Nguyễn Tuyết Nhung
Phần V: DI TRUYỀN HỌC
CHƯƠNG I: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ
I. GEN – MÃ DI TRUYỀN
1. Gen
a. Khái niệm gen: Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm xác định
(chuỗi polipeptid hay một phân tử ARN)
b. Cấu trúc gen(Giảm tải)
c. Các loại gen: gen điều hòa và gen cấu trúc
2. Mã di truyền
- Khái niệm: là trình tự sắp xếp các nucleotide trong gen qui định trình tự sắp xếp các axit amin trong
phân tử protein.
Trong 64 bộ ba có 3 bộ ba không mã hóa cho axit amin nào đó là 3 bộ ba kết thúc: UAA, UAG,
UGA. Bộ ba mở đầu AUG mã hóa axit amin mở đầu: mêtiônin (ở sinh vật nhân sơ là foocmin mêtiônin)
- Đặc điểm của mã di truyền
+ Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định theo từng bộ 3 nucleotid (không gối lên nhau)
+ Mã di truyền có tính đặc hiệu: có nghĩa là mỗi bộ ba chỉ mã hóa cho một axit amin
+ Mã di truyền có tính thoái hóa: nghĩa là có nhiều bộ ba khác nhau cùng xác định 1 loại axit amin
(trừ AUG và UGG).
+ Mã di truyền có tính phổ biến: tất cả các loài có chung 1 bộ mã di truyền (trừ một vài ngoại lệ)
II. CƠ CHẾ NHÂN ĐÔI ADN - PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ
1. Nhân đôi ADN(tái bản ADN): Diễn ra trong nhân tế bào.
ADN gồm 4 đơn phân: A, T, G, X (không có U)
- Bước 1: tháo xoắn phân tử ADN:
ADN tháo xoắn và tách 2 mạch đơn tạo nên chạc ba tái bản (chạc chữ Y) và để lộ 2 mạch khuôn.
- Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới:
Nhờ enzim ADN polimeraza, các mạch mới được tổng hợp theo chiều 5’
→
3’ (ngược chiều với mạch
khuôn):
- Mạch khuôn 3’ – 5’ được tổng hợp liên tục.
- Mạch khuôn 5’ – 3’ được tổng hợp gián đoạn (đoạn Okazaki)
- Bước 3: Hai phân tử ADN con được tạo thành
Các mạch mới được tổng hợp đến đâu thì 2 mạch xoắn đến đó
=> ADN nhân đôi theo nguyên tắc bổ sung, bán bảo toàn và nửa gián đoạn
* Lưu ý: %A + %G = 50%; A + G = N:2
2. Phiên mã: là quá trình tổng hợp ARN trên mạch khuôn ADN.
ARN gồm 4 đơn phân: A, U, G, X (không có T)
* Các loại ARN:
- mARN: dùng làm khuôn cho quá trình dịch mã (tổng hợp prôtêin)
- tARN: vận chuyển axit amin đến ribôxôm để tổng hợp protein.
- rARN: kết hợp với prôtêin tạo nên ribôxôm
* Đặc điểm quá trình phiên mã:
- Phiên mã diễn ra ở trong nhân tế bào.
- Chỉ có một mạch của ADN làm khuôn (mạch gốc 3’- 5’ của ADN)
- Enzim ARN pôlimêraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn để lộ ra mạch gốc (khuôn)
- Enzim ARN pôlimêraza dịch chuyển trên mạch khuôn theo chiều 3’
→
5’ để tổng hợp nên mARN và
sợi mARN kéo dài theo chiều 5’
→
3’, các đơn phân kết hợp theo nguyên tắc bổ sung(A-U, T-A, G-X, X-G).
- Khi enzim đến điểm kết thúc, ARN tách khỏi mạch khuôn.
* Lưu ý: Ở sinh vật nhân sơ, mARN sau khi phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn tổng hợp protein.
Ở sinh vật nhân thực, mARN sau khi phiên mã xong phải được chế biên lại bằng cách loại bỏ các đoạn
không mã hóa (intron), nối các đoạn mã hóa (exon) tạo mARN trưởng thành.
1
Nguyễn Tuyết Nhung
3. Dịch mã: Là quá trình chuyển trình tự mã di truyền trên mARN thành trình tự các axit amin trên chuỗi
polipeptid (quá trình tổng hợp prôtêin)
- Diễn ra ở tế bào chất của tế bào.
- Quá trình dịch mã cần có: mARN, tARN, ribôxôm, axit amin, enzim, năng lượng ATP.
Cơ chế: gồm 2 giai đoạn:
- Hoạt hóa axit amin: - Nhờ các enzim đặc hiệu và ATP mỗi axit amin được hoạt hoá và gắn với tARN
tương ứng tạo axit amin- tARN( aa- tARN).
- Tổng hợp chuỗi pôlipeptit:
+ Mở đầu: tARN mang axit amin mở đầu vào bộ 3 mở đầu, anticođôn của nó khớp với cođôn theo
NTBS.
+ Kéo dài chuỗi pôlipeptit: aa
1
- tARN tiến vào ribôxôm, liên kết peptit giữa aa mở đầu và aa
1
được tạo
thành, ribôxôm dịch chuyển trên mARN sang bộ 3 thứ 2 theo chiều 5’
→
3’, aa
2
- ARN tiến vào ribôxôm, liến
kết peptit giữa aa
1
và aa
2
được tạo thành, ribôxôm tiếp tục dịch chuyển sang bộ 3 thứ 3 quá trình cứ tiếp
tục cho đến khi tiếp giáp với bộ 3 kết thúc
+ Kết thúc: khi ribôxôm chuyển dịch sang bộ 3 kết thúc thì quá trình dịch mã dừng lại, chuỗi pôlipeptit
tách khỏi ribôxôm. Nhờ enzim đặc hiệu, aa mở đầu được cắt khỏi chuỗi pôlypeptit.
4. Sơ đồ mối quan hệ ADN (gen) – tính trạng
- Mã gốc trong ADN được phiên mã thành mã sao ở ARN và sau đó được dịch mã thành chuỗi
pôlipeptit cấu thành prôtêin. Prôtêin biểu hiện thành tính trạng của cơ thể.
- Trình tự nuclêôtit trong mạch khuôn của gen quy định trình tự các ribônuclêôtit trong mARN, từ đó
qui định trình tự axit amin trong chuỗi pôlipeptit.
* Lưu ý:
- Số bộ ba =
3
mARN
- Số aa của chuỗi pôlypeptit (prôtêin) được dịch mã từ mARN = số bộ ba – 2 =
3
mARN
- 2
III. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
1. Khái niệm: Là cơ chế điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra.
Trong mỗi tế bào của cơ thể, số lượng gen rất lớn (người có khoảng 30.000 gen) nhưng chỉ một số ít
gen hoạt động, phần lớn các gen ở trạng thái bất hoạt hoặc hoạt động yếu.
2. Các cấp độ điều hòa:
- Điều hòa phiên mã: điều hòa số lượng mARN (chủ yếu ở sinh vật nhân sơ)
- Điều hòa dịch mã: điều hòa lượng protein
- Điều hòa sau dịch mã: biến đổi protein sau khi tổng hợp để thực hiện các năng sinh học khác nhau.
3. Quá trình điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ:
a. Operon: là các gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường được phân bố liền nhau thành từng cụm
có chung một cơ chế điều hòa.
b. Mô hình cấu trúc Operon Lac theo Jacop – Mono
- Cấu trúc operon:
+ Nhóm gen cấu trúc: Z, Y, A qui định tổng hợp các enzim tham gia vào các phản ứng phân giải
đường Lactose
+ Vùng vận hành (Operator): nơi liên kết với protein ức chế làm ngăn cản quá trình phiên mã của các
gen cấu trúc.
+ Vùng khởi động (Promoter): nơi mARN polimeraza bám vào và khởi đầu phiên mã.
- Nằm trước Operon còn có gen R tổng hợp protein ức chế, protein này liên kết với vùng vận hành O để
điều hòa hoạt động của Operon Lac.
c. Cơ chế:
2
ADN ARN Prôtêin Tính trạng
Phiên mã Dịch mã
Biểu hiện
Nhân đôi
Nguyễn Tuyết Nhung
- Khi môi trường không có Lactose: Gen điều hòa tổng hợp protein ức chế, protein ức chế liên kết với
vùng vận hành O ức chế phiên mã của gen cấu trúc Z, Y, A
- Khi môi trường có Lactose: Lactose là chất cảm ứng gắn với protein ức chế làm biến đổi cấu hình
không gian 3 chiều của Protein ức chế không liên kết vùng vận hành O gen cấu trúc Z, Y, A phiên mã,
dịch mã tạo enzim phân giải đường lactozơ.
IV. ĐỘT BIẾN GEN
1. Khái niệm đột biến gen:
- Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen liên quan tới một cặp nuclêôtit xảy ra tại một
điểm nào đó trên phân tử ADN.
- Thể đột biến là những cá thể mang đột biến đã biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể.
2. Các dạng đột biến điểm:
+ Đột biến thay một cặp nu này bằng 1 cặp nu khác trình tự axit amin trong phân tử protein đổi
chức năng protein đổi
+ Đột biến gây thêm 1 cặp nu trên gen mã di truyền bị đọc sai kể từ vị trí xảy ra đột biến trình
tự axit amin trong chuỗi polipeptid đổi chức năng protein bị đổi (gây hậu quả ngiêm trọng)
+ Đột biến gây mất 1 cặp nu trên gen mã di truyền bị đọc sai kể từ vị trí xảy ra đột biến trình tự
axit amin trong chuỗi polipeptid đổi chức năng protein bị đổi
3. Nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gen
Nguyên nhân:
- Các tác nhân vật lí: tia phóng xạ, tia tử ngoại, sốc nhiệt
- Các tác nhân hóa học: hóa chất, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ
- Các tác nhân sinh học: xâm nhập của virus
- Do rối loạn quá trình sinh lí, hóa sinh xảy ra trong tế bào
Đột biến gen có thể xuất hiện trong tự nhiên (đột biến tự nhiên) hoặc do con người sử dụng các tác
nhân gây đột biến tạo ra (đột biến nhân tạo)
Cơ chế chung: Tác nhân gây đột biến gây ra những sai sót trong quá trình nhân đôi AND
Cơ chế phát sinh:
a) Sự kết cặp không đúng trong nhân đôi AND.
- Trong quá trình nhân đôi do sự kết cặp không hợp đôi( không theo nguyên tắc bổ sung) dẫn đến
phát sinh đột biến gen.
b) Tác động của các tác nhân gây đột biến
- Tia tử ngoại (UV) có thể làm cho 2 bazơ T trên cùng 1 mạch liên kết với nhau
→
đột biến.
- 5-brômua uraxin ( 5BU) gây ra thay thế cặp A-T bằng G-X
→
đột biến.
- Virut viêm gan B, virut hecpet…
→
đột biến.
4. Hậu quả và vai trò của đột biến gen
a. Hậu quả
- Đột biến gen có thể có hại, có lợi hay trung tính đối với cơ thể đột biến.
- Mức độ có lợi hay có hại của gen đột biến phụ thuộc vào điều kiện môi trường cũng như tùy thuộc
vào từng tổ hợp gen.
b. Vai trò:
- Đối với tiến hóa: đột biến gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hóa. Đây là nguồn biến
dị di truyền chủ yếu cho quá trình tiến hóa.
- Đối với thực tiễn: Đột biến gen cũng cung cấp nguyên liệu cho quá trình chọn giống và cũng là công
cụ để các nhà khoa học nghiên cứu các qui luật di truyền
V. NHIỄM SẮC THỂ
1. Khái niệm NST
a. Sinh vật nhân sơ (vi khuẩn): chưa có NST, vật chất di truyền chỉ là 1 phân tử ADN trần, mạch kép,
dạng vòng (vi khuẩn, tảo lam), hoặc là phân tử ARN (một số virus)
b. Sinh vật nhân chuẩn:
3
Nguyễn Tuyết Nhung
+ NST là cấu trúc mang gen của tế bào
+ Ở sinh vật lưỡng bội, NST tồn tại thành từng cặp tương đồng. (2n)
+ Mỗi loài có một bộ NST đặc trưng về số lượng, hình dạng và kích thước
+ Ở giao tử mang bộ NST đơn bội n, gồm một chiếc trong mỗi cặp.
+ Có 2 loại NST: NST thường và NST giới tính
2. Cấu trúc của nhiễm sắc thể ở sinh vật nhân thực
Cấu trúc hiển vi của NST
Một NST điển hình gồm:
+ Tâm động: có vai trò liên kết với thoi vô sắc khi tế bào phân bào
+ Vùng đầu mút: có tác dụng bảo vệ NST
Cấu trúc siêu hiển vi của NST
- Cấu tạo hóa học: thành phần của NST gồm ADN và protêin histon
+ Nucleoxom: là đơn vị cơ bản của NST, gồm 8 phân tử protein histon được quấn quanh bởi 7/4
vòng ADN khoảng 146 cặp nu.
+ Sợi cơ bản: chuỗi nucleoxom xoắn bậc 1 đường kính 11nm
+ Sợi nhiễm sắc: sợi cơ bản xoắn bậc 2 đường kính 30nm và xoắn cuộn bậc 3 (sợi siêu xoắn) đường
kính 300nm
+ Cromatic: sợi nhiễm sắc xoắn tiếp theo, đường kính 700nm
ADN Chuỗi nuclêôxôm Sợi cơ bản(11 nm) Sợi nhiễm sắc(30 nm) Siêu xoắn (300 nm)
Crômatit (700 nm)
- NST có cấu trúc xoắn qua nhiều mức xoắn khác nhau:
+ Giúp các NST rút ngắn khoảng 15.000 đến 20.000 lần so với chiều dài của phân tử ADN
+ Có thể xếp gọn trong nhân tế bào cũng như giúp NST dễ phân li vào kì sau trong phân bào.
3. Chức năng của nhiễm sắc thể
+ Lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
+ Điều hòa hoạt động của các gen thông qua mức cuộn xoắn của NST
+ Giúp tế bào phân chia đều vật chất di truyền cho tế bào con ở pha phân bào.
VI. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ
1. Khái niệm
- Khái niệm: ĐB cấu trúc NST là những biến đổi trong cấu trúc của NST (thực chất là sự sắp xếp lại
những khối gen trên và giữa các NST làm thay đổi hình dạng và cấu trúc các NST)
- Nguyên nhân: do môi trường ngoài cơ thể như các tác nhân vật lí (tia phóng xạ …), hóa học (thuốc
trừ sâu, hóa chất độc hại …), sinh học (virus …) hay những biến đổi sinh lý bên trong tế bào.
2. Các dạng
Dạng đột biến Cơ chế phát sinh Hậu quả và vai trò
ĐB
cấu
trúc
NST
Mất đoạn
NST bị đứt 1 đoạn (đoạn đứt
không chứa tâm động).
- Làm giảm số lượng gen trên NST
→
Thường gây chết hoặc giảm sức sống.
(VD: mất đoạn NST 21, 22 ung thư
máu)
- Xác định vị trí của gen trên NST, loại
bỏ những gen có hại.
Lặp đoạn
2 NST tương đồng tiếp hợp và trao
đổi chéo không đều.
- Làm tăng số lượng gen trên NST
→
Tăng cường hoặc giảm bớt mức biểu
hiện của tính trạng.
Đảo
đoạn
NST bị đứt 1 đoạn, đoạn bị đứt
quay 180
0
rồi gắn vào NST.
- Thay đổi trình tự phân bố các gen trên
NST
→
có khả năng giảm sinh sản
4
Nguyễn Tuyết Nhung
Chuyển
đoạn
NST bị đứt 1 đoạn, đoạn bị đứt
gắn vào vị trí khác trên NST hoặc
giữa các NST không tương đồng
trao đổi đoạn bị đứt.
- Làm thay đổi nhóm gen liên kết
→
chuyển đoạn lớn thường gây chết, mất
khả năng sinh sản.
- Chuyển đoạn nhỏ được ứng dụng để
chuyển gen tạo giống mới.
3. Vai trò của đột biến cấu trúc NST
- Tiến hóa: góp phần tạo nên nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hóa; tham gia vào cơ chế cách li
hình thành loài mới.
- Chọn giống: hình thành các tổ hợp gen tốt để tạo giống mới
VII. ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NHIỄM SẮC THỂ
1. Khái niệm: Là đột biến làm thay đổi số lượng của 1 hay một số cặp NST hay thay đổi toàn bộ các
cặp NST trong tế bào
2. Các dạng đột biến đa bội.
a. Khái niệm lệch bội(dị bội): Biến đổi số lượng một hay 1 số cặp NST thường hay NST giới tính
(thường gặp ở thực vật, ít gặp ở động vật). Thường có các dạng chính:
• 2n: Bộ NST lưỡng bội trong tế bào sinh dưỡng bình thường.
• 2n + 1: 1 cặp NST thừa 1 chiếc (thể 3 nhiễm).
• 2n + 1 + 1: 2 cặp NST, mỗi cặp thừa 1 chiếc (thể 3 nhiễm kép).
• 2n – 1: 1 cặp NST thiếu 1 chiếc (thể 1 nhiễm).
• 2n – 1 – 1 : 2 cặp NST, mỗi cặp thiếu 1 chiếc (thể 1 nhiễm kép).
• 2n – 2: Mất hẳn 1 cặp NST nào đó (thể không nhiễm).
• 2n + 2: 1 cặp NST thừa 2 chiếc (thể 4 nhiễm).
• Thể đa nhiễm: một cặp NST thừa từ 3 chiếc NST trở lên
Nguyên nhân
+ Môi trường ngoài cơ thể: tác nhân vật lí, hóa học
+ Môi trường nội bào: rối loạn sự phân li NST có thể xảy ra trong giảm phân (chủ yếu ) hoặc nguyên
phân
b. Khái niệm đột biến đa bội: Bộ NST của thể đa bội là bội số của n nhưng lớn hơn 2n của loài. Có 2
dạng:
+ Đa bội chẳn: bộ NST của tế bào sinh dưỡng là bội số chẳn của n: 4n, 6n, 8n …
+ Đa bội lẻ: bộ NST của tế bào sinh dưỡng là bội số chẳn của n: 3n, 5n, 7n …
Nguyên nhân
Là do các tác nhân vật lí, hóa học của môi trường ngoài, hoặc do rối loạn môi trường nội bào hoặc do
lai xa giữa 2 loài khác nhau
Cơ chế phát sinh, hậu quả và vai trò của đột biến thể dị bội và đa bội
Dạng
đột biến
Cơ chế phát sinh
Hậu quả và vai trò
5
Nguyễn Tuyết Nhung
ĐB
số
lượng
NST
Thể
lệch
bội (dị
bội)
- Một hay một số cặp NST không
phân ly ở kì sau của phân bào (nguyên
phân, giảm phân) sẽ tạo ra giao tử
không bình thường.
- Vd: Trong giảm phân tạo giao tử:
+ Một cặp NST nào đó không phân li
tạo 2 loại giao tử (n + 1) và (n-1).
+ Giao tử (n + 1) x giao tử (n)
hợp tử thể 3 nhiễm (2n + 1)
+ Giao tử (n – 1) x giao tử (n)
hợp tử thể 1 nhiễm (2n – 1)
- Sự tăng hay giảm số lượng của một
hay vài cặp NST
→
Thể lệch bội
thường chết hay giảm sức sống, giảm
khả năng sinh sản.
- Xác định vị trí của các gen trên NST,
đưa các NST mong muốn vào cơ thể
khác.
Thể đa
bội
- Bộ NST của tế bào không phân ly ở
kì sau của phân bào (nguyên phân,
giảm phân) tạo nên các giao tử không
bình thường (chứa cả 2 NST).
- Vd: giao tử 2n x giao tử n hợp tử
3n (thể tam bội)
Giao tử 2n x giao tử 2n hợp tử
4n (thể tứ bội)
+ Số lượng ADN tăng gấp bội quá
trình tổng hợp chất hữu cơ diễn ra
mạnh mẽ tế bào to, cơ quan sinh
dưỡng lớn, phát triển khỏe
+ Các thể đa bội lẻ hầu như không có
khả năng sinh giao tử bình thường,
những giống cây ăn quả không hạt
thường là đa bội lẻ.
+ Hiện tượng đa bội lẻ khá phổ biến ở
thực vật, tương đối hiếm ở động vật.
+ Thể đa bội chẵn (4n) hoặc thể dị đa
bội có thể tạo thành giống mới đóng
vai trò quan trọng trong quá trình tiến
hóa và chọn giống
Phân biệt biến dị di truyền và biến dị không di truyền
Vấn đề
p
Biến dị di truyền Biến dị không di truyền
Đột biến Biến dị tổ hợp
Khái
niệm
Biến đổi trong vật chất di
truyền ở cấp độ phân tử
(ADN) hoặc cấp độ tế bào
(NST).
Tổ hợp lại vật chất di
truyền vốn đã có ở cha
mẹ.
Biến đổi kiểu hình của
cùng một kiểu gen, phát
sinh trong quá trình phát
triển của cá thể.
Nguyên
nhân và
cơ chế
phát sinh
Do sự bắt cặp không đúng
trong nhân đôi ADN, do
những sai hỏng ngẫu nhiên, do
tác động của các tác nhân lí
hoá ở môi trường hay do tác
nhân sinh học; do rối loạn quá
trình phân li của các NST
trong quá trình phân bào.
Do sự phân li độc lập
của các NST trong quá
trình giảm phân, sự tổ
hợp ngẫu nhiên của các
giao tử trong thụ tinh.
Do ảnh hưởng trực tiếp của
điều kiện môi trường lên
khả năng biểu hiện kiểu
hình của cùng một kiểu gen.
Đặc điểm
- Biến đổi kiểu gen
→
biến
đổi kiểu hình
→
di truyền
được.
- Biến đổi đột ngột, cá biệt,
riêng lẻ, vô hướng.
- Sắp xếp lại vật chất di
truyền đã có ở bố mẹ, tổ
tiên
→
di truyền được.
- Biến đổi riêng lẻ, cá
biệt.
- Chỉ biến đổi kiểu hình
không biến đổi kiểu gen
→
không di truyền được.
- Biến đổi liên tục, đồng
loạt tương ứng điều kiện
môi trường.
Vai trò Đa số có hại, 1 số ít có lợi
hoặc trung tính. Cung cấp
nguyên liệu sơ cấp của tiến
Cung cấp nguyên liệu
thứ cấp cho tiến hoá và
chọn giống.
Giúp sinh vật thích nghi với
môi trường. Không là
nguyên liệu cho tiến hoá và
6
Nguyễn Tuyết Nhung
hóa và chọn giống. chọn giống.
So sánh đột biến và thường biến
Các chỉ tiêu so sánh Đột biến Thường biến
- Không liên quan tới biến đổi trong kiểu gen.
- Di truyền được.
- Mang tính chất cá biệt, xuất hiện ngẫu nhiên.
- Theo hướng xác định.
- Mang tính chất thích nghi cho cá thể.
- Là nguyên liệu cho chọn giống và tiến hoá.
+
+
+
+
+
+
Phân biệt thể lệch bội và thể đa bội
Vấn đề
phân
biệt
Thể lệch bội Thể đa bội
Khái
niệm
Sự thay đổi số lượng NST ở một hoặc
một số cặp NST.
Sự tăng cả bộ NST nhưng lớn hơn 2n.
Phân
loại
- Các dạng thường gặp:
+ Thể một: (2n - 1).
+ Thể ba: (2n + 1).
+ Thể bốn: (2n + 2).
+ Thể không: (2n - 2).
- Các dạng thể đa bội:
+ Tự đa bội: sự tăng một số nguyên lần số
NST đơn bội của một loài và lớn hơn 2n,
trong đó có đa bội chẵn (4n, 6n, …) và đa bội
lẻ (3n, 5n, …).
+ Dị đa bội: khi cả hai bộ NST của hai loài
khác nhau cùng tồn tại trong một tế bào.
Cơ chế
phát
sinh
Trong phân bào, thoi phân bào hình
thành nhưng một hay một số cặp NST
không phân li.
Trong phân bào, thoi phân bào không hình
thành
→
tất cả các cặp NST không phân li.
Hậu quả
- Mất cân bằng toàn bộ hệ gen
→
kiểu
hình thiếu cân đối
→
không sống được,
giảm sức sống, giảm khả năng sinh sản
tuỳ loài.
- Xảy ra ở thực vật và động vật.
- Tế bào lớn
→
cơ quan sinh dưỡng to
→
sinh trưởng và phát triển mạnh. Thể đa bội lẻ
không có khả năng sinh giao tử bình
thường kh ông sinh sản hữu tính
- Xảy ra phổ biến ở thực vật, ít gặp ở động
vật.
Phân biệt thể đa bội chẵn và đa bội lẻ
Phân
biệt
Thể đa bội chẵn Thể đa bội lẻ
7
Nguyễn Tuyết Nhung
Khái
niệm
Bộ NST trong tế bào sinh dưỡng là 1 bội
số chẵn của bộ đơn bội lớn 2n (4n, 6n, …).
Bộ NST trong tế bào sinh dưỡng là 1 bội số
lẻ của bộ đơn bội lớn 2n (3n, 5n, 7n…).
Cơ
chế
phát
sinh
- Trong quá trình giảm phân:
Ở tế bào sinh dục (2n), bộ NST không
phân ly
→
giao tử 2n. Giao tử 2n + giao
tử 2n
→
thể tứ bội (4n).
- Trong quá trình nguyên phân:
Ở tế bào sinh dưỡng (2n), bộ NST không
phân ly
→
thể tứ bội (4n).
- Trong quá trình giảm phân:
Ở tế bào sinh dục (2n), bộ NST không
phân ly
→
giao tử 2n. Giao tử 2n + giao tử
n
→
thể tam bội 3n.
- Cây 4n giao phấn với cây 2n
→
thể tam
bội 3n.
Đặc
điểm
- Lượng ADN tăng gấp đôi, quá trình tổng
hợp các chất diễn ra mạnh mẽ.
- Tế bào to, cơ quan sinh dưỡng lớn, cơ thể
khỏe, chống chịu tốt, …
- Thể đa bội chẵn sinh sản hữu tính được
vì tạo được giao tử.
- Thể đa bội lẻ thường gặp ở những cây ăn
quả không hạt (dưa hấu, chuối, …).
- Thể đa bội lẻ không sinh sản hữu tính
được vì không có khả năng tạo giao tử bình
thường.
Phân biệt đột biến gen và đột biến NST
Vấn đề
phân biệt
Đột biến gen Đột biến nhiễm sắc thể
Khái niệm
- Là sự biến đổi một hay một số cặp
nuclêôtit trong gen.
- Có 3 dạng đột biến điểm:
+ Mất 1 cặp nuclêôtit.
+ Thêm 1 cặp nuclêôtit.
+ Thay thế 1 cặp nuclêôtit.
- Là những biến đổi trong cấu trúc hoặc số
lượng NST.
- Có 2 dạng:
+ ĐB cấu trúc NST gồm mất đoạn, lặp
đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn.
+ ĐB số lượng NST gồm thể lệch bội và
thể đa bội.
Cơ chế
phát sinh
- Bắt cặp không đúng trong nhân đôi
ADN (không theo NTBS), hay tác nhân
xen vào mạch khuôn hoặc mạch đang
tổng hợp.
- Phải trải qua tiền đột biến mới xuất
hiện đột biến.
- Do mất, lặp, đảo hay chuyển vị trí của
đoạn NST, do sự chuyển đoạn diễn ra giữa
các NST không tương đồng.
- Do sự không phân li của cặp NST trong
quá trình phân bào.
Đặc điểm
- Phổ biến.
- Làm thay đổi số lượng và trật tự sắp
xếp các cặp nuclêôtit trong gen.
- Đột biến lặn không biểu hiện thành
kiểu hình ở trạng thái dị hợp tử.
- Ít phổ biến.
- Làm thay đổi số lượng và trật tự sắp xếp
các gen trên NST.
- Biểu hiện ngay thành kiểu hình.
Hậu quả
- Làm gián đoạn 1 hay 1 số tính trạng
nào đó (Gen
→
mARN
→
Prôtêin
→
tính trạng).
- Ít ảnh hưởng đến sức sống và sự sinh
sản của sinh vật.
- Làm thay đổi 1 bộ phân hay kiểu hình của
cơ thể.
- Ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức sống và
sự sinh sản của sinh vật.
Vai trò
Cung cấp nguồn nguyên liệu chủ yếu
cho quá trình tiến hoá và chọn giống.
Cung cấp nguồn nguyên liệu thứ yếu cho
tiến hoá và chọn giống.
CHƯƠNG II: TÍNH QUI LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN
8
Nguyễn Tuyết Nhung
I. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Tính trạng tương phản: là 2 trạng thái khác nhau của cùng một tính trạng. Ví dụ: ở đậu Hà lan, 2 trạng
thái khác nhau của màu hạt là hạt vàng và hạt xanh
2. Alen: Alen là mỗi trạng thái của một gen. Thông thường, 1 gen có 2 alen
Thí dụ: gen qui định màu hạt có 2 alen: alen A qui định hạt vàng, alen a qui định hạt xanh.
3. Cặp alen: trong tế bào cơ thể, gen qui định tính trạng xuất hiện thành từng cặp gọi là cặp alen. Mỗi gen
trong cặp alen nằm trên một NST của cặp tương đồng ở vị trí tương ứng, 1 alen có nguồn gốc từ cha và 1
alen còn lại có nguồn gốc từ mẹ.
4. Thể đồng hợp: là cơ thể mang 2 alen giống nhau của cùng một gen. Ví dụ: thể đồng hợp AA, aa, AAbb
5. Thể dị hợp: là cơ thể mang 2 alen khác nhau của cùng một gen. Ví dụ: thể dị hợp Aa, AaBb
6. Kiểu gen (còn gọi là kiểu di truyền): là toàn bộ các gen nằm trong tế bào cơ thể sinh vật. Trong thực tế,
người ta chỉ nói đến kiểu gen của một hoặc vài cặp alen liên quan đến một hoặc vài tính trạng nghiên cứu.
7. Kiểu hình: là toàn bộ các tính trạng và đặc tính của cơ thể.
8. Mối liên quan giữa kiểu gen và kiểu hình:
+ Ứng với 1 kiểu hình có thể có nhiều kiểu gen (do thể đồng hợp trội và thể dị hợp trội có cùng kiểu hình
mang tính trạng trội). Ví dụ: kiểu hình hạt vàng có 2 kiểu gen là: AA và Aa
+ Ứng với một kiểu gen có thể có nhiều kiểu hình khác nhau do ảnh hưởng của điều kiện sống khác nhau, vì
kiểu hình là kết quả tương tác giữa kiểu gen với điều kiện sống.
II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN CỦA MENĐEN
1. Tạo các dòng thuần chủng về từng tính trạng
2. Lai các dòng thuần chủng khác biệt nhau bởi một hoặc nhiều tính trạng
3. Sử dụng toán xác suất để phân tích kết quả lai => đưa ra giả thuyết
4. Tiến hành thí nghiệm chứng minh cho giả thuyết
III. CÁC QUI LUẬT MENDEL
1. Quy luật phân ly: “Mỗi tính trạng đều do một cặp alen quy định, một có nguồn gốc từ bố, một có nguồn
gốc từ mẹ và các alen tồn tại trong tế bào một cách riêng rẽ, không hòa trộn vào nhau. Khi hình thành giao
tử, các thành viên của một cặp alen phân li đồng đều về các giao tử, 50% giao tử chứa alen này, 50% giao
tử chứa alen kia”.
Cơ sở tế bào học:
- Trong tế bào sinh dưỡng các NST luôn tồn tại thành từng cặp tương đồng và chứa các cặp alen tương
ứng.
- Khi giảm phân tạo giao tử, mỗi NST trong từng cặp tương đồng phân li đồng đều về các giao tử dẫn
đến sự phân li của các alen tương ứng và sự tổ hợp của chúng qua thụ tinh dẫn đến sự phân li và tổ hợp của
cặp alen tương ứng.
2. Qui luật phân ly độc lập: Các cặp nhân tố di truyền qui định các tính trạng khác nhau phân li độc lập
trong quá trình hình thành giao tử.
=> Thực chất của qui luật phân li là nói về sự phân li độc lập của các alen trong quá trình giảm phân
Cơ sở tế bào học:
- Các cặp alen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau.
- Sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp NST tương đồng trong giảm phân hình thành giao
tử dẫn đến sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp alen tương ứng.
Ý nghĩa của qui luật phân li: làm xuất hiện biến dị tổ hợp tạo nên sự đa dạng, phong phú cho
sinh vật
3. Lai phân tích: lai giữa cơ thể mang tính trạng trội (chưa biết kiểu gen) với cơ thể mang tính trạng lặn
(đồng hợp lặn) để kiểm tra kiểu gen của cá thể mang tính trội là thuần chủng (đồng hợp) hay không thuần
chủng (dị hợp)
Lưu ý :
Số cặp gen dị Số loại giao Số loại kiểu Số loại kiểu Số hợp tử ở Tỉ lệ kiểu
9
Nguyễn Tuyết Nhung
hợp tử tử của F1 gen ở F2 hình ở F2 F2 hình F2
n 2
n
3
n
2
n
4
n
(3:1)
n
VD: AaBb
=> n=2
2
2
= 4 3
2
= 9 2
2
= 4 4
2
= 16 (9 : 3 : 3 : 1)
4. Ý nghĩa của các qui luật của Menđen:
- Nếu biết được các gen qui định tính trạng nào đó phân li độc lập thì có thể dự đoán được kết quả
phân li kiểu hình ở đời sau.
- Sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử là cơ chế tạo nên các biến dị tổ hợp, giải
thích sự đa dạng của sinh giới
III. TƯƠNG TÁC GEN
1. Tác động của nhiều gen lên một tính trạng: là sự tác động qua lại giữa các gen trong quá trình hình
thành 1 kiểu hình.
Đặc điểm chung:
+ Hai hay nhiều gen không alen cùng qui định một tính trạng.
+ Xuất hiện tính trạng mới ở cơ thể lai.
+ Các gen phân li độc lập và tổ hợp tự do.
+ Tỉ lệ phân li kiểu hình ở con lai là những biến dạng của tỉ lệ phân li kiểu hình đặc trưng của qui luật
phân li độc lập của Mendel.
Có 2 kiểu tương tác thường gặp:
a. Tương tác bổ trợ (bổ sung)
+ Là trường hợp tương tác gen làm xuất hiện kiểu hình mới khi có mặt đồng thời các gen không alen
trong một kiểu gen. Các gen bổ trợ có thể là gen trội hay gen lặn.
+ Tỉ lệ phân li kiểu hình đặc trưng ở con lai gồm: 9 : 7 hoặc 9 : 6 : 1
b. Tương tác cộng gộp (sự di truyền đa gen)
+ Tương tác cộng gộp là hiện tượng di truyền đặc trưng của một số tính trạng số lượng, trong đó các
gen không alen tác động cùng hướng lên sự biểu hiện của tính trạng. Mỗi alen (thường là alen trội) của các
gen như thể đóng góp một phần ngang nhau trong sự biểu hiện ra kiểu hình ở một mức độ nhất định. Như
vậy, số lượng các alen tăng dần trong các kiểu gen sẽ tạo ra một dãy biến dị kiểu hình liên tục trong quần
thể.
+ Thường gặp đối với các tính trang số lượng, năng suất: số lượng hạt trên Ngô, màu da, chiều cao ở
Người …
+ Tỉ lệ kiểu hình phụ thuộc vào số alen trội trong kiểu gen. Tỉ lệ 15 : 1
=> Ví dụ: màu da người có ít nhất 3 gen qui định
2. Tác động của một gen lên nhiều tính trạng
- Trường hợp một gen chi phối nhiều tính trạng gọi là tính đa hiệu của gen hay gen đa hiệu.
- Ví dụ: Gen HbS gây biến dạng hồng cầu từ hình đĩa sang hình liềm => các rối loạn bệnh lí ở người:
rối loạn tâm thần, liệt, viêm phổi, thấp khớp, suy thận.
IV. LIÊN KẾT GEN – BẢN ĐỒ DI TRUYỀN
Di truyền liên kết là hiện tượng các gen không alen cùng nằm trên một NST nên cùng phân li và cùng tổ
hợp với nhau theo NST trong quá trình giảm phân tạo giao tử và quá trình thụ tinh tạo hợp tử.
1. Liên kết gen hoàn toàn
Liên kết gen là hiện tượng các gen trên cùng một NST, cùng phân li và cùng tổ hợp với nhau theo NST
đi vào giao tử và hợp tử tương ứng, làm thành nhóm gen liên kết.
a. Đặc điểm của liên kết hoàn toàn:
+ Các gen trên cùng một NST phân ly cùng nhau tạo nhóm gen liên kết
+ Số nhóm liên kết ở mỗi loài tương ưng với số NST đơn bội (n) của loài đó.
+ Số nhóm tính trạng liên kết tương ứng với số nhóm gen liên kết.
b. Ý nghĩa
10
Nguyễn Tuyết Nhung
+ Hạn chế xuất hiện biến dị tổ hợp, đảm bảo sự duy trì bền vững từng nhóm tính trạng qui định bởi các
gen trên cùng 1 NST.
+ Đảm bảo chọn được giống có nhóm tính trạng tốt luôn đi kèm nhau trong chọn giống
2. Hoán vị gen
a. Đặc điểm của HVG
+ Các gen càng xa nhau trên NST càng dễ xảy ra HVG
+ HVG làm tăng số loại giao tử, số tổ hợp gen xuất hiện nhiều biến dị tổ hợp
+ Xảy ra vào kì trước Giảm phân I cho ra 4 loại giao tử: 2 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị
+ Tần số hoán vị gen không vượt quá 50%
b. Cơ sở tế bào học:
+ Sự trao đổi chéo giữa các cromatic khác nguồn gốc của cặp NST tương đồng dẫn đến sự chuyển đổi
(hoán vị) vị trí giữa các gen trên cùng một cặp NST tương đồng.
+ Các gen nằm càng xa nhau thì càng dễ xảy ra hoán vị.
c. Ý nghĩa
+ Làm tăng biến dị tổ hợp có ý nghĩa với tiến hóa và chọn giống
+ Nhờ HVG các gen quí của cha và mẹ có thể tổ hợp lại tạo nhóm gen liên kết có ý nghĩ trong chọn
giống và tiến hóa
3. Bản đồ di truyền
+ Bản đồ di truyền là sơ đồ phân bố các gen trên các NST của một loài.
+ Khi lặp bản đồ di truyền cần phải xác định số nhóm gen liên kết, cùng với việc xác định trình tự và
khoảng cách phân bố của các gen trong nhóm gen liên kết trên NST.
+ Đơn vị khoảng cách trên bản đồ là cM ứng với tần số HVG là 1%
V. DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH
1. Hệ thống nhiễm sắc thể giới tính:
- NST giới tính: là loại NST có chứa gen quy định giới tính (có thể chứa các gen khác)
Ở Người, Thú và Ruồi giấm: con cái XX còn con đực XY
Ở Chim, Bướm, Bò sát, Lưỡng cư: con cái XY còn con đực XX
Ở Bọ xít, Châu chấu, Rệp: con cái XX còn con đực XO
Ở Bọ Nhạy thì ngược lại: con cái XO, con đực XX
2. Đối tượng nghiên cứu của Moocgan: ruồi giấm
3. Đặc điểm chung
- Gen trên NST X không có alen trên NST Y:
+ Biểu hiện tính trạng không đều ở 2 giới
+ Xảy ra di truyền chéo: cha truyền con gái, mẹ truyền cho con trai
+ Kết quả lai thuận khác lai nghịch
+ Tính trạng lặn dễ biểu hiện ở giới có chứa NST Y
- Gen trên Y không có alen trên X:
+ Biểu hiện ở một giới duy nhất
+ Di truyền thẳng, tính trạng được truyền 100% cho giới chứa cặp NST XY
4. Cơ sở tế bào học:
Do sự phân li và tổ hợp của cặp NST giới tính dẫn đến sự phân li và tổ hợp của các gen nằm trên
NST giới tính
5. Ý nghĩa
Dựa vào tính trạng liên kết với giới tính để sớm phân biệt đực, cái và điều chỉnh tỉ lệ đực cái tùy vào
mục tiêu sản xuất.
VI. DI TRUYỀN NGOÀI NHIỄM SẮC THỂ (ngoài NST)
1. Di truyền theo dòng mẹ
Khi thụ tinh, giao tử đực chỉ truyền nhân mà không truyền tế bào chất cho trứng, do vậy các gen nằm
trong TBC (trong ty thể hoặc lục lạp) chỉ được mẹ truyền cho qua TBC của trứng.
2. Đặc điểm di truyền ngoài nhiễm sắc thể
11
Nguyễn Tuyết Nhung
- Kết quả lai thuận và lai nghịch khác nhau, trong đó con lai thường mang tính trạng của mẹ (di truyền
theo dòng mẹ). Trong di truyền qua tế bào chất, vai trò chủ yếu thuộc về tế bào chất của tế bào sinh dục cái.
- Các tính trạng di truyền không tuân theo các qui luật di truyền NST vì tế bào chất không được phân
phối đều cho các tế bào con.
- Tính trạng do gen trong tế bào chất qui định vẫn sẽ tồn tại khi thay thế nhân tế bào bằng một nhân có
cấu trúc di truyền khác.
VII. ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG LÊN SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN
1. Mối quan hệ giữa kiểu gen, môi trường và kiểu hình
- Kiểu gen, môi trường và kiểu hình có mối quan hệ mật thiết với nhau. Kiểu gen qui định khả năng phản
ứng của cơ thể trước môi trường. Môi trường tham gia vào sự hình thành kiểu hình cụ thể. Kiểu hình là kết
quả của sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường.
- Trong quá trình kiểu gen biểu hiện thành kiểu hình còn chịu ảnh hưởng của môi trường trong và ngoài
cơ thể.
2. Thường biến (sự mềm dẻo của kiểu hình)
+ Khái niệm: Thường biên là những biến đổi kiểu hình của cùng một kiểu gen, phát sinh trong đời cá thể
dưới ảnh hưởng của môi trường không do sự biến đổi trong kiểu gen.
+ Nguyên nhân: do sự tự điều chỉnh về sinh lý giúp sinh vật thích nghi với sự thay đổi của môi trường.
+ Đặc điểm: Biến đổi đồng loạt theo hướng xác định tương ứng điều kiện môi trường, không di truyền.
+ Ý nghĩa: giúp cơ thể thích nghi trước những thay đổi nhất thời của môi trường
3. Mức phản ứng
- Khái niệm: “Mức phản ứng của kiểu gen là tập hợp các kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng
với các môi trường khác nhau”
- Trong một kiểu gen, mỗi gen có mức phản ứng riêng: tính trạng chất lượng có mức phản ứng hẹp,
tính trạng số lượng có mức phản ứng rộng
- Nhận xét:
+ Kiểu gen qui định giới hạn về năng suất của một giống vật nuôi hay cây trồng
+ Kĩ thuật sản xuất qui định năng suất cụ thể của từng giống trong mức phản ứng do kiểu gen qui
định.
+ Năng suất là kết quả tác động của cả giống và kĩ thuật
* Lưu ý:
- Để xác định mức phản ứng của kiểu gen cần phải tạo ra các cá thể sinh vật có cùng kiểu gen.
- Phân tích ví dụ màu lông giống thỏ ở Hymalaya
CHƯƠNG III: DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ
I. Các đặc trưng di truyền của quần thể
1. Định nghĩa quần thể
Quần thể là một tổ chức của các cá thể cùng loài, sống trong cùng một khoảng không gian xác định,
ở vào một thời điểm xác định và có khả năng sinh ra các thế hệ con cái để duy trì nòi giống.
2. Đặc trưng di truyền của quần thể
* Vốn gen: tập hợp tất cả các alen có trong quần thể ở một thời điểm xác định, các đặc điểm của vốn
gen thể hiện thông qua các thông số là tần số alen và tần số kiểu gen
* Tần số alen: Tỉ lệ giữa số lượng alen đó trên tổng số alen của gen đó trong quần thể tại một thời
điểm xác định.
12
Nguyễn Tuyết Nhung
Nếu quần thể tần số mổi kiểu gen là: xAA + yAa + zaa
=> Tần số alen A = x + y/2, tần số alen a = z + y/2
* Tần số kiểu gen của quần thể: Tần số của một loại kiểu gen nào đó trong quần thể được tính bằng
tỉ lệ giữa số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể có trong quần thể.
Chú ý: Tùy theo hình thức sinh sản của từng loài mà các đặc trưng của vốn gen cũng như các yếu tố
làm biến đổi vốn gen của quần thể ở mỗi loài có khác nhau.
II. Cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn và giao phối gần(Quần thể tự phối).
1. Quần thể tự thụ phấn:
Thành phần kiểu gen của quần thể cây tự thụ phấn qua các thế hệ sẽ thay đổi theo hướng tăng dần tần
số kiểu gen đồng hợp tử và giảm dần tần số kiểu gen dị hợp tử.
2. Quần thể giao phối gần
* Khái niệm: Đối với các loài động vật, hiện tượng các cá thể có cùng quan hệ huyết thống giao phối
với nhau thì được gọi là giao phối gần.
=> Cấu trúc di truyền của quần thể giao phối gần sẽ biến đổi theo hướng tăng tần số kiểu gen đồng hợp tử và
giảm tỉ lệ kiểu gen dị hợp tử.
III. Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối
1. Quần thể ngẫu phối
- Quần thể được gọi là ngẫu phối khi các cá thể trong quần thể lựa chọn bạn tình để giao phối một cách
hoàn toàn ngẫu nhiên.
* Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối :
- Các cá thể giao phối tự do và ngẫu nhiên với nhau
- Đa dạng về kiểu gen và kiểu hình
- Duy trì được tần số các kiểu gen khác nhau trong quần thể không đổi qua các thế hệ trong những
điều kiện nhất định.
2. Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể
Một quần thể được gọi là đang ở trạng thái cân bằng di truyền khi tỉ lệ các kiểu gen (thành phần kiểu
gen) của quần thể tuân theo công thức sau: p
2
+ 2pq + q
2
= 1
* Định luật Hacđi –Vanbec:
- Trong những điều kiện nhất định, tấn số tương đối của các alen và thành phần kiểu gen của quần
thể ngẫu phối sẽ duy trì ổn định qua các thế hệ.
- Khi xảy ra ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng theo định luật Hacđi – Vanbec, khi đó thỏa
mãn đẳng thức: p
2
AA+ 2pq Aa+ q
2
aa = 1
Trong đó: p là tần số alen A, q là tấn số alen a, p + q = 1
Lưu ý: quần thể cho có cấu trúc di truyền: : xAA + y Aa+ zaa = 1
Nếu 2.
zx.
= y => Quần thể đạt trạng thái cần bằng di truyền
* Điều kiện nghiệm đúng của định luật:
- Quần thể phải có kích thước lớn
- Các cá thể trong quần thể phải giao phối với nhau một cách ngẫu nhiên
- Các cá thể trong quần thể phải có sức sống và khả năng sinh sản như nhau (không có chọn lọc tự
nhiên )
- Không xảy ra đột biến, nếu có thì tần số đột biến thuận bằng tần số đột biến nghịch
- Không có sự di - nhập gen
Chương IV. ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC
I. Các nguồn vật liệu chọn giống:
- Biến dị tổ hợp
- Đột biến
- ADN tái tổ hợp
13
Nguyễn Tuyết Nhung
II.Tạo giống thuần dựa trên nguồn biến dị tổ hợp
- Các gen nằm trên các NST khác nhau sẽ phân li độc lập với nhau nên các tổ hợp gen mới luôn được
hình thành trong sinh sản hữu tính.
- Các bước:
+ Tạo ra các dòng thuần chủng có kiểu gen khác nhau
+ Lai giống để tạo ra các tổ hợp gen khác nhau
+ Chọn lọc ra những tổ hợp gen mong muốn.
+ Những cá thể có tổ hợp gen mong muốn sẽ cho tự thụ phấn hoặc giao phối cận huyết sẽ tạo ra các
giống thuần chủng.
III.Tạo giống lai có ưu thế lai cao
1. Khái niệm: Là hiện tượng con lai có năng suất, sức chống chịu, khả năng sinh trưởng phát triển cao
vượt trội so với các dạng bố mẹ.
2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai
- Giả thuyết siêu trội: ở trạng thái dị hợp về nhiều cặp gen khác nhau, con lại có kiểu hình vượt trội
nhiều mặt so với dạng bố mẹ có nhiều gen ở trạng thái đồng hợp tử.
- VD: Kiểu gen AaBbCc có kiểu hình vượt trội so với AABBCC, aabbcc, AAbbCC, AABBcc
3. Phương pháp tạo ưu thế lai
- Tạo dòng thuần: cho tự thụ phấn qua nhiều thế hệ
- Lai các dòng thuần chủng khác nhau => chọn lọc các tổ hợp có ưu thế lai cao.
+ Ưu điểm: con lai có ưu thế lai cao được sử dụng vào mục đích kinh tế.
+ Nhược điểm: Tốn nhiều thời gian, công sức, ưu thế lai biểu hiện cao nhất ở F1 sau đó giảm dần
qua các thế hệ => không sử dụng con lai để làm giống.
IV. Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến:
1. Quy trình: gồm 3 bước
+ Xử lí mẫu vật bằng tác nhân đột biến thích hợp
+ Chọn lọc các cá thể đột biến có kiểu hình mong muốn
+ Tạo dòng thuần chủng
Lưu ý : phương pháp này đặc biệt có hiệu quả với vi sinh vật vì tốc độ sinh trưởng của chúng rất
nhanh, dễ dàng phân lập các dòng đột biến.
2. Một số thành tựu tạo giống ở việt nam
- Xử lí bằng các tác nhân lí hoá thu được nhiều chủng vsv, lúa, đậu tương ….có nhiều đặc tính quý.
- Sử dụng Cônxisin tạo được cây dâu tằm tứ bội (4n), sau đó lai nó với dạng lượng bội (2n) => 3n có
năng suất cao.
V. Tạo giống bằng công nghệ tế bào
1 Công nghệ tế bào thực vật: gồm Nuôi cấy mô, lai tế bào sinh dưỡng, nuôi cấy hạt phấn (hay noãn)
a. Nuôi cấy mô, tế bào: Nhân nhanh các giống cây trồng quý, tạo quần thể cây trồng đồng nhất về kiểu
gen.
b. Lai tế bào sinh dưỡng (xôma): tạo giống cây lai khác loài.
c. Nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh: Tạo giống cây thuần chủng (có kiểu gen đồng hợp tử về
tất cả các gen)
2. Công nghệ tế bào động vật
a. Nhân bản vô tính động vật
- Nhân bản vô tính ở ĐV được nhân bản từ tế bào xôma, không cần có sự tham gia của nhân tế bào
sinh dục, chỉ cân tế bào chất của noãn bào
* Các bước tiến hành :
+ Tách tế bào tuyến vú của cá thể cho nhân và nuôi trong phòng thí nghiệm; tách tế bào trứng cuả cá thể
khác và loại bỏ nhân của tế bào này.
+ Chuyển nhân của tế bào tuyến vú vào tế bào trứng đã bỏ nhân.
+ Nuôi cấy tế bào đã truyên nhân trên môi trường nhân tạo để trứng phát triển thành phôi.
+ Chuyển phôi vào tử cung của cừu mẹ khác để nó mang thai và sinh con.
* Kết quả: Tạo ra cừu con Đôly có kiểu hình giống hệt kiểu hình của cừu cho nhân.
b. Cấy truyền phôi
Lấy phôi từ động vật cho => phôi được tách thành 2 hay nhiều phần => phôi riêng biệt => cấy các
phôi vào động vật nhận (con cái) và sinh con
VI. Công nghệ gen:
14
Nguyễn Tuyết Nhung
1. Khái niệm: Công nghệ gen là quy trình công nghệ dùng để tạo ra những tế bào và sinh vật có gen bị
biến đổi hoặc có thêm gen mới, từ đó tạo ra cơ thể với những đặc điểm mới.
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen:
Kỹ thuật tạo ADN tái tổ hợp để chuyển gen từ tế bào này sang tế bào khác gọi là kỹ thuật chuyển gen
a. Tạo ADN tái tổ hợp
* Nguyên liệu:
+ Gen cần chuyển
+ Thể truyền: phân tử ADN nhỏ dạng vòng có khả năng tự nhân đôi độc lập với hệ gen của tế bào
cũng như có thể gắn vào hệ gen của tế bào. Các loại thể truyền: Plasmit (phân tử ADN nhỏ dạng vòng),
virút, NST…
+ Enzim giới hạn (restrictaza) và enzim nối (ligaza)
* Cách tiến hành:
- Tách chiết thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào
- Xử lí bằng một loại enzin giới hạn để tạo ra cùng 1 loại đầu dính
- Dùng enzim nối để gắn chúng tạo ADN tái tổ hợp (thể truyền và gen cần chuyển)
b. Đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhận
- Dùng muối canxi clorua (CaCl
2
) hoặc xung điện cao áp làm dãn màng sinh chất của tế bào để ADN
tái tổ hợp dễ dàng đi qua
c. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
- Chọn thể truyền có gen đánh dấu
- Nhờ gen đánh dấu để nhận biết các tế bào có ADN tái tổ hợp
3. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen
a. Khái niệm sinh vật biến đổi gen
- Khái niệm: là sinh vật mà hệ gen của nó đã được con người làm biến đổi cho phù hợp với lợi ích của
mình
- Cách làm biến đổi hệ gen của sinh vật:
+ Đưa thêm một gen lạ vào hệ gen của sinh vật
+ Làm biến đổi một gen đã có sẵn trong gen
+ Loại bỏ hoặc làm bất hoạt một gen nào đó trong hệ gen.
b. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen:
Đối tượng Động vật Thực vật Vi sinh vật
Thành tựu
thu được
- Chuyển gen prôtêin
người vào cừu
-Chuyển gen hoocmôn
sinh trưởng của chuột
cống vào chuột bạch→
KL tăng gấp đôi
- Chuyển gen kháng thuốc
diệt cỏ từ loài thuốc lá cảnh
vào cây bông và đậu tương.
- Tạo giống bông kháng sâu
hại.
- Tạo giống lúa có khả năng
tổng hợp ß - carôten.
- Tạo vi khuẩn kháng thể
miễn dịch cúm
- Tạo dòng vi khuẩn mang
gen mã hoá insulin của
người
- Tạo chủng vi khuẩn sản
xuất ra các sản phẩm có lợi
trong nông nghiệp
Chương V: DI TRUYỀN HỌC NGƯỜI
I.Khái niệm di truyền y học
Di truyền y học là ngành khoa học vận dụng những hiểu biết về di truyền học người vào y học, giúp
cho việc giải thích, chẩn đoán, phòng ngừa, hạn chế các bệnh, tật di truyền và điều trị trong một số trường
hợp bệnh lí.
II. Bệnh di truyền phân tử
- Khái niệm: Là những bệnh di truyền được nghiên cứu cơ chế gây bệnh ở mức độ phân tử
- Ví dụ : Bệnh phêninkêtô- niệu
+ Người bình thường: gen tổng hợp enzim chuyển hoá phêninalanin→ tirôzin
+ Người bị bệnh: gen bị đột biến không tổng hợp được enzim này nên phêninalanin tích tụ trong máu đi
lên não đầu độc tế bào thần kinh => thiểu năng trí tuệ
=>Chữa bệnh: phát hiện sớm ở trẻ → cho ăn kiêng
III. Hội chứng bệnh liên quan đế đột biến NST
15
Nguyễn Tuyết Nhung
* Các đột biến cấu trúc hay số lượng NST thướng liên quan đến nhiều gen và gây ra hàng loạt tổn
thương ở cơ quan người bệnh.
* Ví dụ :
- Đột biến cấu trúc NST: mất đoạn NST 21 hoặc 22 => ung thư máu
- Đột biến số lượng NST:
+ 3 NST số 21 (2n + 1) => Hội chứng Đao (Down xuất hiện tăng theo tuổi người mẹ sinh đẻ vì sinh
lý tế bào dễ bị rối loạn không nên có con khi ngoài 35 tuổi.)
+ XXY => Klinefelter
+ 0X => Turner
IV. Bệnh ung thư
* Khái niệm : là loại bệnh đặc trưng bởi sự tăng sinh không kiểm soát được của 1 số loại tế bào cơ thể dẫ
đến hình thành các khối u chèn ép các cơ quan trong cơ thể. Khối u được gọi là ác tính khi các tế bào của nó
có khả năng tách khỏi mô ban đầu di chuyển đến các nơi khác trong cơ thể tạo các khối u khác nhau.
* Nguyên nhân: đột biến gen, đột biến NST. Đặc biệt là đột biến xảy ra ở 2 loại gen :
- Gen quy đinh yếu tố sinh trưởng
- Gen ức chế các khối u
V. Bảo vệ vốn gen của loài người
1. Tạo môi trường trong sạch nhằm hạn chế các tác nhân gây đột biến
- Trồng cây, bảo vệ rừng
2. Tư vấn di truyền và việc sàng lọc trước sinh
- Di truyền học tư vấn có nhiệm vụ chẩn đoán, cung cấp thông tin về khả năng mắc các bệnh di truyền
ở đời con của các gia đình đã mắc các bệnh này, từ đó cho lời khuyên trong việc kết hôn, sinh đẻ, đề phòng
và hạn chế hậu quả xấu ở đời sau.
- Kỹ thuật: chẩn đoán đúng bệnh, xây dựng phả hệ người bệnh, chẩn đoán trước sinh
- Xét nghiệm trước sinh: Là xét nghiệm phân tích NST, ADN xem thai nhi có bị bệnh di truyền hay
không
- Phương pháp : + Chọc dò dịch ối; + Sinh thiết tua nhau thai
3. Liệu pháp gen
- Là việc chữa trị các bệnh di truyền bằng cách phục hồi chức năng của các gen bị đột biến, thay thế
gen bệnh bằng gen lành
- Liệu pháp gen gồm 2 biện pháp: đưa bổ sung gen lành vào cơ thể người bệnh và thay thế gen bệnh
bằng gen lành.
- Mục đích: hồi phục chức năng bình thường của tế bào hay mô, khắc phục sai hỏng di truyền, thêm
chức năng mới cho tế bào.
- Về nguyên tắc là kỹ thuật chuyển gen
- Một số khó khăn gặp phải: vi rut có thể gây hư hỏng các gen khác (không chèn gen lành vào vị trí
của gen vốn có trên NST )
VI. Một số vấn đề xã hội của di truyền học
1. Tác động xã hội của việc giải mã bộ gen người
2. Vấn đề phát sinh do công nghệ gen và công nghệ tế bào
3. Vấn đề di truyền khả năng trí tuệ
a) Hệ số thông minh (IQ)
Được xác định bằng các trắc nghiệm với các bài tập tích hợp có độ khó tăng dần
b) Khả năng trí tuệ và sự di truyền: Tính di truyền có ảnh hưởng nhất định tới khả năng trí tuệ
4. Di truyền học với bệnh AIDS
HIV sử dụng enzim phiên mã ngược để tổng hợp mạch ADN trên khuôn ARN, sau đó từ mạch ADN
này dùng làm khuôn để tổng hợp mạch ADN bổ sung.
PHẦN SÁU: TIẾN HOÁ
CHƯƠNG I: BẰNG CHỨNG VÀ CƠ CHẾ TIẾN HOÁ
I. các bằng chứng tiến hoá
1. Bằng chứng giải phẫu so sánh:
a) Cơ quan tương đồng:
- Các cơ quan ở các loài khác nhau cùng bắt nguồn từ cùng một cơ quan ở một loài tổ tiên mặc dù hiện
tại các cơ quan này giữ các chức năng khác nhau.
16
Nguyễn Tuyết Nhung
b) Cơ quan tương tự:
- Những cơ quan thực hiện các chức năng như nhau nhưng không bắt nguồn từ cùng một ngồn gốc.
2. Bằng chứng tế bào học và sinh học phân tử:
a) Bằng chứng tế bào học:
- Tất cả các sinh vật đều được cấu tạo từ tế bào, các tế bào được sinh ra từ các tế bào sống trước đó(Học
thuyết tế bào.
b) Bằng chứng sinh học phân tử:
- Các tế bào của tất cả các loài sinh vật hiện nay đều sử dụng chung một bộ mã di truyền, đều dùng cùng
20 loại axit amin để cấu tạo nên prôtêin chứng tỏ chúng tiến hoá từ một tổ tiên chung.
- Phân tích trình tự các axit amin của cùng một loại prôtêin hay trình tự các Nu của cùng một gen ở các
loài khác nhau có thể cho ta biết mối quan hệ giữa các loài.
HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ LAMC VÀ HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ ĐACUYN
I. Học thuyết tiến hoá Lamac(Giảm tải)
II. Học thuyết tiến hóa Đacuyn
1. Nguyên nhân và cơ chế tiến hóa.
- Đacuyn là người đầu tiên đưa ra khái niệm Biến dị cá thể: Các cá thể của cùng một tổ tiên mặc dù
giống với bố mẹ nhiều hơn những cá thể không họ hàng nhưng chúng vẫn khác biệt nhau về nhiều đặc điểm.
- Nguyên nhân tiến hóa: Do tác động của CLTN thông qua đặc tính biến dị và di truyền của sinh vật.
- Cơ chế tiến hóa: Sự tích lũy di truyền các biến dị có lợi, đào thải các biến dị có hại dưới tác động của
CLTN.
- Chọn lọc tự nhiên: Thực chất là sự phân hó khả năng sống sót của các cá thể trong quân thể. Đối tượng
của CLTN là các cá thể. Kết quả của quá trình CLTN tạo nên laòi sinh vật có khả năng thích nghi với môi
trường.
2. Ưu và nhược điểm trong học thuyết Đacuyn.
* Ưu điểm:
- Ông cho rằng các loài đều được tiến hóa từ tổ tiên chung.
- Sự đa dạng hay khác biệt giữa các loài sinh vật là do các loài đã tích lũy được các đặc thích nghi với
các môi trường khác nhau.
* Hạn chế:
- Chưa hiểu được nguyên nhân phát sinh biến dị và cơ chế di truyền biến dị.
- Chưa thấy được vai trò của cách li đối với việc hình thành loài mới.
Những điểm cơ bản của CLTN và CLNT
CLTN CLNT
Tiến hành - Môi trường sống - Do con người
Đối tượng - Các sinh vật trong tự nhiên - Các vật nuôi và cây trồng
Nguyên nhân
- Do điều kiện môi trường sống khác
nhau
- Do nhu cầu khác nhau của con người
Nội dung
- Những cá thể thích nghi với môi
trường sống sẽ sống sót và khả năng
sinh sản cao dẫn đến số lượng ngày
càng tăng còn các cá thể kém thích
nghi với môi trường sống thì ngược
lại.
- Những cá thể phù hợp với nhu cầu của
con người sẽ sống sót và khả năng sinh
sản cao dẫn đến số lượng ngày càng tăng
còn các cá thể không phù hợp với nhu
cầu của con người thì ngược lại.
Thời gian - Tương đối dài - Tương đối ngắn
Kết quả
- Làm cho sinh vật trong tự nhiên
ngày càng đa dạng phong phú.
- Hình thành nên loài mới. Mỗi loài
thích nghi với một môi trường sống
nhất định.
- Làm cho vật nuôi cây trồng ngày càng
đa dạng phong phú.
- Hình thành nên các nòi thứ mới( giống
mới). Mỗi dạng phù hợp với một nhu cầu
khác nhau của con người.
17
Nguyễn Tuyết Nhung
HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ TỔNG HỢP
I. Quan niệm tiến hoá và nguồn nguyên liệu tiến hóa
1. Tiến hoá nhỏ và tiến hoá lớn
- Tiến hoá nhỏ là quá trình biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể (biến đổi về tần số alen và thành phần
kiểu gen của quần thể).
- Sự biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể đến một lúc làm xuất hiện sự cách li sinh sản với quần thể gốc
→ hình thành loài mới.
- Tiến hoá nhỏ diễn ra trên quy mô nhỏ, trong phạm vi một loài.
- Thực chất tiến hoá lớn là quá trình biến đổi trên quy mô lớn , trải qua hàng triệu năm , làm xuất hiện các
đơn vị phân loại trên loài như : chi , họ , bộ , lớp , ngành.
2. Nguồn biến dị di truyền của quần thể
- Nguồn nguyên liệu cung cấp cho quá trình tiến hoá là các biến dị di truyền ( BDDT ) và do di nhập gen.
- Biến dị di truyền + Biến dị đột biến ( biến dị sơ cấp )
+ Biến dị tổ hợp ( biến dị thứ cấp )
II. Các nhân tố tiến hoá
1. Đột biến
- Đột biên làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen trong quần thể → là nhân tố tiến hoá.
- Đột biến đối với từng gen là nhỏ từ 10
-6
– 10
-4
nhưng trong cơ thể có nhiều gen nên tần số đột biền về một
gen nào đó lại rất lớn.
- Đột biến gen cung cấp nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hoá.
2. Di - nhập gen.
- Di nhập gen là hiện tượng trao đổi các cá thể hoặc giao tử giữa các quần thể.
- Di nhập gen làm thay đổi thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể, làm xuất hiện alen mới trong
quần thể.
3. Chọn lọc tự nhiên ( CLTN ).
- CLTN là quá trình phân hoá khả năng sống sót và sinh sản của các cá thể với các kiểu gen khác nhau trong
quần thể.
- CLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình và gián tiếp làm biến đổi tần số kiểu gen, tần số alen của quần thể.
- CLTN quy định chiều hướng tiến hoá. CLTN là một nhân tố tiến hoá có hướng.
- Tốc độ thay tần số alen tuỳ thuộc vào
+ Chọn lọc chống gen trội.
+ Chọn lọc chống gen lặn.
4. Các yếu tố ngẫu nhiên.
- Làm thay đổi tần số alen theo một hướng không xác định.
- Sự biến đổi ngẫu nhiên về cấu trúc di truyền hay xảy ra với những quần thể có kích thước nhỏ
5. Giao phối không ngẫu nhiên (giao phối có chọn lọc, giao phối cận huyết, tự phối).
- Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen của quần thể nhưng lại làm thay đổi thay đổi
thành phần kiểu gen theo hướng tăng dần thể đồng hợp, giảm dần thể dị hợp.
- Giao phối không ngẫu nhiên cũng là một nhân tố tiến hoá.
- Giao phối không ngẫu nhiên làm nghèo vốn gen của quần thể, giảm sự đa dạng di truyền.
LOÀI
I.Khái niệm loài sinh học.
1.Khái niệm: Loài sinh học là một hoặc một nhóm quần thể gồm các cá thể có khả năng giao phối với
nhau trong tự nhiên và sinh ra con có sức sống, có khả năng sinh sản và cách li sinh sản với các nhóm quần
thể khác
2. Các tiêu chuẩn phân biệt 2 loài
- Tiêu chuẩn hình thái
-Tiêu chuẩn hoá sinh
-Tiêu chuẩn cách li sinh sản
Để phân biệt hai quần thể thuộc hai loài khác nhau hay cùng một loài sử dụng têu chuẩn cách li sinh sản là
chính xác nhất. Trường hợp hai quần thể có đặc điểm hình thái giống nhau, cùng sống trong khu vực địa lí.
Không giao phối với nhau hoặc có giao phối nhưng lại sinh ra đời con bất thụ thuộc hai quần thể đó thuộc
hai loài khác nhau.
18
Nguyễn Tuyết Nhung
II.Các cơ chế cách li sinh sản giữa các loài
1.Khái niệm:
-Cơ chế cách li là chướng ngại vật làm cho các sinh vật cách li nhau
-Cách li sinh sản là các trở ngại (trên cơ thể sinh vật ) sinh học ngăn cản các cá thể giao phối với nhau hoặc
ngăn cản việc tạo ra con lai hữu thụ ngay cả khi các sinh vật này cùng sống một chỗ
2.Các hình thức cách li sinh sản
Hình
thức
Nội dung
Cách li trước hợp tử Cách li sau hợp tử
Khái
niệm
Những trở ngại ngăn cản sinh vật giao phối với
nhau
Những trở ngại ngăn cản việc tạo ra con lai
hoặc ngăn cản tạo ra con lai hữu thụ
đặc điểm -Cách li nơi ở các cá thể trong cùng một sinh
cảnh không giao phối với nhau
-Cách li tập tính các cá thể thuộc các loài có
những tập tính riêng biệt không giao phối với
nhau
-Cách li mùa vụ các cá thể thuộc các loài khác
nhau có thể sinh sản vào các mùa vụ khác
nhau nên chúng không có điều kiện giao phối
với nhau.
-Cách li cơ học: các cá thể thuộc các loài khác
nhau nên chúng không giao phối được với
nhau
Con lai có sức sống nhưng không sinh sản hữu
tính do khác biệt về cấu trúc di truyền mất
cân bằng gen giảm khả năng sinh sản
Cơ thể bất thụ hoàn toàn
Vai trò -đóng vai trò quan trọng trong hình thành loài
-duy trì sự toàn vẹn của loài.
QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH LOÀI
I. Hình thành loài khác khu vực địa lý.
- Vai trò của cách ly địa lý trong quá trình hình thành loài mới.
+ Cách ly địa lý là những trở ngại địa lý làm cho các cá thể của các quần thể bị cách ly và không thể giao
phối với nhau.
+ Các ly địa lý có vai trò duy trì sự khác biệt về vốn gen giữa các quần thể do các nhân tố tiến hóa tạo ra.
- Do các quần thể được sống cách biệt trong nhưng khu vực địa lý khác nhau nên chọn lọc tự nhiên và các
nhân tố tiến hóa khác có thể tạo nên sự khác biệt về vốn gen giữa các quần thể khi sự khác biệt về di truyền
giữa các quần thể được tích tụ dẫn đến xuất hiện sự cách ly sinh sản thì loài mới được hình thành.
II. Hình thành loài cùng khu vực địa lí :
1. Hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái :
a. Hình thành loài bằng cách li tập tính:
Các cá thể của 1 quần thể do đột biến có được KG nhất định làm thay đổi 1 số đặc điểm liên quan tới tập
tính giao phối thì những cá thể đó sẽ có xu hướng giao phối với nhau tạo nên quần thể cách li với quần thể
gốc.Lâu dần , sự khác biệt về vốn gen do giao phối không ngẫu nhiên cũng như các nhân tố tiến hoá khác
cùng phối hợp tác động có thể sẽ dẩn đến sự cách li sinh sản và hình thành nên loài mới.
b. Hình thành loài bằng cách li sinh thái:
Hai quần thể của cùng một loài sống trong 1 khu vực địa lí nhưng ở hai ổ sinh thái khác nhau thì lâu dần có
thể dẫn đến cách li sinh sản và hình thành loài mới.
2. Hình thành loài nhờ lai xa và đa bội hoá
- Lai xa là phép lai giữa 2 cá thể thuộc 2 loài khác nhau, hầu hết cho con lai bất thụ.
- Tuy nhiên trong trường hợp cây sinh sản vô tính lại có thể hình thành loài mới bằng lai xa.
- Đa bội hóa hay còn gọi là song nhị bội là trường hợp con lai khác loài được đột biến làm nhân đôi toàn
bộ bộ NST.
- Loài mới được hình thành nhờ lai xa kèm đa bội hóa có bộ NST lưỡng bội của cả loài bố và mẹ nên
chúng giảm phân bình thường và hoàn toàn hữu thụ.
- Thường xảy ra đối với các loài thực vật.
19
Nguyễn Tuyết Nhung
NGUỒN GỐC SỰ SỐNG
I. Tiến hóa hóa học
- Quá trình hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ.
- Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ.
- Cơ chế nhân đôi ADN, tổng hợp ARN.
- Cơ chế dịch mã tổng hợp Protein.
II. Tiến hóa tiền sinh học
- Các đại phân tử xuất hiện trong nước và tập trung với nhau, các phân tử lipit do đặc tính kị nước sẽ hình
thành lớp màng bao bọc các đại phân tử hữu cơ => giọt nhỏ (Côaxecva). Các Côaxecv có khả năng trao đổi
chất, khả năng phân chia và duy trì thành phần hoá học được CLTN giữ lại hình thành các tế bào sơ khai.
- Từ các tế bào sơ khai qua quá trình tiến hóa sinh học hình thành các loài ngày nay.
SỰ PHÁT TRIỂN SỰ SỐNG QUA CÁC ĐẠI ĐỊA CHẤT
I. Hóa thạch
1. Định nghĩa Hóa thạch là di tích của sinh vật sống trong các thời đại trước, tồn tại trong các lớp đất đá.
2. Sự hình thành hóa thạch
Sinh vật chết đi, phần mềm bị phân hủy, phần cứng còn lại trong đất. Đất bao phủ ngoài tạo khoảng
trống. Các chất khoáng lấp đầy khoảng trống, hình thành hóa thạch.
Sinh vật được bảo tồn nguyên vẹn trong băng, hổ phách, không khí khô
3. Ý nghĩa
- Xác định được lịch sử xuất hiện, phát triển, diệt vong của sinh vật.
- Xác định tuổi của các lớp đất đá chứa chúng và ngược lại.
- Nghiên cứu lịch sử của vỏ quả đất.
II. Sự phân chia thời gian địa chất
1. Phương pháp xác định tuổi đất và hóa thạch
- Dựa vào lượng sản phẩm phân rã của các nguyên tố phóng xạ (Ur
235
, K
40
) => chính xác đến vài triệu năm
=> được sử dụng để xác định mẫu có độ tuổi hàng tỉ năm.
- Dựa vào lượng C đồng vị phóng xạ (C
12
, C
14
) => chính xác vài trăm năm => được sử dụng đối với mẫu có
độ tuổi < 50000 năm.
2. Căn cứ phân định thời gian địa chất
- Dựa vào những biến đổi lớn về địa chất, khí hậu để phân định mốc thời gian địa chất.
- Dựa vào những hóa thạch điển hình.
=> Chia làm 5 đại: Thái cổ, Nguyên sinh, Cổ sinh, Trung sinh, Tân sinh.
SỰ PHÁT SINH LOÀI NGƯỜI
I. Quá trình phát sinh loài người hiện đại.
1. Bằng chứng về nguồn gốc động vật của loài người.
a. Sự giống nhau giữa người và thú.
Giải phẫu so sánh. Người và thú giống nhau về thể thức cấu tạo
- Bộ xương gồm các phần tương tự, nội quan có lông mao, răng phân hóa (cửa, nanh, hàm), đẻ con và nuôi
con bằng sữa.
- Cơ quan thoái hóa: ruột thừa, nếp thịt ở khóe mắt
Bằng chứng phôi sinh học: Phát triển phôi người lặp lại các giai đoạn phát triển của động vật. Hiện
tượng lại giống
Bằng chứng tế bào và sinh học phân tử
KL: chứng tỏ người và thú có chung 1 nguồn gốc.
Thuộc lớp thú (Mammalia) Bộ linh trưởng (Primates)- Họ người (Homonidae)- Chi người (Homo)- Loài
người (Homo sapiens)
2. Các dạng vượn người hóa thạch và quá trình hình thành loài người.
20
Homo
H. habilis
(người khéo léo)
H. erectus
(người đúng thẳng)
H. sapiens
(người hiện đại)
H. neanderthalensis
(Đã tuyệt chủng)
Nguyễn Tuyết Nhung
- Từ loài vượn người cổ đại Tiến hóa hình thành nên chi Homo để rồi sau đó tiếp tục tiến hóa hình thành
nên loài người H.Sapiens (H.habilis H.erectus H.sapiens)
II. Người hiện đại và sự tiến hóa văn hóa
Người hiện đại có đặc điểm: Bộ não lớn trí tuệ phát triển.
Có tiếng nói phép phát triển tiếng nói.
Bàn tay với các ngón tay linh hoạt giúp chế tạo và sử dụng công cụ lao động
⇒ Có được khả năng tiến hóa văn hóa: Di truyền tín hiệu thứ 2 (truyền đạt k/nghiệm )→ XH ngày càng
phát triển (từ công cụ bằng đá→ sử dụng lửa→ tạo quần áo→ chăn nuôi, trồng trọt KH,CN
- Nhờ có t.hóa văn hóa mà con người nhanh chóng trở thành loài thống trị trong tự nhiên, có ảnh hưởng
nhiều đến sự t,hóa của các loài khác và có khả năng điều chỉnh chiều hướng tiến hóa của chính mình.
PHẦN BẢY : SINH THÁI HỌC
CHƯƠNG I. CÁ THỂ VÀ QUẦN THỂ SINH VẬT
MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
I. môi trường sống và các nhân tố sinh thái.
1.Khái niệm và phân loại môi trường
a.Khái niệm: Môi trường sống của sinh vật là bao gồm tất cả các nhân tố xung quanh sinh vật,có tác động
trực tiếp hoặc gián tiếp làm ảnh hưởng tới sự tồn tại, sinh trưởng, phát triển và mọi hoạt động của sinh vật.
b.Phân loại Môi trường nước, Môi trường đất, môi trường không khí, Môi trường sinh vật
2.Các nhân tố sinh thái
a.Nhân tố sinh thái vô sinh:(nhân tố vật lí và hóa học) khí hậu,thổ nhưỡng ,nước và địa hình
b.Nhân tố hữu sinh: vi sinh vật, nấm, động vật, thực vật và con người.
II.Giới hạn sinh thái.
1. Giới hạn sinh thái: là khoảng giá trị xác định của một nhân tố sinh thái mà trong khoảng đó sinh vật có
thể tồn tại và phát triển.
- Khoảng thuận lợi: là khoảng của các nhân tố sinh thái ở mức độ phù hợp cho sinh vật sinh thực hiện các
chức năng sống tốt nhất
- Khoảng chống chịu: khoảng của các nhân tố sinh thái gây ức chế cho hoạt động sống của sinh vật.
2. ổ sinh thái :Là không gian sinh thái mà ở đó những điều kiện môi trường quy định sự tồn tại và phát
triển không hạn định của cá thể của loài.
- ổ sinh thái gồm: ổ sinh thái riêng và ổ sinh thái chung
- Sinh vật sống trong một ổ sinh thái nào đó thì thường phản ánh đặc tính của ổ sinh thái đó thông qua
những dấu hiệu về hình thái của chúng
- Nơi ở: là nơi cư trú của một loài
III. Sự thích nghi của sinh vật với môi trường sống.
1.Thích nghi của sinh vật với ánh sáng
- Thực vật thích nghi khác nhau với điều kiện chiếu sáng của môi trường.
Có hai nhóm cây chính:cây ưa sáng và cây ưa bóng
- Động vật:dùng ánh sáng để định hướng,hình thành hướng thích nghi:ưa hoạt động ban ngày và ưa hoạt
động ban đêm.
2.Thích nghi của sinh vật với nhiệt độ
a. Quy tắc về kích thước cơ thể: Động vật đẳng nhiệt vùng ôn đới có kích thước > động vật cùng loài ở
vùng nhiệt đới
b. Quy tắc về kích thước các bộ phận tai ,đuôi, c
QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ CÁC MỐI QUAN HỆ
GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ
I. Quần thể sinh vật và quá trình hình thành quần thể sinh vật
1. Quần thể sinh vật
Là tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sinh sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời gian
nhất định, có khả năng sinh sản và tạo ra thế hệ mới
2.Quá trình hình thành quần thể sinh vật.
Cá thể phát tán môi trường mới CLTN tác động cá thể thích nghi quần thể
II. Quan hệ giữa các cá thể trong quần thể sinh vật
21
Nguyễn Tuyết Nhung
1. Quan hệ hỗ trợ: quan hệ giữa các cá thể cùng loài nhằm hỗ trợ nhau trong các hoạt động sống
-Ví dụ:hiện tượng nối liền rễ giữa các cây thông
Chó rừng thường quần tụ từng đàn
-ý nghĩa: + đảm bảo cho quần thể tồn tạ ổn định
+ khai thác tối ưu nguồn sống
+ tăng khả năng sống sót và sinh sản
2. Quan hệ cạnh tranh: quan hệ giữa các cá thể cùng loài cạnh tranh nhau trong các hoạt động sống.
-Ví dụ: thực vật cạnh tranh ánh sang, động vật cạnh tranh thức ăn,nơi ở,bạn tình.
-ý nghĩa: + duy trì mật độ cá thể phù hợp trong quần thể
+ đảm bảo và thúc đẩy quần thể phát triển
CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN THỂ
I. Tỉ lệ giới tính
Tỉ lệ giới tính: là tỉ lệ giữa số lượng các thể đực và cái trong quần thể
Tỉ lệ giới tính thay đổi và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: môi trường sống, mùa sinh sản, sinh lý
Tỉ lệ giới tính của quần thể là đặc trưng quan trọng đảm bảo hiệu quả sinh sản của quần thể trong điều kiện
môi trường thay đổi.
II. Nhóm tuổi
Quần thể có các nhóm tuổi đặc trưng nhưng thành phần nhóm tuổi của quần thể luôn thay đổi tùy thuộc
vào từng loài và điều kiện sống của môi trường.
III/ Sự phân bố cá thể
Có 3 kiểu phân bố
+ Phân bố theo nhóm
+ Phân bố đồng điều
+ Phân bố ngẫu nhiên
IV. Mật độ cá thể
Mật độ các thể của quần thể là số lượng các thể trên một đơn vị diện tích hay thể tích của quần thể.
Mật độ cá thể có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống trong môi trường, tới khả năng sinh sản và tử
vong của cá thể.
V. Kích thước của quần thể sinh vật
1.Kích thước tối thiểu và kích thước tối đa
- Kích thước của của quần thể là số lượng cá thể đặc trưng (hoặc khối lượng hay năng lượng tích lũy trong
các cá thể) phân bố trong khoảng không gian của quần thể.
- Ví dụ: quần thể voi 25 con, quần thể gà rừng 200 con.
- Kích thước tối thiểu là số lượng cá thể ít nhất mà quần thể cần có để duy trì và phát triển
- Kích thước tối đa là giới hạn cuối cùng về số lượng mà quần thể có thể đạt được, phù hợp với khả năng
cung cấp nguồn sống của môi trường
2.Những nhân tố ảnh hưởng tới kích thước của quần thể sinh vật
a. Mức độ sinh sản của quần thể
Là số lượng cá thể của quần thể được sinh ra trong 1 đơn vị thời gian
b. Mức tử vong của quần thể
Là số lượng cá thể của quần thể bị chết trong 1 đơn vị thời gian
c. Phát tán cá thể của quần thể
- Xuất cư là hiện tượng 1 số cá thể rời bỏquần thể đến nơi sống mới.
- Nhập cư là hiện tượng 1 số cá thể nằm ngoài quần thể chuyển tới sống trong quần thể
VI.Tăng trưởng của quần thể
- Điều kiện môi trường thuận lợi:
Tăng trưởng theo tiềm năng sinh học (đường cong tăng trưởng hình chữ J)
- Điều kiện môi trường không hoàn toàn thuận lợi: Tăng trưởng của quần thể giảm (đường cong tăng trưởng
hình chữ S)
VII. Tăng trưởng của quần thể Người
- Dân số thế giới tăng trưởng liên tục trong suốt quá trình phát triển lịch sử
- Dân số tăng nhanh là nguyên nhân chủ yếu làm cho chất lượng môi trường giảm sút, ảnh hưởng đến
chất lượng cuộc sống của con người.
BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ CỦA QUẦN THỂ
I. Biến động số lượng cá thể
22
Nguyễn Tuyết Nhung
1.Khái niệm
Biến động số lượng cá thể của quần thể là sự tăng hoặc giảm số lượng cá thể
2. Các hình thức biến động số lượng cá thể
a. Biến động theo chu kỳ
Biến động số lượng cá thể của quần thể theo chu kỳ là biến động xảy ra do những thay đổi có chu kỳ của
điều kiện môi trường
b. Biến động số lượng không theo chu kỳ
Biến động số lượng cá thể của quàn thể không theo chu kỳ là biến động xảy ra do những thay đổi bất
thường của môi trường tự nhiên hay do hoạt động khai thác tài nguyên quá mức của con người gây nên
II. Nguyên nhân gây ra biến động và sự điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể
1.Nguyên nhân gây biến động số lượng cá thể của quần thể
a. Do thay đổi của các nhân tố sinh thái vô sinh ( khí hậu, thổ nhưỡng)
- Nhóm các nhân tố vô sinh tác động trực tiếp lên sinh vật mà không phụ thuộc vào mật độ cá thể trong quần
thể nên còn được gọi là nhóm nhân tố không phụ thuộc mật độ quần thể
- Các nhân tố sinh thái vô sinh ảnh hưởng đến trạng thái sinh lí của các cá thể. Sống trong điều kiện tự nhiên
không thuận lợi, sức sinh sản của cá thể giảm, khả năng thụ tinh kém, sức sống của con non thấp
b. Do sự thay đổi các nhân tố sinh thái hữu sinh (cạnh tranh giữa các cá thể cùng đàn, số lượng kẻ thù ăn
thịt)
- Nhóm các nhân tố hữu sinh luôn bị chi phối bởi mật độ cá thể của quần thể nên gọi là nhóm nhân tố sinh
thái phụ thuộc mật độ quần thể
- Các nhân tố sinh thái hữu tính ảnh hưởng rất lớn tới khả năng tìm kiếm thức ăn, nơi ở.
2. Sự điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể
- Quần thể sống trong môi trường xác định luôn có xu hướng tự điều chỉnh số lượng cá thể bằng cách làm
giảm hoặc làm tăng số lượng cá thể của quần thể
- Điều kiện sống thuận lợi " quần thể tăng mức sinh sản + nhiều cá thể nhập cư tới " kích thước quần thể
tăng.
- Điều kiện sống không tuận lợi " quần thể giảm mức sinh sản + nhiều cá thể xuất cư " kích thước quần
thể giảm.
3. Trạng thái cân bằng của quần thể
Trạng thái cân bằng của quần thể là trạng thái số lượng cá thể ổn định và cân bằng với khả năng cung cấp
nguồn sống của môi trường.
CHƯƠNG II. QUẦN XÃ SINH VẬT
QUẦN XÃ SINH VẬT VÀ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ
I/. Khái niệm về quần xã sinh vật:
Quần xã sinh vật là một tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, cùng sống trong một
không gian và thời gian nhất định.
- Các sinh vật trong quần xã gắn bó với nhau như một thể thống nhất do vậy Quần xã có cấu trúc tương đối
ổn định.
- Các sinh vật trong quần xã thích nghi với môi trường sống của chúng.
II/. Một số số đặc trưng cơ bản của quần xã.
1/. Đặc trưng về thành phần loài trong quần xã.
Thể hiện qua: Số lượng loài và số lượng cá thể của mỗi loài: là mức độ đa dạng của quần xã, biểu thị sự biến
động, ổn định hay suy thoái của quần xã.
* Loài ưu thế và loài đặc trưng
- Loài ưu thế là loài có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoặc do hoạt động của chúng mạnh.
- Loài đặc trưng là loài chỉ có ở một quần xã nào đó hoặc loài có số lượng nhiều hơn hẳn các loài khác trong
quần xã.
2/. Đặc trưng về phân bố cá thể trong không gian của quần xã
- Phân bố theo chiều thẳng đứng
- Phân bố theo chiều ngang
III/. Quan hệ giữa các loài trong quần xã.
1. Các mối quan hệ sinh thái
Gồm quan hệ hỗ trợ và đối kháng
- Quan hệ hỗ trợ đem lại lợi ích hoặc ít nhất không có hại ho các loài khác gồm các mối quan hệ: Cộng sinh,
hội sinh, hợp tác
23
Nguyễn Tuyết Nhung
- Quan hệ đối kháng là quan hệ giữa một bên là loài có lợi và bên kia là loại có hại, gồm các mối quan hệ:
Cạnh tranh, ký sinh, ức chế, cảm nhiễm, sinh vật này ăn sinh vật khác
2. Hiện tượng khống chế sinh học
Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể của một loài bị khống chế ở một mức nhất định do quan
hệ hỗ trợ hoặc đối kháng giữa các loài trong quần xã
DIỄN THẾ SINH THÁI
I. Khái niệm về diễn thế sinh thái
Diễn thế sinh thái là quá trình biến đổi tuần tự của quần xã qua các giai đoạn tương ứng với sự biến đổi của
môi trường.
II. Các loại diễn thế sinh thái
1. Diễn thế nguyên sinh
- Diễn thế nguyên sinh là diễn thế khởi đầu từ môi trường chưa có sinh vật.
- Quá trình diễn thế diễn ra theo các giai đoạn sau:
+ Giai đoạn tiên phong: Hình thành quần xã tiên phong
+ Giai đoạn giữa:giai đoạn hỗn hợp, gồm các quần xã thay đổi tuần tự
+ Giai đoạn cuối: Hình thành quần xã ổn định
2. Diễn thế thứ sinh:
- Diễn thế thứ sinh là diễn thế xuất hiện ở môi trường đã có một quần xã sinh vật sống.
- Quá trình diễn thế diễn ra theo sơ đồ sau:
+ Giai đoạn đầu: Giai đoạn quần xã ổn định
+ Giai đoạn giữa: Giai đoạn gồm các quần xã thay đổi tuần tự.
+ Giai đoạn cuối: Hình thành quần xã ổn đinh khác hoặc quần xã bị suy thoái.
III. Nguyên nhân gây ra diễn thế
1. Nguyên nhân bên ngoài: Do tác động mạnh mẽ của ngoại cảnh lên quần xã.
2. Nguyên nhân bên trong: sự cạnh trang gay gắt giữa các loài trong quần xã.
IV. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu diễn thế sinh thái:
Nghiên cứu diễn thế sinh thái giúp chúng ta có thể hiểu biết được các quy luật phát triển của quần xã sinh
vật, dự đoán đước các quần xã tồn tại trước đó và quần xã sẽ thay thế trong tương lai. Từ đó có thể chủ động
xây dựng kế hoạch trong việc bảo vệ và khai thác hợp lí các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Đồng thời, có thể
kịp thời đề xuất các biện pháp khắc phục những biến đổi bất lợi của môi trường, sinh vật và con người.
HỆ SINH THÁI
I. Khái niệm hệ sinh thái
Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh
VD: Hệ sinh thái ao hồ,đồng ruộng, rừng……
Hệ sinh thái là một hệ thống sinh học hoàn chỉnh và tương đối ổn định nhờ các sinh vật luôn tác động lẫn
nhau và đồng thời tác động qua lại với các thành phần vô sinh
Trong hệ sinh thái, trao đổi chất và năng lượng giữa các sinh vật trong nội bộ quần xã và giữa quần xã –
sinh cảnh chúng biểu hiện chức năng của một tổ chức sống.
II. Các thành phấn cấu trúc của hệ sinh thái
Gồm có 2 thành phần
1. Thành phần vô sinh ( sinh cảnh )
+ Các yếu tố khí hậu
+ Các yếu tố thổ nhưỡng
+ Nước và xác sinh vật trong môi trường
2. Thành phần hữu sinh ( quần xã sinh vật )
Thực vật, động vật và vi sinh vật
Tuỳ theo chức năng dinh dưỡng trong hệ sinh thái chúng được xếp thành 3 nhóm
+ Sinh vật sản xuất: …
+ Sinh vật tiêu thụ: …
+ Sinh vật phân giải: …
III. Các kiểu hệ sinh thái trên trái đất
Gồm hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo
1. Hệ sinh thái tự nhiên: gồm: Trên cạn, Dưới nước
2. Hệ sinh thái nhân tạo: Hệ sinh thái nhân tạo đóng góp vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống của con
người vì vậy con người phải biết sử dụng và cải tạo1 cách hợp lí.
24
Nguyễn Tuyết Nhung
TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI
I- Trao đổi vật chất trong quần xã sinh vật
1. Chuỗi thức ăn
- Một chuỗi thức ăn gồm nhiều loài có quan hệ dinh dưỡng với nhau và mỗi loài là một mắt xích của chuỗi.
- Trong một chuỗi thức ăn, một mắt xích vừa có nguồn thức ăn là mắt xích phía trước, vừa là nguồn thức ăn
của mắt xích phía sau.
- Trong hệ sinh thái có hai loại chuỗi thức ăn:
+ Chuỗi thức ăn gồm các sinh vật tự dưỡng, sau đến là động vật ăn sinh vật tự dưỡng và tiếp nữa là động vật
ăn động vật.
+ Chuỗi thức ăn gồm các sinh vật phân giải mùn bã hữu cơ, sau đến các loài động vật ăn sinh vật phân giải
và tiếp nữa là các động vật ăn động vật.
2. Lưới thức ăn
- Lưới thức ăn gồm nhiều chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung.
- Quần xã sinh vật càng đa dạng về thành phần loài thì lưới thức ăn trong quần xã càng phức tạp.
3. Bậc dinh dưỡng
- Tập hợp các loài sinh vật có cùng mức dinh dưỡng hợp thành một bậc dinh dưỡng.
- Trong quần xã có nhiều bậc dinh dưỡng:
+ Bậc dinh dưỡng cấp 1 (Sinh vật sản xuất)
+ Bậc dinh dưỡng cấp 2 (Sinh vật tiêu thụ bậc 1)
+ Bậc dinh dưỡng cấp 3 (Sinh vật tiêu thụ bậc 2)
…………………………………………………
II. Tháp sinh thái
Khái niệm - Tháp sinh thái bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau, các hình chữ nhật có chiều cao
bằng nhau, còn chiều dài thì khác nhau biểu thị độ lớn của mỗi bậc dinh dưỡng.
- Để xem xét mức độ dinh dưỡng ở từng bậc dinh dưỡng và toàn bộ quần xã, người ta xây dựng các tháp
sinh thái
- Có ba loại tháp sinh thái:
Tháp số lượng, Tháp sinh khối, Tháp năng lượng.
CHU TRÌNH SINH ĐỊA HÓA VÀ SINH QUYỂN
I- Trao đổi vật chất qua chu trình sinh địa hóa
- Chu trình sinh địa hoá là chu trình trao đổi các chất trong tự nhiên.
- Một chu trình sinh địa hoá gồm có các phần: tổng hợp các chất, tuần hoàn vật chất trong tự nhiên, phân
giải và lắng đọng một phần vật chất trong đất, nước.
II- Một số chu trình sinh địa hoá
1/ Chu trình cacbon
- Cacbon đi vào chu trình dưới dạng cabon điôxit ( CO
2
).
- Thực vật lấy CO
2
để tạo ra chất hữu cơ đầu tiên thông qua quang hợp.
- khi sử dụng và phân hủy các hợp chất chứa cacbon, sinh vật trả lại CO
2
và nước cho môi trường
- Nồng độ khí CO
2
trong bầu khí quyển đang tăng gây thêm nhiều thiên tai trên trái đất.
2/ Chu trình nitơ
- Thực vật hấp thụ nitơ dưới dạng muối amôn (NH
4
+
) và nitrat (NO
3
-
).
- Các muồi trên được hình thành trong tự nhiên bằng con đường vật lí, hóa học và sinh học.
- Nitơ từ xác sinh vật trở lại môi trường đất, nước thông qua hoạt động phân giải chất hữu cơ của vi khuẩn,
nấm,…
- Hoạt động phản nitrat của vi khuẩn trả lại một lượng nitơ phân tử cho đất, nước và bầu khí quyển.
3/ Chu trình nước
- Nước mưa rơi xuống đất, một phần thấm xuống các mạch nước ngầm, một phần tích lũy trong sông , suối,
ao , hồ,…
- Nước mưa trở lại bầu khí quyển dưới dạng nước thông qua hoạt động thoát hơi nước của lá cây và bốc hơi
nước trên mặt đất.
III. Sinh quyển
1. Khái niệm Sinh Quyển
Sinh quyển là toàn bộ sinh vật sống trong các lớp đất, nước và không khí của trái đất.
2. Các khu sinh học trong sinh quyển
- Khu sinh học trên cạn: đồng rêu đới lạnh, rừng thông phương Bắc, rừng rụng lá ôn đới,…
25