Bài giảng môn Sinh học - Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại

Bài 26:HỌC THUYẾT TIẾN HÓA TỔNG HỢP HIỆN ĐẠII. QUAN NIỆM TIẾN HÓA VÀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU TIẾN HÓA1. Tiến hóa nhỏ và tiến hóa lớn2. Nguốn biến dị di truyền của quần thểII. CÁC NHÂN TỐ TIẾN HÓA1. Đột biến2. Di – nhập gen3. Chọn lọc tự nhiên4. Các yếu tố ngẫu nhiên5. Giao phối không ngẫu nhiênI. Quan niệm tiến hóa và nguồn nguyên liệu tiến hóa Được gọi là thuyết tiến hóa tổng hợp vì nó kết hợp cơ chế tiến hóa bằng CLTN của thuyết tiến hóa Đacuyn với các thành tựu di truyền học và đặc biệt là di truyền học quần thể.T.DobzhanskyRonald FisherHaldaneE.MayrTHUYẾT TIẾN HÓA TỔNG HỢP HIỆN ĐẠICùng nhiều nhà khoa học khác1. Tiến hóa lớn và tiến hóa nhỏNội dungTiến hóa nhỏTiến hóa lớnĐịnh nghĩaQui môThời gianKết quảLà quá trình làm biến đổi cấu trúcdi truyền của quần thểLà quá trình làmxuất hiện các đơnvị phân loại trên loàiNhỏ (quần thể)Lớn (trên loài)NgắnHàng triệu nămHình thành loài mớiTạo các nhómphân loại trênloài1. Tiến hóa lớn và tiến hóa nhỏQuần thể là đơn vị nhỏ nhất có thể tiến hóaQuá trình tiến hóa nhỏ kết thúc khi loài mới xuất hiệnHình thành loài được xem là ranh giới giữa tiến hóa nhỏ và tiến hóa lớn Vì quần thể là đơn vị sinh sản, là dạng tồn tại của loài trong tự nhiên, được cách li tương đối với các quần thể khác; có thành phần kiểu gen đặc trưng và ổn định nhưng vẫn có khả năng biến đổi do các nhân tố tiến hóaVì sao nói quần thể là đơn vị nhỏ nhất có thể tiến hóa?2. Nguồn biến dị di truyền của quần thểTiến hóa sẽ không xảy ra nếu quần thể không có các biến dị di truyền.Các nguyên nhân phát sinh biến dị:Đột biến (biến dị sơ cấp)Các alen được tổ hợp qua quá trình giao phối tạo nên các biến dị tổ hợp (biến dị thứ cấp)Sự di chuyển của các cá thể hoặc các giao tử từ các quần thể khác vào.Phần lớn các quần thể tự nhiên đều có rất nhiều biến dị di truyềnI. Các nhân tố tiến hóaQuần thể sẽ không tiến hóa nếu tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể được duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khácCác nhân tố làm biến đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể gọi là các nhân tố tiến hóaĐịnh nghĩa về nhân tố tiến hóa?1. Đột biến Đột biến là một loại nhân tố tiến hóa vì nó làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thểĐột biến gen làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể rất chậm, coi như không đáng kể. Tuy nhiên, mỗi cá thể sinh vật có rất nhiều gen và quần thể lại có nhiều cá thể nên đột biến tạo nên rất nhiều alen đột biến và là nguồn phát sinh các biến dị di truyền của quần thểĐột biến cung cấp các alen đột biến (biến dị sơ cấp) và quá trình giao phối tạo nên các biến dị tổ hợp (biến dị thứ cấp)Tại sao đột biến gen thường có hại cho cơ thể sinh vật nhưng đột biến gen vẫn được coi là nguồn phát sinh các biến dị di truyền cho CLTN? Phần nhiều các đột biến gen tồn tại ở trạng thái dị hợp tử nên nếu gen đột biến lặn cũng không biểu hiện ra ngay kiểu hình. Qua sinh sản sẽ tạo ra nhiều biến dị tổ hợp và gen có hại có thể nằm trong tổ hợp gen mới nên không gây hại hoặc trong môi trường mới gen đột biến lại không có hại. Vì vậy, đột biến gen vẫn được coi là nguồn phát sinh các biến dị di truyền cho CLTNVí dụ về côn trùng mang gen đột biến thuốc trừ sâu2. Di – nhập genDi – nhập gen là gì?Sự trao đổi các cá thể hoặc các giao tử giữa các quần thể gọi là di - nhập gen (dòng gen)Các cá thể nhập cư mang đến những alen mới làm thay đổi thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể. Ngược lại, các cá thể di cư cũng làm thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể thay đổiDi – nhập gen3. Chọn lọc tự nhiênCLTN là gì?CLTN 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 thểCLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình và gián tiếp làm biến đổi tần số kiểu gen, qua đó làm biến đổi tần số alen của quần thểKết quả: hình thành các quần thể có nhiều cá thể mang các kiểu gen quy định các đặc điểm thích nghi với môi trường.CLTN làm thay đổi tần số alen nhanh hay chậm tùy thuộc vào:Chọn lọc chống lại alen trội: làm thay đổi tần số alen nhanh chóng vì gen trội biểu hiện ra kiểu hình ngay cả ở trạng thái dị hợp tửChọn lọc chống lại alen lặn: làm thay đổi tần số alen chậm alen lặn chỉ bị đào thải ở trạng thái đồng hợp tử. CLTN một nhân tố tiến hóa có hướng4. Các yếu tố ngẫu nhiênSự biến đổi về thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể gây nên bởi các yếu tố ngẫu nhiên còn được gọi là sự biến động di truyền hay phiêu bạt di truyềnSự biến đổi một cách ngẫu nhiên về tần số alen và thành phần kiểu gen thường xảy ra đối với quần thể có kích thước nhỏ.Đặc điểm:Thay đổi tần số alen không theo một chiều hướng nhất địnhMột alen nào đó dù là có lợi cũng có thể bị loại bỏ hoàn toàn khỏi quần thể và một alen có hại cũng có thể trở nên phổ biến trong quần thể4. Các yếu tố ngẫu nhiênMột quần thể đang có kích thước lớn nhưng do các yếu tố thiên tai hoặc bất kì 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 vồn gen của quần thể ban đầu.Tác động của các yếu tố ngẫu nhiên có thể dẫn đến làm nghéo vốn gen của quần thể, giảm sự đa dạng di truyền5. Giao phối không ngẫu nhiênGồm các kiểu: tự thụ phấn, giao phối giữa các cá thể có cùng huyết thống (giao phối gần) và giao phối có chọn lọc.Giao phối có chọn lọc là kiểu giao phối trong đó các nhóm cá thể có kiểu hình nhất định thích giao phối với nhau hơn là giao phối với các nhóm cá thể có kiểu hình khácGiao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen của quần thể nhưng lại làm thay đổi thành phần kiểu gen theo hướng tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp và giảm dần tần số kiểu gen dị hợp Kết quả: làm nghèo vốn gen của quần thể, làm giảm sự đa dạng di truyền Chọn lọc giới tính – một dạng giao phối không ngẫu nhiênCỦNG CỐ 1. Đột biến, nhất là đột biến gen được xem là nguồn nguyên liệu chủ yếu của quá trình tiến hóa là vìĐột biến gen ít phổ biến hơn, ảnh hưởng đến sức sống và sinh sản của sinh vật nhiều hơn so với đột biến NSTGiá trị thích nghi của đột biến gen thường thay đổi khi tổ hợp gen thay đổiGiá trị thích nghi của đột biến gen thường thay đổi khi điều kiện sống thay đổiĐột biến gen phổ biến hơn, ít ảnh hưởng đến sức sống và sinh sản của sinh vật hơn so với đột biến NST 2. Vì sao đột biến gen thường có hại cho cơ thể sinh vật nhưng vẫn có vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa?I.Tần số đột biến gen trong tự nhiên là không đàng kể nên tần số alen đột biến là có hại rất thấpII.Gen đột biến có thể có hại trong môi trường này nhưng lại có thể vô hại trong môi trường khácIII.Gen đột biến có thể có hại trong tổ hợp gen này nhưng lại vô hại hoặc có lợi trong tổ hợp gen khácIV.Đột biến gen thường có hại nhưng nó thường tồn tại ở trạng thái dị hợp tử nên không gây hạiA. I và II B. I và III C. III và IV D. II và III3. Theo quan niệm hiện đại, điều kiện ngoại cảnh có vai tròLà nguyên nhân chính làm cho các loài biến đổi dần dần và liên tụcLà nhân tố chính của quá trình chọn lọc tự nhiênLà nhân tố làm phát sinh các biến dị không di truyền đượcVừa là môi trường của chọn lọc tự nhiên, vừa cung cấp những điều kiện sống cần thiết, vừa bao gồm các nhân tố làm phát sinh đột biến trong quá trình phát triển của sinh vật4. Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại đã làm sáng tỏ vấn đề nào sau đây?Sự hình thành các đặc điểm thích nghiNguyên nhân phát sinh biến dị và cơ chế di truyền các biến dịVai trò sáng tạo của chon lọc tự nhiênNguốn gốc chung của các loài5. Nội dung cơ bản của quá trình tiến hóa nhỏ theo quan niệm tiến hóa tổng hợp hiện đại là gì?Quá trình hình thành các quần thể giao phối từ một quần thể gốc ban đầuQuá trình tích lũy biến dị có lợi, đào thải biến dị có hại dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiênQuá trình biến đổi tần số các alen và thành phần kiểu gen của quần thểQuá trình tiến hóa ở cấp phân tửCám ơn cô và các bạn đã theo dõi bài giảng