Mở đầu (trang 101) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 20: Tại sao dùng thuốc kháng sinh lâu dài để chữa bệnh dễ dẫn tới các vi khuẩn gây bệnh trở nên kháng thuốc?
- Dùng thuốc kháng sinh lâu dài để chữa bệnh dễ dẫn tới các vi khuẩn gây bệnh trở nên kháng thuốc vì: Trong quá trình vi khuẩn kí sinh trong cơ thể, có nhiều đột biến được phát sinh, trong đó có đột biến tạo thành allele quy định tính kháng thuốc. Khi bệnh nhân uống thuốc kháng sinh (môi trường trong cơ thể xuất hiện hoạt chất của thuốc kháng sinh), chọn lọc tự nhiên tác động theo hướng giữ lại các vi khuẩn mang allele quy định tính kháng thuốc và đào thải các vi khuẩn không mang allele quy định tính kháng thuốc. Qua thời gian, các vi khuẩn mang allele quy định tính kháng thuốc được sống sót, sinh sản và chiếm ưu thế (hiện tượng nhờn thuốc).
I. Quan sát các đặc điểm di truyền và biến dị
Câu hỏi 1 (trang 103) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 20: Tại sao Darwin cho rằng đặc điểm về cấu trúc, hình thái của mỏ chim trên quần đảo Galapagos là đặc điểm thích nghi?
Trả lời:
Vì các loài chim khác nhau có cấu trúc và hình thái mỏ khác nhau để phù hợp với các điều kiện của môi trường để giúp chúng sống sót tốt hơn. Ví dụ: Những con chim sẻ ở các đảo có nhiều cây cho hạt to thì hầu hết có mỏ ngắn và dày, đảm bảo cho chúng có thể tách được vỏ hạt để lấy thức ăn; còn những con sống ở đảo có nhiều côn trùng thì mỏ lại mảnh và dài, thích hợp với việc bắt sâu bọ.
Câu hỏi 2 (trang 103) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 20: Hãy đưa ra một vài đặc điểm thích nghi mà em quan sát được và cho biết đặc điểm đó đem lại lợi ích gì cho sinh vật.
Trả lời:
Đặc điểm: Tắc kè hoa có khả năng thay đổi màu sắc da để hòa nhập với môi trường xung quanh.
Lợi ích:
- Ngụy trang, giúp tắc kè hoa tránh khỏi kẻ thù.
- Tăng khả năng săn mồi.
II. Đề xuất giả thuyết chọn lọc tự nhiên giải thích quá trình hình thành loài
Câu hỏi 1 (trang 104) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 20: Một đặc điểm như thế nào được gọi là đặc điểm thích nghi?
- Một đặc điểm di truyền làm cho sinh vật có số lượng con cao hơn đáng kể so với số lượng con của sinh vật cùng loài không có đặc điểm đó được gọi là đặc điểm thích nghi. Trước hết, đặc điểm thích nghi thường làm tăng khả năng sống sót, qua đó làm tăng khả năng sinh sản. Tuy nhiên, những đặc điểm không làm tăng khả năng sống sót nhưng vẫn làm tăng khả năng sinh sản thì cũng là đặc điểm thích nghi.
- Những đặc điểm giúp thu hút bạn tình, tăng cơ hội giao phối, tăng khả năng sinh sản nhưng đôi khi lại làm giảm khả năng sống sót cũng là đặc điểm thích nghi.
Câu hỏi 2 (trang 104) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 20: Giải thích quá trình hình thành loài mới theo quan niệm của Darwin.
Trả lời:
- Quá trình hình thành loài mới theo quan niệm của Darwin:
+ Darwin cho rằng quá trình tương tự như chọn lọc nhân tạo đã xảy ra trong tự nhiên dẫn đến hình thành các loài khác nhau từ một tổ tiên chung. Trong quần thể sinh vật luôn sẵn có một số biến dị di truyền, những biến dị làm tăng khả năng sống sót và khả năng sinh sản của sinh vật thì tần số các cá thể có các biến dị đó sẽ ngày một tăng dần trong quần thể ở các thế hệ sau. Darwin gọi quá trình tự nhiên làm tăng dần tần số cá thể mang đặc điểm thích nghi qua các thế hệ là chọn lọc tự nhiên. Chọn lọc tự nhiên không chỉ làm cho sinh vật thích nghi được với môi trường sống mà còn làm xuất hiện các loài mới từ một tổ tiên chung.
+ Darwin đưa ra khái niệm “hậu duệ có biến đổi” nghĩa là ở đời con, bên cạnh những đặc điểm của bố mẹ, luôn có những biến dị di truyền. Mỗi loại biến dị di truyền có thể giúp các cá thể thích nghi với một kiểu môi trường nhất định. Theo thời gian, số lượng các cá thể có biến dị thích nghi tăng dần, hình thành nên loài mới.
III. Kiểm chứng giải thuyết
Câu hỏi (trang 105) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 20: Sưu tập từ sách, báo, internet,... một số thí nghiệm kiểm chứng học thuyết Darwin.
Trả lời:
Thí nghiệm của Sewall Wright (1932):
- Thí nghiệm của Sewall Wright đã chứng minh rằng sự biến dị di truyền có thể xảy ra do trôi dạt di truyền.
- Trôi dạt di truyền là sự thay đổi tần số alen trong quần thể do sự ngẫu nhiên.
Thí nghiệm của Theodosius Dobzhansky (1937):
- Thí nghiệm của Theodosius Dobzhansky đã chứng minh rằng sự biến dị di truyền có thể xảy ra do đột biến gen.
- Đột biến gen là sự thay đổi vĩnh viễn trong cấu trúc của gen.
Luyện tập và vận dụng
Luyện tập và vận dụng 1 (trang 105) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 20: Trình bày phương pháp mà Darwin đã sử dụng để xây dựng học thuyết chọn lọc tự nhiên và hình thành loài.
Phương pháp mà Darwin đã sử dụng để xây dựng học thuyết chọn lọc tự nhiên và hình thành loài được thực hiện qua 3 bước:
- Bước 1 – Quan sát thu thập dữ liệu: Từ việc quan sát các loài sinh vật trong tự nhiên cùng các giống vật nuôi và cây trồng, Darwin thấy rằng: Các cá thể trong cùng một quần thể mặc dù có nhiều đặc điểm giống nhau nhưng cũng khác nhau về một số đặc điểm di truyền (biến dị cá thể). Các loài thường có khả năng sinh ra một số lượng lớn cá thể con so với số lượng cá thể mà môi trường có thể nuôi dưỡng.
- Bước 2 – Hình thành giả thuyết giải thích dữ liệu: Từ các quan sát của mình, Darwin suy ra các giả thuyết:
+ Các sinh vật đều có chung một nguồn gốc.
+ Chọn lọc tự nhiên dẫn đến hình thành các loài khác nhau từ một tổ tiên chung: Trong quần thể sinh vật luôn có sẵn một lượng biến dị di truyền, những biến dị làm tăng khả năng sống sót và khả năng sinh sản của sinh vật thì tần số các biến dị đó sẽ ngày một tăng dần trong quần thể ở các thế hệ sau. Theo thời gian, số lượng các cá thể có biến dị thích nghi tăng dần, hình thành nên loài mới.
- Bước 3 – Kiểm chứng giả thuyết bằng thực nghiệm: Darwin đã làm nhiều thí nghiệm để chứng minh cho giả thuyết của mình như tiến hành ngâm nhiều loại hạt giống khác nhau trong nước biển với thời gian dài để chứng minh các cây trên đảo đã được phát tán từ đất liền, tiến hành thí nghiệm trên cây nắp ấm để chứng minh cấu trúc lá bắt côn trùng là đặc điểm của cây để thích nghi với môi trường nghèo nitrogen,…
Luyện tập và vận dụng 2 (trang 105) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 20: Một bạn học sinh đề xuất như sau: “Nếu muốn biết một đặc điểm nào là đặc điểm thích nghi chỉ cần làm thí nghiệm xác định tỉ lệ sống sót của các cá thể mang đặc điểm đó có cao hơn so với các cá thể không có đặc điểm nghiên cứu hay không”. Đề xuất này đúng hay sai? Giải thích.
Trả lời:
- Đề xuất của bạn học sinh là sai.
* Giải thích:
+ Thích nghi là một quá trình phức tạp, phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm môi trường sống, áp lực chọn lọc, tương tác với các loài khác và cả bộ gene của loài đó. Việc chỉ dựa vào tỉ lệ sống sót không thể khẳng định hoàn toàn cả quá trình thích nghi.
+ Trong thí nghiệm, việc đảm bảo kiểm soát được mọi yếu tố là rất khó khăn. Nếu kiểm soát không chặt chẽ, kết quả của thí nghiệm có thể bị ảnh hưởng bởi các biến số không mong muốn, khiến cho kết quả thiếu độ tin cậy.
+ Mỗi cá thể mang đặc điểm có mức độ biểu hiện khác nhau, khiến cho quá trình thí nghiệm trở nên phức tạp và nhiều biến số hơn.