Lý thuyết Sinh học 12 Bài 26 (mới 2024 + Bài Tập): Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại

Lý thuyết Sinh học 12 Bài 26: Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại

Bài giảng Sinh học 12 Bài 26: Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại

I. QUAN NIỆM TIẾN HÓA VÀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU TIẾN HÓA

- Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại (tiến hóa tổng hợp) là sự kết hợp cơ chế tiến hóa bằng CLTN của thuyết tiến hóa Đacuyn với thành tựu của di truyền học đặc biệt là di truyền học quần thể.

1. Tiến hóa nhỏ và tiến hóa lớn

2. Nguồn biến dị di truyền của quần thể

- Tiến hóa sẽ không thể xảy ra nếu quần thể không có các biến dị di truyền.

- Các biến dị di truyền gồm:

+ Đột biến (nguyên liệu sơ cấp).

+ Biến dị tổ hợp (nguyên liệu thứ cấp).

+ Sự di nhập gen từ quần thể khác vào do sự di chuyển của các cá thể hoặc phát tán giao tử (nhập gen).

II. CÁC NHÂN TỐ TIẾN HÓA

- Nhân tố tiến hóa là nhân tố làm biến đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể.

- Có 5 nhân tố tiến hóa: đột biến, di nhập gen, yếu tố ngẫu nhiên, giao phối không ngẫu nhiên, chọn lọc tự nhiên.

1. Đột biến

a. Khái niệm

- Đột biến là những biến đổi bất thường trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử (ADN, gen) hoặc cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), có thể dẫn đến sự biến đổi đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững và có thể di truyền cho các đời sau.

b. Vai trò của đột biến đối với tiến hóa

- Đột biến là nhân tố tiến hóa vì nó làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể:

+ Đột biến gen làm thay đổi tần số alen 1 cách chậm chạp, vô hướng vì tần số đột biến gen của từng lôcut 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 sẽ rất quan trọng đối với sự tiến hoá vì nó cung cấp nguồn biến dị di truyền là các đột biến gen – nguyên liệu tiến hóa sơ cấp và chủ yếu của chọn lọc tự nhiên.

+ Đột biến gen tạo ra các alen mới → Luôn làm phong phú vốn gen của quần thể.

- Đột biến gen thường có hại cho cơ thể sinh vật nhưng vẫn được coi là nguồn phát sinh các biến dị di truyền cho chọn lọc tự nhiên vì:

+ Phần lớn các đột biến gen tồn tại ở trạng thái dị hợp nên nếu gen đột biến lặn cũng không biểu hiện ra ngay kiểu hình.

+ Qua giao phối sẽ tạo ra nhiều biến dị tổ hợp khiến cho alen có hại có thể nằm trong tổ hợp gen vô hại, trong môi trường mới có thể đột biến lại trở nên có sức sống và thích nghi cao hơn.

2. Di – nhập gen

a. Khái niệm

- Di nhập gen (dòng gen) là hiện tượng các quần thể có sự trao đổi các cá thể (thường gặp ở động vật) hoặc các giao tử (thường gặp ở thực vật).

b. Vai trò của di nhập gen đối với tiến hóa

- Di nhập gen làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của 2 quần thể đồng thời:

+ Tốc độ làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể nhanh hay chậm tuỳ thuộc vào sự chênh lệch giữa số cá thể vào và ra khỏi quần thể lớn hay nhỏ.

+ Nhập gen có thể làm phong phú vốn gen của quần thể (trong trường hợp sự di nhập gen mang đến các alen mới) hoặc có thể chỉ làm thay đổi tần số alen của quần thể (trong trường hợp sự di nhập gen mang đến các loại alen đã có sẵn trong quần thể). Ngược lại, khi các cá thể di cư ra khỏi quần thể thì cũng làm cho thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể thay đổi.

- Sự di nhập gen có thể làm hợp nhất các quần thể sống cạnh nhau thành một quần thể có cấu trúc di truyền thống nhất, các quần thể sai khác nhau tiến đến giống nhau hơn.

3. Chọn lọc tự nhiên

a. Khái niệm

- Chọn lọc tự nhiên là quá trình phân hóa khả năng sống sót và khả năng sinh sản của các cá thể với các kiểu gen khác nhau trong quần thể.

b. Vai trò của chọn lọc tự nhiên đối với tiến hóa

- Chọn lọc tự nhiên tác động trực tiếp lên kiểu hình, gián tiếp tác động lên kiểu gen → Làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể → Kết quả của CLTN dẫn đến hình thành các quần thể có nhiều cá thể mang các kiểu gen quy định các đặc điểm thích nghi với môi trường.

- Chọn lọc tự nhiên là nhân tố quy định chiều hướng tiến hóa (Khi môi trường thay đổi theo một hướng xác định thì CLTN sẽ làm biến đổi tần số alen theo một hướng xác định).

- Chọn lọc tự nhiên 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 chọn lọc tự nhiên là trội hay lặn: Nếu chọn lọc chống lại alen trội sẽ làm thay đổi tần số alen nhanh chóng vì gen trội biểu hiện ra kiểu hình ngay cả ở trạng thái dị hợp. Còn nếu chọn lọc chống lại alen lặn sẽ làm thay đổi tần số alen chậm vì alen lặn chỉ bị đào thải ở trạng thái đồng hợp tử nên không bao giờ loại hết alen lặn.

+ Quần thể sinh vật là đơn bội hay lưỡng bội: Chọn lọc tự nhiên làm thay đổi tần số alen của quần thể vi khuẩn (đơn bội) nhanh hơn so với quần thể sinh lưỡng bội vì ở quần thể vi khuẩn (đơn bội), alen dù là trội hay lặn đều được biểu hiện ngay ra kiểu hình.

+ Tốc độ sinh sản nhanh hay chậm.

4. Các yếu tố ngẫu nhiên

a. Khái niệm

- 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.

b. Vai trò của các yếu tố ngẫu nhiên đối với tiến hóa

- Các yếu tố ngẫu nhiên gây ra sự biến đổi đột ngột cấu trúc di truyền của quần thể:

+ Thay đổi tần số alen không theo 1 hướng xác định (1 alen nào đó dù là có lợi cũng có thể bị loại bỏ hoàn toàn ra khỏi quần thể).

+ Làm thay đổi cấu trúc di truyền nhanh chóng đặc biệt đối với quần thể có kích thước nhỏ.

- Một quần thể đang có kích thước lớn nhưng do các yếu tố thiên tai hoặc bất kỳ yếu tố nào làm giảm kích thước của quần thể một cách đáng kể thì những cá thể sống sót có thể có vốn gen khác biệt hẳn với vốn gen của quần thể ban đầu.

- 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

a. Khái niệm

- Sự giao phối không ngẫu nhiên hay giao phối có chọn lọc là kiểu giao phối trong đó các nhóm cá thể có kiểu hình nhất định thường lựa chọn để cặp đôi và giao phối với nhau hơn là giao phối với các nhóm cá thể có kiểu hình khác.

- Các hình thức giao phối không ngẫu nhiên: giao phối có chọn lọc, giao phối cận huyết, tự phối đối với động vật; tự thụ phấn đối với thực vật.

Giao phối có chọn lọc

Giao phối gần Tự thụ phấn

b. Vai trò của giao phối không ngẫu nhiên đối với tiến hóa

- Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen của quần thể nhưng lại làm thay đổi thành phần kiểu gen của quần thể theo hướng tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp và giảm tần số kiểu gen dị hợp.

- Kết quả tác động của giao phối không ngẫu nhiên có thể làm nghèo vốn gen của quần thể và giảm sự đa dạng di truyền.

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Sinh học lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 27: Quá trình hình thành quần thể thích nghi

Lý thuyết Bài 28: Loài

Lý thuyết Bài 29: Quá trình hình thành Loài

Lý thuyết Bài 30: Quá trình hình thành Loài (tiếp theo)

Lý thuyết Bài 31: Tiến hóa lớn