Bài giảng sinh học đại cương phần sự tiến hóa

Chương 5. Sự tiến hóa
1. Khái niệm
2. Nguồn gốc sự sống
3. Các giới sinh vật
4. Học thuyết tiến hóa của Lamac
5. Học thuyết tiến hóa của Dacuyn
6. Quần thể và sự di truyền quần thể
7. Quan niệm hiện nay về Tiến hóa
- Nguyên liệu của quá trình tiến hóa
- Động lực của quá trình tiến hóa
- Sự cách ly và nguồn gốc các loài
- Cơ chế hình thành loài
1. Khái niệm chung
-
Tiến hoá: Những biến đổi dần dần của các quần
thể SV trong thời gian dài; biểu hiện= những đặc
điểm mới và sự hình thành loài mới.
-
Học thuyết tiến hoá: Nghiên cứu quy luật phát
triển lịch sử của giới hữu cơ (nguồn gốc các
loài; fát triển cá thể; quan hệ của fát triển)
-
Những v/đ chính: Bằng chứng/nguyên
nhân/phương thức/chiều hướng; giải thích sự đa
dạng của giới hữu cơ và sự thích nghi của sinh
vật với các điều kiện sống
2. Nguồn gốc sự sống
Học thuyết về sự sống điển hình nhất là của Oparin (cuốn
“nguồn gốc sự sống”, 1934)
•
Sự sống đầu tiên được xuất hiện từ vật chất vô cơ, trải

qua 4 giai đoạn
-
Tổng hợp các chất hữu cơ đơn giản : a.a; nucleotit
-
Trùng hợp các đại phân tử: A. nucleic; protein
-
Hình thành các đại phân tử tự tái bản: Đầu tiên là ARN,
sau là ADN, hình thành mối quan hệ: ADN- ARN-Protein
-
Hình thành tế bào nguyên thủy: Hình thành hạt Coaxecva,
hình thành màng (pr+lipit) ngăn cách với môi trường. Các
hạt có thể tích lũy năng lượng, sinh trưởng và phân chia.
Hình thành t/b nguyên thủy= procaryota; sau đó t/b
Eucaryota hình thành = phức tạp hóa cấu trúc
3. Các giới sinh vật
Hệ thống phân loại 5 giới theo R.H. Whitaker, 1969
•
Giới Monera: Sinh vật tiền nhân. Bao gồm: Vi
khuẩn, tảo lam, vi khuẩn cổ.
•
Giới Protista: Sinh vật nhân chuẩn, đa số đơn
bào, một số đa bào
•
Giới nấm: Sinh vật nhân chuẩn, không có lục
lạp, sống dị dưỡng, hoại sinh. Cơ thể = hệ sợi
mảnh, sinh sản = bào tử
•
Giới thực vật: SV nhân chuẩn, đa bào, có lục
lạp, quang hợp, sống tự dưỡng.
•

Giới động vật: SV nhân chuẩn, đa bào không có
lục lạp, sống dị dưỡng
4. Học thuyết tiến hoá của Lamac
•
Lamac là nhà tự nhiên học người Pháp (1744-1829);
Quan điểm tiến hóa được thể hiện trong cuốn “Triết học
động vật”, 1809. Những nội dung chính:
-
Sự biến đổi của loài: Loài không thực sự tồn tại. Sinh vật
biến đổi từ từ → dạng trung gian ranh giới loài khó xác
định. Không loài nào bị diệt vong
-
Chiều hướng tiến hóa: Từ dạng đơn giản phức tạp kết
thúc cơ thể hoàn thiện = sự tiệm tiến. Ngoại cảnh thay
đổi chậm sinh vật thích ứng kịp (thích ứng trực tiếp với
ngoại cảnh)
-
Nguyên nhân tiến hóa: 2 nguyên lý cơ bản
+ Khuynh hướng tiệm tiến: bản thân sinh vật tự hoàn thiện.
Động lực của tiến hóa là mục đích nội tại, tự thân vận
động theo hướng định sẵn
+ Tác dụng của ngoại cảnh: Điều kiện sống thay đổi →
sinh vật biến đổi → tích lũy qua thời gian dài và truyền
lại cho đời sau → biến đổi sâu sắc của sinh vật
5. Học thuyết Đacuyn
•
Sac lơ Đacuyn (1809-1882) nhà tự nhiên học người
Anh. Trong tác phẩm “Nguồn gốc các loài”(1859), ông
đã cung cấp những bằng chứng giải thích sự phát triển
của sinh giới bằng quy luật khách quan. Nội dung cơ

bản:
a. Biến dị:
- KN: Sự phát sinh những điểm sai khác giữa các cá thể
cùng loài trong quá trình sinh sản. Sự chệch hướng đột
ngột/ sai dị cá thể. Đối với tiến hoá, vai trò của sai cá
thể lớn hơn vì nó phổ biến, thường xuyên và phong phú

- Nguyên nhân của biến dị: 2 NN
+ Điều kiện môi trường sống tác động 2 cách: là trực
tiếp ảnh hưởng thấy ngay ở đời cá thể, biến đổi đồng
loạt theo hướng xác định; Tác động gián tiếp qua nhiều
thế hệ, thông qua con đường sinh sản, ảnh hưởng các
t/b sinh dục, phát triển phôi→ ảnh hưởng con cái, biến
dị riêng lẻ theo hướng không xác định là nguyên liệu
chọn giống và tiến hóa
+ Bản chất của cơ thể sinh vật khác nhau nên chúng
f/ư khác nhau trước tác động của điều kiện môi trường
sống. NN này quan trọng hơn trong việc xác định đặc
điểm của từng biến dị
- Sự di truyền các biến dị: Mọi BD đều DT được . Những
cá thể nào có khả năng thích ứng tốt hơn thì cá thể đó
sẽ tồn tại và truyền đặc điểm thích nghi cho thế hệ sau
b. Chọn lọc nhân tạo-nguồn gốc các giống vật nuôi
cây trồng
•
Đặc điểm: Mỗi loài có nhiều giống, có sự sai khác lớn,
thích nghi với nhu cầu con người
•
Chọn lọc nhân tạo là yếu chính → giống vật nuôi cây
trồng

•
Sinh vật phát sinh BD theo hướng không xác định. Con
người loại bỏ những cá thể mang BD không phù hợp,
giữ và cho sinh sản những cá thể mang BD phù hợp.
Qua nhiều thế hệ làm cho vật nuôi cây trồng biến đổi
sâu sắc.
•
Chọn lọc theo những mục đích khác nhau → biến đổi
theo các hướng khác nhau. Từ vài loài hoang dại →
nhiều giống.
•
Những bộ phận nào của vật nuôi cây trồng được con
người chú ý sẽ biến đổi nhanh.
c. Đấu tranh sinh tồn và chọn lọc tự nhiên
•
Biến dị luôn xuất hiện; những cá thể nào mang BD có lợi
sẽ sống sót, phát triển tốt, sinh sản nhiều → con cháu
đông. Ngược lại → con cháu hiếm dần có thể diệt vong
•
Động lực của chọn lọc tự nhiên là đấu tranh sinh tồn
•
Sinh vật phải thường xuyên chống lại yếu tố bất lợi và
giành đk thuận lợi để tồn tại, phát triển
•
Cạnh tranh cùng loài là động lực chủ yếu của tiến hóa.
Những đặc điểm có lợi nhất cho sự tồn tại và phát triển
của loài được bảo tồn → loài thích nghi hơn với môi
trường sống
•
Đánh giá học thuyết của Đacuyn:

-
Được xây dựng trên cơ sở khoa học vững chắc, giải thích
được quá trình hình thành loài mới và đặc điểm thích nghi
-
Chưa phân biệt được biến dị DT và không DT. Chỉ thấy
được vai trò đấu tranh sinh tồn là mối quan hệ kẻ thù,
chưa thấy được tính hợp tác.
6. Quần thể và sự di truyền quần
thể
a. Những đặc trưng cơ bản của quần thể
-
Sự phân bố các cá thể trong quần thể
-
Mật độ quần thể
-
Thành phần các nhóm tuổi
-
Tỷ lệ giới tính
-
Sức sinh sản
-
Tỷ lệ chết
-
Sự sinh trưởng của quần thể
b. Sự di truyền của quần thể
b. Sự di truyền của quần thể
•
Quần thể tự giao: Các cá thể đồng hợp tử chiếm ưu
thế, dị hợp tử xuất hiện khi có sự giao phối giữa các
cá thể đồng hợp tử khác nhau về di truyền hoặc đột

biến. Thành phần quần thể biến đổi và không có cân
bằng di truyền
•
Quần thể tạp giao: Tỷ lệ dị hợp tử lớn và có sự ổn
định vốn gen của quần thể tuân theo quy luật Hardy-
Weinberg (1908)
- Nội dung của định luật: “Trong những điều kiện nhất
định, trong lòng một quần thể giao phối tự do tần số
tương đối của các alen của mỗi gen không thay đổi
qua các thế hệ”.
•
Phương trình tổng quát:
(pA + qa)x(pA + qa)= p
2
AA + 2pq Aa +q
2
aa
* Trong đó:
- p là tần số của alen trội A
- q là tần số của alen lặn a
- p +q = 1
•
Điều kiện nghiệm đúng
- Quần thể đủ lớn; Sự giao phối ngẫu nhiên;
Không có gen bị mất; Không có đột biến;
Chon lọc tự nhiên tácđộng là như nhau ở các
kiểu hình.
7. Quan niệm hiện nay về tiến hoá
a. Nguyên liệu-Biến dị
- Đột biến gen: sự thay đổi thành phần, trật tự Nucleotit

trên phân tử ADN → thay đổi Protein. Xảy ra trong
quá trình tự sao của ADN - có hại, lợi hoặc trung
tính
+ Với các biến dị có hại nếu là ĐB trội bị loại bỏ
nhanh; lặn → phát tán và tồn tại ở dị hợp tử. Thường
chỉ tiến hóa trong loài
- Đột biến nhiễm sắc thể. Xảy ra trong quá trình phân ly
hoặc tự nhân đôi của NST. Đột biến cấu trúc: đảo
đoạn, chuyển đoạn, mất đoạn, lặp đoạn; ĐB số
lượng : đa bôi, dị bội. Phần lớn có hại
- Biến dị tổ hợp=Tổ hợp lại v/c DT trên cơ sở của 3 quá
trình: Sự trao đổi chéo, sự phân ly độc lập của NST,
sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử. Trong nội bộ
loài số lượng tái tổ hợp lớn
b. Động lực – Chọn lọc tự nhiên
- Giá trị chọn lọc (s):Mức độ sống sót=truyền lại alen cho
con
- Hệ số chọn lọc(S): Ưu thế của các alen với nhau (0-1);
bị loại hoàn toàn s=1, thích nghi cao tần số alen không
thay đổi s=0
- Các hình thức chọn lọc: Kiên định/ Vận động/ Đứt đoạn
+ Kiên định: Đ/k sống không thay đổi nhiều, hướng chọn
lọc không đổi,áp lực chọn lọc hướng vào vùng biên
dãy biến dị → kiên định kiểu gen đạt được
+ Vận động: Đ/k sống thay đổi theo hướng xác định →
hướng chọn lọc thay đổi, đ
2
thích nghi mới thay thế đ
2

thích nghi cũ
+ Đứt đoạn: Đ/k sống thay đổi sâu sắc, giá trị thích nghi
trung bình rơi vào đ/k bất lợi và bị loại thải; Hình thành
một vài điểm thích nghi mới → trung tâm chọn lọc →
quần thể ban đầu bị phân hóa
Các hình thức chọn lọc
c. Sự cách ly và nguồn gốc các loài
•
Các hình thức và cơ chế cách ly
-
Cách ly không gian: Phân bố của loài bị gián đoạn =
chướng ngại địa lý dẫn đến sự hình thành loài mới khác
vùng phân bố
-
Cách ly sinh thái, sinh học:
+ Do sự sai khác về thời gian sinh sản giữa các nhóm →
cách ly không hoàn toàn. Nếu nhóm trung gian bị tiêu diệt
→ chênh lệch thời gian sinh sản tăng → cách ly hoàn toàn
+ Trong cùng khu vực địa lý, các nhóm trong loài thích ứng
với những đ/k sinh thái khác nhau → cách ly tương đối.
Nếu kết hợp với cách ly không gian → loài mới được hình
thành
-
Cách ly di truyền – cách ly sinh sản
+ Do không phù hợp về cơ quan sinh sản, tập tính sinh sản,
vật chất di truyền.
+ Sự cách ly ở mức độ khác nhau: Không giao phối, con lai
không sống hoặc sức sống kém
d. Các cơ chế hình thành loài
•

Mỗi loài có vốn gen riêng, loài mới được hình thành do
thành phần kiểu gen được cải biến theo hướng thích nghi
tạo nên kiểu gen mới cách ly sinh sản với vốn gen ban đầu
•
Có 3 kiểu hình thành loài: Hình thành loài khác chỗ, liền
chỗ và cùng chỗ
-
Hình thành loài khác chỗ:
Nhân tố ban đầu là sự cách ly địa lý. Có ít nhất 3 yếu tố
làm cho quần thể phân ly: Ngẫu nhiên 2 hệ thống quần thể
có tần số gen ban đầu khác nhau; Có sự tích lũy các đột
biến khác nhau; Chịu áp lực của chọn lọc tự nhiên khác
nhau
-
Hình thành loài liền chỗ: Giữa các quần thể trong các vùng
liền kề nhau, trao đổi gen tự do với nhau. Đ/k tự nhiên tác
động đến sinh sản, hỗ trợ giao phối trong nội bộ nhóm →
cách ly sinh sản → loài mới
-
Hình thành loài cùng chỗ: Do hiện tượng đa bội. Diễn ra
nhanh (bố mẹ một loài, con cái loài khác); Phổ biến ở thực
vật, hiếm thấy ở động vật. Có 2 kiểu là tự đa bội và đa bội
khác nguồn
Các cơ chế hình thành loài