Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.
Bài học
Ôn tập tiến hoá — bằng chứng, chọn lọc tự nhiên và lịch sử sự sống
Mục tiêu bài học
Sau bài này, em trình bày được bốn nguồn bằng chứng tiến hoá, giải thích cơ chế chọn lọc tự nhiên theo Darwin bằng đúng bốn bước lập luận, phân biệt được chọn lọc tự nhiên với chọn lọc nhân tạo và với cách hiểu sai kiểu Lamarck, và tóm tắt được lịch sử phát sinh sự sống cùng nguồn gốc loài người.
Kiến thức nền cần nhớ
Bài này gom Khóa 8 (bằng chứng và học thuyết tiến hoá) và Khóa 9 (phát sinh sự sống, nguồn gốc loài người) — same-grade bridge. Đây cũng là nơi mạch Di truyền gặp lại mạch Tiến hoá: đột biến — vừa ôn ở Chương 4 — chính là nguồn biến dị mà chọn lọc tự nhiên tác động lên.
Khởi động
Trước cách mạng công nghiệp ở Anh, hầu hết bướm sâu đo (Biston betularia) có màu sáng, ngụy trang trên thân cây phủ địa y sáng màu. Sau khi khói bụi nhà máy làm thân cây sẫm màu, phần lớn bướm trong quần thể lại có màu sẫm — chỉ sau vài chục năm. Điều gì đã thực sự xảy ra, và khi nào nó bắt đầu?
Kiến thức trọng tâm
Bốn nguồn bằng chứng tiến hoá. Hoá thạch ghi lại sinh vật quá khứ theo đúng trình tự thời gian trong các lớp đất đá. Giải phẫu so sánh chia ba loại cơ quan: tương đồng — cùng nguồn gốc, khác chức năng (chi trước người, cánh dơi, vây cá voi cùng một kiểu cấu trúc xương); tương tự — khác nguồn gốc, giống chức năng do cùng thích nghi (cánh côn trùng và cánh chim); thoái hoá — dấu vết một cấu trúc từng có chức năng ở tổ tiên (ruột thừa ở người). Phôi sinh học cho thấy phôi sớm của các loài có xương sống giống nhau đáng kể. Sinh học phân tử — bằng chứng hiện đại mạnh nhất — đo độ giống nhau DNA và protein giữa các loài để suy ra quan hệ họ hàng.
Chọn lọc tự nhiên theo Darwin gồm bốn bước liền mạch: quần thể luôn có biến dị giữa các cá thể; sinh vật sinh ra nhiều con hơn môi trường nuôi nổi; do đó xảy ra đấu tranh sinh tồn; và cá thể mang biến dị có lợi sống sót, sinh sản nhiều hơn, khiến biến dị đó tích luỹ dần qua nhiều thế hệ. Chọn lọc tự nhiên do MÔI TRƯỜNG "chọn", diễn ra chậm qua thời gian địa chất; chọn lọc nhân tạo do CON NGƯỜI chủ động chọn theo mục đích sản xuất — cơ sở của các phương pháp chọn giống đã ôn ở Chương 5 — nên diễn ra nhanh hơn nhiều.
Một điểm cần sửa triệt để: sinh vật KHÔNG tự biến đổi để thích nghi theo ý muốn — đó là cách hiểu kiểu Lamarck, đã bị bác bỏ. Chọn lọc chỉ tác động lên biến dị ĐÃ CÓ SẴN trong quần thể, phát sinh ngẫu nhiên từ trước, không phải biến dị xuất hiện MỚI để đáp ứng một áp lực môi trường vừa xảy ra.
Lịch sử sự sống: từ phân tử hữu cơ đơn giản, qua tiến hoá hoá học trong điều kiện Trái Đất sơ khai, hình thành tế bào nguyên thuỷ đầu tiên; sinh giới sau đó trải qua nhiều đại địa chất, xen kẽ những đợt đại tuyệt chủng và bùng nổ đa dạng, đi từ sinh vật đơn giản ở biển đến sinh vật phức tạp trên cạn. Về nguồn gốc loài người, bằng chứng giải phẫu, phôi sinh học và phân tử đều xếp loài người vào bộ Linh trưởng, tinh tinh là loài họ hàng gần nhất còn sống; các dạng người vượn hoá thạch nối tiếp qua những bước ngoặt quyết định mà sơ đồ dưới đây tóm tắt.
Tương đồng xét NGUỒN GỐC cấu trúc; tương tự xét CHỨC NĂNG bên ngoài — hai tiêu chí khác hẳn nhau.
Ví dụ
Giải thích hiện tượng bướm sâu đo đổi màu bằng bốn bước chọn lọc tự nhiên
1
Dùng bốn bước lập luận của Darwin để giải thích vì sao tỉ lệ bướm sâu đo màu sẫm tăng vọt sau khi công nghiệp hoá làm thân cây sẫm màu — KHÔNG dùng cách giải thích kiểu "bướm tự đổi màu để thích nghi".
2
Trước công nghiệp hoá, quần thể bướm sâu đo đã có SẴN cả hai dạng màu sáng và màu sẫm — không phải dạng sẫm mới xuất hiện SAU khi thân cây đổi màu. (1)
3
Cả hai dạng bướm đều bị chim săn làm mồi khi bị lộ trên nền thân cây — đấu tranh sinh tồn xảy ra như nhau với cả hai dạng.
4
Từ (1), trước công nghiệp hoá, thân cây sáng màu nên bướm sáng nguỵ trang tốt hơn, sinh sản nhiều hơn. Sau công nghiệp hoá, thân cây sẫm màu nên vai trò đảo ngược: bướm sẫm sống sót và sinh sản nhiều hơn.
5
Tỉ lệ allele quy định màu sẫm tăng dần trong quần thể qua nhiều thế hệ, vì cá thể mang nó sống sót và sinh sản nhiều hơn trong môi trường mới.
6
Vậy đây không phải hiện tượng bướm "học cách" đổi màu, mà là biến dị có sẵn từ trước được môi trường mới SÀNG LỌC — đúng bốn bước chọn lọc tự nhiên theo Darwin, không phải cách hiểu kiểu Lamarck.
Ví dụ
Mối liên hệ giữa đột biến và chọn lọc tự nhiên qua hiện tượng kháng kháng sinh (dạng đề thi)
1
Ở một quần thể vi khuẩn gây bệnh, TRƯỚC KHI loại kháng sinh X được sử dụng lần đầu tiên, một số ít vi khuẩn trong quần thể đã mang đột biến ngẫu nhiên giúp chúng kháng lại kháng sinh X — dù lúc đó kháng sinh X còn chưa hề tồn tại trong môi trường sống của chúng. Sau khi kháng sinh X được dùng rộng rãi, tỉ lệ vi khuẩn kháng thuốc trong quần thể tăng nhanh chóng. Giải thích toàn bộ quá trình, nêu rõ vai trò của đột biến và vai trò của chọn lọc tự nhiên là hai bước KHÁC NHAU.
2
Đột biến gene xảy ra ngẫu nhiên, tự phát trong nhân đôi DNA — như đã ôn ở Chương 4 — không phụ thuộc kháng sinh có mặt hay không. Đây là nguồn DUY NHẤT tạo ra allele kháng thuốc, và allele đó đã có mặt TRƯỚC khi kháng sinh xuất hiện. (1)
3
Từ (1), kháng sinh X không "tạo ra" khả năng kháng thuốc; nó chỉ là MÔI TRƯỜNG SÀNG LỌC — giết phần lớn vi khuẩn không mang đột biến kháng thuốc, để lại chủ yếu những cá thể đã mang sẵn đột biến đó.
4
Vi khuẩn sống sót tiếp tục sinh sản, truyền allele kháng thuốc cho thế hệ sau, làm tỉ lệ kháng thuốc tăng dần qua các thế hệ tiếp xúc kháng sinh — vòng đời vi khuẩn rất ngắn nên chỉ vài chục thế hệ đã đủ tăng "nhanh chóng" như đề mô tả.
5
Đảo ngược thứ tự — cho rằng kháng sinh "khiến" vi khuẩn phát sinh khả năng kháng thuốc — là hiểu sai bản chất. Đột biến luôn đến TRƯỚC, ngẫu nhiên; chọn lọc chỉ hoạt động trên biến dị đã tồn tại sẵn — đúng cùng logic với ví dụ bướm sâu đo ở trên.
6
Vậy đột biến cung cấp NGUYÊN LIỆU biến dị, chọn lọc tự nhiên đóng vai trò BỘ LỌC theo thời gian — đây chính là mối liên hệ xuyên suốt giữa hai mạch Di truyền và Tiến hoá của cả năm học lớp 9.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Sai lầm thường gặp
Sai lầm phổ biến và nghiêm trọng nhất trong đề thi phần tiến hoá là giải thích thích nghi theo kiểu Lamarck — nói cá thể "cố gắng" hay "tự biến đổi" để thích nghi rồi truyền lại cho con. Đúng theo Darwin, biến dị luôn có sẵn TRƯỚC, ngẫu nhiên, và chọn lọc chỉ làm thay đổi TỈ LỆ các biến dị đó trong quần thể qua thời gian — không có cá thể nào tự thay đổi bản thân để đáp ứng môi trường.
Kiểm tra nhanh
Ghi nhớ
Bốn bước chọn lọc tự nhiên: biến dị có sẵn, sinh sản dư thừa, đấu tranh sinh tồn, biến dị có lợi tích luỹ qua thế hệ. Mối liên hệ xuyên suốt cả năm học: đột biến cung cấp nguyên liệu biến dị, chọn lọc tự nhiên là bộ lọc.
Bài cuối cùng của khóa sẽ luyện một đề tổng hợp thật sự — trộn lẫn cả di truyền và tiến hoá trong cùng một đề, đúng cấu trúc một đề kiểm tra học kỳ hay đề thi tuyển sinh lớp 10.
Bốn nguồn bằng chứng tiến hoá. Hoá thạch ghi lại sinh vật quá khứ theo đúng trình tự thời gian trong các lớp đất đá. Giải phẫu so sánh chia ba loại cơ quan: tương đồng — cùng nguồn gốc, khác chức năng (chi trước người, cánh dơi, vây cá voi cùng một kiểu cấu trúc xương); tương tự — khác nguồn gốc, giống chức năng do cùng thích nghi (cánh côn trùng và cánh chim); thoái hoá — dấu vết một cấu trúc từng có chức năng ở tổ tiên (ruột thừa ở người). Phôi sinh học cho thấy phôi sớm của các loài có xương sống giống nhau đáng kể. Sinh học phân tử — bằng chứng hiện đại mạnh nhất — đo độ giống nhau DNA và protein giữa các loài để suy ra quan hệ họ hàng.
Chọn lọc tự nhiên theo Darwin gồm bốn bước liền mạch: quần thể luôn có biến dị giữa các cá thể; sinh vật sinh ra nhiều con hơn môi trường nuôi nổi; do đó xảy ra đấu tranh sinh tồn; và cá thể mang biến dị có lợi sống sót, sinh sản nhiều hơn, khiến biến dị đó tích luỹ dần qua nhiều thế hệ. Chọn lọc tự nhiên do MÔI TRƯỜNG "chọn", diễn ra chậm qua thời gian địa chất; chọn lọc nhân tạo do CON NGƯỜI chủ động chọn theo mục đích sản xuất — cơ sở của các phương pháp chọn giống đã ôn ở Chương 5 — nên diễn ra nhanh hơn nhiều.
Lịch sử sự sống: từ phân tử hữu cơ đơn giản, qua tiến hoá hoá học trong điều kiện Trái Đất sơ khai, hình thành tế bào nguyên thuỷ đầu tiên; sinh giới sau đó trải qua nhiều đại địa chất, xen kẽ những đợt đại tuyệt chủng và bùng nổ đa dạng, đi từ sinh vật đơn giản ở biển đến sinh vật phức tạp trên cạn. Về nguồn gốc loài người, bằng chứng giải phẫu, phôi sinh học và phân tử đều xếp loài người vào bộ Linh trưởng, tinh tinh là loài họ hàng gần nhất còn sống; các dạng người vượn hoá thạch nối tiếp qua những bước ngoặt quyết định mà sơ đồ dưới đây tóm tắt.
Ở một quần thể vi khuẩn gây bệnh, TRƯỚC KHI loại kháng sinh X được sử dụng lần đầu tiên, một số ít vi khuẩn trong quần thể đã mang đột biến ngẫu nhiên giúp chúng kháng lại kháng sinh X — dù lúc đó kháng sinh X còn chưa hề tồn tại trong môi trường sống của chúng. Sau khi kháng sinh X được dùng rộng rãi, tỉ lệ vi khuẩn kháng thuốc trong quần thể tăng nhanh chóng. Giải thích toàn bộ quá trình, nêu rõ vai trò của đột biến và vai trò của chọn lọc tự nhiên là hai bước KHÁC NHAU.
Sai lầm phổ biến và nghiêm trọng nhất trong đề thi phần tiến hoá là giải thích thích nghi theo kiểu Lamarck — nói cá thể "cố gắng" hay "tự biến đổi" để thích nghi rồi truyền lại cho con. Đúng theo Darwin, biến dị luôn có sẵn TRƯỚC, ngẫu nhiên, và chọn lọc chỉ làm thay đổi TỈ LỆ các biến dị đó trong quần thể qua thời gian — không có cá thể nào tự thay đổi bản thân để đáp ứng môi trường.