Mở đầu (trang 106) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21: Tần số allele và tần số kiểu gene của quần thể có được duy trì ổn định qua các thế hệ hay không? Nếu không thì do những yếu tố nào?
- Tần số allele và tần số kiểu gene của quần thể trong tự nhiên thường thay đổi ít nhiều qua các thế hệ.
- Các yếu tố có thể làm thay đổi tần số allele và tần số kiểu gene của quần thể là các nhân tố tiến hóa, bao gồm: đột biến, phiêu bạt di truyền, dòng gene, chọn lọc tự nhiên, giao phối không ngẫu nhiên.
II. Các nhân tố tiến hóa
Câu hỏi 1 (trang 108) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21: Tại sao cá thể sinh vật không phải là đơn vị của tiến hóa nhỏ?
Trả lời:
- Tiến hóa là quá trình thay đổi tần số allele và tần số các kiểu gene của quần thể từ thế hệ này sang thế hệ khác. Quá trình tiến hóa như vậy ở quy mô quần thể được gọi là tiến hóa nhỏ. Vì các quần thể thuộc cùng một loài, sống trong các điều kiện môi trường khác nhau nên vốn gene của các quần thể cũng thường khác nhau. Do vậy, mỗi quần thể là một đơn vị của tiến hóa nhỏ.
Câu hỏi 2 (trang 108) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21: Ở sinh vật nhân thực, dưới tác động của chọn lọc tự nhiên, tần số allele trội hay allele lặn thay đổi nhanh hơn? Giải thích.
Trả lời:
+ Ở sinh vật nhân thực, dưới tác động của chọn lọc tự nhiên, tần số allele trội thay đổi nhanh hơn.
+ Vì allele trội luôn được biểu hiện ra kiểu hình, còn allele lặn chỉ biểu hiện ra kiểu hình khi kiểu gen ở dạng đồng hợp tử lặn, nên chọn lọc tự nhiên sẽ tác động lên cá thể có kiểu hình trội làm thay đổi tần số allele trội nhanh hơn so với tác động lên cá thể có kiểu hình lặn.
III. Hình thành đặc điểm thích nghi
Câu hỏi 1 (trang 109) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21: Thuốc kháng sinh có phải là tác nhân đột biến gây nên sự kháng thuốc kháng sinh ở vi khuẩn hay không? Giải thích.
- Thuốc kháng sinh không phải là tác nhân đột biến gây nên sự kháng thuốc kháng sinh ở vi khuẩn.
- Giải thích:
+ Muốn xác định một chất hóa học có phải là tác nhân đột biến hay không, các nhà khoa học phải làm thí nghiệm để xác định xem chất đó có làm gia tăng tần số đột biến ở vi khuẩn hay không so với khi vi khuẩn không tiếp xúc với hoá chất đó.
+ Đối với nhiều loại thuốc kháng sinh, các nhà khoa học đã xác định được thuốc không phải là tác nhân đột biến. Gene kháng thuốc kháng sinh xuất hiện một cách ngẫu nhiên trong quần thể vi khuẩn ngay cả khi vi khuẩn không tiếp xúc với thuốc kháng sinh. Khi sử dụng thuốc kháng sinh liên tục, những vi khuẩn có gene kháng thuốc sống sót và nhân rộng trong quần thể tạo nên quần thể kháng thuốc.
+ Bằng thực nghiệm, các nhà khoa học đã cho thấy, thuốc kháng sinh là tác nhân chọn lọc làm tăng tần số các vi khuẩn kháng thuốc vốn đã tồn tại trong quần thể vi khuẩn trước khi sử dụng thuốc kháng sinh
Câu hỏi 2 (trang 109) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21: Tại sao chọn lọc tự nhiên không thể tạo ra một loại sinh vật thích nghi với mọi điều kiện môi trường?
Trả lời:
Có một số nguyên nhân chính khiến chọn lọc tự nhiên không thể tạo ra sinh vật thích nghi một cách hoàn hảo với nhiều điều kiện sống khác nhau. Đó là:
+ Điều kiện môi trường (tác nhân gây ra chọn lọc tự nhiên) chỉ lựa chọn các biến dị di truyền có sẵn trong quần thể. Vì vậy, chọn lọc tự nhiên chỉ có thể lựa chọn biến dị tốt nhất trong số những biến dị sẵn có. Biến dị được lựa chọn không hẳn là đã tối ưu.
+ Các đặc điểm thích nghi mang tính dung hoà vì một đặc điểm đem lại lợi ích này lại gây bất lợi khác.
+ Một đặc điểm thích nghi chỉ có lợi trong môi trường này nhưng lại vô dụng hoặc có hại trong môi trường khác.
IV. Loài và cơ chế hình thành loài
Câu hỏi 1 (trang 111) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21: Loài sinh học là gì?
Trả lời:
- Loài sinh học là một hoặc nhóm các quần thể gồm các cá thể có khả năng giao phối với nhau trong tự nhiên sinh ra đời con hữu thụ nhưng cách li sinh sản với nhóm quần thể khác tương tự.
Câu hỏi 2 (trang 111) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21: Cách li sinh sản và các nhân tố tiến hoá có vai trò gì trong quá trình hình thành loài mới?
- Vai trò của cách li sinh sản trong quá trình hình thành loài mới: Cách li sinh sản là các đặc điểm sinh học ngăn cản các cá thể sống cùng nhau giao phối với nhau hoặc có giao phối với nhau cũng không sinh ra đời con hữu thụ. Cách li sinh sản có tác dụng ngăn cản dòng gene giữa các quần thể sinh vật, duy trì sự khác biệt về vốn gene giữa các quần thể bị cách li làm xuất hiện loài mới.
- Vai trò của các nhân tố tiến hóa trong quá trình hình thành loài mới: Các nhân tố tiến hóa có vai trò làm thay đổi vốn gene của quần thể (thay đổi tần số allele và tần số các kiểu gene). Vì vậy, ở các quần thể bị cách li với nhau, các nhân tố tiến hoá tác động làm thay đổi vốn gene đến một lúc nào đó tình cờ (ngẫu nhiên) làm xuất hiện sự cách li sinh sản thì loài mới sẽ xuất hiện. Ví dụ: Đột biến gene ngẫu nhiên tạo ra sự khác biệt về cơ quan sinh sản tạo nên sự cách li sinh sản được gọi là cách li cơ học; đột biến ngẫu nhiên làm xuất hiện cá thể 4n trong quần thể 2n và cá thể 2n giao phối với cá thể 4n tạo ra các con lai 3n bất thụ (cách li sinh sản sau hợp tử).
Luyện tập và Vận dụng
Luyện tập và Vận dụng 1 (trang 112) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21: Nêu điểm khác biệt về sự biến động của tần số allele gây nên bởi chọn lọc tự nhiên và phiêu bạt di truyền.
Trả lời:
- Điểm khác biệt về sự biến động của tần số allele gây nên bởi chọn lọc tự nhiên và phiêu bạt di truyền:
+ Chọn lọc tự nhiên tác động trực tiếp lên kiểu hình và gián tiếp làm biến đổi tần số kiểu gen, qua đó làm biến đổi tần số allele của quần thể theo một hướng xác định.
+ Phiêu bạt di truyền làm thay đổi tần số allele khôn theo một chiều hướng nhất định.
Luyện tập và vận dụng 2 (trang 112) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21: Với điều kiện như hiện nay, loài người có thể tiến hóa thành loài mới ngay trên Trái Đất hay không? Giải thích.
Trả lời:
- Loài người có thể tiến hóa thành loài mới ngay trên Trái Đất, nhưng rất khó xảy ra. Cần có nhiều thời gian, sự thay đổi di truyền có lợi và áp lực chọn lọc để sự tiến hóa tạo ra một loài mới. Tuy nhiên, vẫn có một số yếu tố có thể thúc đẩy sự tiến hóa ở con người trong tương lai.
Luyện tập và vận dụng 3 (trang 112) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21: Con người có khả năng tạo ra các công cụ và phương tiện để có thể thích nghi hơn với môi trường. Vậy loài người có còn chịu sự tác động của chọn lọc tự nhiên không? Giải thích.
Con người vẫn luôn chịu tác động của chọn lọc tự nhiên vì:
- Hoạt động sống của con người tạo ra các phương tiện để thích nghi với hoàn cảnh lại có thể tác động làm biến đổi môi trường, tạo áp lực chọn lọc lên chính bản thân con người. Ví dụ: Con người chế tạo ra máy điều hòa nhiệt độ nhưng máy điều hòa hoạt động thải ra các khí phá huỷ tầng ozone khiến lượng tia UV tăng lên; Các hoạt động sản xuất làm tăng ô nhiễm môi trường, gây nên sự ấm lên toàn cầu, tác động trực tiếp lên con người.
- Sự phát triển của khoa học công nghệ khiến con người không cần hoạt động thể chất nhiều vẫn có đầy đủ thức ăn dẫn đến nhiều tác động như nhiều người bị béo phì, tăng huyết áp, loãng xương, rối loạn chuyển hoá,...