể mà trong tế bào chứa 3 hoặc nhiều hơn 3 lần số NST đơn bội. (3n, 4n, 5n, 6n…)
- Cơ chế hình thành là do sự không phân li của tất cả các cặp NST trong phân bào. Thường do hóa chất cosixin gây cản trở sự hình thành thoi vô sắc
Tự đa bội: là tăng số NST đơn bội của cùng một loài lên số nguyên lần (nhiều hơn 2). Ta có: tự đa bội chẵn: 4n, 6n, 8n,… và tự đa bội lẻ: 3n, 5n, 7n,…
+ Cơ chế phát sinh đa bội chẵn: trong giảm phân NST tự nhân đôi nhưng không hình thành thoi vô sắc tạo giao tử 2n, khi thụ tinh giao tử 2n + giao tử 2n tạo thành hợp tử 4n.
+ Thể đa bội chẵn này có số lượng NST tăng gấp nhiều lần nên quá trình sinh tổng hợp các chất diễn ra mạnh mẽ tế bào to, sinh trưởng tốt. Thể đa bội thường được ứng dụng trong trồng trọt để thu sản phẩm từ cơ quan sinh dưỡng ví dụ: nho tứ bội, dâu, táo...
+ Cơ chế phát sinh đa bội lẻ: trong giảm phân NST tự nhân đôi nhưng không hình thành thoi vô sắc tạo giao tử 2n. khi thụ tinh giao tử 2n + giao tử bình thường n tạo thành hợp tử 3n. Thể đa bội lẻ không có khả năng sinh giao tử bình thường nên các thể đa bội lẻ là bất thụ. Người ta ứng dụng điều này để tạo các giống cây trồng cho quả to và không hạt (dưa hấu, chuối...)
n n 2n n 2n 2n
↓ ↓ ↓
2n 3n 4n
Thể lưỡng bội
(bình thường) Thể tam bội(bất thụ) Thể tứ bội(hữu thụ)
2. Khái niệm và cơ chế phát sinh thể dị bội
- Dị đa bội: là hiện tượng cả 2 bộ NST đơn bội của 2 loài khác nhau cùng tồn tại trong 1 tế bào.
- Song nhị bội thể: là hiện tượng cả 2 bộ NST lưỡng bội của 2 loài khác nhau cùng tồn tại trong 1 tế bào.
Loài 1 (2n1) Loài 2 (2n2)
Thể dị tứ bội hay song nhị bội thể là hữu thụ có khả năng sinh sản) vì các NST trong tế bào của cá thể này đều có cặp tương đồng
n1 lai .xa n2
Đa bội hóa
(n1+n2)
(2n1+2n2)
Bất thụ Dị tứ bội hay song nhị bội thể
3. Hậu quả và vai trò của đột biến đa bội
- Đột biến đa bội có ý nghĩa đối với tiến hóa và chọn giống thực vật vì nó góp phần hình thành loài mới
- Thể đa bội ở động vật thường ít gặp vì dễ gây chết
I. LỆCH BỘI (dị bội)
1. Khái niệm và phân loại
- ĐB lệch bội là những biến đổi về số lượng NST xảy ra ở 1 hay vài cặp NST.
- Ở sinh vật lưỡng bội, ĐB lệch bội thường gặp 4 dạng chính:
- Thể không (2n – 2): tế bào lưỡng bội bị mất 1 cặp NST nào đó.
- Thể một (2n – 1): tế bào lưỡng bội bị mất 1 NST của 1 cặp NST nào đó.
- Thể ba (2n + 1): tế bào lưỡng bội thêm 1 NST vào 1 cặp NST nào đó.
- Thể bốn (2n + 2): tế bào lưỡng bội thêm 2 NST vào 1 cặp NST nào đó.
- Dạng đặc biệt: (2n +1 +1) là thể ba kép do có 2 thể 3 ở 2 cặp NST khác nhau trong cùng 1 tế bào
2. Nguyên nhân và cơ chế phát sinh
- Do các tác nhân lí hóa của môi trường trong hoặc bên ngoài cơ thể làm rối loạn sự phân li bình thường của một hoặc 1 số cặp NST.
- Do thoi vô sắc không hình thành nên 1 hoặc 1 và cặp NST không thể phân li trong quá trình giảm phân tạo thành giao tử bất thường, giao tử này kết hợp với các giao tử bình thường hoặc không bình thường khác trong thụ tinh tạo thành đột biến dị bội
n+1 n+1 n+1 n n-1 n n-1 n-1
↓ ↓ ↓ ↓
2n+2 2n+1 2n-1 2n-2
Thể bốn Thể ba Thể một Thể không
- Một cá thể của loài có thể gặp nhiều trường hợp dị bội khác nhau, vì hiện tượng dị bội ở mỗi cặp NST khác nhau sẽ cho kiểu hình hoàn toàn khác nhau. Ví dụ: một loài có bộ NST 2n = 14 tức là có 7 cặp NST khác nhau như vậy cá thể này có thể có 7 trường hợp thể ba hoàn toàn khác nhau.
3. Hậu quả và ý nghĩa
- Sự tăng hay giảm số lượng của 1 hay vài cặp NST làm mất cân bằng toàn hệ gen cơ thể không sống được hay giảm sức sống, giảm khả năng sinh sản.
- Đối với tiến hóa: cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa.
- Đối với chọn giống: có thể sử dụng các thể không để đưa các NST theo ý muốn vào cây lai.
- Đối với nghiên cứu di truyền học: sử dụng các lệch bội để xác định vị trí của gen trên NST.
Ví dụ một số bệnh do lệch bội ở người:
Hội chứng down (thể ba cặp NST 21), (2n+1) = 47NST
Claiphenter (thể ba cặp giới tính XXY), (2n+1) = 47NST
Siêu nữ (XXX), (2n+1) = 47NST
Tocnơ (thể một cặp giới tính XO) ( 2n-1) = 45NST
II. ĐA BỘI
1. Khái niệm và cơ chế phát sinh tự đa bội
- Đa bội thể là cơ thể mà trong tế bào chứa 3 hoặc nhiều hơn 3 lần số NST đơn bội. (3n, 4n, 5n, 6n…)
- Cơ chế hình thành là do sự không phân li của tất cả các cặp NST trong phân bào. Thường do hóa chất cosixin gây cản trở sự hình thành thoi vô sắc
Tự đa bội: là tăng số NST đơn bội của cùng một loài lên số nguyên lần (nhiều hơn 2). Ta có: tự đa bội chẵn: 4n, 6n, 8n,… và tự đa bội lẻ: 3n, 5n, 7n,…
+ Cơ chế phát sinh đa bội chẵn: trong giảm phân NST tự nhân đôi nhưng không hình thành thoi vô sắc tạo giao tử 2n, khi thụ tinh giao tử 2n + giao tử 2n tạo thành hợp tử 4n.
+ Thể đa bội chẵn này có số lượng NST tăng gấp nhiều lần nên quá trình sinh tổng hợp các chất diễn ra mạnh mẽ tế bào to, sinh trưởng tốt. Thể đa bội thường được ứng dụng trong trồng trọt để thu sản phẩm từ cơ quan sinh dưỡng ví dụ: nho tứ bội, dâu, táo...
+ Cơ chế phát sinh đa bội lẻ: trong giảm phân NST tự nhân đôi nhưng không hình thành thoi vô sắc tạo giao tử 2n. khi thụ tinh giao tử 2n + giao tử bình thường n tạo thành hợp tử 3n. Thể đa bội lẻ không có khả năng sinh giao tử bình thường nên các thể đa bội lẻ là bất thụ. Người ta ứng dụng điều này để tạo các giống cây trồng cho quả to và không hạt (dưa hấu, chuối...)
n n 2n n 2n 2n
↓ ↓ ↓
2n 3n 4n
Thể lưỡng bội
(bình thường) Thể tam bội(bất thụ) Thể tứ bội(hữu thụ)
2. Khái niệm và cơ chế phát sinh thể dị bội
- Dị đa bội: là hiện tượng cả 2 bộ NST đơn bội của 2 loài khác nhau cùng tồn tại trong 1 tế bào.
- Song nhị bội thể: là hiện tượng cả 2 bộ NST lưỡng bội của 2 loài khác nhau cùng tồn tại trong 1 tế bào.
Loài 1 (2n1) Loài 2 (2n2)
Thể dị tứ bội hay song nhị bội thể là hữu thụ có khả năng sinh sản) vì các NST trong tế bào của cá thể này đều có cặp tương đồng
n1 lai .xa n2
Đa bội hóa
(n1+n2)
(2n1+2n2)
Bất thụ Dị tứ bội hay song nhị bội thể
3. Hậu quả và vai trò của đột biến đa bội
- Đột biến đa bội có ý nghĩa đối với tiến hóa và chọn giống thực vật vì nó góp phần hình thành loài mới
- Thể đa bội ở động vật thường ít gặp vì dễ gây chết
Cơ chế di truyền và biến dị - Bài 5 NHIỄM SẮC THỂ - ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ
BÀI 5: NHIỄM SẮC THỂ VÀ ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ
I. HÌNH THÁI CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ
1. Hình thái NST
- Ở vi khuẩn: NST chỉ là phân tử ADN trần, có dạng vòng, không liên kết với protein.
- Ở virus: NST cũng là ADN trần, 1 số khác NST là ARN.
- Ở sinh vật nhân chuẩn:
- ADN mạch xoắn (2nm) Sợi cơ bản (11nm)Sợi nhiễm sắc (30) Vùng xếp cuộn (300) Cromatid (700) NST ở kỳ giữa (1400)
- Mỗi NST gồm 2 cromatit gắn nhau ở tâm động.
- Trong tế bào sinh dưỡng (tế bào soma) mỗi NST có 1 cặp giống nhau về hình thái được gọi là cặp NST tương đồng.
2. Cấu trúc siêu hiển vi của NST
- NST được cấu tạo gồm: ADN và protein (loại histon). Lượng ADN khổng lồ của mỗi tế bào sinh vật nhân chuẩn có thể xếp gọn vào nhân tế bào có kích thước rất nhỏ là do sự gói bọc ADN theo các mức xoắn khác nhau trong NST
II. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST
- Đột biến cấu trúc NST là những biến đổi trong cấu trúc của NST, dạng đột biến này làm sắp xếp lại trình tự các gen và thay đổi hình dạng, cấu trúc của NST.
+ Bên trong 1 NST: mất đoạn, đảo đoạn, lập đoạn.
+ Giữa các NST: chuyển đoạn.
- Do các tác nhân vật lí như tia phóng xạ, hóa chất độc hại như thuốc trừ sâu, diệt cỏ, do virus... hoặc do sự biến đổi sinh lí nội bào.
1. Mất đoạn:
- Mất đi 1 đoạn NST, mất đoạn thường gây chết hay giảm sức sống.
TD: Ở người mất 1 đoạn ngắn NST số 5 gây nên hội chứng “tiếng mèo kêu“. Trẻ mắc hội chứng này chậm phát triển trí tuệ, có những khác thường về hình thái cơ thể và tiếng khóc tương tự tiếng mèo kêu
Ở người mất 1 đoạn NST số 21 gây bệnh ung thư máu ác tính (do cơ thể không sản sinh được hồng cầu)
Ở thực vật (ngô) hiện tượng mất đoạn nhỏ không giảm sức sống người ta áp dụng hiện tượng này để loại khỏi NST những gen không mong muốn.
2. Lặp đoạn:
- Là 1 đoạn NST có thể lặp lại 1 hay nhiều lần, làm tăng số lượng gen trên đó. Nhìn chung lặp đoạn không gây hậu quả nặng nề như mất đoạn.
TD: Lặp đoạn 16A trên NST X ảnh hưởng đến hình dạng mắt của ruồi giấm
3. Đảo đoạn:
- Là 1 đoạn NST đứt ra rồi đảo ngược 1800 và nối lại làm thay đổi trình tự phân bố các gen trên đó. Đảo đoạn có thể chứa hoặc không chứa tâm động. ĐB đảo đoạn thường ít ảnh hưởng đến sức sống do vật liệu di truyền không bị mất.
TD: Người ta phát hiện được 12 dạng đảo đoạn trên NST số 3 liên quan tới khả năng thích ứng của ruồi giấm đối với nhiệt độ khác nhau của môi trường.
4. Chuyển đoạn:
- Là sự trao đổi đoạn giữa các NST không tương đồng, một số gen trong nhóm liên kết này chuyển sang nhóm liên kết khác. Chuyển đoạn lớn thường gây chết hay mất khả năng sinh sản. Đôi khi chuyển đoạn là cơ chế để hình thành loài mới tức thì.
TD: Ở thực vật (lúa, chuối, đậu), người ta chuyển những nhóm gen mong muốn từ NST của loài này sang NST của loài khác.
I. HÌNH THÁI CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ
1. Hình thái NST
- Ở vi khuẩn: NST chỉ là phân tử ADN trần, có dạng vòng, không liên kết với protein.
- Ở virus: NST cũng là ADN trần, 1 số khác NST là ARN.
- Ở sinh vật nhân chuẩn:
- ADN mạch xoắn (2nm) Sợi cơ bản (11nm)Sợi nhiễm sắc (30) Vùng xếp cuộn (300) Cromatid (700) NST ở kỳ giữa (1400)
- Mỗi NST gồm 2 cromatit gắn nhau ở tâm động.
- Trong tế bào sinh dưỡng (tế bào soma) mỗi NST có 1 cặp giống nhau về hình thái được gọi là cặp NST tương đồng.
2. Cấu trúc siêu hiển vi của NST
- NST được cấu tạo gồm: ADN và protein (loại histon). Lượng ADN khổng lồ của mỗi tế bào sinh vật nhân chuẩn có thể xếp gọn vào nhân tế bào có kích thước rất nhỏ là do sự gói bọc ADN theo các mức xoắn khác nhau trong NST
II. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST
- Đột biến cấu trúc NST là những biến đổi trong cấu trúc của NST, dạng đột biến này làm sắp xếp lại trình tự các gen và thay đổi hình dạng, cấu trúc của NST.
+ Bên trong 1 NST: mất đoạn, đảo đoạn, lập đoạn.
+ Giữa các NST: chuyển đoạn.
- Do các tác nhân vật lí như tia phóng xạ, hóa chất độc hại như thuốc trừ sâu, diệt cỏ, do virus... hoặc do sự biến đổi sinh lí nội bào.
1. Mất đoạn:
- Mất đi 1 đoạn NST, mất đoạn thường gây chết hay giảm sức sống.
TD: Ở người mất 1 đoạn ngắn NST số 5 gây nên hội chứng “tiếng mèo kêu“. Trẻ mắc hội chứng này chậm phát triển trí tuệ, có những khác thường về hình thái cơ thể và tiếng khóc tương tự tiếng mèo kêu
Ở người mất 1 đoạn NST số 21 gây bệnh ung thư máu ác tính (do cơ thể không sản sinh được hồng cầu)
Ở thực vật (ngô) hiện tượng mất đoạn nhỏ không giảm sức sống người ta áp dụng hiện tượng này để loại khỏi NST những gen không mong muốn.
2. Lặp đoạn:
- Là 1 đoạn NST có thể lặp lại 1 hay nhiều lần, làm tăng số lượng gen trên đó. Nhìn chung lặp đoạn không gây hậu quả nặng nề như mất đoạn.
TD: Lặp đoạn 16A trên NST X ảnh hưởng đến hình dạng mắt của ruồi giấm
3. Đảo đoạn:
- Là 1 đoạn NST đứt ra rồi đảo ngược 1800 và nối lại làm thay đổi trình tự phân bố các gen trên đó. Đảo đoạn có thể chứa hoặc không chứa tâm động. ĐB đảo đoạn thường ít ảnh hưởng đến sức sống do vật liệu di truyền không bị mất.
TD: Người ta phát hiện được 12 dạng đảo đoạn trên NST số 3 liên quan tới khả năng thích ứng của ruồi giấm đối với nhiệt độ khác nhau của môi trường.
4. Chuyển đoạn:
- Là sự trao đổi đoạn giữa các NST không tương đồng, một số gen trong nhóm liên kết này chuyển sang nhóm liên kết khác. Chuyển đoạn lớn thường gây chết hay mất khả năng sinh sản. Đôi khi chuyển đoạn là cơ chế để hình thành loài mới tức thì.
TD: Ở thực vật (lúa, chuối, đậu), người ta chuyển những nhóm gen mong muốn từ NST của loài này sang NST của loài khác.
Cơ chế di truyền và biến dị - Bài 4 ĐỘT BIẾN GEN
BÀI 4: ĐỘT BIẾN GEN
I. KHÁI NIỆM VÀ CÁC DẠNG ĐỘT BIẾN GEN
1. Khái niệm
- Đột biến gen là những biến đổi nhỏ xảy ra trong cấu trúc của gen. Những biến đổi này thường liên quan đến 1 cặp nu hoặc 1 số cặp nu.
- Hiện tượng đột biến chỉ liên quan đến 1 cặp nu trên gen gọi là đột biến điểm
- Trong tự nhiên, các gen đều có thể bị đột biến nhưng với tần số thấp (10-6 – 10-4). Nhân tố môi trường gây ra đột biến gọi là tác nhân gây đột biến. Các cá thể mang đột biến đã biểu hiện thành kiểu hình là thể đột biến.
- Đột biến gen làm thay đổi cấu trúc của gen từ đó tạo ra alen mới so với dạng ban đầu. ví dụ: Ở ruồi giấm gen A qui định mắt đỏ, sau khi bị đột biến tạo thành gen a qui định mắt trắng
2. Các dạng đột biến
ADN 123 456 789 101112 131415 161718 1920
mARN 123 456 789 101112 131415 161718 1920
Polipeptide aamđ aa1 aa2 aa3 aa4 aa5
a. Mất
ADN 123 456 789 111213 141516 171819 20
mARN 123 456 789 111213 141516 171819 20
Polipeptide aamđ aa1 aa2 aa3’ aa4’ aa5’ -->
Nếu mất 1 cặp nu xảy ra trong bộ 3 ngay sau bộ 3 mở đầu thì sao?
b. Thêm
ADN 123 456 789 1010’11 121314 151617 1819
mARN 123 456 789 1010’11 121314 151617 1819
Polipeptide aamđ aa1 aa2 aa3’ aa4’ aa5’ -->
Đột biến dạng mất hoặc thêm 1 cặp nu làm ảnh hưởng đến toàn bộ các bộ 3 từ vị trí bị đột biến trở về sau do khung đọc các bộ 3 bị dịch chuyển nên gọi là đột biến dịch khung.
c. Thay thế
ADN 123 456 789 10’1112 131415 161718 1920
mARN 123 456 789 10’1112 131415 161718 1920
Polipeptide aamđ aa1 aa2 aa3’ aa4 aa5
- 1 cặp nu trên ADN được thay thế bằng 1 cặp nu khác. Do đặc điểm của mã di truyền mà đột biến thay thế có thể đưa đến các hậu quả:
- Đột biến nhầm nghĩa (sai nghĩa): Biến đổi bộ 3 qui định a. amin này thành bộ 3 qui định a. amin khác (ví dụ: bộ 3 trước đột biến là UUA qui định a.a leuxin sau đột biến thành UUX qui định a.a phenilalanine)
- Đột biến vô nghĩa: Biến đổi bộ 3 qui định a. amin thành bộ 3 kết thúc (ví dụ: bộ 3 trước đột biến là UUA qui định a.a leuxin sau đột biến thành UAA là bộ 3 kết thúc không qui định a.a nào)
- Đột biến đồng nghĩa: Biến đổi bộ 3 này thành bộ 3 khác nhưng cùng mã hóa 1 a. amin (ví dụ: bộ 3 trước đột biến là UUA qui định a.a leuxin sau đột biến thành UUG cùng qui định a.a leuxin)
d. Đảo vị trí
Đảo vị trí 2 cặp nucleotide thuộc 2 bộ 3 khác nhau làm thay đổi 2 axit amin tương ứng
Đảo vị trí 2 cặp nucleotide trong cùng 1 bộ 3 chỉ làm thay đổi 1 axit amin
II. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ PHÁT SINH ĐỘT BIẾN
1. Nguyên nhân
- Do những sai sót ngẫu nhiên trong phân tử ADN xảy ra trong quá trình tự nhân đôi của ADN.
- Tác động của các tác nhân vật lí, hóa học và sinh học của môi trường.
- Đột biến có thể phát sinh trong điều kiện tự nhiên (đột biến tự nhiên) hay do con người tạo ra (đột biến nhân tạo)
2. Cơ chế phát sinh đột biến gen
a) Sự kết cặp không đúng trong tái bản ADN:
- Các bazơ nitơ thường tồn tại 2 dạng cấu trúc: dạng thường và dạng hiếm. Các dạng hiếm có những vị trí liên kết hidro bị thay đổi làm cho chúng kết cặp không đúng trong tái bản làm phát sinh đột biến gen
TD: Guanin dạng hiếm (G*) kết cặp với timin trong tái bản gây biến đổi thay thế G –X T-A
- Sai hỏng ngẫu nhiên: TD liên kết giữa carbon số 1 của đường pentozơ và ađenin ngẫu nhiên bị đứt đột biến mất adenin.
b) Tác động của các tác nhân gây đột biến:
- Tác nhân vật lí: tia tử ngoại (tạo ra 2 phân tử timin trên cùng 1 mạch ADN đột biến gen)
- Tác nhân hóa học: chất 5-brom uraxin (5BU) là chất đồng đẳng của timin gây biến đổi thay thế A-T G-X
- Tác nhân sinh học: Virus viêm gan siêu vi B, virus Herpes … đột biến gen.
III. HẬU QUẢ VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỘT BIẾN GEN
1. Hậu quả
- Xảy ra một cách ngẫu nhiên, vô hướng và không xác định.
- Làm rối loạn quá trình sinh tổng hợp protein, nên nhiều ĐB gen là có hại, một số ít có lợi, một số không lợi cũng không hại cho cơ thể.
- Cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa và chọn giống vì tạo ra nhiều alen mới (qui định kiểu hình mới)
2. Vai trò và ý nghĩa của đột biến gen
- Đột biến giao tử: phát sinh trong giảm phân tạo giao tử, qua thụ tinh sẽ đi vào hợp tử
+ Đột biến gen trội: sẽ được biểu hiện thành kiểu hình ngay ở cơ thể đột biến
+ Đột biến gen lặn: biểu hiện thành kiểu hình ở trạng thái đồng hợp tử lặn (aa) vd: bệnh bạch tạng
- Đột biến tiền phôi: đột biến xảy ra ở những lần phân bào đầu tiên của hợp tử tồn tại trong cơ thể và truyền lại cho thế hệ sau qua sinh sản hữu tính
- Đột biến xoma: xảy ra trong nguyên phân ở tế bào sinh dưỡng, sẽ được nhân lên và biểu hiện ở một mô hoặc cơ quan nào đó (ví dụ: cành bị đột biến nằm trên cây bình thường do đột biến xoma ở đỉnh sinh trưởng). Đột biến xoma không thể di truyền qua sinh sản hữu tính
- Đột biến gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hóa và chọn giống
I. KHÁI NIỆM VÀ CÁC DẠNG ĐỘT BIẾN GEN
1. Khái niệm
- Đột biến gen là những biến đổi nhỏ xảy ra trong cấu trúc của gen. Những biến đổi này thường liên quan đến 1 cặp nu hoặc 1 số cặp nu.
- Hiện tượng đột biến chỉ liên quan đến 1 cặp nu trên gen gọi là đột biến điểm
- Trong tự nhiên, các gen đều có thể bị đột biến nhưng với tần số thấp (10-6 – 10-4). Nhân tố môi trường gây ra đột biến gọi là tác nhân gây đột biến. Các cá thể mang đột biến đã biểu hiện thành kiểu hình là thể đột biến.
- Đột biến gen làm thay đổi cấu trúc của gen từ đó tạo ra alen mới so với dạng ban đầu. ví dụ: Ở ruồi giấm gen A qui định mắt đỏ, sau khi bị đột biến tạo thành gen a qui định mắt trắng
2. Các dạng đột biến
ADN 123 456 789 101112 131415 161718 1920
mARN 123 456 789 101112 131415 161718 1920
Polipeptide aamđ aa1 aa2 aa3 aa4 aa5
a. Mất
ADN 123 456 789 111213 141516 171819 20
mARN 123 456 789 111213 141516 171819 20
Polipeptide aamđ aa1 aa2 aa3’ aa4’ aa5’ -->
Nếu mất 1 cặp nu xảy ra trong bộ 3 ngay sau bộ 3 mở đầu thì sao?
b. Thêm
ADN 123 456 789 1010’11 121314 151617 1819
mARN 123 456 789 1010’11 121314 151617 1819
Polipeptide aamđ aa1 aa2 aa3’ aa4’ aa5’ -->
Đột biến dạng mất hoặc thêm 1 cặp nu làm ảnh hưởng đến toàn bộ các bộ 3 từ vị trí bị đột biến trở về sau do khung đọc các bộ 3 bị dịch chuyển nên gọi là đột biến dịch khung.
c. Thay thế
ADN 123 456 789 10’1112 131415 161718 1920
mARN 123 456 789 10’1112 131415 161718 1920
Polipeptide aamđ aa1 aa2 aa3’ aa4 aa5
- 1 cặp nu trên ADN được thay thế bằng 1 cặp nu khác. Do đặc điểm của mã di truyền mà đột biến thay thế có thể đưa đến các hậu quả:
- Đột biến nhầm nghĩa (sai nghĩa): Biến đổi bộ 3 qui định a. amin này thành bộ 3 qui định a. amin khác (ví dụ: bộ 3 trước đột biến là UUA qui định a.a leuxin sau đột biến thành UUX qui định a.a phenilalanine)
- Đột biến vô nghĩa: Biến đổi bộ 3 qui định a. amin thành bộ 3 kết thúc (ví dụ: bộ 3 trước đột biến là UUA qui định a.a leuxin sau đột biến thành UAA là bộ 3 kết thúc không qui định a.a nào)
- Đột biến đồng nghĩa: Biến đổi bộ 3 này thành bộ 3 khác nhưng cùng mã hóa 1 a. amin (ví dụ: bộ 3 trước đột biến là UUA qui định a.a leuxin sau đột biến thành UUG cùng qui định a.a leuxin)
d. Đảo vị trí
Đảo vị trí 2 cặp nucleotide thuộc 2 bộ 3 khác nhau làm thay đổi 2 axit amin tương ứng
Đảo vị trí 2 cặp nucleotide trong cùng 1 bộ 3 chỉ làm thay đổi 1 axit amin
II. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ PHÁT SINH ĐỘT BIẾN
1. Nguyên nhân
- Do những sai sót ngẫu nhiên trong phân tử ADN xảy ra trong quá trình tự nhân đôi của ADN.
- Tác động của các tác nhân vật lí, hóa học và sinh học của môi trường.
- Đột biến có thể phát sinh trong điều kiện tự nhiên (đột biến tự nhiên) hay do con người tạo ra (đột biến nhân tạo)
2. Cơ chế phát sinh đột biến gen
a) Sự kết cặp không đúng trong tái bản ADN:
- Các bazơ nitơ thường tồn tại 2 dạng cấu trúc: dạng thường và dạng hiếm. Các dạng hiếm có những vị trí liên kết hidro bị thay đổi làm cho chúng kết cặp không đúng trong tái bản làm phát sinh đột biến gen
TD: Guanin dạng hiếm (G*) kết cặp với timin trong tái bản gây biến đổi thay thế G –X T-A
- Sai hỏng ngẫu nhiên: TD liên kết giữa carbon số 1 của đường pentozơ và ađenin ngẫu nhiên bị đứt đột biến mất adenin.
b) Tác động của các tác nhân gây đột biến:
- Tác nhân vật lí: tia tử ngoại (tạo ra 2 phân tử timin trên cùng 1 mạch ADN đột biến gen)
- Tác nhân hóa học: chất 5-brom uraxin (5BU) là chất đồng đẳng của timin gây biến đổi thay thế A-T G-X
- Tác nhân sinh học: Virus viêm gan siêu vi B, virus Herpes … đột biến gen.
III. HẬU QUẢ VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỘT BIẾN GEN
1. Hậu quả
- Xảy ra một cách ngẫu nhiên, vô hướng và không xác định.
- Làm rối loạn quá trình sinh tổng hợp protein, nên nhiều ĐB gen là có hại, một số ít có lợi, một số không lợi cũng không hại cho cơ thể.
- Cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa và chọn giống vì tạo ra nhiều alen mới (qui định kiểu hình mới)
2. Vai trò và ý nghĩa của đột biến gen
- Đột biến giao tử: phát sinh trong giảm phân tạo giao tử, qua thụ tinh sẽ đi vào hợp tử
+ Đột biến gen trội: sẽ được biểu hiện thành kiểu hình ngay ở cơ thể đột biến
+ Đột biến gen lặn: biểu hiện thành kiểu hình ở trạng thái đồng hợp tử lặn (aa) vd: bệnh bạch tạng
- Đột biến tiền phôi: đột biến xảy ra ở những lần phân bào đầu tiên của hợp tử tồn tại trong cơ thể và truyền lại cho thế hệ sau qua sinh sản hữu tính
- Đột biến xoma: xảy ra trong nguyên phân ở tế bào sinh dưỡng, sẽ được nhân lên và biểu hiện ở một mô hoặc cơ quan nào đó (ví dụ: cành bị đột biến nằm trên cây bình thường do đột biến xoma ở đỉnh sinh trưởng). Đột biến xoma không thể di truyền qua sinh sản hữu tính
- Đột biến gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hóa và chọn giống
Đăng ký:
Bài đăng (Atom)