Tu lieu tong hop Sinh hoc

Mỗi đặc điểm thích nghi chỉ được hình thành trong một điều kiện nhất định, là sản phẩm của CLTN, nên chỉ thích nghi với điều kiện đó và ngay trong điều kiện đó đặc điểm thích nghi cũng c[r]

ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC CƠ THỂ SỐNG CHƯA CÓ CẤU TẠO TẾ BÀO VÀ CƠ THỂ ĐƠN BÀO

1 Virut

Virut có kích thước nhỏ, vài chục đến vài trăm nanơmet Phải quan sát kính hiển vi điện tử với độ phóng đại từ 10 vạn đến triệu lần thấy Virut có dạng hình que hay hình cầu

Virut chưa có cấu tạo tế bào, sống kí sinh tế bào vật chủ, phá vỡ tế bào để xâm nhập vào tế bào mới, gây nhiều bệnh hiểm nghèo cho thực vật, động vật người

Virut đơn giản, gồm lõi axit nuclêic (ADN ARN) vỏ bọc prôtêin gọi capsit gồm nhiều capsome

2 Thể ăn khuẩn

Thể ăn khuẩn virut kí sinh vi khuẩn, có hình thái khác hẳn virut khác Khi xâm nhập thể vật chủ, chúng gắn đuôi prôtêin vào tế bào vi khuẩn Các enzim đuôi phân huỷ chỗ màng tế bào vi khuẩn để đưa ADN thể ăn khuẩn vào Trong tế bào vi khuẩn chế tự nhân đôi ADN, phiên mã, thể ăn khuẩn sinh sản nhanh phá huỷ tế bào vật chủ tiếp tục xâm nhập vào tế bào vi khuẩn khác Mỗi loại thể ăn khuẩn thường kí sinh loại vi khuẩn định

3 Vi khuẩn

Vi khuẩn thể đơn bào nhỏ nhất, trung bình từ đến micrơmet (mm) (1mm=10-3mm)

Vi khuẩn đa dạng: hình que (trực khuẩn), hình cầu (cầu khuẩn), hình xoắn (xoắn khuẩn)

Cấu tạo thể chúng đơn giản, gồm chất nguyên sinh màng, chưa có nhân rõ rệt ADN tập trung phần tế bào chưa có màng ngăn cách với phần tế bào chất xung quanh

Đa số vi khuẩn kí sinh gây bệnh cho thực vật, động vật người Ví dụ, trực khuẩn gây bệnh bạch hầu, bệnh thương hàn, bệnh lao; cầu khuẩn gây bệnh lậu; xoắn khuẩn gây bệnh giang mai, bệnh tả Có loại vi khuẩn có ích, vi khuẩn sử dụng công nghiệp lên men, sản xuất kháng sinh, hoocmơn Một số hoại sinh, số có khả tự tổng hợp lấy chất hữu để sống nhờ lượng trình phân giải chất môi trường xung quanh, sử dụng lượng ánh sáng mặt trời chúng có chất tượng tự diệp lục xanh

Vi khuẩn sinh sản nhanh, khoảng 20 phút lại phân chia lần theo kiểu trực phân Với tốc độ đó, sau giờ, từ vi khuẩn cho 250000 vi khuẩn điều kiện thuận lợi nhiệt độ độ ẩm

4 Vi khuẩn lam

Thuộc nhóm có nhân nguyên thuỷ, có khả quang hợp nhờ có sắc tố, nhóm nguyên thuỷ thực vật có diệp lục

5 Tảo đơn bào

Một số tảo đơn bào tảo lục, tảo vỏ có nhân rõ ràng Nhờ có diệp lục mà tảo có khả tự tổng hợp chất hữu để sống sử dụng lượng ánh sáng mặt trời

6 Động vật nguyên sinh

Các động vật nguyên sinh có hình dạng kích thước khác nhau; thể cấu tạo tế bào chúng có tổ chức thể phức tạp Trong tế bào, ngồi nhân cịn có nhiều bào quan nằm tế bào chất, giữ nhiệm vụ khác nhau, bảo đảm tiêu hoá, tiết vận động Đa số động vật nguyên sinh sống tự do, có số kí sinh gây bệnh

TỔ CHỨC SỐNG CỦA CƠ THỂ ĐA BÀO Tập đoàn đơn bào

Tập đoàn đơn bào cầu nối thể đơn bào thể đa bào tập đồn đơn bào, gồm có tập đồn tảo Panđơrina tập đồn vơnvơc

Sự phức tạp hoá tổ chức thể đa bào.

Cơ thể đa bào có phức tạp hố tổ chức thể: Toàn thể khối thống gồm nhiều hệ quan hoạt động nhịp nhàng, ăn khớp với

Cấu tạo tế bào thể đa bào

Tế bào thể đa bào có cấu trúc chức sau: a) Màng sinh chất:

Được cấu tạo phân tử prôtêin nằm phân tử lipit, dài khoảng 70 – 120Å (1Å=10-7mm) Màng khơng có nhiệm vụ bảo vệ khối sinh chất bên trong, ngăn cách tế bào, mà qua cịn thực trao đổi chất có chọn lọc tế bào với môi trường (quanh tế bào)

b) Chất nguyên sinh bào quan:

Chất nguyên sinh gồm nội chất (ở gần nhân) lớp ngoại chất (ở gần màng) Trong chất nguyên sinh có nhiều bào quan thực hoạt động sống tế bào

* Ti thể: có dạng hình sợi, hình que hay hình hạt Các tế bào có cường độ trao đổi chất cao, hoạt động sinh lí phức tạp có nhiều ti thể (mỗi tế bào có tới 2000 ti thể) Trong ti thể có hệ enzim bảo đảm cho q trình hơ hấp tế bào, tạo lượng cho hoạt động sống chúng

* Lạp thể: Chỉ có tế bào thực vật, gồm có lục lạp, sắc lạp bột lạp Trong lục lạp có cấu trúc khá phức tạp giữ vai trò quan trọng quang hợp

* Trung thể: Chỉ có tể bào động vật, nằm gần nhân có vai trò quan trọng phân chia tế bào. * Thể Gơngi: Có dạng túi dẹt, nằm gần nhân Nó tập trung chất tiết, chất cặn bã hoạt động sống tế bào chất độc từ đột nhập vào thể để loại khỏi tế bào

* Lưới nội chất (màng nội nguyên sinh): Gồm hệ thống xoang ống phân nhánh, nối màng với nhân bào quan với Thành xoang ống có cấu tạo màng sinh chất, gồm hai loại lưới nội chất: Lưới nội chất khơng hạt (trơn) lưới nội chất có hạt, có ribơxơm đính màng

Lưới nội chất tham gia vào trình trao đổi chất nơi tổng hợp nên phân tử prôtêin

* Lizơxơm: Có dạng túi nhỏ, chứa nhiều enzim thuỷ phân, có chức hồ tan chất tiêu hố bào quan hỏng

* Thể vùi: Có cấu tạo dạng hạt, chứa chất dự trữ c) Nhân:

Có màng ngăn cách chất nhân với chất nguyên sinh Trên màng nhân có nhiều lỗ nhỏ, đường kính 300 – 400 Å , qua thực trao đổi chất nhân với chất nguyên sinh Trong nhân có nhân chất nhiễm sắc

Nhân trung tâm điều khiển hoạt động sống tế bào, nơi lưu giữ thông tin di truyền; nhân tạo ribôxôm cho tế bào

Sự phân bào thể đa bào

Nguyên phân hình thức phân chia tế bào thông thường phổ biến tế bào (trừ tế bào sinh dục) thể đa bào (kể tế bào thực vật va` động vật) đảm bảo cho thể lớn lên

Quá trình nguyên phân trải qua kì a) Kì trung gian

Nhiễm sắc thể (NST) dạng sợi mảnh tự tổng hợp nên NST mới, giống hệt tạo thành NST kép đính tâm động kì trung thể tự nhân đôi để chuẩn bị cho phân chia

Các NST xoắn lại, co ngắn, màng nhân biến Trung thể tách đôi tiến cực tế bào, thoi vơ sắc hình thành, nối trung thể cực

c) Kì giữa

Các NST kép tập trung mặt phẳng xích đạo thoi vơ sắc NST xoắn lại, co lại đến mức ngắn có hình dạng đặc trưng cho lồi, đa số có dạng hình chữ V NST đính với sợi thoi vô sắc chỗ gấp khúc (tâm động) quay đầu tự ngồi

d) Kì sau

Các crômatit NST kép tách tâm động, di chuyển cực tế bào e) Kì cuối

Tại cực, NST tháo xoắn duỗi dạng sợi mảnh kì trung gian Thoi vơ sắc biến mất, màng nhân nhân xuất tạo thành nhân mới, có số NST số NST tế bào mẹ

Ở tế bào động vật, tế bào mẹ thắt dần phần để tạo thành tế bào Ở tế bào thực vật xuất vách ngăn chia thành tế bào với màng xenlulơzơ bao ngồi

Như nhờ chế tự nhân đôi NST phân chia đặn cực tế bào nên NST đặc trưng cho loài giữ nguyên

TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA CƠ THỂ SỐNG

1 Trao đổi chất lượng điều kiện tồn tại, phát triển thể sống

Trao đổi chất lượng la` đặc trưng sống Nhờ có trao đổi chất thường xun với mơi trường bên ngoài, sinh vật tồn tại, phát triển, sinh sản thực hoạt động sống Sinh vật lấy thức ăn từ môi trường vào thể để bu` đắp, thay tế bào chất, vật chất bị phân huỷ, xây dựng tế bào đảm bảo cho thể sinh trưởng phát triển; đồng thời tạo lượng cần thiết cho hoạt động sống thể

Nếu trao đổi chất ngừng tiếp diễn sinh vật không tồn 2 Sự trao đổi chất qua màng tế bào

Sự trao đổi chất tế bào môi trường thực qua màng tế bào theo chế sau:

* Khuếch tán dựa vào chênh lệch nồng độ chất hai bên màng tế bào gồm: - Thẩm thấu khuếch tán phân tử dung môi

- Thẩm tách khuếch tán chất tan

* Hoạt tải qua màng tế bào

Màng tế bào sống chủ động hấp thụ thải số chất theo nhu cầu tế bào thể ngược với khuếch tán lý học Đó khả hoạt tải màng tế bào nhờ tải chất mang cần lượng

* Ngồi ra, chất có kích thước lớn trao đổi qua màng tế bào theo chế thực bào ẩm bào

Quá trình chuyển hoá lượng tế bào

* Sự đồng hố: q trình tổng hợp chất đặc trưng tế bào từ hợp chất vô hữu đơn giản tích luỹ lượng

Q trình tổng hợp chất địi hỏi cung cấp lượng Năng lượng lượng mặt trời lượng lấy từ trình dị hố Vật chất tổng hợp nên có tích lượng dạng Khơng có đồng hố khơng có vật chất sử dụng dị hố

* Sự dị hố: Là q trình phân giải hợp chất hữu (được tổng hợp trình đồng hoá) thành hợp chất đơn giản giải phóng lượng

Khơng có dị hố khơng có lượng cung cấp cho q trình đồng hố hoạt động sống tế bào

Đồng hoá dị hoá hai trình đối lập (mâu thuẫn) lại gắn bó, liên kết mật thiết với nhau: khơng có đồng hố khơng có dị hố ngược lại

4 Vai trò enzim trao đổi chất lượng

Enzim chất xúc tác sinh học cho phản ứng tổng hợp phân giải chất xảy liên tục tế bào

Về chất, enzim phân tử prôtêin Trong tế bào sống thể chứa nhiều loại enzim khác loại tham gia phản ứng định Ngồi prơtêin, số enzim cịn có thêm phần tử hữu nhỏ gọi cơenzim chứa vitamin Cơenzim có vai trị làm cầu nối enzim chất tham gia phản ứng Cơenzim cịn ion kim loại Mg++, Fe++, Zn++, Cu++,

Các chất tham gia phản ứng, chịu tác dụng enzim gọi chất

Cơ chế hoạt động enzim: đầu, enzim liên kết với chất để tạo thành hợp chất trung gian gọi “enzim – chất” Cuối phản ứng, hợp chất cho phân huỷ sản phẩm phản ứng giải phóng enzim nguyên vẹn Enzim giải phóng lại xúc tác phản ứng chất Đặc tính enzim la` đẩy mạnh tốc độ phản ứng, có hoạt tính cao có tính chun hoá cao Các phương thức trao đổi chất lượng sinh vật

Toàn sinh giới chia thành hai nhóm chính: sinh vật tự dưỡng sinh vật dị dưỡng

a) Sinh vật tự dưỡng: gồm tất xanh, số vi khuẩn tảo có khả sử dụng lượng ánh sáng mặt trời lượng từ phản ứng hoá học tạo để tổng hợp chất hữu cần thiết cho thể từ chất vô đơn giản

Năng lượng sử dụng trình tổng hợp lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) nhờ có chất diệp lục (cây xanh ) lượng tạo từ phản ứng hoá học (hoá năng) số vi khuẩn thực

Sinh vật tự dưỡng chia làm nhóm Đó là:

- Nhóm sinh vật quang tổng hợp: xanh, vi khuẩn lam tảo - Nhóm sinh vật hố tổng hợp: số vi khuẩn

b) Sinh vật dị dưỡng: gồm tất động vật, số nấm, virut phần lớn vi khuẩn.

Chúng khơng có khả tự tổng hợp chất hữu cần thiết cho thể mà phải lấy chất hữu có sẵn sinh vật tự dưỡng chế tạo, cung cấp cách trực tiếp hay gián tiếp

Năng lượng để tổng hợp chất hữu đặc trưng cho thể lấy từ lượng tích luỹ thức ăn có nguồn gốc xanh

Các sinh vật dị dưỡng chia thành nhiều nhóm:

- Nhóm dị dưỡng tồn phần gồm: sinh vật ăn thực vật, sinh vật ăn động vật sinh vật ăn tạp - Nhóm cộng sinh

- Nhóm hoại sinh - Nhóm kí sinh

Quá trình quang hợp

Quang hợp chuỗi dài phản ứng phức tạp, tóm tắt cách tổng quát sau:

6CO2 + 6H2O + lượng ánh sáng ® C6H12O6 + 6O2

Nhờ lấy lượng ánh sáng (khoảng 674kcal), tổng hợp phân tử glucô từ phân tử H2O phân tử CO2

Quá trình quang hợp gồm chuỗi phản ứng: phản ứng sáng, xảy grana phản ứng tối, xảy strôma

a) Chuỗi phản ứng sáng (cần ánh sáng nước)

Các điện tử bị bật khỏi diệp lục cách liên tục, thay điện tử lấy từ nước bị ánh sáng “quang phân”

b) Chuỗi phản ứng tối ( cần khí CO2)

Đó “phản ứng enzim” nhằm sử dụng lượngdo ATP cung cấp để tổng hợp glucô (hoặc tinh bột) từ CO2 lấy khí trời qua chu trình gọi “chu trình Canvin”

7 Hố tổng hợp

Cũng quang tổng hợp, hoá tổng hợp trình tổng hợp chất hữu cần thiết cho thể sinh vật tự dưỡng từ chất vô đơn giản môi trường xung quanh

Tuy nhiên, lượng sử dụng quang tổng hợp xanh (có diệp lục) lấy từ ánh sáng Còn lượng sử dụng hoá tổng hợp lại phản ứng hoá học tạo số loại vi khuẩn

Ví dụ:

- Các vi khuẩn nitrit hoá, vi khuẩn Nitrơzơmơnat, ơxi hố amơniac thành axit nitrơ để lấy lượng:

2NH3 + 3O2® 2HNO2 + 2H2O + 158kcal Axit nitrơ gặp bazơ đất cho muối nitrit

- Các vi khuẩn nitrat hoá, Nitrơbacte, ơxi hố nitrit thành muối nitrat hồ tan, dạng thực vật hấp thụ được: NaNO2 + ẵO2đ NaNO3 + 38 kcal

- Vi khuẩn lưu huỳnh ơxi hố sunfua hiđrơ thành axit sunfuric, thành muối sunfat

2H2S + O2® 2H2O + 2S + 115 kcal

Năng lượng giải phóng phản ứng trên, vi khuẩn sử dụng để tạo glucôzơ từ CO2 Chẳng hạn, vi khuẩn lưu huỳnh: 12H2S + 6CO2® C6H12O6 + 6H2O + 12S

8 Hô hấp lên men

Hơ hấp q trình phân giải hợp chất hữu (chủ yếu glucơzơ) để giải phóng lượng cung cấp cho hoạt động sống thể sinh vật

Chuỗi phản ứng phức tạp hơ hấp tóm tắt phản ứng:

C6H12O6 + 6O2® 6CO2 + 6H2O + 674kcal

Năng lượng giải phóng trình hơ hấp thường chuyển thành dạng dễ sử dụng chứa hợp chất có liên kết cao ATP

Lên men (hơ hấp yếm khí): số vi sinh vật có khả phân giải glucơzơ giải phóng lượng mà khơng cần ơxi Đó vi sinh vật lên men thối, vi sinh vật lên men rượu vi sinh vật lên men lactic

Khi có đủ ơxi nhóm vi sinh vật ơxi hố glucơzơ thành CO2 H2O hô hấp thu nhiều lượng để đẩy mạnh tổng hợp chất sống

Tuy nhiên, mơi trường yếm khí, vi sinh vật chuyển hoá đường thành rượu êtylic CO2 theo phương trình: C6H12O6® 2CO2 + 2C2H5OH + 25kcal

(glucôzơ) (rượu)

Cũng điều kiện yếm khí, nhóm vi sinh vật khác chuyển hố glucơzơ thành phân tử axit lactic giải phóng 38 kcal: C6H12O6® 2C3H6O3 + 38kcal

(glucơzơ) (axit lactic)

Trong trường hợp trên, lượng thu 1/20 so với ôxi hoá đường

SỰ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN Ở THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT

Khái niệm sinh trưởng phát triển a) Sự sinh trưởng

Sinh trưởng tăng kích thước khối lượng sinh vật giai đoạn lớn lên theo chế nguyên phân Quá trình sinh trưởng sinh vật nhanh chậm tuỳ theo thời kỳ Sinh trưởng trình kép: gồm phân bàođảm bảo tăng kích thước khối lượng thể phân hoá tế bào để đảm nhiệm chức (của tế bào, quan ) thể

Phát triển làm biến đổi khơng hình thái mà chức sinh lý theo giai đoạn đời sinh vật Ví dụ, tằm dâu, phân biệt giai đoạn trứng, ấu trùng, sau thành nhộng cuối bướm

c) Quan hệ sinh trưởng phát triển

Sinh trưởng phát triển liên quan mật thiết với nhau, nhiều khó phân biệt Sinh trưởng la` điều kiện phát triển phát triển lại làm thay đổi sinh trưởng Ví dụ, giai đoạn phát dục, thể sinh vật thường lớn nhanh; đến giai đoạn trưởng thành ngừng sinh trưởng va` đến giai đoạn ngừng sinh sản thể bắt đầu suy thối

Sự sinh trưởng phát triển thực vật

Đời sống thể thực vật thực nối tiếp giai đoạn giai đoạn thể giao tử giai đoạn thể bào tử Hai giai đoạn khác chủ yếu số nhiễm sắc thể tế bào(thể bào tử lưỡng bội, thể giao tử đơn bội) dạng phân bào để sinh

a) Giai đoạn thể giao tử

Thể giao tử phát sinh từ bào tử đơn bội lớn lên nhờ lần nguyên phân liên tiếp, nên thể gồm tế bào đơn bội (n) Khi thể giao tử trưởng thành, quan sinh sản, có tế bào phát triển thành giao tử (noãn cầu) đơn bội tế bào khác phát triển thành giao tử đực (tinh trùng) đơn bội Sự kết hợp giao tử giao tử đực (thụ tinh) tạo nên hợp tử lưỡng bội

b) Giai đoạn thể bào tử

Thể bào tử phát sinh từ hợp tử lưỡng bội Thể bào tử lớn lên nhờ lần nguyên phân liên tiếp nên thể gồm tế bào lưỡng bội Khi thể bào tử trưởng thành, quan sinh sản, có tế bào lưỡng bội chuyển sang giảm phân, tế bào sinh bào tử đơn bội Trong sinh trưởng phát triển thực vật có xen kẽ giai đoạn

Như vậy, bào tử đơn bội phát triển thành thể giao tử đơn bội, thể giao tử sinh giao tử đực giao tử cái; thụ tinh tạo thành hợp tử Hợp tử lưỡng bội phát triển thành thể bào tử lưỡng bội; thể bào tử giảm phân để sinh bào tử đơn bội Vòng đời tiếp diễn với mốc phân bào giảm nhiễm (để sinh bào tử chuyển từ hệ lưỡng bội sang hệ đơn bội) thụ tinh (để kết hợp giao tử chuyển từ hệ đơn bội sang hệ lưỡng bội)

c) Sự tương quan giai đoạn

Tuỳ loại thực vật, mà tỉ lệ thời gian tầm quan trọng giai đoạn nói thay đổi Trong q trình tiến hố xuất dạng thực vật có giai đoạn thể giao tử chiếm ưu (rêu), sau chúng nhường chỗ dần cho dạng thực vật có giai đoạn thể bào tử chiếm ưu (cây có hoa)

* Chu trình phát triển rêu

Cây rêu màu lục ta thường thấy giao tử thể đơn bội, có thân giữa, xanh chứa diệp lục xung quanh “rễ giả” mọc sâu vào đất Rễ hút nước và, muối khoáng từ đất, cịn quang hợp để tạo chất sống, nên thể giao tử dạng sống độc lập Lúc rêu trưởng thành, quan sinh sản đực (túi tinh) tạo nhiều tinh trùng nhỏ có roi; quan sinh sản (túi noãn) chứa noãn cầu Noãn cầu thụ tinh thành hợp tử

Hợp tử phát triển thành thể bào tử Thể bào tử thân nhỏ, màu nâu, khơng lá, kí sinh thể giao tử cách mọc “chân” vào mô thể giao tử để hút chất dinh dưỡng Thể bào tử có túi nhỏ đỉnh, tế bào mẹ lưỡng bội giảm phân bào tử đơn bội Bào tử rơi xuống đất lại tạo thành thể giao tử đơn bội Như rêu, dạng sinh trưởng phát triển mạnh thể giao tử đơn bội * Chu trình phát triển có hoa

Ngược với rêu, có hoa thể bào tử lưỡng bội, có đủ thân, lá, rễ sống độc lập Thể bào tử sinh trưởng phát triển mạnh, có cao hàng trăm mét Trái lại, thể giao tử xuất thời gian ngắn vào lúc hoa Nhờ giảm phân, hoa sinh loại bào tử đơn bội: bào tử nhỏ phát triển thành thể giao tử đực (hạt phấn), chứa nhân sinh sản đực bào tử lớn phát triển thành thể giao tử cái, chứa noãn cầu Sự thụ tinh lại tái tạo thể bào tử lưỡng bội, tức dạng quen thuộc Ở có hoa, dạng sinh trưởng phát triển mạnh thể bào tử lưỡng bội

a) Sự sinh trưởng

Ở động vật, trứng thụ tinh thành hợp tử Hợp tử lúc đầu nhỏ trứng thực chất tế bào đơn độc Sau hợp tử bắt đầu phân chia liên tiếp nhiều lần, số tế bào tăng dần, làm cho kích thước khối lượng thể tăng dần

Sự sinh trưởng động vật có đặc điểm:

- Tốc độ sinh trưởng thể không đều, lúc chậm, lúc nhanh, có lúc nhanh

- Tốc độ sinh trưởng phận, quan, mô khác thể khơng giống

Nói chung, động vật khơng có giai đoạn ngừng hẳn sinh trưởng thời gian dài (tiềm sinh) thực vật giai đoạn hạt Tuy nhiên, gặp điều kiện môi trường bất lợi, số động vật tạm ngừng lớn (hiện tượng ngủ đơng ; đình dục sâu bọ ) Sự ngừng sinh trưởng phận thể có mức độ khác vào thời kỳ khác Khi đến tuổi trưởng thành, loại động vật có kích thước (độ lớn) giới hạn

b) Sự phát triển

Trong đời sống loài động vật phân biệt nhiều giai đoạn phát triển Mỗi giai đoạn phát triển có đặc điểm hình thái, sinh lí đặc trưng

Người ta vào sinh trưởng cá thể non hình thái thể để phân chia giai đoạn phát triển động vật

Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển sinh vật a) Ảnh hưởng nhân tố bên

* Tính di truyền: Tính di truyền định đặc điểm sinh trưởng phát triển đặc trưng cho loài đặc biệt tốc độ lớn giới hạn lớn Có lồi lớn nhanh, đẻ sớm có lồi lớn chậm đẻ muộn

* Giới tính: Trong lồi, đực có sức lớn vịng đời khác Nói chung, giữ chức sinh sản để trì nịi giống, nên thường lớn nhanh đực thường sống lâu

* Các hoocmôn sinh trưởng phát triển: Sự sinh trưởng phát triển thực vật va` động vật cịn chịu ảnh hưởng chất thể tạo để điều khiển sinh trưởng phát triển , gọi hoocmôn sinh trưởng phát triển Ví dụ, thú, tuyến não tiết nhiều loại hoocmơn phối hợp với hoocmơn tuyến giáp để gây lùn khổng lồ

b) Ảnh hưởng nhân tố bên ngoài

* Ảnh hưởng môi trường: Các điều kiện nhiệt độ, độ ẩm ảnh hưởng mạnh lên sinh trưởng và phát triển sinh vật Ảnh hưởng nhiệt độ thường rõ Ví dụ, cá rơ phi lớn nhanh nhiệt độ 30oC; nhiệt độ xuống 18oC, cá ngừng lớn ngừng đẻ Một số động vật dơi, ếch, gấu, ốc “ngủ đông” trời trở rét, chúng ngừng ăn, ngừng lớn gầy nhanh

* Ảnh hưởng thức ăn: Thức ăn ảnh hưởng nhiều đến sinh trưởng phát triển sinh vật Ví dụ, lợn cai sữa, tăng hàm lượng lizin từ 0,45% đến 0,85%, lợn lớn nhanh (từ 80g/ngày đến 210g/ngày, tăng gần gấp lần)

* Ảnh hưởng sinh vật: Trong mơi trường, lồi sinh vật thích nghi với mật độ sống chung xác định tương ứng với nguồn thức ăn điều kiện ngoại cảnh khác Mật độ tăng “mức chịu đựng” gây tác hại kìm hãm sinh trưởng phát triển:

- Sự cạnh tranh để giành thức ăn, vốn có hạn, gay gắt

- Tình trạng “q đơng”sẽ dẫn đến tranh giành lẫn điều kiện sống hạn chế lẫn nên lớn chậm

- Khối lượng phế thải tăng, gây ô nhiễm môi trường sống c) Tác động người lên sinh trưởng phát triển sinh vật

Để tăng suất vật nuôi, trồng, người vận dụng qui luật sinh trưởng, phát triển sinh vật chăn nuôi, trồng trọt Cụ thể là: cải tạo giống di truyền, cải tạo môi trường tác động trực tiếp lên sinh vật, làm cho chúng sinh trưởng, phát triển tốt

Sinh sản vơ tính

Sinh sản vơ tính hình thức sinh sản mà khơng có kết hợp yếu tố đực yếu tố (khơng qua thụ tinh) Có hình thức sinh sản vơ tính

a) Sự phân đơi: hình thức sinh sản phổ biến sinh vật bậc thấp (vi khuẩn, thực vật va` động vật đơn bào) Cơ thể mẹ tự co thắt tách làm phần giống nhau, phần lớn dần lên lúc mẹ Sự phân đôi tế bào bao gồm chất nguyên sinh, bào quan nhân Nhân cá thể giữ nguyên số nhiễm sắc thể 2n, mẹ

b) Sự sinh sản sinh dưỡng: hình thức sinh sản thể đa bào mà cá thể được sinh từ phận sinh dưỡng thể mẹ

* Ở động vật: có dạng sinh sản sinh:

- Sự nảy chồi phần nhỏ thể mẹ lớn nhanh vùng lân cận, để trở thành một thể Sau đó, thể tiếp tục sống bám thể mẹ tách hẳn thành cá thể độc lập Ví dụ, nảy chồi thuỷ tức Ở thực vật, bèo sinh sản nảy chồi

- Sự tái sinhlà khả mọc lại (tái tạo) phần (đuôi, chi, ) số động vật Khả tái sinh đạt mức độ cao, xem dạng sinh sản vơ tính Ví dụ, bọt biển, thuỷ tức, biển, đỉa biển Planaria bị cắt thành nhiều mảnh vụn, mảnh mọc phần thiếu để tạo lại ,một thể nguyên vẹn

* Ở thực vật: Trong thiên nhiên, thực vật bậc cao có khả tạo thể từ phần thân bò (rau má), thân rễ (cỏ gấu), thân củ (khoai tây), thân hành (củ hành), rễ củ (khoai lang), (cây bỏng) Đó hình thức sinh sản sinh dưỡng tự nhiên

Trong trồng trọt, người ta thường nhân giống nhờ tượng sinh sản sinh dưỡng thực vật, cách cắt rời phần nhỏ mẹ để tạo thành Đó sinh sản sinh dưỡng nhân tạo Có dạng sinh sản sinh dưỡng nhân tạo giâm, chiết ghép

Ngồi ra, phương pháp ni cấy mơ phương pháp nhân giống vơ tính người sử dụng để nhân giống quí

c) Sinh sản bào tử hình thức mà thể sinh từ tế bào gọi bào tử Bào tử hình thành từ tế bào thể mẹ (tảo lục đơn bào) từ quan riêng biệt thể mẹ gọi túi bào tử (dương xỉ) Bào tử khơng di động được, chúng phát tán nhờ gió, nước; di chuyển nước nhờ roi Khi gặp điều kiện thuận lợi, bào tử nảy mầm thành thể

Với hình thức sinh sản bào tử, cá thể mẹ sinh nhiều cá thể Các cá thể giống có NST “sao chép” nguyên vẹn từ NST thể mẹ nên lặp lại tính chất thể mẹ

Sự sinh sản hữu tính

Sinh sản hữu tính hình thức sinh sản cần có kết hợp tế bào gọi giao tử Các giao tử chưa phân hoá rõ rệt phân hoá rõ rệt thành trứng tinh trùng Sự kết hợp giao tử tạo thành hợp tử Hợp tử phát triển thành thể

a) Hiện tượng giảm phân hình thành giao tử

Khác với nguyên phân (phân bào nguyên nhiễm), giảm phân (phân bào giảm nhiễm) xảy tế bào sinh dục Tế bào mẹ lưỡng bội (2n) phân chia lần tạo tế bào đơn bội (n) Cơ quan sinh dục đực sinh giao tử đực (tinh trùng), quan sinh dục sinh giao tử (trứng)

* Giao tử đực: Tinh trùng gồm phần: đầu, thân va` đuôi (roi) có khả chuyển động để tìm đến giao tử (trứng)

* Giao tử cái:Các giao tử (trứng động vật, noãn cầu thực vật) lớn nhiều so với giao tử đực lồi, khơng di chuyển

b) Sự thụ tinh

c) Sự sinh sản hữu tính thực vật

* Tiếp hợp hình thức sinh sản hữu tính sơ khai thực vật Cơ quan sinh sản chưa phân hoá rõ ràng.

Ví dụ: Sự tiếp hợp tảo xoắn Hai sợi tảo (đơn bội) áp sát Trên tế bào đối diện, xuất u nhỏ mọc xích lại gần nối liền với thành ống thông tế bào Nhân tế bào chất tế bào tràn vào ống hoà vào nhân tế bào chất tế bào tạo thành hợp tử (2n) Hợp tử phân chia lần liên tiếp để tạo thành nhân đơn bội (n) Sau đó, nhân bị thối hố, nhân cịn lại tạo thành tế bào mầm đơn bội (n) tiếp tục lớn lên theo chế nguyên phân

* Ở thực vật bậc cao (từ rêu trở lên), sinh sản hữu tính khâu khơng thể thiếu vịng đời chúng

Sự xen kẽ hệ (thể giao tử thể bào tử) xen kẽ sinh sản vơ tính bào tử sinh sản hữu tính giao tử

* Ở xanh có hoa:

- Cơ quan sinh sản đực (nhị):

Nhị gồm bao phấn, mọc đầu cuống nhị Bao phấn có ngăn Mỗi ngăn chia thành túi phấn chứa hạt phấn Khi túi phấn chín mở để phóng thích hạt phấn ngồi Mỗi hạt phấn thường gồm tế bào có lớp màng; lớp dày lớp mỏng Hạt phấn hình thành từ tế bào mẹ hạt phấn (2n) Mỗi tế bào mẹ cho bào tử, tức hạt phấn đơn bội (n), kết phân chia giảm nhiễm Mỗi hạt phấn chứa nhân (một nhân sinh dưỡng nhân sinh dục), bao quanh chất nguyên sinh ngồi có vỏ bao bọc

- Cơ quan sinh sản (nhụy):

Nhụy gồm phần phình to bầu phần bầu vịi chứa mơ ni dưỡng Đầu vịi phình to thành khối hình cúc áo, giàu chất dinh dưỡng nhựa dính để giữ ni hạt phấn Bầu chứa nỗn Nỗn có nhiều dạng khác (thẳng, cong ) Mỗi noãn gồm khối tế bào bọc lớp màng bảo vệ có lỗ thơng (lỗ nỗn), có phận quan trọng liên quan đến chức sinh sản túi phôi

Túi phôi tạo thành từ tế bào mẹ (2n) qua lần phân bào liên chế giảm phân để tạo tế bào đơn bội (n) Nhưng có tế bào bị thối hố, tế bào phân chia liên tiếp để kết thành túi phôi Túi phơi chứa nhiều nhân, có nhân tham gia vào q trình thụ tinh nỗn cầu đơn bội (n) nhân phụ

- Sự thụ phấn

Thụ phấn trình chuyển vận hạt phấn từ nhị sang đầu vòi nhụy hoa loài Sự thụ phấn trực tiếp (tự thụ phấn), hạt phấn rơi đầu nhụy hoa hay hoa khác Sự thụ phấn gián tiếp (thụ phấn chéo) hạt phấn rơi đầu nhụy khác loài Sự thụ phấn chéo thường xảy hoa đơn tính lưỡng tính, nhị nhụy khơng chín lúc Tác nhân thụ phấn trọng lực, gió, nước, sâu bọ (thụ phấn tự nhiên) hay người (thụ phấn nhân tạo) - Sự nảy mầm hạt phấn

Hạt phấn rơi vào đầu nhụy gặp điều kiện thuận lợi nảy mầm mọc ống phấn Ống phấn theo vòi nhụy vào bầu Nhân tế bào ống phấn chuyển đầu ống, nhân tế bào phát sinh tạo thành tinh tử có n nhiễm sắc thể nằm ống phấn, ống phấn mang tới noãn

- Sự thụ tinh

Khi ống phấn đến noãn, qua lỗ noãn tới túi phôi; đầu ống phấn vỡ ra, tinh tử kết hợp với noãn cầu thành hợp tử (2n), sau phát triển thành phơi, cịn tinh tử thứ kết hợp với nhân thứ cấp 2n (nhân phụ) để hình thành nên nội nhũ 3n Như thực vật hạt kín, có giao tử đực tham gia vào thụ tinh nên gọi thụ tinh kép

Sau thụ tinh, noãn biến đổi thành hạt Hạt gồm có phơi, phơi nhũ vỏ bọc ngồi d) Sự sinh sản hữu tính động vật

* Ở động vật đơn bào ( tiếp hợp)

hợp làm (thụ tinh) với nhân bé từ trùng đế giày di chuyển sang, tạo thành nhân bé lưỡng bội Hai nhân lớn trùng đế giày tiêu biến Nhân bé hình thành nguyên phân nhân bé nhân lớn Sau trùng đế giày tách rời Mỗi trùng đế giày lại nguyên phân lần trùng đế giày

Như tiếp hợp trùng đế giày có đủ trình giảm phân thụ tinh, đặc trưng cho sinh sản hữu tính

* Ở động vật đa bào bậc thấp

Tất động vật đa bào (lưỡng bội – 2n) khơng qua q trình giảm phân hình thành giao tử đơn bội (n) qua trình thụ tinh tạo thành hợp tử (2n) Hợp tử nguyên phân liên tiếp để trở thành thể có NST lưỡng bội (2n)

Trong q trình tiến hố giới động vật thể rõ: hoàn thiện dần quan sinh sản có liên quan đến hồn thiện dần hình thức thụ tinh, bảo vệ phơi chăm sóc non

- Sự hồn thiện quan sinh sản:

+ Từ chỗ chưa có quan sinh sản đến chỗ có quan sinh sản chun biệt

+ Từ chỗ chưa phân hố tính đực – (chưa phân biệt giao tử đực giao tử cái) đến chỗ phân hoá rõ ràng thành giao tử đực (tinh trùng) giao tử (trứng)

+ Từ chỗ lưỡng tính (cơ quan sinh sản đực nằm thể) giun dẹt, giun đất đến chỗ đơn tính (các quan sinh sản nằm thể khác nhau) hầu hết loài động vật

- Sự hồn thiện hình thức thụ tinh:

+ Thụ tinh ngồi mơi trường nước (con đẻ trứng, đực phóng tinh trùng vào đám trứng) hiệu thấp đến thụ tinh (nhờ quan giao cấu) đảm bảo xác suất thụ tinh cao

+ Từ chỗ tự thụ tinh đến thụ tinh chéo tạo thay đổi vật chất di truyền làm nguyên liệu cho trình chọn lọc tiến hố

- Sự bảo vệ phơi chăm sóc con:

+ Từ chỗ phôi trứng phát triển điều kiện mơi trường tự nhiên (sâu bọ, bị sát) đến chỗ bớt lệ thuộc vào môi trường xung quanh (chim, thú)

+ Từ chỗ non sinh khơng bảo vệ chăm sóc đến chỗ bảo vệ, chăm sóc ni dưỡng thời gian định tuỳ theo loài

Như vậy, q trình tiến hố động vật, hồn thiện quan sinh sản, hình thức thụ tinh đảm bảo tỉ lệ sống sót non ngày cao Số giao tử hợp tử tỉ lệ nghịch với xác suất sống sót cá thể sinh

TÍNH CẢM ỨNG CỦA SINH VẬT Tính cảm ứng thực vật động vật đơn bào

a) Khái niệm: Khả nhận biết đổi thay môi trường để phản ứng kịp thời, gọi tính cảm ứng. Các đổi thay gây phản ứng sinh vật gọi kích thích

Hiện tượng cảm ứng gồm khâu chủ yếu: - Tiếp nhận kích thích

- Phân tích_tổng hợp kích thích để định hình thức mức độ phản ứng - Thực phản ứng

Hiệu phản ứng phụ thuộc vào mức tiến hoá sinh vật Sinh vật có tổ chức cao, phản ứng xác, mau lẹ tinh tế

b) Tính cảm ứng thực vật

* Tính cảm ứng thực vật có đặc điểm:

- Phản ứng khó nhận thấy, phải qua nghiên cứu phát

- Phản ứng chậm, có phải hàng ngày, hàng tháng hàng năm phát * Một số dạng cảm ứng thực vật

- Cảm ứng va chạm mạnh - Cảm ứng theo nhịp ngày, đêm c) Tính cảm ứng động vật đơn bào

Mọi động vật đơn bào có khả nhận biết trả lời kích thích từ mơi trường sống Ví dụ, amip biết tránh ánh sáng chói chiếu thẳng; trùng roi (Euglena) biết bơi tới chỗ sáng để quang hợp tốt hơn; trùng đế giày (Paramecium) bơi tới chỗ có nhiều ơxi

Tính cảm ứng động vật đa bào a) Đặc điểm

Tính cảm ứng động vật đa bào thể rõ nét mau lẹ thực vật Các hình thức phản ứng động vật đa dạng Có thể phân biệt dạng tiêu biểu dạng vận động dạng tiết b) Các mức độ cảm ứng

Trong trình tiến hố, động vật hình thành quan cảm ứng chuyên tiếp nhận kích thích trả lời Ta phân biệt mức độ thể tính cảm ứng, qua tiến hố hệ thần kinh * Hệ thần kinh lưới:

Các động vật đa bào bậc thấp có hệ thần kinh cịn thơ sơ (hệ thần kinh lưới), nên chúng thu nhận kích thích phản ứng khắp bề mặt thể Như vậy, cần có kích thích tồn thân phản ứng (lan toả), khơng có khu vực phản ứng rõ rệt, trả lời khơng xác Ví dụ, thuỷ tức, hệ thần kinh gồm tế bào cảm giác phân bố khắp bề mặt thể, bị kích thích thuỷ tức co rúm tồn thân

* Hệ thần kinh chuỗi:

Ở động vật cao giun đốt, tế bào thần kinh xếp thành chuỗi hạch chạy dọc theo chiều dài thành bụng (hệ thần kinh chuỗi) nên cảm ứng bước đầu định khu chuỗi hạch Ví dụ, giun đốt, cảm ứng định khu đốt

* Hệ thần kinh hạch:

Ở mức tiến hoá cao sâu bọ, có kết hợp đốt thể thành phần: đầu, ngực bụng nên yếu tố thần kinh tập trung thành khối hoạt động cảm ứng phức tạp xác

* Hệ thần kinh ống:

Ở động vật có xương sống, tế bào thần kinh kết hợp thành ống Từ cá đến thú, thành ống dày dần số tế bào thần kinh tăng, kèm với tượng tập trung cao độ tế bào thần kinh não (sự đầu hố) Ở động vật có xương sống bậc cao, hệ thần kinh nói chung gồm phần rõ rệt:

- Phần ngoại biên: gồm quan chuyên làm nhiệm vụ thu nhận kích thích từ mơi trường ngồi cũng từ mơi trường Đó quan thụ cảm

- Phần trung ương: Đây nơi làm nhiệm vụ xử lý thông tin đưa về, gồm não tuỷ sống.

- Phần liên lạc: Bộ phận làm nhiệm vụ truyền thông tin não tuỷ sống (đường cảm giác), rồi từ não tuỷ sống phận thể (đường vận động) Đó dây thần kinh

Tóm lại, dạng thần kinh hình ống, nhờ có tượng “đầu hố” nên thơng tin kích thích từ khắp nơi thể não tổng hợp, phân tích lựa chọn cách phản ứng thích hợp Do đó, phản ứng thể kết xử lý thông tin trung ương thần kinh, nhằm bảo đảm thống nội thể thể với môi trường cách chặt chẽ

Hiện tượng phản xạ a) Khái niệm:

Phản xạ trả lời động vật kích thích mơi trường Trả lời vận động hay tượng tiết

b) Cơ chế phản xạ: có chế chủ yếu, tuỳ theo phương tiện thông tin sử dụng. * Cơ chế thể dịch

Thực qua đường máu, nhờ chất mơi giới hố học hoocmơn Ví dụ, axêtincơlin làm tim đập chậm yếu, ngược lại, ađrênalin làm tim đập nhanh mạnh

Thực qua hệ thần kinh, nhờ xung thần kinh Về chất xung điện, lan truyền nơron Ví dụ, ta dùng điện kế cực nhạy ghi dòng điện chạy dây thần kinh sóng điện não

c) Các dạng phản xạ: có dạng phản xạ chủ yếu động vật * Phản xạ không điều kiện

Phản xạ vốn bẩm sinh, di truyền, chung cho lồi có tính bền vững, khơng địi hỏi phải học tập, rèn luyện đời sống Ví dụ, nóng làm tốt mồ hơi, lạnh gây run da gà

* Phản xạ có điều kiện

Khác với phản xạ không điều kiện, phản xạ có điều kiện hình thành đời sống cá thể, vốn học được, không di truyền, không bền vững, gặp cá thể học phản xạ dễ thay đổi hồn cảnh sống thay đổi Ví dụ, người dạy động vật làm xiếc, dạy chó trinh sát, dạy voi vận tải

d) Cách thành lập phản xạ có điều kiện

Muốn thành lập phản xạ có điều kiện, ta cần thực bước sau: - Xác định mục tiêu phản xạ muốn thành lập

- Tìm kích thích đặc trưng có hiệu cao

- Kết hợp nhiều lần kích thích khơng điều kiện có điều kiện

MƠI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI

Khái niệm

* Mơi trường bao gồm tất bao quanh sinh vật, tất yếu tố vô sinh hũu sinh có tác động trực tiếp gián tiếp lên sống, phát triển sinh sản sinh vật

Có loại mơi trường phổ biến : môi trường đất, môi trường nước, môi trường không khí mơi trường sinh vật

* Nhân tố sinh thái nhân tố vô sinh, hữu sinh có tác động trực tiếp gián tiếp lên sinh trưởng, phát triển sinh sản sinh vật

Có nhóm nhân tố sinh thái :

- Nhân tố vô sinh: bao gồm tất yếu tố khơng sống thiên nhiên có ảnh hưởng đến thể sinh vật ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm v.v

-Nhân tố hũu sinh: bao gồm tác động sinh vật khác lên thể sinh vật

-Nhân tố nguời: bao gồm tác động trực tiếp hay gián tiếp người lên thể sinh vật Ảnh hưởng nhân tố sinh thái lên thể sinh vật

a) Ảnh hưởng nhân tố vô sinh * Nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng thường xuyên tới hoạt động sống sinh vật

- Thực vật động vật biến nhiệt ếch nhái, bò sát phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ môi trường Nhiệt độ môi trường tăng hay giảm nhiệt độ thể chúng tăng, giảm theo

Động vật đẳng nhiệt chim thú có khả điều hịa giữ thân nhiệt ổn định nên phát tán sinh sống khắp nơi Ví dụ, vùng băng giá Cực Bắc (lạnh tới - 40o C) có lồi cáo cực (thân nhiệt 38oC) gà gơ trắng (thân nhiệt 43oC) sinh sống

- Giới hạn sinh thái: Các loài sinh vật phản ứng khác với nhiệt độ Ví dụ, cá rơ phi nước ta chết nhiệt độ 5,6oC 42oC phát triển thuận lợi 30oC.

Nhiệt độ 5,6oC gọi giới hạn dưới, 42oC gọi giới hạn trênvà 30oC điểm cực thuận nhiệt độ cá rô phi Việt Nam Từ 5,6oC đến 42oC gọi giới hạn chịu đựng hay giới hạn sinh thái về nhiệt độ cá rô phi Việt Nam

Sự biến đổi nhiệt độ môi trường ảnh hưởng tới đặc điểm hình thái (nóng q bị cằn) sinh thái (chim di trú vào mùa đông, gậm nhấm sa mạc ngủ hè vào mùa khơ nóng)

- Tổng nhiệt hữu hiệu (S)

+ Mỗi lồi sinh vật có u cầu định lượng nhiệt (tổng nhiệt) để hoàn thành giai đoạn phát triển hay chu kì phát triển gọi tổng nhiệt hữu hiệu (độ/ngày) tương ứng

+ Tổng nhiệt hữu hiệu số nhiệt cần cho chu kỳ (hay giai đoạn) phát triển động vật biến nhiệt Tổng nhiệt hữu hiệu tính cơng thức: S = (T-C).D

Trong đó: T: nhiệt độ mơi trường D: thời gian phát triển

C: nhiệt độ ngưỡng phát triển

+ C không đổi loài nên tổng nhiệt hữu hiệu nhau: S = (T1 – C).D1 = (T2 – C).D2 = (T3 – C).D3 * Độ ẩm nước

- Nước thành phần quan trọng thể sinh vật : chiếm từ 50% đến 98% khối lượng cây, từ 50% (ở Thú) đến 99% (ở Ruột khoang) khối lượng thể động vật

- Mỗi động vật thực vật cạn có giới hạn chịu đựng độ ẩm Loại châu chấu di cư có tốc độ phát triển nhanh độ ẩm 70% Có sinh vật ưa ẩm (thài lài, ráy, muỗi, ếch nhái ), có sinh vật ưa khô (cỏ lạc đa`, xương rồng, nhiều loại thằn lằn, chuột thảo nguyên)

- Nước ảnh hưởng lớn tới phân bố sinh vật Trên sa mạc có sinh vật, cịn vùng nhiệt đới ẩm nhiều nước sinh vật đơng đúc

* Ánh sáng

- Ánh sáng Mặt Trời nguồn lượng hoạt động sống sinh vật Cây xanh sử dụng lượng ánh sáng Mặt Trời quang hợp Động vật ăn thực vật sử dụng gián tiếp lượng ánh sáng Mặt Trời

- Ánh sáng tác động rõ rệt lên sinh trưởng, phát triển sinh vật Cây đậu xanh đặt ánh sáng liên tục lớn nhanh hoa muộn tới 60 ngày

- Mỗi sinh vật có giới hạn chịu đựng ánh sáng

Ví dụ, có ưa bóng, có ưa sáng; có động vật ưa hoạt động ngày, có động vật ưa hoạt động đêm Ngồi ba nhân tố cịn có nhiều nhân tố vô sinh khác ảnh hưởng tới đời sống sinh vật đất, gió, độ mặn nước, nguyên tố vi lượng

b) Ảnh hưởng nhân tố hữu sinh * Quan hệ loài:

- Quần tụ: cá thể có xu hướng tụ tập bên tạo thành quần tụ cá thể để bảo vệ chống đỡ các điều kiện bất lợi mơi trường tốt Ví dụ, quần tụ có tác dụng chống gió, chống nước tốt hơn, quần tụ cá chịu nồng độ chất độc cao

- Cách li: làm giảm nhẹ cạnh tranh, ngăn ngừa gia tăng số lượng cá thể cạn kiệt nguồn thức ăn mật độ quần thể tăng mức cho phép, gây cạnh tranh, số cá thể động vật phải tách khỏi quần tụ tìm nơi sống

* Quan hệ khác loài

- Quan hệ hỗ trợ: Cộng sinh quan hệ cần thiết có lợi cho bên dinh dưỡng lẫn nơi Ví dụ, vi khuẩn lam cộng sinh với nấm tạo thành địa y Quan hệ hợp tác quan hệ có lợi cho bên không thiết cần cho tồn chúng Quan hệ hội sinh quan hệ có lợi cho bên

- Quan hệ đối địch:là quan hệ cạnh tranh cá thể khác loài thức ăn, nơi biểu hiện: + Động vật ăn thịt - mồi: sinh vật tiêu diệt sinh vật khác (mèo bắt chuột, cáo bắt gà ) + Quan hệ kí sinh - vật chủ: sinh vật sống bám vào thể sinh vật khác (giun, sán kí sinh động vật người )

+ Quan hệ ức chế - cảm nhiễm: sinh vật kìm hãm sinh trưởng phát triển sinh vật khác (tảo tiểu cầu tiết chất kìm hãm phát triển rận nước)

c) Ảnh hưởng nhân tố người

Tác động trực tiếp nhân tố người tới sinh vật thường qua ni trồng, chăm sóc, chặt tỉa, săn bắn, đốt rẫy, phá rừng Bất kỳ hoạt động người khai thác rừng, mỏ, xây đập chắn nước, khai hoang, làm đường, ngăn sông, lấp biển, trồng gây rừng làm biến đổi mạnh mẽ môi trường sống nhiều sinh vật ảnh hưởng tới sống chúng

Những qui luật sinh thái : Có qui luật sinh thái bản:

* Qui luật giới hạn sinh thái: Mỗi loài có giới hạn sinh thái đặc trưng nhân tố sinh thái Ví dụ, giới hạn sinh thái nhiệt độ cá rô phi Việt nam từ 5,6oC đến 42oC va` điểm cực thuận 30oC. * Qui luật tác động tổng hợp nhân tố sinh thái Sự tác động nhiều nhân tố sinh thái lên cơ thể sinh vật cộng gộp đơn giản tác động nhân tố sinh thái mà tác động tổng hợp phức hệ nhân tố sinh thái Ví dụ, lúa sống ruộng chịu tác động đồng thời nhiều nhân tố (đất, nước, ánh sáng, nhiệt độ, gió chăm sóc người )

* Qui luật tác động không đồng nhân tố sinh thái lên chức phận sống thể sinh vật Mỗi nhân tố tác động không giống lên chức phận sống khác lên chức phận sống giai đoạn phát triển khác

* Qui luật tác động qua lại sinh vật môi trường Môi trường tác động thường xuyên lên thể sinh vật, làm chúng không ngừng biến đổi, ngược lại sinh vật tác động qua lại làm cải biến mơi trường

SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT VỚI MƠI TRƯỜNG SỐNG Sự thích nghi

Tác động nhân tố sinh thái lên thể sinh vật qua nhiều hệ hình thành nhiều đặc điểm thích nghi với mơi trường sống khác Tuy nhiên, môi trường sống thay đổi, đặc điểm vốn có lợi trở nên bất lợi va` thay đặc điểm thích nghi

Nhịp sinh học:

Nhịp sinh học khả phản ứng sinh vật cách nhịp nhàng với thay đổi có tính chu kỳ mơi trường Đây thích nghi đặc biệt sinh vật với mơi trường có tính di truyền a) Nhịp điệu mùa

Vào mùa đông giá lạnh động vật biến nhiệt thường ngủ đơng lúc trao đổi chất thể vật giảm đến mức thấp nhất, đủ để sống Các hoạt động sống chúng diễn sôi động mùa ấm (xuân, hè) Một số lồi chim có di trú, rời bỏ nơi giá lạnh, khan thức ăn nơi khác ấm nhiều thức ăn hơn, sang mùa xuân chúng lại bay quê hương

Ở vùng nhiệt đới dao động lượng thức ăn, độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng không lớn nên phần lớn sinh vật khơng có phản ứng chu kỳ mùa rõ rệt Tuy nhiên có số bàng, xoan, sịi rụng vào mùa đơng, nhộng sâu sịi bọ rùa nâu ngủ đơng, nhộng bướm đêm hại lúa ngô ngủ hè vào thời kỳ khô hạn

Đáng ý phản ứng qua đông qua he` chuẩn bị từ thời tiết cịn chưa lạnh chưa q nóng, thức ăn cịn phong phú Cái nhân tố báo hiệu? Sự thay đổi độ dài chiếu sáng ngày nhân tố báo hiệu chủ đạo, diễn trước có biến đổi nhiệt độ dự báo xác thay đổi mùa

Nhịp điệu mùa làm cho hoạt động sống tích cực sinh vật trùng khớp với lúc mơi trường có điều kiện sống thuận lợi

b) Nhịp chu kì ngày đêm

Có nhóm sinh vật hoạt động tích cực vào ban ngày, có nhóm vào lúc hồng có nhóm vào ban đêm Cũng chu kỳ mùa, ánh sáng giữ vai trò nhịp chu kỳ ngày đêm Đặc điểm hoạt động theo chu kì ngày đêm thích nghi sinh học phức tạp với biến đổi theo chu kì ngày đêm nhân tố vô sinh

QUẦN THỂ Khái niệm, cấu trúc đặc trưng quần thể

* Quần thể nhóm cá thể lồi sinh sống khoảng không gian xác định, vào một thời điểm định có khả giao phối sinh cái (những lồi sinh sản vơ tính hay trinh sản khơng qua giao phối)

* Quần thể đặc trưng số tiêu: mật độ, tỉ lệ đực cái, tỉ lệ nhóm tuổi, sức sinh sản, tỷ lệ tử vong, kiểu tăng trưởng, đặc điểm phân bố, khả thích ứng chống chịu với nhân tố sinh thái môi trường

Khi cá thể quần thể khơng thể thích nghi với thay đổi môi trường, chúng bỏ tìm chỗ thích hợp bị tiêu diệt nhường chỗ cho quần thể khác

Ảnh hưởng ngoại cảnh tới quần thể

Tác động tổng hợp nhân tố ngoại cảnh ảnh hưởng tới phân bố, biến động số lượng cấu trúc quần thể:

- Các nhân tố vô sinh tạo nên vùng địa lý khác trái đất: vùng lạnh, vùng ấm, vùng nóng, vùng sa mạc Ứng với vùng có quần thể phân bố đặc trưng

- Các nhân tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến sinh trưởng biến động quần thể thông qua tác động sinh sản (làm tăng số lượng cá thể), sự tử vong (làm giảm số lượng cá thể) phát tán cá thể quần thể Không nhân tố cịn ảnh hưởng tới cấu trúc quần thể qua tác động làm biến đổi thành phần đực, cái, nhóm tuổi mật độ cá thể quần thể

- Sự tác động tổng hợp nhân tố ngoại cảnh thời gian dài làm thay đổi đặc điểm quần thể, chí dẫn tới huỷ diệt quần thể

Sự biến động số lượng cá thể quần thể

* Hình thức biến động số lượng cá thể quần thể:

- Biến động cố bất thường: biến động thiên tai (bão, lụt, hạn hán ), dịch hoạ (chiến tranh, dịch bệnh ) gây làm giảm số lượng cá thể cách đột ngột

- Biến động theo mùa: gặp điều kiện thời tiết, khí hậu phù hợp với sinh trưởng, phát triển quần thể quần thể tăng nhanh (ếch nhái phát triển mạnh vào mùa mưa) ngược lại

- Biến động theo chu kỳ nhiều năm: thay đổi điều kiện sống có tính chất chu kì nhiều năm làm cho số lượng cá thể quần thể biến đổi theo

* Nguyên nhân gây biến động

- Do một tập hợp nhân tố sinh thái tác động đến tỷ lệ sinh đẻ, tỷ lệ tử vong phát tán quần thể

- Nhân tố định biến động số lượng khác tuỳ quần thể tuỳ giai đoạn chu kỳ sống

Trạng thái cân quần thể

- Mỗi quần thể sống môi trường xác định có xu hướng điều chỉnh trạng thái số lượng cá thể ổn định gọi trạng thái cân Đơi quần thể có biến động mạnh, ví dụ, tăng số lượng cá thể nguồn thức ăn phong phú, vượt khỏi mức bình thường Số lượng cá thể vọt lên cao khiến cho sau thời gian nguồn thức ăn trở nên thiếu hụt (cây bị phá hại mạnh, mồi hoi), nơi đẻ nơi khơng đủ, nhiều cá thể bị chết Quần thể lại điều chỉnh mức

- Cơ chế điều hoà mật độ quần thể thống mối tương quan tỉ lệ sinh sản tỉ lệ tử vong, nhờ mà tốc độ sinh trưởng quần thể điều chỉnh

Quần xã sinh vật tập hợp quần thể sinh vật hình thành trình lịch sử, cùng sống không gian xác định gọi sinh cảnh, nhờ mối liên hệ sinh thái tương hỗ mà gắn bó với thể thống nhất

+ Quần xã sinh vật cấu trúc động Các loài quần xã làm biến đổi môi trường, môi trường bị biến đổi lại tác động đến cấu trúc quấn xã

+ Giữa quần xã sinh vật thường có vùng chuyển tiếp gọi vùng đệm Bìa rừng vùng đệm quần xã rừng quần xã đồng ruộng Bãi lầy vùng đệm quần xã rừng quần xã đầm Những tính chất quần xã sinh vật

- Mỗi quần xã sinh vật có vài quần thể ưu (ví dụ, thực vật có hạt thường quần thể ưu quần xã sinh vật cạn)

- Trong số quần thể ưu thường có quần thể tiêu biểu cho quần xã gọi quần thể đặc trưng quần xã sinh vật.

- Mỗi quần xã sinh vật có đa dạng định.Quần xã sinh vật mơi trường thuận lợi có độ đa dạng cao (rừng nhiệt đới), nơi có điều kiện sống khắc nghiệt có độ đa dạng thấp (rừng thông phương Bắc)

- Mỗi quần xã sinh vật có cấu trúc đặc trưng liên quan tới phân bố cá thể quần thể không gian Cấu trúc thường gặp kiểu phân tầng thẳng đứng

3 Mối quan hệ ngoại cảnh quần xã

- Các nhân tố vô sinh hữu sinh luôn tác động tạo nên tính chất thay đổi theo chu kì quần xã Ví dụ, quần xã vùng nhiệt đới thay đổi theo chu kỳ ngày đêm rõ: phần lớn động vật hoạt động vào ban ngày, ếch, nhái, chim cú, vạc, muỗi hoạt động mạnh ban đêm Còn quần xã vùng lạnh thay đổi chu kỳ theo mùa rõ (chim nhiều động vật di trú vào mùa đông lạnh giá, rừng rộng vùng ôn đới rụng vào mùa khô )

- Giữa quần thể quần xã thường xuyên diễn quan hệ hỗ trợ quan hệ đối địch kìm hãm lẫn gọi tượng khống chế sinh học

Tất quan hệ đó, làm cho quần xã luôn dao động cân bằng, tạo nên trạng thái cân sinh học quần xã.

DIỄN THẾ SINH THÁI

Khái niệm

Diễn sinh thái trình biến đổi quần xã qua giai đoạn khác nhau, từ dạng khởi đầu, thay dạng quần xã cuối thường dẫn tới quần xã tương đối ổn định.

Nguyên nhân dẫn đến diễn sinh thái là: tác động mạnh mẽ ngoại cảnh lên quần xã, tác động quần xã lên ngoại cảnh làm biến đổi mạnh mẽ ngoại cảnh đến mức gây diễn cuói tác động người

Các loại diễn

- Diễn nguyên sinh: diễn khởi đầu từ môi trường trống trơn (đảo hình thành tro tàn núi lửa, đất bồi lịng sơng) Nhóm sinh vật phát tán đến hình thành nên quần xã tiên phong Tiếp dãy quần xã thay Khi có cân sinh thái quần xã ngoại cảnh quần xã ổn định thời gian tương đối dài Diễn nguyên sinh xảy cạn đươi nước

Tầm quan trọng thực tế việc nghiên cứu diễn

- Nghiên cứu diễn thế, ta nắm qui luật phát triển quần xã sinh vật, hình dung quần xã tồn trước dự đoán dạng quần xã thay hoàn cảnh

- Sự hiểu biết diễn cho phép ta chủ động điều khiển phát triển diễn theo hướng có lợi cho người tác động lên điều kiện sống như: cải tạo đất, đẩy mạnh biện pháp chăm sóc, phịng trừ sâu bệnh, tiến hành biện pháp thuỷ lợi, khai thác, bảo vệ hợp lý nguồn tài nguyên

HỆ SINH THÁI Khái niệm

Hệ sinh thái hệ thống hoàn chỉnh, tương đối ổn định, bao gồm quần xã sinh vật khu vực sống quần xã (sinh cảnh) Sự tác động qua lại quần xã sinh cảnh tạo nên mối quan hệ dinh dưỡng xác định, cấu trúc tập hợp loài quần xã, chu trình tuần hồn vật chất sinh vật quần xã nhân tố vơ sinh

Một hệ sinh thái hồn chỉnh có thành phần chủ yếu sau đây:

- Các chất vô (C, N2, CO2, H2O ), chất hữu (prôtêin, lipit, gluxit, chất mùn, ) chế độ khí hậu

- Sinh vật sản xuất (còn gọi sinh vật cung cấp) - Sinh vật tiêu thụ

- Sinh vật phân huỷ

2 Các kiểu hệ sinh thái : Các hệ sinh thái sinh thuộc nhóm:

- Các hệ sinh thái cạn gồm có rừng nhiệt đới, trng bụi - cỏ nhiệt đới (savan), hoang mạc nhiệt đới ôn đới, thảo nguyên, rừng ôn đới, rừng thông phương Bắc (taiga), đồng rêu đới lạnh,

- Các hệ sinh thái nước mặn gồm có hệ sinh thái vùng ven bờ vùng khơi

- Các hệ sinh thái nước gồm có hệ sinh thái nước đứng (ao, đầm, hồ) hệ sinh thái nước chảy (sông, suối)

3 Chuỗi thức ăn lưới thức ăn

* Chuỗi thức ăn: Chuỗi thức ăn dãy nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau Mỗi lồi là mắt xích, vừa sinh vật tiêu thụ mắt xích phía trước, vừa sinh vật bị mắt xích phía sau tiêu thụ

Có loại sinh vật chuỗi thức ăn:

- Sinh vật sản xuất (sinh vật cung cấp) sinh vật tự dưỡng quần xã (cây xanh, số tảo), có khả tổng hợp chất hữu từ chất vô

- Sinh vật tiêu thụ sinh vật dị dưỡng ăn thực vật sinh vật dị dưỡng khác. Chúng không tự tổng hợp chất hữu mà phải sử dụng chất hữu nhóm sinh vật sản xuất Thường chuỗi thức ăn có số mắt xích tiêu thụ:

+ Sinh vật tiêu thụ bậc la` động vật ăn thực vật, hay kí sinh thực vật

+ Sinh vật tiêu thụ bậc sinh vật ăn thịt hay kí sinh sinh vật tiêu thụ bậc chuỗi, có sinh vật tiêu thụ bậc 3, bậc

- Sinh vật phân huỷ vi khuẩn dị dưỡng nấm, có khả phân huỷ chất hữu thành chất vơ cơ.

* Lưới thức ăn: Mỗi lồi quần xã sinh vật thường mắt xích nhiều chuỗi thức ăn Các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành lưới thức ăn

Sự trao đổi vật chất lượng hệ sinh thái

* Qui luật hình tháp sinh thái

- Hình tháp sinh thái biểu diễn hình chữ nhật có chiều cao; cịn chiều dài phụ thuộc vào số lượng cá thể, sinh vật lượng, lượng bậc dinh dưỡng

- Có loại hình tháp sinh thái: hình tháp số lượng, hình tháp sinh vật lượng hình tháp lượng

- Qui luật: sinh vật mắt lưới xa vị trí sinh vật sản xuất có sinh khối trung bình càng nhỏ.

* Chu trình sinh địa hố chất

- Chu trình sinh địa hố chất vận chuyển vật chất từ môi trường vào quần xã sinh vật, từ sinh vật sang sinh vật khác cuối lại trở mơi trường

- Chu trình sinh địa hố chất thực sở tự điều hoà quần xã SINH QUYỂN VÀ TÀI NGUYÊN

Sinh

Sinh khoảng khơng gian có sinh vật cư trú, bao phủ bề mặt trái đất, sâu tới 100m thạch quyển, toàn thuỷ tới đáy biển sâu 8km, lên cao tới 20km khí Ước tính có tới hai triệu loài sinh vật cư trú sinh

Nguồn tài nguyên không tái sinh tái sinh

* Tài nguyên khoáng sản:

Khống sản ngun liệu tự nhiên, có nguồn gốc hữu vô cơ, phần lớn nằm đất Có loại: - Khống sản nhiên liệu: Than đá (có nguồn gốc từ xác hố đá), dầu mỏ khí cháy (có nguồn gốc từ thực vật chất hữu phân hủy dở dang đất)

Ngoài ra, sinh cịn có lượng ánh sáng mặt trời, gió, sóng biển, thuỷ triều - Khống sản ngun liệu: gồm có vàng, đồng, thiếc, chì, nhơm

Việc khai thác tận lực khoáng sản đặt nguy tài nguyên cạn kiệt ô nhiễm môi trường ngày tăng

* Tài nguyên tái sinh:

- Rừng lâm nghiệp:Ngồi cung cấp gỗ, rừng cịn có tác dụng lớn việc điều hoà lượng nước mặt đất: làm tăng độ ẩm ko khí, làm giảm lượng nước chảy, hạn chế lũ lụt, hạn chế xói mịn

- Đất nơng nghiệp: nơi sản xuất lương thực, thực phẩm cho người gia súc Đất nơi để xây nhà, xây dựng khu công nghiệp, làm đường xá

- Tài nguyên thuỷ sản: tài nguyên sinh vật biển nước có giá trị kinh tế cao

Con người va` khai thác bừa bãi nguồn tài nguyên tái sinh, làm cho rừng va` đất ngày bị thu hẹp thoái hoá, nhiều loài động vật, tài nguyên thuỷ sản bị đánh bắt mức (cá voi, cá heo, cá ngừ, cá thu, tôm hùm ) trở nên

Tác động người hậu sinh

* Tác động người tới sinh

- Trong suốt thời gian tồn phát triển, người thường xuyên tác động trực tiếp tới thiên nhiên cải biến mơi trường sống Những hoạt động ảnh hưởng tới khí hậu, từ tác động mạnh tới sinh

- Sự gia tăng dân số với cơng nghiệp hố làm ảnh hưởng trước tiên diện tích rừng va` đất trồng làm tăng ô nhiễm môi trường sống

* Vấn đề ô nhiễm mơi trường

- Khái niệm: Ơ nhiễm sự làm thay đổi khơng mong muốn, tính chất vật lý, hố học, sinh học của khơng khí, đất, nước môi trường sống, gây tác động nguy hại tức thời tương lai đến sức khỏe va` đời sống người, làm ảnh hưởng đến trình sản xuất, đến tài sản văn hoá làm tổn thất nguồn tài nguyên dự trữ người

- Các chất gây ô nhiễm : + Các khí cơng nghiệp phổ biến

+ Thuốc diệt cỏ

+ Các yếu tố gây đột biến Bảo vệ môi trường phát triển bền vững

* Bảo vệ môi trường

- Bảo vệ mơi trường: hành động có ý thức để giữ gìn nguyên vẹn, ổn định môi trường phát triển bền vững nâng cao chất lượng sống

- Luật bảo vệ môi trường bao gồm qui định việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường, ngăn chặn tác động tiêu cực, phục hồi tổn thất, không ngừng cải thiện tiềm tài nguyên thiên nhiên chất lượng môi trường, nhằm nâng cao đời sống vật chất tinh thần nhân dân Bảo vệ môi trường pháp luật biện pháp quan trọng

* Sự phát triển bền vững

- Sự phát triển bền vững phát triển đáp ứng nhu cầu không làm hại khả đảm bảo nhu cầu cho hệ mai sau, cải thiện chất lượng sống phạm vi chấp nhận

- Sự phát triển không tàn phá môi trường, người phải ln ln kết hợp lợi ích cá nhân với lợi ích cộng đồng (lợi ích cá nhân, quốc gia, quốc tế) để bảo vệ môi trường nâng cao chất lượng sống cho người

CẤU TRÚC, CƠ CHẾ TỔNG HỢP, TÍNH ĐẶC TRƯNG VÀ CHỨC NĂNG CỦA ADN Cấu trúc ADN

a) Cấu trúc hoá học ADN

- ADN tồn chủ yếu nhân tế bào, có mặt ti thể, lạp thể ADN loại axit hữu có chứa nguyên tố chủ yếu C, H, O, N P (hàm lượng P có từ đến 10%)

- ADN la` đại phân tử, có khối lượng phân tử lớn, chiều dài đạt tới hàng trăm micromet, khối lượng phân tử có từ đến triệu, số đạt tới 16 triệu đơn vị cacbon

- ADN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân loại nuclêơtit, nuclêơtit có thành phần, thành phần bazơ – nitric loại nuclêôtit mang tên gọi bazơ – nitric, A G có kích thước lớn, T X có kích thước bé

- Trên mạch đơn phân tử đơn phân liên kết với liên kết hoá trị liên kết hình thành đường C5H10O4 nuclêơtit với phân tử H3PO4 nuclêôtit bên cạnh, (liên kết gọi liên kết photphodieste) Liên kết photphodieste liên kết bền đảm bảo cho thông tin di truyền mạch đơn ổn định kể ADN tái phiên mã

- Từ loại nuclêơtit tạo nên tính đa dạng va` đặc thù ADN loài sinh vật số lượng, thành phần, trình tự phân bố nuclêôtit

b) Cấu trúc không gian ADN

- Vào năm 1953, J.Oatxơn F.Cric xây dựng mơ hình cấu trúc khơng gian phân tử ADN - Mơ hình ADN theo J.Oatxown F.Cric có đặc trưng sau:

+ Là chuỗi xoắn kép gồm mạch pôlinuclêôtit xoắn quanh trục theo chiều từ trái sang phải thang dây xoắn, mà tay thang phân tử đường (C5H10O4) axit phơtphoric xếp xen kẽ nhau, cịn bậc thang cặp bazơ nitric đứng đối diện liên kết với liên kết hiđrô theo nguyên tắc bổ sung, nghĩa bazơ lớn (A G) bù bazơ bé (T X) hay ngược lại Do đặc điểm cấu trúc, ađenin liên kết với timin liên kết hiđrô guanin liên kết với xitôzin liên kết hiđrô

+ Do cặp nuclêôtit liên kết với theo nguyên tắc bổ sung đảm bảo cho chiều rộng chuỗi xoắn kép 20 Å , khoảng cách bậc thang chuỗi xoắn 3,4Å, phân tử ADN xoắn theo chu kỳ xoắn, chu kỳ xoắn có 10 cặp nuclêơtit có chiều cao 34Å

- Ở số loài virut thể ăn khuẩn ADN gồm mạch pôlinuclêôtit ADN vi khuẩn, ADN lạp thể, ti thể lại có dạng vịng khép kín

2 Cơ chế ý nghĩa tổng hợp ADN a) Sự tổng hợp ADN

Vào kì trung gian phân bào nguyên phân, giảm phân ADN trở trạng thái ổn định

Dưới tác dụng enzim ADN-polimeraza, liên kết hiđro bị cắt mạch đơn ADN tách ra, mạch đơn nuclêôtit liên kết với nuclêôtit tự môi trường theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) (A liên kết với T liên kết hiđrô, G liên kết với X liên kết hiđrô, ngược lại) Kết từ phân tử ADN mẹ hình thành phân tử ADN con, ADN có mạch nguyên liệu cũ, mạch nguyên liệu xây dựng nên, theo nguyên tắc bán bảo toàn Cần lưu ý enzim ADN-polimeraza có tác dụng tổng hợp mạch đơn theo chiều 5’ – 3’ Nên phân tử ADN mẹ, mạch (3’ – 5’) sử dụng làm khn tổng hợp liên tục Cịn mạch đơn mẹ (5’ – 3’) tổng hợp theo chiều ngược lại (tổng hợp giật lùi) tạo thành đoạn ngắn đoạn gọi la` đoạn Okazaki

b) Ý nghĩa tổng hợp ADN

Sự tổng hợp ADN sở hình thành NST, đảm bảo cho trình phân bào nguyên phân, giảm phân, thụ tinh xảy bình thường, thơng tin di truyền lồi ổn định Ở cấp độ tế bào cấp độ phân tử qua hệ Nhờ sinh giống với bố mẹ, ông bà tổ tiên

3 Tính đặc trưng phân tử ADN.

+ Đặc trưng số lượng, thành phần trình tự phân bố nuclêơtit, từ loại nuclêơtit tạo nên nhiều loại phân tử ADN đặc trưng cho loài

+ Đặc trưng tỷ lệ :

+ Đặc trưng số lượng, thành phần trình tự phân bố gen nhóm gen liên kết Chức ADN

+ Chứa thông tin di truyền, thông tin di truyền mật mã dạng trình tự phân bố nuclêôtit gen phân tử ADN

+ Nhân đôi để truyền thông tin di truyền qua hệ + Chứa gen khác nhau, giữ chức khác + Có khả đột biến tạo nên thông tin di truyền

CẤU TRÚC ARN, CƠ CHẾ TỔNG HỢP ARN

Ý NGHĨA CỦA SỰ TỔNG HỢP ARN, CHỨC NĂNG CỦA CÁC LOẠI ARN Cấu trúc ARN

- Là đa phân tử cấu tạo từ nhiều đơn phân, đơn phân loại ribonucleotit

- Có loại ribonuclêôtit tạo nên phân tử ARN: ađenin, uraxin, xitozin, guanin, đơn phân gồm thành phần: bazơnitric, đường ribozơ (C5H10O5), phân tử H3PO4

- Trên mạch phân tử ribônuclêôtit liên kết với liên kết hố trị đường C5H10O5 ribonuclêơtit với phân tử H3PO4 ribônuclêôtit bên cạnh

- Có loại ARN: rARN chiếm 70-80%, tARN chiếm 10-20%, mARN chiếm 5-10%

- Phân tử rARN có dạng mạch đơn, quấn lại tương tự tARN có tới 70% số ribơnuclêơtit có liên kết bổ sung Trong tế bào có nhân có tới loại rARN với số ribonuclêôtit 160 đến 13000

- Ba loại ARN tồn loài sinh vật mà vật chất di truyền ADN Ở lồi virut vật chất di truyền ARN ARN chúng có dạng mạch đơn, vài lồi có ARN mạch

Cơ chế tổng hợp mARN

- Diễn nhân tế bào, đoạn NST vào kỳ trung gian, lúc NST dạng tháo xoắn cực đại.Đa số ARN tổng hợp khuôn ADN, trừ ARN gen số virut

- Dưới tác dụng enzim ARN – pôlimeraza, liên kết hiđrô đoạn phân tử ADN ứng với hay số gen bị cắt đứt, trình lắp ráp ribơnuclêơtit tự mơi trường nội bào với nuclêôtit mạch mã gốc gen (mạch 3’ – 5’) theo NTBS A-U, G-X xảy Kết tạo mARN có chiều 5’ – 3’ Sau mạch gen lại liên kết với theo NTBS Sự tổng hợp tARN rARN theo chế

Ở sinh vật trước nhân, phiên mã lúc nhiều phân tử mARN, mARN sử dụng trở thành phiên mã thức Cịn sinh vật nhân chuẩn, phiên mã mARN riêng biệt, mARN sau phải chế biến lại cách loại bỏ đoạn vô nghĩa, giữ lại đoạn có nghĩa tạo mARN trưởng thành

Ý nghĩa tổng hợp ARN

Sự tổng hợp ARN đảm bảo cho gen cấu trúc thực xác trình dịch mã tế bào chất Cung cấp prôtêin cần thiết cho tế bào

Chức loại ARN

- mARN: phiên thông tin di truyền từ gen cấu trúc trực tiếp tham gia tổng hợp prôtêin dựa cấu trúc trình tự ba mARN

- tARN: vận chuyển lắp ráp xác axit amin vào chuỗi pôlipeptit dựa nguyên tắc đối mã di truyền ba đối mã tARN với ba mã phiên mARN

- rARN: liên kết với phân tử prôtêin tạo nên ribôxôm tiếp xúc với mARN chuyển dịch bước mARN, bước ba nhờ mà lắp ráp xác axit amin vào chuỗi polipeptit theo thông tin di truyền qui định từ gen cấu trúc

MÃ DI TRUYỀN ĐẶC ĐIỂM CỦA MÃ DI TRUYỀN Khái niệm mã ba

Cứ nuclêôtit loại hay khác loại đứng phân tử ADN mã hoá cho axit amin làm nhiệm vụ kết thúc chuỗi polipeptit gọi mã ba

Mã di truyền mã ba

- Nếu nuclêơtit mã hố axit amin loại nuclêơtit mã hoá loại axit amin

- Nếu nuclêôtit loại hay khác loại mã hố cho axit amin tạo 42 = 16 mã hai khơng đủ để mã hố cho 20 loại axit amin

- Nếu theo nguyên tắc mã ba tạo 43 = 64 mã ba đủ để mã hoá cho 20 loại axit amin.

- Nếu theo nguyên tắc mã bốn tạo 44 = 256 mã hoá lại thừa Vậy mặt suy luận lý thuyết mã ba mã phù hợp

Những cơng trình nghiên cứu giải mã di truyền (1961-1965) cách thêm bớt 1, 2, nuclêôtit gen nhận thấy mã ba mã phù hợp Người ta xác định có 64 ba sử dụng để mã hố axit amin Trong có Mentionin ứng với mã mở đầu TAX, ATT, ATX, AXT mã kết thúc

Những đặc điểm mã di truyền

- Mã di truyền đọc theo chiều 5’-3’ phân tử mARN

- Mã di truyền đọc liên tục theo cụm nuclêôtit, ba không đọc gối lên

- Mã di truyền la` đặc hiệu, không ba mã hoá đồng thời số axit amin khác - Mã di truyền có tính thối hố có nghĩa axit amin mã hoá bới số ba khác loại trừ mentionin, triptophan mã hoá ba Các ba mã hoá cho axit amin khác nuclêơtit thứ Điều có nghĩa giúp cho gen bảo đảm thông tin di truyền xác nhận ba, nuclêơtit đầu quan trọng cịn nuclêơtit thứ ba linh hoạt Sự linh hoạt khơng gây hậu Nhưng gây nên lắp ráp nhầm axit amin chuỗi polipeptit - Mã di truyền có tính phổ biến Nghĩa loài sinh vật mã hoá theo nguyên tắc chung (các từ mã giống nhau) Điều phản ánh nguồn gốc chung loài

CẤU TRÚC, CƠ CHẾ TỔNG HỢP, CHỨC NĂNG CỦA PRƠTÊIN TÍNH ĐẶC TRƯNG VÀ ĐA DẠNG CỦA PRƠTÊIN

Cấu trúc prơtêin a) Cấu trúc hoá học:

- Là hợp chất hữu gồm nguyên tố C, H, O, N thường có thêm S va` đơi lúc có P

- Thuộc loại đại phân tử, phân tử lớn dài 0,1 micromet, phân tử lượng đạt tới 1,5 triệu đ.v.C - Thuộc loại đa phân tử, đơn phân axit amin

- Có 20 loại axit amin khác tạo nên prôtêin, axit amin có thành phần: gốc cacbon (R), nhóm amin (-NH2) nhóm cacbơxil (-COOH), chúng khác gốc R Mỗi axit amin có kích thước trung bình 3Å

- Trên phân tử axit amin liên kết với liên kết peptit tạo nên chuỗi pôlipeptit Liên kết peptit tạo thành nhóm cacbơxil axit amin liên kết với nhóm amin axit amin giải phóng phân tử nước Mỗi phân tử prơtêin gồm hay nhiều chuỗi pôlipeptit loại hay khác loại

- Từ 20 loại axit amin kết hợp với theo cách khác tạo nên vô số loại prôtêin khác (trong thể động vật, thực vật ước tính có khoảng 1014 – 1015 loại prôtêin) Mỗi loại prôtêin đặc trưng số lượng, thành phần trình tự xếp axit amin phân tử Điều giải thích thiên nhiên prôtêin vừa đa dạng, lại vừa mang tính chất đặc thù

b) Cấu trúc khơng gian

Prơtêin có bậc cấu trúc

- Cấu trúc bậc 1: axit amin liên kết với liên kết peptit, đứng đầu mạch pơlipeptit nhóm amin, cuối mạch nhóm cacboxyl

- Cấu trúc bậc 2: có dạng xoắn trái, kiểu chuỗi anpha, chiều cao vòng xoắn 5,4Å với 3,7 axit amin / vòng xoắn chuỗi bêta vịng xoắn lại có 5,1 axit amin Có prơtêin khơng có cấu trúc xoắn cuộn xoắn phần pôlipeptit

- Cấu trúc bậc 3: Là hình dạng phân tử prôtêin không gian ba chiều, xoắn cấp theo kiểu đặc trưng cho loại prôtêin, tạo thành khối hình cầu

- Cấu trúc bậc 4: Là prôtêin gồm nhiều chuỗi pôlipeptit kết hợp với Ví dụ, phân tử hêmơglơbin gồm chuỗi anpha chuỗi bêta, chuỗi chứa nhân hem với nguyên tử Fe 2 Cơ chế tổng hợp prôtêin

Gồm giai đoạn:

Giai đoạn 1: Tổng hợp ARN để chuyển thông tin di truyền từ gen sang sản phẩm prôtêin (xem phần tổng hợp ARN)

Giai đoạn 2: Tổng hợp prôtêin tế bào chất gồm bước

một loại enzim đặc hiệu khác, axit amin hoạt hoá lại liên kết với tARN tương ứng để tạo nên phức hợp axit amin – tARN (aa – tARN).

+ Bước 2: Mở đầu chuỗi pơlipeptit có tham gia ribôxôm , ba mở đầu AUG, tARN axit amin mở đầu tiến vào ribơxơm đối mã khớp với mã mở đầu mARN theo NTBS Kết thúc giai đoạn mở đầu

+ Bước 3: Kéo dài chuỗi pôlipeptit, tARN vận chuyển axit amin thứ tiến vào ribơxơm đối mã khớp với mã mở đầu mARN theo nguyên tắc bổ sung aa1 – tARN tới vị trí bên cạnh, đối mã khớp với mã axit amin thứ mARN theo nguyên tắc bổ sung Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit axit amin mở đầu axit amin thứ Ribôxôm dịch chuyển ba mARN (sự chuyển vị) làm cho tARN mở đầu rời khỏi ribơxơm Tiếp đó, aa2 – tARN tiến vào ribơxơm, đối mã khớp với mã axit amin thứ hai mARN theo nguyên tắc bổ sung

Liên kết peptit aa1 aa2 tạo thành Sự chuyển vị lại xảy ra, tiếp tục ribôxôm tiếp xúc với ba tiếp giáp với ba kết thúc phân tử chuỗi polipeptit lúc có cấu trúc aaMĐ – aa1 – aa2 aan gắn với tARN axit amin thứ n

+ Bước 4: Kết thúc chuỗi pôlipeptit, Ribôxôm chuyển dịch sang ba kết thúc lúc ngừng trình dịch mã tiểu phần ribôxôm tách tARN, axit amin cuối tách khỏi chuỗi polipeptit Một enzim khác loại bỏ axit amin mở đầu giải phóng chuỗi pơlipeptit

Cần lưu ý mARN lúc có nhiều ribơxơm trượt qua với khoảng cách 51Å ® 102Å

Nghĩa mARN tổng hợp nhiều prơtêin loại

Sự tổng hợp prơtêin góp phần đảm bảo cho prơtêin thực chức biểu tính trạng cung cấp nguyên liệu cấu tạo nên bào quan va` đảm nhận nhiều chức khác

3 Chức prôtêin

- Là thành phần cấu tạo chủ yếu chất nguyên sinh, hợp phần quan trọng xây dựng nên bào quan, màng sinh chất cấu trúc đa dạng prơtêin quy định đặc điểm, hình thái, giải phẫu thể:

- Tạo nên enzim xúc tác phản ứng sinh hoá Nay biết khoảng 3.500 loại enzim Mỗi loại tham gia phản ứng xác định

- Tạo nên hoocmơn có chức điều hồ q trình trao đổi chất tế bào, thể - Hình thành kháng thể, có chức bảo vệ thể chống lại vi khuẩn gây bệnh - Tham gia vào chức vận động tế bào thể

- Phân giải prôtêin tạo lượng cung cấp cho hoạt động sống tế bào thể

Tóm lại, prơtêin đảm nhận nhiều chức liên quan đến toàn hoạt động sống tế bào, quy định tính trạng thể sống

Tính đặc trưng tính đa dạng prôtêin

- Prôtêin đặc trưng số lượng thành phần, trình tự phân bố axit amin chuỗi pơlipeptit Vì vậy, từ 20 loại axit amin tạo nên 1014 – 1015 loại prôtêin đặc trưng va` đa dạng cho loài sinh vật. - Đặc trưng số lượng, thành phần, trình tự phân bố chuỗi polipeptit phân tử prôtêin Đặc trưng kiểu cấu trúc không gian loại prôtêin để thực chức sinh học

MƠ HÌNH ĐIỀU HỊA SINH TỔNG HỢP PRƠTÊIN CỦA GEN Ý NGHĨA CỦA SỰ ĐIỀU HÒA SINH TỔNG HỢP PRƠTÊIN

Cơ chế điều hồ sinh tổng hợp prơtêin gen phức tạp, có khác biệt rõ rệt sinh vật trước nhân sinh vật nhân chuẩn

Cơ chế điều hoà sinh vật trước nhân

- Trong tế bào thể có nhiều gen cấu trúc, khơng phải gen phiên mã, tổng hợp prơtêin đồng thời Sự điều hoà hoạt động gen thực qua chế điều hoà Vào năm 1961, F.Jacop J.Mono phát điều hoà hoạt động gen E.Coli

+ Một gen điều hồ (Regulator : R), gen làm khn sản xuất loại prơtêin ức chế có tác dụng điều chỉnh hoạt động mội nhóm gen cấu trúc qua tương tác với gen huy

+ Một gen huy (Operator :O) nằm kề trước nhóm gen cấu trúc, vị trí tương tác với chất ức chế

+ Một gen khởi động (Promotor :P) nằm trước gen huy trùm lên phần tồn gen này, vị trí tương tác ARN – polimeraza để khởi đầu phiên mã

+ Một nhóm gen cấu trúc liên quan với chức năng, nằm kề phiên mã tạo ARN chung

Một Operon gồm có gen huy gen cấu trúc kiểm sốt - Cơ chế điều hồ diễn sau:

Gen điều hoà huy tổng hợp loại prôtêin ức chế, prôtêin gắn vào gen huy (o) làm ngăn cản hoạt động enzim phiên mã Vì ức chế hoạt động tổng hợp ARN gen cấu trúc Khi mơi trường nội bào có chất cảm ứng, chất kết hợp với prơtêin ức chế làm vơ hiệu hố chất ức chế, không gắn vào gen huy Kết gen huy làm cho nhóm gen cấu trúc chuyển từ trạng thái ức chế sang trạng thái hoạt động Quá trình phiên mã lại xảy

2 Cơ chế điều hồ sinh vật có nhân.

- Cơ chế điều hoà hoạt động gen sinh vật có nhân phức tạp tổ chức phức tạp ADN NST ADN tế bào có khối lượng lớn, phần nhỏ mã hố thơng tin di truyền, đại phận đóng vai trị điều hồ

- ADN tồn NST xoắn lại phức tạp, trước phiên mã NST phải tháo xoắn phân tử enzim phiên mã tương tác với prơtêin điều hồ bám vào vùng khởi động xúc tiến trình tổng hợp ARN

- Tuỳ nhu cầu tế bào, tuỳ mô, giai đoạn sinh trưởng, phát triển mà tế bào có nhu cầu tổng hợp loại prôtêin không giống

- Trong loại tế bào, loại mARN có tuổi thọ khác Các prôtêin tổng hợp thường xun chịu chế kiểm sốt để lúc khơng cần thiết prơtêin bị enzim phân giải - Hoạt động phiên mã sinh vật nhân chuẩn phụ thuộc vào vùng khởi động, vào tín hiệu điều hoà Ngoài hệ gen sinh vật nhân chuẩn cịn có gen tăng cường, gen bất hoạt Các gen tăng cường tác động lên gen điều hồ, gây nên biến đổi cấu trúc nuclêơxơm chất nhiễm sắc, gen bất hoạt, làm ngừng phiên mã gây biến đổi cấu trúc NST

Cần ý ARN tổng hợp từ gen cấu trúc sinh vật nhân chuẩn ban đầu thảo chưa hoàn chỉnh Sau sửa chữa, cắt bỏ, chế biến lại để tạo ARN thành thục đưa vào sử dụng làm phiên thức tổng hợp prôtêin Hiện tượng gọi chế điều hoà sau phiên mã

ĐỘT BIẾN GEN Khái niệm

Đột biến gen biến đổi cấu trúc gen, liên quan tới cặp nuclêôtit, xảy điểm phân tử ADN

Thường gặp dạng mất, thêm, thay thế, đảo vị trí cặp nuclêôtit Nguyên nhân chế phát sinh đột biến gen

- Đột biến gen phát sinh tác nhân đột biến lý hoá ngoại cảnh gây rối loạn trình sinh lý, hố sinh tế bào gây nên sai sót q trình tự nhân đơi ADN, làm đứt phân tử ADN, nối đoạn bị đứt vào ADN vị trí

- Sự biến đổi nuclêơtit đầu xảy mạch ADN dạng tiền đột biến Lúc enzim sửa chữa sửa sai làm cho tiền đột biến trở lại dạng ban đầu Nếu sai sót khơng sửa chữa qua lần tự nuclêôtit lắp sai liên kết với nuclêơtit bổ sung với làm phát sinh đột biến gen

Hậu đột biến gen

- Biến đổi dãy nuclêôtit gen cấu trúc dẫn tới biến đổi cấu trúc ARN thông tin cuối biến đổi cấu trúc prôtêin tương ứng

Đột biến thay hay đảo vị trí cặp nuclêơtit ảnh hưởng tới axit amin chuỗi pôlipeptit Đột biến thêm cặp nuclêôtit làm thay đổi ba mã hoá ADN từ điểm xảy đột biến cuối gen làm thay đổi cấu tạo chuỗi pơlipeptit từ điểm có nuclêơtit bị thêm

Đột biến gen cấu trúc biểu thành biến đổi đột ngột gián đoạn tính trạng đó, cá thể

- Đột biến gen gây rối loạn trình sinh tổng hợp prơtêin, đặc biệt la` đột biến gen quy định cấu trúc enzim, đa số đột biến gen thường có hại cho thể Tuy nhiên, có đột biến gen trung tính (khơng có hại, khơng có lợi), số trường hợp có lợi

Sự biểu đột biến gen

- Đột biến gen phát sinh "tái bản" qua chế tự nhân đôi ADN

- Nếu đột biến phát sinh giảm phân, xảy tế bào sinh dục (đột biến giao tử), qua thụ tinh vào hợp tử Nếu la` đột biến trội, biểu kiểu hình thể mang đột biến Nếu la` đột biến lặn, vào hợp tử cặp gen dị hợp bị gen trội tương ứng át Qua giao phối, đột biến lặn tiếp tục tồn quần thể trạng thái dị hợp không biểu Nếu gặp tổ hợp đồng hợp biểu thành kiểu hình

- Khi đột biến xảy nguyên phân, phát sinh tế bào sinh dưỡng (đột biến xôma) nhân lên mơ, biểu phần thể, tạo nên thể khảm Ví dụ hoa giấy có cành hoa trắng xen với cành hoa đỏ

- Đột biến xơma nhân lên sinh sản sinh dưỡng di truyền qua sinh sản hữu tính

- Đột biến cấu trúc gen đòi hỏi số điều kiện biểu kiểu hình thể Vì cần phân biệt, đột biến biến đổi vật chất di truyền, với thể đột biến cá thể mang đột biến biểu kiểu hình

TẾ BÀO LÀ ĐƠN VỊ CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA CƠ THỂ SINH VẬT Tế bào la` đơn vị cấu trúc thể sinh vật

- Từ sinh vật có cấu trúc thể đơn giản đến sinh vật có cấu tạo thể phức tạp có đơn vị cấu tạo nên thể tế bào

- Ở vi khuẩn tế bào thể hoàn chỉnh

- Trong tế bào có nhiều bào quan, bào quan có cấu trúc riêng biệt giữ chức khác Cấu trúc tế bào điển hình gồm: màng tế bào cấu tạo từ chất nguyên sinh, gọi màng sinh chất, có vai trị quan trọng q trình trao đổi chất tế bào môi trường Tế bào chất nơi xảy hoạt động sống tế bào Trong tế bào chất có nhiều cấu trúc quan trọng bào quan, hệ lưới nội chất, chất dự trữ Các bào quan ti thể, lạp thể, thể gôngi, trung thể, ribôxôm nhân tế bào gồm màng, nhân chất nhân

- Ti thể có cấu tạo chất ngun sinh, phía có gờ lược, chứa nhiều loại men ôxi hoá khử, phân huỷ chất hữu tạo nguồn lượng dạng ATP cung cấp cho hoạt động sống tế bào

- Lưới nội chất hệ thống xoang ống phân bố rải rác xung quanh nhân nơi dính bám ribơxơm, thực q trình tổng hợp prơtêin

- Lạp thể (chỉ có thực vật số vi khuẩn) gồm lục lạp (chứa hạt diệp lục), sắc lạp bột lạp Lục lạp nơi thực trình quang hợp

- Nhân tế bào gồm màng nhân chất nhân Màng nhân màng kép chất nguyên sinh, màng có nhiều lỗ nhân, màng nhân đảm bảo tính thống trao đổi chất nhân bào quan Chất nhân gồm nhân NST Nhân nơi tụ tập rARN NST chứa toàn vật chất di truyền đặc trưng cho loài Mỗi lồi có NST đặc trưng số lượng, hình dạng, kích thước cấu trúc NST có khả tự nhân đôi để truyền thông tin di truyền ổn định qua hệ Ở sinh vật chưa có nhân chuẩn vi khuẩn, tảo lam, NST gồm phân tử ADN dạng vòng hai đầu tận nối lại với Ở sinh vật chưa có cấu tạo tế bào virut thể ăn khuẩn, vật chất di truyền phân tử ADN, riêng số lồi virut ARN

2 Tế bào đơn vị chức thể sống

- Tất dấu hiệu đặc trưng cho sống: sinh trưởng, hô hấp, tổng hợp, phân giải, cảm ứng xảy tế bào

- Tế bào la` đơn vị hoạt động thống trao đổi chất Nhân giữ vai trò điều khiển đạo

- Ở sinh vật đơn bào toàn hoạt động sống, hoạt động di truyền xảy tế bào Ở sinh vật đa bào phân hoá cấu trúc chuyên hoá chức năng, mô, quan đảm nhận chức sinh học khác thể, có khả lớn lên phân chia theo hình thức nguyên phân để tạo nên thể đa bào hoàn chỉnh từ hợp tử

- Dù với phương thức sinh sản tế bào mắt xích nối liền hệ đảm bảo kế tục vật chất di truyền cấp độ tế bào cấp độ phân tử

- Các chế tượng di truyền từ cấp độ phân tử (tái ADN, phiên mã, dịch mã, điều hoà) đến cấp độ tế bào (hoạt động NST nguyên phân, giảm phân, thụ tinh) diễn tế bào Nhờ thông tin di truyền truyền đạt qua hệ ổn định

KHÁI NIỆM NST, CẤU TRÚC BÌNH THƯỜNG CỦA NST TÍNH ĐẶC TRƯNG CỦA NST

Khái niệm NST

Nhiễm sắc thể cấu trúc nằm nhân tế bào, có khả nhuộm màu đặc trưng thuốc nhuộm kiềm tính, tập trung lại thành sợi ngắn,có số lượng, hình dạng, kích thước, cấu trúc đặc trưng cho lồi NST có khả tự nhân đơi, phân li, tổ hợp ổn định qua hệ NST có khả bị đột biến thay đổi số lượng, cấu trúc tạo đặc trưng di truyền

Cấu trúc NST

- NST lồi có nhiều hình dạng khác nhau: dạng hạt, que, hình chữ V, hình móc Ở số lồi sinh vật vịng đời có trải qua giai đoạn ấu trùng có xuất NST với kích thước lớn hàng nghìn lần gọi NST khổng lồ (như ấu trùng ruồi giấm lồi thuộc cánh) Điển hình NST có hình chữ V với cánh kích thước khác Chiều dài NST từ 0,2 – 50mm, đường kính 0,2 –

2mm

- Nhiễm sắc thể cấu tạo từ chất nhiễm sắc bao gồm chủ yếu ADN prôtêin loại histôn Phân tử ADN quấn quanh khối cầu prôtêin tạo nên chuỗi nuclêôxôm Mỗi nuclêôxôm khối dạng cầu dẹt , bên chứa phân tử histơn, cịn bên quấn quanh đoạn ADN chứa khoảng 140 cặp nuclêôtit Các nuclêôxôm nối với đoạn ADN prơtêin histon Mỗi đoạn có khoảng 15 – 100 cặp nuclêôtit Tổ hợp ADN với histơn chuỗi nuclêơxơm tạo thành sợi có đường kính 100Å Sợi xoắn lại lần nữa, xoắn bậc 2, tạo nên sợi nhiễm sắc có đường kính 250Å Sự xoắn sợi nhiễm sắc tạo nên ống rỗng với bề ngang 2000Å, cuối hình thành cấu trúc crơmatit

Nhờ cấu trúc xoắn cuộn nên chiều dài NST rút ngắn 15000 đến 20000 lần so với chiều dài phân tử ADN NST dài người chứa phân tử ADN dài 82mm, sau xoắn cực đại kì dài 10mm Sự thu gọn cấu trúc không gian thuận lợi cho phân li, tổ hợp NST

trong chu kì phân bào

Tính đặc trưng NST

- Mỗi lồi sinh vật có NST đặc trưng số lượng, hình dạng, kích thước cấu trúc Đây la` đặc trưng để phân biệt lồi với nhau, khơng phản ánh trình độ tiến hố cao hay thấp, lồi giao phối, tế bào sinh dưỡng (tế bào xôma) mang nhiễm sắc thể lưỡng bội loài (2n), NST tồn thành cặp Mỗi cặp gồm NST giống hình dạng, kích thước cấu trúc đặc trưng, gọi cặp NST tương đồng, đó, có nguồn gốc từ bố, có nguồn gốc từ mẹ Tế bào sinh dục (giao tử), số NST nửa số NST tế bào sinh dưỡng va` gọi NST đơn bội (n)

Ví dụ, người 2n = 46; n = 23 chó 2n = 78; n = 39 bò 2n = 60; n = 30 lúa 2n = 24; n = 12 ngô 2n = 20; n = 10

Đậu Hà Lan 2n = 14; n =

- Đặc trưng số lượng, thành phần, trình tự phân bố gen NST

- Đặc trưng tập tính hoạt động NST tái sinh, phân li, tổ hợp, trao đổi đoạn, đột biến số lượng, cấu trúc NST

CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CÁC DẠNG TẾ BÀO N, 2N, 3N, 4N TỪ DẠNG TẾ BÀO 2N. Cơ chế hình thành dạng tế bào n

- Ở thể trưởng thành có nhóm tế bào sinh dưỡng tách làm nhiệm vụ sinh sản, gọi tế bào sinh dục sơ khai Các tế bào trải qua giai đoạn:

+ Giai đoạn sinh sản: nguyên phân liên tiếp nhiều đợt tạo tế bào sinh dục con.

+ Giai đoạn sinh trưởng: tế bào tiếp nhận nguyên liệu, mơi trường ngồi tạo nên tế bào có kích thước lớn (kể nhân tế bào chất)

+ Giai đoạn chín: tế bào sinh tinh trùng, sinh trứng bước vào giảm phân gồm lần phân bào liên tiếp; lần 1: giảm phân; lần 2: nguyên phân để tạo giao tử đơn bội

+ Giai đoạn sau chín: thực vật kết thúc giảm phân tế bào đơn bội hình thành từ tế bào sinh dục tiếp tục nguyên phân đợt tạo tế bào đơn bội hình thành hạt phấn chín Mọi tế bào đơn bội mô tế bào sinh dục lại nguyên phân đợt tạo tế bào đơn bội hình thành nỗn

+ Ở kì trung gian ADN nhân đôi, cặp NST tương đồng nhân đơi thành cặp tương đồng kép. + Ở kì trước I: NST tiếp tục xoắn lại, kì số cặp NST có xảy trao đổi đoạn 2 crômatit khác nguồn gốc cặp tương đồng Cuối kì trước I, màng nhân mất, bắt đầu hình thành dây tơ vơ sắc

+ Ở kì I: thoi vơ sắc hình thành xong Các NST tương đồng kép tập trung thành cặp mặt phẳng xích đạo nối với dây tơ vô sắc tâm động

+ Ở kì sau I: NST dạng kép cặp tương đồng kép phân li hai cực tế bào, hình thành tế bào có NST đơn trạng thái kép

+ Ở kì cuối I: tạo tế bào chứa NST đơn trạng thái kép, khác nguồn gốc, chất lượng NST

- Giảm phân II: lần phân bào giống phân bào nguyên phân, kì trung gian trải qua ngắn kì II, NST đơn trạng thái kép tế bào tập trung mặt phẳng xích đạo nối với dây tơ vơ sắc Kì sau II, crơmatit NST đơn trạng thái kép phân li cực Kì cuối II tạo tế bào đơn bội Từ tế bào sinh tinh trùng tạo tinh trùng, từ tế bào sinh trứng tạo trứng thể định hướng

Cơ chế hình thành dạng tế bào 2n - Qua nguyên phân:

+ Ở kì trung gian, NST đơn tháo xoắn cực đại dạng sợi mảnh, ADN nhân đôi để tạo các NST kép

+ Kì trước: NST tiếp tục xoắn lại, cuối kì trước, màng nhân mất, bắt đầu hình thành thoi vơ sắc. + Kì giữa: thoi vơ sắc hình thành xong, NST kép tập trung mặt phẳng xích đạo nối với dây tơ vơ sắc tâm động

+ Kì sau: crômatit NST kép tách qua tâm động phân chia cực tế bào + Kì cuối: NST đơn giãn xoắn cực đại, màng nhân hình thành, tế bào chứa NST lưỡng bội (2n)

nhân đôi phân chia 2n -> 4n -> 2n - Qua giảm phân không bình thường:

Các tế bào sinh tinh trùng sinh trứng bị tác động nhân tố phóng xạ, hố học làm cắt đứt dây tơ vơ sắc ức chế hình thành dây tơ vơ sắc toàn bộ NST tạo nên giao tử lưỡng bội

- Qua chế thụ tinh:

Sự kết hợp tinh trùng đơn bội trứng đơn bội qua thụ tinh tạo nên hợp tử lưỡng bội (2n)

3 Cơ chế hình thành dạng tế bào 3n, 4n

- Tế bào 2n giảm phân khơng bình thường xảy tất cặp NST tạo nên giao tử 2n Giao tử kết hợp với giao tử bình thường n tạo nên hợp tử 3n

- Giao tử khơng bình thường 2n kết hợp với tạo nên hợp tử 4n

- Ngồi dạng 3n cịn hình thành chế thụ tinh kép thực vật nhân thứ cấp 2n kết hợp với tinh tử n tạo nên nội nhũ 3n

- Dạng tế bào 4n, cịn hình thành ngun phân rối loạn xảy tất cặp NST sau nhân đôi

Ý NGHĨA SINH HỌC

MỐI LIÊN QUAN GIỮA NGUYÊN PHÂN, GIẢM PHÂN, THỤ TINH Ý nghĩa sinh học nguyên phân, giảm phân thụ tinh

từng lồi Nhờ có phân chia liên tục tế bào mà thể lớn lên Tốc độ phân chia nhanh thể non Ở mô phân sinh thực vật phân chia làm cho mọc dài

- Sự phân bào tế bào sinh sản giảm phân Tế bào mẹ lưỡng bội quan sinh sản giảm phân giao tử đơn bội Khi diễn trình thụ tinh có hồ hợp làm nửa giao tử đơn bội

- Thụ tinh phục hồi lại NST lưỡng bội kết hợp giao tử đực (n) với giao tử (n) Mặt khác thụ tinh phối hợp ngẫu nhiên loại giao tử khác giới tính mà tạo nên nhiều hợp tử khác nguồn gốc chất lượng NST làm tăng tần số loại biến dị tổ hợp

Mối liên quan nguyên phân, giảm phân thụ tinh q trình truyền đạt thơng tin di truyền

- Nhờ nguyên phân mà hệ tế bào khác chứa đựng thông tin di truyền giống nhau, đặc trưng cho loài

- Nhờ giảm phân mà tạo nên giao tử đơn bội để thụ tinh khôi phục lại trạng thái lưỡng bội - Nhờ thụ tinh kết hợp NST đơn bội tinh trùng với NST đơn bội trứng để hình thành NST 2n, đảm bảo việc truyền thông tin di truyền từ bố mẹ cho ổn định tương đối

- Nhờ kết hợp trình mà tạo điều kiện cho đột biến lan rộng chậm chạp lồi để có dịp biểu thành kiểu hình đột biến

CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA NST MÀ CÓ THỂ ĐƯỢC COI LÀ CƠ SỞ VẬT CHẤT CỦA DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO

- NST cấu trúc mang gen:

+ NST chứa ADN, ADN mang thông tin di truyền, gen phân bố NST, gen chiếm vị trí định gọi locut Người ta xây dựng đồ di truyền gen NST nhiều loài

+ Những biến đổi số lượng cấu trúc NST gây biến đổi tính trạng Đại phận tính trạng di truyền gen NST

- NST có khả tự nhân đơi:

Thực chất nhân đôi NST nhân đơi ADN vào kì trung gian lần phân bào đảm bảo ổn định vật chất di truyền qua hệ

- Sự tự nhân đôi NST, kết hợp với phân li tổ hợp NST giảm phân thụ tinh chế di truyền cấp độ tế bào, loài giao phối Ở loài sinh sản sinh dưỡng nhờ chế nhân đôi, phân chia đồng NST cực tế bào chế ổn định vật chất di truyền đời cá thể cấp độ tế bào

Với đặc tính NST, người ta xem chúng sở vật chất di truyền cấp độ tế bào

ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST Khái niệm

Đột biến biến đổi đột ngột cấu trúc NST tác nhân gây đột biến Nguyên nhân

Do tác nhân lý hoá ngoại cảnh (tia phóng xạ, tia tử ngoại, sốc nhiệt, loại hố chất) rối loạn q trình sinh lý, hoá sinh tế bào làm phá vỡ cấu trúc NST ảnh hưởng tới trình tái bản, tiếp hợp, trao đổi chéo NST

Cơ chế phát sinh đột biến cấu trúc NST tác nhân gây đột biến ngoại cảnh tế bào làm cho NST bị đứt gãy ảnh hưởng tới q trình tự nhân đơi NST, trao đổi chéo crơmatit Có dạng sau

- Mất đoạn:

Đoạn bị nằm đầu mút cánh NST khoảng đầu mút tâm động Đột biến đoạn làm giảm số lượng gen NST Đột biến đoạn thường gây chết làm giảm sức sống Ở người, NST 21 bị đoạn gây ung thư máu Ở ngô ruồi giấm tượng đoạn nhỏ không làm giảm sức sống kể thể đồng hợp, người ta vận dụng tượng đoạn để loại khỏi NST gen không mong muốn

- Lặp đoạn :

Một đoạn NST lặp lại lần hay nhiều lần, lặp đoạn làm tăng số lượng gen loại Đột biến lặp đoạn đoạn NST bị đứt nối xen vào NST tương đồng NST tiếp hợp khơng bình thường, trao đổi chéo không crômatit Đột biến lặp đoạn làm giảm cường độ biểu tính trạng Ở ruồi giấm, lặp đoạn lần NST X làm cho mắt lồi thành mắt dẹt, lặp đoạn lần làm cho mắt dẹt Có trường hợp lặp đoạn làm tăng cường độ biểu tính trạng Ở đại mạch có đột biến lặp đoạn làm tăng hoạt tính Emzim amilaza, có ý nghĩa công nghiệp sản xuất bia

- Đảo đoạn :

Một đoạn NST bị đứt quay ngược lại 180o gắn vào chỗ bị đứt làm thay đổi trật tự phân bố gen NST Đoạn bị đảo ngược chứa khơng chứa tâm động , đảo đoạn trong, đảo đoạn ngồi, đảo đoạn cánh bé cánh lớn NST Đột biến đảo đoạn thường ảnh hưởng tới sức sống cá thể vật chất di truyền khơng bị đi, góp phần tăng cường khai thác NST tương ứng nòi thuộc loài

- Chuyển đoạn:

Hiện tượng chuyển đoạn diễn NST NST không tương đồng Một đoạn NST bị đứt gắn vào NST khác hai NST khác cặp đứt đoạn trao đổi đoạn bị đứt với Như thấy có hai kiểu chuyển đoạn chuyển đoạn không tương hỗ chuyển đoạn tương hỗ Sự chuyển đoạn làm phân bố lại gen phạm vi cặp NST hay NST khác tạo nhóm gen liên kết Đột biến chuyển đoạn lớn thường gây chết khả sinh sản Tuy vậy, thiên nhiên tượng chuyển đoạn nhỏ phổ biến loài chuối, đậu, lúa Người ta chuyển nhóm gen mong muốn từ NST loài sang NST loài khác

ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NST

1 Khái niệm

Sự biến đổi số lượng NST xảy hay số cặp NST, tạo nên thể dị bội, tồn cặp NST, hình thành thể đa bội Cơ chế phát sinh đột biến số lượng NST tác nhân gây đột biến ngoại cảnh tế bào ảnh hưởng tới không phân li cặp NST kì sau trình phân bào

2 Thể dị bội

Trong thể dị bội, tế bào sinh dưỡng chứa NST cặp tương đồng lại chứa NST (thể nhiễm) nhiều NST (thể đa nhiễm), chứa NST (thể nhiễm) thiếu hẳn NST (thể khuyết nhiễm) Các đột biến dị bội đa phần gây nên hậu có hại động vật Ví dụ, người có NST 21, xuất hội chứng Đao, tuổi sinh đẻ người mẹ cao tỉ lệ mắc hội chứng Đao nhiều Thể dị bội NST giới tính người gây hậu nghiêm trọng:

+ OX (hội chứng Tớcnơ): nữ, lùn, cổ ngắn, khơng có kinh nguyệt, vú không phát triển, âm đạo hẹp, nhỏ, trí tuệ chậm phát triển

+ XXY (hội chứng Claiphentơ): nam, mù màu, thân cao, chân tay dài, tinh hồn nhỏ, si đần, vơ sinh

+ OY: Khơng thấy người, có lẽ hợp tử bị chết sau thụ tinh

Ở thực vật thường gặp thể dị bội, đặc biệt chi Cà chi Lúa Ví dụ cà độc dược, 12 thể ba nhiểm 12 NST cho 12 dạng khác hình dạng kích thước

3 Thể đa bội

- Trong thể đa bội, NST tế bào sinh dưỡng bội số đơn bội, lớn 2n Người ta phân biệt thể đa bội chẵn (4n, 6n, ) với thể đa bội lẻ (3n, 5n, )

- Cơ chế phát sinh thể đa bội chẵn NST tự nhân đơi thoi vơ sắc khơng hình thành, tất cặp NST không phân li, kết NST tế bào tăng lên gấp đôi Sự không phân li NST nguyên phân tế bào 2n tạo tế bào 4n Ở loài giao phối, tượng xảy lần nguyên phân hợp tử tạo thành thể tứ bội; tượng xảy đỉnh sinh trưởng cành tạo nên cành tứ bội lưỡng bội

- Sự không phân li NST giảm phân tạo giao tử 2n (không giảm nhiễm) Sự thụ tinh giao tử 2n giao tử n tạo hợp tử 3n, hình thành thể tam bội

- Tế bào đa bội có lượng ADN tăng gấp bội nên q trình sinh tổng hợp chất hữu diễn mạnh mẽ Vì thể đa bội có tế bào to, quan sinh dưỡng to, phát triển khoẻ, chống chịu tốt

- Các thể đa bội lẻ khơng có khả sinh giao tử bình thường Những giống ăn không hạt thường thể đa bội lẻ

- Thể đa bội phổ biến thực vật Ở động vật, động vật giao phối, thường gặp thể đa bội trường hợp chế xác định xác định giới tính bị rối loạn, ảnh hưởng tới trình sinh sản

NHỮNG ĐIỂM MỚI TRONG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN CỦA MENĐEN

Chọn đối tượng nghiên cứu có nhiều thuận lợi

Menđen chọn đậu Hà Lan làm đối tượng nghiên cứu có thuận lợi bản: - Thời gian sinh trưởng ngắn vòng năm

- Cây đậu Hà Lan có khả tự thụ phấn cao độ cấu tạo hoa, nên tránh tạp giao lai giống

- Có nhiều tính trạng đối lập tính trạng đơn gen (ơng chọn cặp tính trạng để nghiên cứu) Đề xuất phương pháp phân tích thể lai gồm nội dung

- Tạo dòng chủng trước nghiên cứu cách cho đậu dùng làm dạng bố, dạng mẹ tự thụ phấn liên tục để thu dòng chủng

- Lai cặp bố mẹ chủng khác vài cặp tính trạng tương phản theo dõi đời cháu, phân tích di truyền cặp tính trạng, sở phát quy luật di truyền chung nhiều tính trạng

- Sử dụng phép lai phân tích để phân tích kết lai, sở xác định chất phân li tính trạng phân li, tổ hợp nhân tố di truyền giảm phân thụ tinh Từ nhận thức cho phép xây dựng giả thiết giao tử khiết

- Dùng toán thống kê lý thuyết xác suất để phân tích quy luật di truyền tính trạng bố mẹ cho hệ sau

Tính trạng: Là đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh lí riêng thể mà làm dấu hiệu để phân biệt với thể khác Có loại tính trạng:

- Tính trạng tương ứng biểu hiện, khác tính trạng - Tính trạng tương phản tính trạng tương ứng có biểu trái ngược

Cặp gen tương ứng: cặp gen nằm vị trí tương ứng cặp NST tương đồng quy định cặp tính trạng tương ứng nhiều cặp tính trạng khơng tương ứng (di truyền đa hiệu)

Alen: Là trạng thái khác gen

Gen alen: trạng thái khác gen tồn vị trí định cặp NST tương đồng giống khác số lượng, thành phần, trình tự phân bố nuclêôtit

Kiểu gen: tổ hợp toàn gen tế bào thể thuộc loài sinh vật

Kiểu hình: tập hợp tồn tính trạng thể Kiểu hình thay đổi theo giai đoạn phát triển va` điều kiện môi trường Trong thực tế đề cập tới kiểu hình người ta quan tâm tới hay số tính trạng

Giống chủng: giống có đặc tính di truyền đồng ổn định, hệ cháu khơng phân li có kiểu hình giống bố mẹ Trong thực tế đề cập tới giống chủng thường đề cập tới hay vài tính trạng mà nhà chọn giống quan tâm tới

Gen không alen: trạng thái khác cặp gen không tương ứng tồn NST không tương đồng nằm NST thuộc nhóm liên kết

Tính trạng trội: tính trạng biểu có kiểu gen dạng đồng hợp tử trội dị hợp tử Thực tế có trội hồn tồn trội khơng hồn tồn

10 Tính trạng lặn: tính trạng xuất kiểu gen trạng thái đồng hợp lặn

11 Lai phân tích: phương pháp lấy thể cần kiểm tra kiểu gen lai với thể mang cặp gen lặn Nếu đời khơng phân tính thể cần kiểm tra kiểu gen la` đồng hợp tử trội, đời phân tính đưa kiểm tra kiểu gen dị hợp tử

12 Di truyền độc lập: di truyền cặp tính trạng khơng phụ thuộc vào di truyền tính trạng khác ngược lại

13 Liên kết gen: tượng gen không alen nằm nhóm liên kết, gen chiếm vị trí định gọi locut Nếu khoảng cách gen gần nhau, sức liên kết bền chặt tạo nên liên kết gen hoàn toàn Nếu khoảng cách gen xa nhau, sức liên kết lỏng lẻo dẫn tới hốn vị gen

14 Nhóm gen liên kết: nhiều gen không alen nằm NST, gen chiếm vị trí định theo chiều dọc NST tạo nên nhóm gen liên kết

Số nhóm gen liên kết thường số NST đơn NST đơn bội loài

15 NST giới tính: NST đặc biệt khác NST thường, khác thể đực với thể NST qui định việc hình thành tính trạng giới tính, mang gen xác định việc hình thành số tính trạng, biểu gắn liền với biểu tính trạng giới tính

16 Sự di truyền giới tính: Là di truyền tính trạng đực sinh vật tuân theo tỉ lệ trung bình đực: tính qui mơ lớn chi phối cặp NST giới tính loài

17 Sự di truyền liên kết giới tính: di truyền gen nằm vùng khác NST giới tính biểu tính trạng tuân theo qui luật di truyền chéo (gen nằm X) di truyền thẳng (gen nằm Y)

18 Giao tử khiết: tượng phát sinh giao tử, giao tử chứa nhân tố di truyền cặp nhân tố di truyền tương ứng mà

19 Bản đồ di truyền (bản đồ gen): sơ đồ xếp vị trí tương đối gen NST theo đường thẳng, gen chiếm vị trí định gọi locut, khoảng cách gen xác định vào tần số trao đổi chéo Tần số gen thấp khoảng cách gen gần, tần số gen cao khoảng cách gen xa

Lai thuận nghịch phép lai thay đổi vị trí bố mẹ (khi dùng dạng làm bố, lại dùng dạng làm mẹ) nhằm phát định luật di truyền sau:

+ Định luật di truyền gen nhân gen tế bào chất Khi lai thuận nghịch tính trạng mà kết đời khơng đổi di truyền gen nhân Nếu đời thay đổi phụ thuộc vào phía mẹ, di truyền gen tế bào chất:

- Ví dụ: di truyền gen nhân: Lai thuận:

P: ♀Đậu hạt vàng x ♂Đậu hạt xanh

AA ↓ aa

F1: Đậu hạt vàng

Aa Lai nghịch:

P: ♀Đậu hạt xanh x ♂Đậu hạt vàng

aa ↓ AA

F1: Đậu hạt vàng

Aa

- Ví dụ: di truyền tế bào chất: Lai thuận:

P: ♀Đậu hạt vàng x ♂Đậu hạt xanh

○ ↓ ●

F1: Đậu hạt vàng

○ Lai nghịch:

P: ♀Đậu hạt xanh x ♂Đậu hạt vàng

● ↓ ○

F1: Đậu hạt xanh

●

+ Định luật di truyền liên kết hoán vị gen:

Khi lai thuận nghịch mà kết đời thay đổi tỉ lệ phân li kiểu gen, kiểu hình khác tỷ lệ di truyền độc lập di truyền liên kết hoán vị gen:

- Liên kết gen hoàn toàn: Lai thuận:

F1: x

ruồi xám, cánh dài ↓ ruồi đen, cánh cụt

FB: :

1 xám, cánh dài đen, cánh cụt

- Hốn vị gen: Lai nghịch:

F1: x

ruồi xám, cánh dài ↓ ruồi đen, cánh cụt GF1: 0,41BV : 0,41bv0,09bV : 0,09Bv 1,00bv

FB: : : :

0,41 đen, cánh cụt 0,09 đen, cánh dài 0,09 xám, cánh cụt

+ Định luật di truyền gen liên kết NST giới tính X.

- Lai thuận:

♀XWXW x ♂XwY

ruồi mắt đỏ ↓ ruồi mắt trắng

1XWXw : 1XWY

100% ruồi mắt đỏ - Lai nghịch:

♀XwXw x ♂XWY

ruồi mắt trắng ↓ ruồi mắt đỏ

1XWXw : 1XwY

1 ♀ ruồi mắt đỏ : ♂ ruồi mắt trắng 2 Lai phân tích

- Khái niệm lai phân tích: Là phép lai lấy thể cần kiểm tra kiểu gen lai với thể mang tính trạng lặn Nếu đời khơng phân tính thể đưa kiểm tra chủng, đời phân tính thể đưa kiểm tra khơng chủng

- Lai phân tích sử dụng để phát định luật di truyền sau:

+ Di truyền trội lặn Menđen: lai phân tích gen xác định tính trạng, kết có tỉ lệ KH 1 :

F1: Aa x aa

Đậu hạt trơn ↓ Đậu hạt nhăn

FB: 1Aa : 1aa

1 đậu hạt trơn đậu hạt nhăn

+ Di truyền tương tác nhiều gen xác định tính trạng trường hợp tương tác bổ trợ, tương tác át chế, tương tác cộng gộp Với tỉ lệ kiểu hình phép lai phân tích tính trạng : : :

3 : : :

*

F1: AaBb x aabb

gà mào hồ đa`o ↓ gà mào hình

FB: 1AaBb : 1Aabb : 1aaBb : 1aabb

gà mào hồ đa`o : gà mào hoa hồng : gà mào hạt đậu : gà mào hình

*

F1: AaBb x aabb

cây cao ↓ thấp

FB: :

cao thấp *

F1: DdFf x ddff

bí dẹt ↓ bí dài

FB: 1DdFf : 1Ddff : 1ddFf : 1ddff bí dẹt : bí trịn : bí dài

+ Định luật di truyền liên kết (hoặc la` đa hiệu gen)

* Liên kết gen:

F1: x

ruồi xám, cánh dài ↓ ruồi đen, cánh cụt

FB: :

1 xám, cánh dài đen, cánh cụt * Di truyền đa hiệu:

F1: Vv x vv

ruồi cánh dài, đốt thân dài ↓ ruồi cánh ngắn, đốt thân ngắn

FB: 1Vv : 1vv

1 cánh dài, đốt thân dài : cánh ngắn, đốt thân ngắn

( muốn phân biệt tượng liên kết gen hoàn toàn với tượng di truyền đa hiệu phải đặt điều kiện cho phép lai)

- Định luật hoán vị gen:

Nếu lai phân tích cặp tính trạng cặp gen chi phối mà có tỉ lệ kiểu hình khác : : : tượng hốn vị gen

F1: x

ruồi xám, cánh dài ↓ ruồi đen, cánh cụt GF1: 0,41BV : 0,41bv0,09bV : 0,09Bv 1,00bv

FB: Kiểu gen(4): : : :

Kiểu hình (4): 0,41 xám, cánh dài 0,41 đen, cánh cụt 0,09 xám, cánh cụt 0,09 đen, cánh dài

3 Phân tích kết phân li kiểu hình F2

Khi cho F1 lai với Có thể phát định luật di truyền sau:

- Định luật phân tính lai cặp tính trạng cặp gen chi phối có tượng trội hồn tồn trội khơng hoàn toàn:

*

F1: Aa x Aa

Thân cao ↓ Thân cao

F2: Kiểu gen(3): 1AA : Aa : 1aa

Kiểu hình (2): thân cao : thân thấp

*

F1: x

Hoa hồng ↓ Hoa hồng

F2: 1AA : : 1aa

1 hoa đỏ : hoa hồng : hoa trắng

- Định luật di truyền tương tác nhiều gen xác định tính trạng Nếu lai tính trạng mà có tỉ lệ kiểu hình : : : : ; : ; : : ; : : ; 12 : : ; 15 :

Ví dụ 1:

F1: cây caoAaBb x cây caoAaBb

GF1: AB, Ab, aB, ab ↓ AB, Ab, aB, ab

F2:

Kiểu gen (9) : 1AABB : 2AaBB : 1aaBB 2AABb : AaBb : 2aaBb

1AAbb : 2Aabb : 1aabb Kiểu hình (2): cao : thấp Ví dụ

F1: IiAa

quả trắng x

IiAaIiAa trắng

GF1: IA, Ia, iA, ia ↓ IA, Ia, iA, ia

F2:

Kiểu gen (9) : 1IIAA : 2IiAA : 1iiAA 2IIAa : 4IiAa : 2iiAa 1IIaa : 2Iiaa : 1iiaa Kiểu hình (3): 12 trắng

3 vàng xanh

- Định luật di truyền độc lập: Nếu lai nhiều tính trạng mà tỉ lệ mà tính trạng nghiệm cơng thức kiểu hình (3 : 1)nthì tính trạng di truyền độc lập.

F1: AaBb x AaBb

Đậu hạt trơn, màu vàng ↓ Đậu hạt trơn, màu vàng F2:

Kiểu gen (9) : 1AABB : 2AaBB : 1aaBB 2AABb : AaBb : 2aaBb 1AAbb : 2Aabb : 1aabb Kiểu hình (4): hạt trơn, màu vàng

3 hạt trơn, màu xanh hạt nhăn, màu vàng hạt nhăn, màu xanh

- Định luật di truyền liên kết gen hoàn tồn: Nếu lai cặp tính trạng cặp gen chi phối mà tỉ lệ kiểu hình F2 : : : tính trạng di truyền liên kết hồn tồn

*

F1: x

Cây cao, tròn ↓ Cây cao, tròn F2:

Kiểu gen (3) :

Kiểu hình (2): cao, trịn : thấp, dài

*

F1: x

Cây cao, tròn ↓ Cây cao, tròn F2:

Kiểu gen (3) :

Kiểu hình (3): cao, dài cao, tròn thấp, tròn

CÁC ĐỊNH LUẬT DI TRUYỀN MỘT TÍNH TRẠNG

1 Định luật tính trội

Khi lai thể chủng khác cặp tính trạng tương phản thể lai F1 biểu

hiện tính trạng bố mẹ Tính trạng biểu gọi tính trạng trội, tính trạng kia khơng biểu gọi tính trạng lặn

P: AA x aa cao ↓ thấp F1: Aa -> Cao

2 Định luật phân li F2

Khi cho thể lai thuộc hệ thứ giao phối với (hoặc tự thụ phấn) hệ thứ hai có phân li tính trạng theo tỉ lệ xấp xỉ trội : lặn

3 Định luật trội trung gian

Khi lai thể chủng, khác cặp tính trạng đời lai F1 biểu tính trội trung gian, cịn đời lai F2 tính trội tính lặn phân li theo tỉ lệ : :

P: AA x aa → F1 : Aa x Aa → F2 : đỏ : hồng : trắng đỏ trắng hồng hồng

4 Di truyền tương tác nhiều gen qui định tính trạng bao gồm:

- Tương tác bổ trợ gen trội không alen gen lặn khơng alen Sự tương tác gen bổ trợ tạo kiểu hình đến kiểu hình, làm xuất kiểu hình mới, thay đổi tỉ lệ phân li kiểu hình theo Menđen, từ tỉ lệ : : : biến đổi thành : : ; : ; : :

- Tương tác át chế bao gồm át chế gen trội gen lặn lấn át biểu kiểu hình gen trội và gen lặn không alen khác

- Sự tương tác gen át chế ức chế xuất kiểu hình tính trạng khác Gen át chế qui định tính trạng đặc trưng làm nhiệm vụ át chế Tương tác gen át chế làm thay đổi tỉ lệ kiểu hình so với tỉ lệ theo Menđen Từ tỉ lệ : : : biến đổi thành 12 : : ; 13 : ; : :

- Tương tác cộng gộp xảy gen trội alen khơng alen Có kiểu cộng gộp cộng gộp tích luỹ cộng gộp khơng tích luỹ Trong cộng gộp tích lũy vai trị gen trội số lượng gen trội nhiều tính trạng biểu rõ Tỉ lệ kiểu hình riêng biệt di truyền tính trạng cặp gen chi phối : : : :1 tỉ lệ chung 15 :

Qua kiểu tương tác phát biểu tóm tắt di truyền tương tác nhiều gen lên tính trạng sau:

Với n cặp gen P chủng, phân li độc lập tác động lên tính trạng phân li kiểu hình F2 biến dạng khai triển biểu thức (3 + 1)n

Di truyền đồng trội: trường hợp kiểu gen thể có gen trội alen với nhau biểu tính trạng

Ví dụ: Sự di truyền nhóm máu AB người kiểu gen IAIB chi phối: P: IAIA x IBIB → F1: IAIB

(A) (B) (AB)

Di truyền giới tính: tính trạng giới tính tính trạng có sở di truyền chi phối cặp NST giới tính Tỉ lệ phân li giới tính chung đực : lồi phân hố giới tính Ngồi biểu tính trạng giới tính cịn lệ thuộc vào nhiều yếu tố bên bên thể

Di truyền liên kết giới tính

Gen lặn nằm X bố truyền qua gái biểu cháu trai Ví dụ di truyền màu mắt ruồi giấm di truyền bệnh mù màu, máu khó đơng người

XWXW x XwY → F1: XWXw x XWY mắt đỏ mắt trắng đỏ ↓ đỏ

F2: 1XWXW : 1XWXw : 1XWY : 1XwY Kiểu hình (2): đỏ : trắng

- Gen Y, di truyền theo chế di truyền thẳng Biểu 100% cá thể dị giao tử (XY) P: XX x XYd

Bình thường ↓ Dính ngón tay 2-3 F1: 1XX : XYd

Bình thường : dính ngón tay 2-3

Có thể tóm tắt kiểu gen, kiểu hình P, F1, F2 , qui luật di truyền tính trạng qua bảng sau: CÁC ĐỊNH LUẬT DI TRUYỀN NHIỀU TÍNH TRẠNG

1 Định luật di truyền độc lập

Định luật nghiên cứu di truyền lúc nhiều tính trạng, tính trạng cặp nhân tố di truyền (một cặp gen tương ứng), chi phối: nhận thấy đời lai F1 biểu tính trạng trội, đời lai F2 tính trạng phân li theo tỉ lệ trung bình trội : lặn Tỉ lệ kiểu hình chung tính trạng tuân theo nhị thức (3 : 1)n Điều khẳng định cặp nhân tố di truyền tồn cặp NST nhờ phân li hồn tồn độc lập, khơng lệ thuộc vào Nội dung định luật di truyền độc lập phát biểu sau:

Khi lai thể chủng khác hai hay nhiều cặp tính trạng tương phản di truyền cặp tính trạng không phụ thuộc vào di truyền cặp tính trạng ngược lại

Định luật di truyền độc lập giải thích phân li độc lập tổ hợp ngẫu nhiên cặp NST dẫn tới phân li độc lập, tổ hợp ngẫu nhiên gen

Sự phân li kiểu hình theo tỉ lệ chung (3 : 1)n kết qủa phân li gen theo tỉ lệ (1 : : 1)n Menđen rút điều khái quát sau di truyền n cặp gen dị hợp di truyền độc lập: Số cặp gen dị

hợp Số lượng cácloại giao tử Số lượng loạikiểu hình phân li kiểu hìnhTỉ lệ Số lượng cácloại kiểu gen Tỉ lệ phân likiểu gen n 2n 2n (3:1)1 (3:1)2 (3:1)3 (3:1)n 27 3n (1:2:1)1 (1:2:1)2 (1:2:1)3 (1:2:1)n Định luật di truyền độc lập nghiệm điều kiện sau:

- P chủng khác cặp tính trạng

- Nhân tố di truyền trội phải lấn át hoàn toàn nhân tố di truyền lặn - Các loại giao tử sinh phải nhau, sức sống phải ngang

- Khả gặp phối hợp với loại giao tử trình thụ tinh phải ngang - Sức sống hệ hợp tử thể trưởng thành phải giống

- Phải xử lí tính tốn số lượng lớn cá thể thu đời lai

- Mỗi cặp nhân tố di truyền xác định tính trạng phải tồn NST khác để phân li độc lập không lệ thuộc vào

Những cống hiến hạn chế Menđen nhận thức di truyền tính trạng.

* Những cống hiến Menđen

- Đề xuất phương pháp luận nghiên cứu tượng di truyền gồm vấn đề bản:

+ Chọn đối tượng nghiên cứu có đặc điểm ưu việt bản: thời gian sinh trưởng, phát triển ngắn, tự thụ phấn cao độ, có nhiều tính trạng đối lập, trội lấn át hoàn toàn lặn

+ Đề xuất phương pháp phân tích thể lai gồm nội dung

+ Tạo dòng chủng trước thực phép lai để phát qui luật di truyền

+ Lai phân tích kết lai cặp tính trạng, sở tìm qui luật di truyền nhiều tính trạng

+ Sử dụng phép lai phân tích để phân tích kiểu di truyền mang tính trạng trội Sự phân tích cho phép xác định chất phân li kiểu hình phân li nhân tố di truyền trình giảm phân thụ tinh

+ Sử dụng tốn thống kê lí thuyết xác suất để phân tích qui luật di truyền tính trạng

- Phát định luật di truyền đơn giản tượng di truyền (định luật tính trội, định luật phân li, định luật di truyền phân li độc lập tính trạng)

- Giả định nhân tố di truyền chi phối tính trạng, tế bào thể nhân tố di truyền tồn thành cặp, cặp có hai thành viên (một thành viên có nguồn gốc từ bố, thành viên có nguồn gốc từ mẹ) Khi giảm phân tạo giao tử thành viên giao tử Nhờ lúc thụ tinh cặp nhân tố di truyền phục hồi, tính trạng biểu Đây sở đặt móng để phát chế giảm phân, tạo giao tử thụ tinh

- Các định luật di truyền Menđen sở khoa học phương pháp lai tạo để hình thành giống Các định luật di truyền ơng cịn cho phép giải thích tính nguồn gốc đa dạng sinh giới

* Hạn chế Menđen

- Về nhận thức tính trội: Men đen cho có tượng trội hồn tồn Sinh học đại bổ sung thêm tương trội hoàn toàn cịn có tượng trội khơng hồn tồn, trội khơng hồn tồn phổ biến

- Menđen cho cặp nhân tố di truyền xác định tính trạng Sinh học đại bổ sung thêm tượng tương tác nhiều gen xác định tính trạng gen chi phối nhiều tính trạng

- Với quan điểm di truyền độc lập Menđen, cặp nhân tố di truyền phải tồn cặp NST Qua cơng trình nghiên cứu Moocgan khẳng định NST tồn nhiều gen, gen NST tạo thành nhóm liên kết, tính trạng di truyền theo nhóm tính trạng liên kết

- Những giả định Menđen nhân tố di truyền chi phối tính trạng sinh học đại xác minh gen tồn NST thành cặp tương ứng

- Chính Menđen khơng hiểu mối quan hệ gen, mơi trường tính trạng Sinh học đại làm rõ mối quan hệ Trong trình di truyền, gen qui định mức phản ứng, mơi trường xác định hình thành kiểu hình cụ thể giới hạn mức phản ứng Cịn tính trạng biểu kết tác dụng qua lại kiểu gen môi trường

Định luật di truyền liên kết

Di truyền liên kết Moocgan phát vào năm 1910 đối tượng ruồi giấm thực phép lai dòng ruồi giấm chủng khác cặp tính trạng tương phản Một dịng thân xám, cánh dài, dòng thân đen, cánh cụt Đời lai F1 đồng loạt có kiểu hình thân xám, cánh dài Chứng tỏ thân xám, cánh dài trội so với thân đen, cánh cụt Đưa lai ruồi đực F1 với ruồi thân đen, cánh cụt thu đời lai phân tích, phân lớp kiểu hình có tỉ lệ nhau: thân xám, cánh dài thân đen cánh cụt Kết giải thích sau: Cơ thể đồng hợp lặn cặp gen nên tạo loại giao tử Ruồi đực dị hợp tử cặp gen trường hợp tạo loại giao tử, chứng tỏ ruồi đực hai cặp gen tồn NST liên kết với hoàn toàn

P AB AB

(Thân xám, cánh dài)

x abab

(Thân đen, cánh cụt)

GP: AB ↓ ab

F1: ABab

Lai phân tích: ♂

AB

ab x ♀

ab ab

(Thân xám, cánh dài) (Thân đen, cánh cụt)

GP: AB : ab ↓ ab

FB: Kiểu gen (2) ABab : abab

Kiểu hình (2) Thân xám, cánh dài : thân đen, cánh cụt

Tổng quát lại, có nhiều gen liên kết chặt NST (tồn nhóm gen liên kết) phân li tổ hợp nhiều gen giống phân li tổ hợp cặp gen tương ứng

Ví dụ:

P ABC

abc x

abc abc

GP: ABC : abc ↓ abc

F1: ABC

abc x

ABC abc

GF1: ABC : abc ↓ ABC : abc

F2: Kiểu gen (3):

Kiểu hình (2): 3A_B_C_ : 1aabbcc

Trên sở phát biểu nội dung định luật di truyền liên kết gen sau:

Các gen nằm NST phân li với làm thành nhóm liên kết Số nhóm gen liên kết loài tương ứng với số NST giao tử lồi Số nhóm tính trạng liên kết tương ứng với số nhóm gen liên kết

Liên kết gen làm hạn chế xuất biến dị tổ hợp, đảm bảo trì bền vững nhóm tính trạng qui định gen NST Lồi giữ đặc tính di truyền riêng biệt Trong chọn giống nhờ liên kết gen mà nhà chọn giống có khả chọn nhóm tính trạng tốt ln ln kèm với

Di truyền liên kết gen khơng hồn tồn

Moocgan tiếp tục thực phép lai nghịch lấy cá thể F1 thân xám, cánh dài lai với cá thể thân đen, cánh cụt lại thu FB phân lớp kiểu hình khơng theo tỉ lệ 0,41 xám dài : 0,41 đen cụt : 0,09 xám cụt : 0,09 đen dài Điều chứng tỏ cá thể F1 trình giảm phân có xảy tượng trao đổi chéo lần phân bào I crômatit khác nguồn gốc cặp tương đồng chứa cặp gen

AB ab

tạo nên loại giao tử với tỉ lệ 0,41AB : 0,41ab : 0,09Ab : 0,09aB

Từ thí nghiệm nhận thấy tần số hoán vị giao tử 18% Sơ đồ lai sau:

F1: ♀ABab x ♂abab

GF1: 0,41AB : 0,41ab : 0,09Ab : 0,09aB ↓ ab FB: Kiểu gen (4):

Kiểu hình (4) 0,41 xám, dài : 0,41 đen, cụt : 0,09 xám cụt : 0,09 đen dài Di truyền liên kết gen khơng hồn tồn có đặc điểm sau:

- Sự hoán vị gen xảy crômatit khác nguồn gốc cặp NST tương đồng kép Đôi xảy crơmatit

- Xu hướng liên kết gen hồn tồn chủ yếu hốn vị gen có xảy thứ yếu: - Tần số hoán vị gen kế cận thường nhỏ 50% tổng số giao tử thu vì:

+ Xu hướng gen liên kết hồn tồn chủ yếu

+ Hốn vị gen thông thường xảy crômatit khác nguồn gốc nên đạt giá trị tối đa 50% (nhưng thường hiếm)

- Sự di truyền liên kết hốn vị gen cịn lệ thuộc vào giới tính lồi Có lồi hốn vị gen xảy xảy giới tính cái, có lồi xảy giới tính đực, có lồi lại xảy giới tính Mặt khác di truyền liên kết lệ thuộc vào nhiều yếu tố khác: Vị trí phân bố gen NST gần hay xa tâm động, tác động mơi trường ngồi

- Hốn vị gen quan sát qua kiểu hình lúc thể xảy hốn vị có kiểu gen dị hợp tử

- Liên kết hốn vị gen xảy nhóm gen liên kết thuộc NST thường hay NST giới tính khoảng cách gen đủ để xảy liên kết hay hoán vị

- Trong phép lai phân tích tần số hốn vị gen tính theo cơng thức:

tần số qui đổi đơn vị Moocgan Một đơn vị Moocgan 100% tượng, 1% hoán vị gen centimoocgan, 10% hoán vị gen đeximoocgan

- Nếu phép lai phân tích phân lớp kiểu hình có hốn vị gen khác kiểu hình bố mẹ thể F1 đưa lai phân tích có kiểu gen dị hợp tử Ngược lại kiểu hình đời giống kiểu hình bố mẹ thể F1 đưa lai phân tích lại dị hợp tử chéo

- Trên cặp NST xảy trao đổi chất nhiều đoạn tần số trao đổi chéo gen khác không giống

- Trao đổi chéo trao đổi cho đoạn nhau, trao đổi cho đoạn không

- Tần số trao đổi chéo gen phản ánh khoảng cách tương đối gen, tần số cao khoảng cách gen lớn, sức liên kết bền chặt

- Có thể xảy trao đổi chéo crômatit NST kép thuộc cặp NST tương đồng kép alen giống cặp tương đồng khơng đưa đến hậu

- Có xảy trao đổi chéo nguyên phân Có thể phát biểu nội dung định luật hoán vị gen sau: Trong trình giảm phân phát sinh giao tử kì trước I hai gen tương ứng cặp NST tương đồng đổi chỗ cho nhau, tạo nên nhóm gen liên kết Khoảng cách hai gen lớn thì sức liên kết nhỏ, tần số hoán vị gen cao ngược lại.

* Ý nghĩa hoán vị gen:

Dựa vào khoảng cách gen qua phép lai phân tích xác định tần số hốn vị gen, suy khoảng cách tương đối gen dựa vào qui luật phân bố gen theo đường thẳng mà thiết lập đồ di truyền Hoán vị gen làm tăng tần số biến dị tái tổ hợp cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên chọn lọc nhân tạo, có ý nghĩa chọn giống tiến hoá

Di truyền gen chi phối nhiều tính trạng

Những cống hiến Moocgan nghiên cứu di truyền

Moocgan sử dụng ruồi giấm làm đối tượng nghiên cứu di truyền có nhiều thuận lợi: dễ nuôi ống nghiệm, chủ động chỉnh lý mơi trường, đẻ nhiều, vịng đời ngắn, có nhiều biến dị hình thái: mắt, cánh, thân, lơng phát dễ dàng mắt thường, dễ phân biệt đực nên dễ xếp cặp thí nghiệm lai

- Moocgan chuyển phép lai thuận nghịch, kết hợp với lai phân tích thực F1 Vì phát tượng di truyền liên kết hoán vị gen

- Moocgan phát tượng di truyền liên kết gen: Moocgan lai dòng ruồi giấm chủng khác tính trạng tương phản thân xám, cánh dài với thân đen, cánh cụt F1 đồng loạt thân xám, cánh dài Đem ruồi đực F1 lai phân tích FB phân li kiểu hình theo tỉ lệ: xám, dài : đen, cụt Ơng giải thích gen NST phân li độc lập, tổ hợp tự kết phép lai phân tích nói phải cho tỉ lệ : : : : Nhưng kết phép lai tỉ lệ kiểu hình : Điều giải thích lúc chấp nhận gen xác định tính trạng nói tồn NST liên kết với hoàn tồn

P x

ruồi xám cánh

dài ruồi đen cánh cụt

GP: BV ↓ bv

F1: x

ruồi xám cánh

dài ruồi đen cánh cụt

GF1: BV : bv ↓ bv

FB: :

1 xám cánh dài

: đen cánh cụt - Moocgan phát tượng di truyền hoán vị gen:

Cho ruồi F1 lai phân tích Kết FB tạo phân lớp kiểu hình có tỉ lệ khơng Chứng tỏ qúa trình giảm phân tạo giao tử thể F1 có xảy tượng hốn vị gen số tế bào sinh dục Kết thí nghiệm sau:

F1: x

ruồi xám cánh

dài ↓ ruồi đen cánh cụt

GF1: BV

0,41 :

bv 0,41 :

Bv 0,09 :

bV 0,09 :

bv 1,0

FB: KG(4) : : : :

KH(4): 0,41 xám cánh dài 0,41 đen cánh cụt 0,09 xám cánh cụt 0,09 đen cánh dài

- Moocgan phát tượng di truyền liên kết với giới tính

P XWXW x XwY

ruồi mắt đỏ ruồi mắt trắng

GP: XW ↓ Xw , Y

F1: XWXw x XWY

ruồi mắt đỏ ruồi mắt đỏ

GF1: XW, Xw ↓ XW,Y

F2: Kiểu gen (4): 1XWXW :1XWXw : 1XWY : 1XWY Kiểu hình (2) : ruồi mắt đỏ

ruồi đực mắt đỏ 1ruồi đực mắt trắng

- Moocgan đề xuất phương pháp xác định tần số hoán vị gen qua phép lai phân tích Đây phương pháp độc đáo nhờ mà thiết lập đồ di truyền theo đường thẳng NST Trong đồ di truyền khoảng cách gen đo giá trị trao đổi chéo gen

- Moocgan người đề xuất vai trò gen đặt móng cho sinh học đại phát sâu sắc chức gen

7 Di truyền tế bào chất

a) Bằng chứng vai trò tế bào chất di truyền

Trong số trường hợp lai thuận lai nghịch cho kết khác nhau, tính trạng biểu đời lệ thuộc vào đóng góp tế bào chất mẹ cho Ví dụ: phép lai cá chép với cá diếc Nếu lấy cá chép làm mẹ tạo cá có râu, lấy cá diếc làm mẹ tạo cá khơng có râu Trong trường hợp mẹ bố đóng góp cho hệ gen nhân giống nhau, khác phần tế bào chất Các ví dụ khác lai lừa với ngựa tạo la hay bacđơ khác kiểu hình Như nói số tính trạng biểu đời cá thể hệ gen nằm bào quan tế bào chất ti thể, lạp thể Tế bào chất môi trường triển khai thông tin di truyền nhân Trong thí nghiệm ghép nhân tinh trùng với tế bào trứng loại bỏ nhân lưỡng cư (1952) nhận thấy tế bào chất tế bào trứng có số prơtêin xâm nhập vào nhân ghép ảnh hưởng tới hoạt động tổng hợp ADN, tới hoạt động gen nhân

b) Gen NST

Tế bào chất không môi trường hoạt động hệ gen nhân mà cịn có bào quan chứa gen gọi gen nhân hay gen nhiễm sắc thể

Gen ngồi nhiễm sắc thể có lạp thể, ti thể, plasmit vi khuẩn bào quan có khả tự nhân đơi Bản chất gen ngồi nhân ADN

Lượng ADN tế bào chất nhiều so với lượng ADN nhân, hàm lượng không ổn định, phụ thuộc vào trạng thái hoạt động sinh lý tế bào.ADN NST có cấu trúc xoắn kép, trần, dạng vịng Ví dụ, ADN lạp thể tế bào thực vật có dạng vòng giống ADN số vi khuẩn virut ADN plasmit vi khuẩn phân tử nhỏ dạng vòng, chứa gen kháng thuốc, bền vững với iơn kim loại có vai trị quan trọng kĩ thuật di truyền

Bộ mã di truyền có nhiều điểm khác với mã di truyền nhân, gen ngồi NST có khả tự nhân đôi, nhân đôi không thật xác gen nhân

ADN ngồi nhiễm sắc thể có đột biến biến đổi di truyền Chẳng hạn, ADN lục lạp bị đột biến làm khả tổng hợp chất diệp lục, lục lạp trở thành màu trắng Lục lạp trắng lại sinh lục lạp trắng Do vậy, tế bào có loại lạp thể, xanh trắng Sự phân phối ngẫu nhiên không hai loại lạp thể qua lần phân bào sinh tượng có đốm xanh trắng (ví dụ vạn niên thanh) Trường hợp không giống đột biến bạch tạng gen nhân làm cho toàn hố trắng Một số loại cảnh có nhiều màu lốm đốm phân li không loại sắc lạp tế bào chất

c) Các đặc điểm di truyền tế bào chất

- Lai thuận lai nghịch kết biểu kiểu hình đời thay đổi

- Các tính trạng di truyền qua tế bào chất truyền theo dòng mẹ (nhưng không thiết đặc điểm di truyền theo mẹ liên quan tới gen tế bào chất cịn ngun nhân khác)

- Các tính trạng di truyền qua tế bào chất không tuân theo định luật thuyết di truyền qua nhiễm sắc thể phân bào tế bào chất khơng chia cho tế bào cách xác nhiễm sắc thể

- Tóm lại, di truyền, nhân có vai trị tế bào chất có vai trị định Trong tế bào có hệ thống di truyền: di truyền qua nhiễm sắc thể di truyền nhiễm sắc thể tác động qua lại lẫn đảm bảo cho tồn sinh trưởng, phát triển thể

DI TRUYỀN HỌC PHÁT TRIỂN CÁ THỂ Khái niệm phát triển cá thể

Phát triển cá thể trình phát triển thể, từ sinh đến trưởng thành, già chết tự nhiên Ở sinh vật đa bào, thông qua nguyên phân, với qúa trình phân hóa mơ, hình thành quan tạo nên thể Như phát triển qúa trình triển khai chương trình mã hóa ADN tế bào khởi đầu Trong qúa trình có tác động qua lại gen kiểu gen, nhân tế bào chất với môi trường nơi cung cấp vật chất, lượng thơng tin cho thực chương trình phát triển

Mối quan hệ kiểu gen – mơi trường - kiểu hình

Qua ví dụ biến đổi màu sắc hoa anh thảo màu sắc lông thỏ Himalaya nhiệt độ mơi trường khác kết luận rằng:

- Bố mẹ không truyền đạt cho tính trạng hình thành sẵn mà di truyền kiểu gen để gặp điều kiện thuận lợi hình thành tính trạng

- Kiểu gen qui định khả phản ứng thể trước môi trường Kiểu hình kết tương tác kiểu gen với mơi trường cụ thể Có kiểu gen có mức phản ứng rộng, có kiểu gen có mức phản ứng hẹp Kiểu gen có mức phản ứng rộng sinh vật thích nghi, mức phản ứng kiểu gen thay đổi lúc kiểu gen thay đổi, mà kiểu gen thay đổi lai giống đột biến

- Mỗi loại tính trạng chịu ảnh hưởng khác mơi trường Tính trạng chất lượng phụ thuộc chủ yếu vào kiểu gen, khơng chịu ảnh hưởng mơi trường Các tính trạng số lượng thường tính trạng đa gen, chịu ảnh hưởng nhiều môi trường Nắm mức ảnh hưởng mơi trường lên loại tính trạng người ta chủ động sử dụng tác động mơi trường theo hướng có lợi để nâng cao suất, phẩm chất trồng vật nuôi

Thường biến

- Thường biến biến đổi kiểu hình kiểu gen, phát sinh trình phát triển cá thể ảnh hưởng trực tiếp môi trường giới hạn mức phản ứng kiểu gen, không liên quan tới biến đổi kiểu gen có tính thích nghi tạm thời khơng di truyền được.

- Thường biến có tính chất sau:

+ Phát sinh tác động trực tiếp môi trường giới hạn mức phản ứng kiểu gen + Cùng kiểu gen điều kiện mơi trường khác nhau, có thường biến khác + Thường biến loại biến đổi đồng loạt, theo hướng xác định nhóm cá thể có kiểu gen, sống điều kiện môi trường giống

+ Các biến đổi thường biến thường tương ứng với điều kiện môi trường, có tính thích nghi tạm thời khơng di truyền

+ Mỗi kiểu gen có giới hạn thường biến định Giới hạn thường biến kiểu gen thay đổi kiểu gen thay đổi Mỗi kiểu gen có mức phản ứng riêng

Ý nghĩa việc nghiên cứu thường biến mức phản ứng

- Trong tự nhiên thường biến đảm bảo cho cá thể lồi thích nghi cao đổi thay thường xuyên môi trường giới hạn mức phản ứng Mức phản ứng kiểu gen rộng sinh vật thích nghi

- Trong chăn nuôi trồng trọt, kiểu gen quy định giới hạn suất giống vật nuôi hay trồng Kĩ thuật sản xuất quy định suất cụ thể giống giới hạn mức phản ứng kiểu gen quy định Năng suất (tổng hợp số tính trạng số lượng) kết tác động giống kĩ thuật Như sản xuất, giống đóng vai trị định, cịn yếu tố kĩ thuật tác động phù hợp giống có vai trị quan trọng Có giống tốt mà không nuôi, trồng yêu cầu kỹ thuật không phát huy hết khả giống Ngược lại, đáp ứng yêu cầu kĩ thuật sản xuất, muốn vượt giới hạn suất giống cũ phải đổi giống, cải tiến giống cũ tạo giống có mức phản ứng rộng Trong đạo nông nghiệp, tuỳ điều kiện cụ thể nơi, giai đoạn mà người ta nhấn mạnh yếu tố giống hay yếu tố kĩ thuật

QUY LUẬT DI TRUYỀN HỌC NGƯỜI Những khó khăn nghiên cứu di truyền học người

Nghiên cứu di truyền học người phải có phương pháp riêng có khó khăn định, người sinh sản chậm, đẻ con, NST người có số lượng nhiều (2n = 46), kích thước NST lại bé, NST sai khác hình dạng, kích thước, số lượng gen lại lớn

- Do bất bình đẳng xã hội hạn chế việc phát huy tiềm di truyền loài người

- Các phương pháp nghiên cứu thông dụng thực vật, động vật phương pháp lai, phương pháp gây đột biến lại áp dụng áp dụng hạn chế nghiên cứu di truyền học người Các phương pháp nghiên cứu di truyền học người

* Phương pháp phả hệ:

+ Cho phép phân tích xuất tính trạng hệ để theo dõi di truyền tính trạng định người thuộc dòng họ qua nhiều hệ ta xác định xem tính trạng trội hay lặn, gen hay nhiều gen chi phối, có liên kết với giới tính hay khơng

+ Phương pháp phả hệ xác định đặc điểm di truyền loạt tính trạng gen gây bệnh tạo nên (bệnh máu khó đông, mù màu đỏ màu lục, suy liệt thần kinh thị giác )

* Phương pháp tế bào: sử dụng có hiệu để nghiên cứu di truyền học người, y học để chẩn đoán bệnh di truyền sở phân tích tế bào học NST, kết hợp phân tích phả hệ để làm rõ hình ảnh tế bào liên quan có hiệu kiểu hình Phương pháp truyền thống nghiên cứu NST kiểu nhân tiêu bạch cầu nuôi cấy, kích thích phân chia nguyên phân va` xử lý consixin để làm ngừng phân li NST Những năm gần đây, phương pháp nhuộm phân hóa NST cho phép so sánh phân tích chi tiết sai khác NST qua băng nhuộm đặc trưng NST Phương pháp góp phần nghiên cứu hình thái NST, kiểu nhân quần thể người, qua tìm hiểu biến đổi chủng loại phát sinh, đồng thời phát sai lệch NST, liên quan biểu lâm sàng, đột biến cấu trúc, đột biến số lượng NST, dẫn đến biểu kiểu hình khác thường

Để xây dựng đồ di truyền người, bên cạnh sử dụng phương pháp lai phân tử axit nuclêic, phương pháp dùng phân đoạn khuyết, người ta dùng phương pháp lai tế bào xoma khác loài Phối hợp phương pháp di truyền tế bào với phương pháp di truyền hoá sinh, di truyền miễn dịch, phân tích phả hệ phát nhiều qui luật di truyền đặc trưng người, trực tiếp góp phần bảo vệ di truyền loài người, nâng cao hiệu chẩn đoán bệnh di truyền

* Phương pháp di truyền phân tử:

giải trình tự nuclêơtit ADN đặc trưng cá thể, dịng họ để theo dõi có mặt tính trạng

* Phương pháp nghiên cứu trẻ đồng sinh:

+ Khi so sánh trẻ đồng sinh trứng, sống môi trường giống môi trường khác cho phép phát ảnh hưởng môi trường kiểu gen đồng

+ So sánh trẻ đồng sinh trứng với trẻ đồng sinh khác trứng có mơi trường sống, cho phép xác định vai trò di truyền phát triển tính trạng

3 Di truyền y học tư vấn

Phối hợp với phương pháp phân tích, chẩn đốn đại với nghiên cứu phả hệ, di truyền y học tư vấn góp phần chẩn đốn, cung cấp thơng tin cho lời khuyên kết hôn, để tránh trường hợp vợ chồng thể dị hợp gen gây bệnh Di truyền y học tư vấn cịn góp phần vào phương hướng sinh đẻ để đề phòng hạn chế hậu xấu trường hợp định qua tư liệu, kết phân tích, xét nghiệm, chẩn đốn mặt di truyền

Các biện pháp nhằm bảo vệ tương lai di truyền loài người - Chống hội chứng AIDS thảm hoạ kỷ:

Đây hội chứng suy giảm miễn dịch tập nhiễm loại virut HIV, virut gây giảm miễn dịch người, nguy thảm hoạ cho toàn cầu Cho đến năm 1994 toàn giới có 17 triệu người nhiễm HIV châu Á chiếm 10 triệu Sau xâm nhập vào thể, loại virut sinh sản cực nhanh, tràn vào máu, vào dịch não tủy, xâm nhập lên não, vào tủy sống gây sốt cao, mụn nhọt da, đơi có triệu trứng thần kinh Sau vài tuần, triệu trứng giảm Số lượng virut giảm đột ngột, không mà tồn lây nhiễm vào bạch cầu R4, vào tế bào hệ miễn dịch, vào hệ thần kinh, ruột, tủy xương Đây thời gian tạm ngừng hoạt động, thời kỳ hoãn binh virut HIV, kéo dài đến 10 năm Sau thời kỳ virut HIV hoạt động mạnh trở lại, kết thúc đời bệnh nhân nhiễm HIV Biện pháp chống có hiệu tuyên truyền cho người thấy thảm hoạ khủng khiếp HIV, xác định biện pháp phòng tránh, khơng để lây lan virut từ người có virut HIV dương tính sang người lành, qua đường tình dục khơng lành mạnh, qua tiêm trích, truyền máu khơng tn thủ qui định y tế

- Chống ô nhiễm môi trường, ô nhiễm phóng xạ, hóa chất độc.

+ Di truyền học phóng xạ với thực nghiệm mô nuôi cấy người xác định tất loại phóng xạ ion hóa có khả gây đột biến

+ Nguồn phóng xạ sinh từ vụ thử hạt nhân, công nghiệp nguyên tử, tự nhiên có khả gây đột biến có hại thể người, phá hủy tiềm di truyền loài người Vì cần phải có hiểu biết, biện pháp để phòng ngừa ngăn chặn kịp thời Các thí nghiệm theo dõi phụ nữ có thai, bị nhiễm phóng xạ liều lượng thấp (4 - rơnghen) cho thấy trẻ sinh tỉ lệ mắc bệnh bạch cầu, ung thư tăng lên gấp lần Phóng xạ gây nhiều hậu cho đời sau, biến loạn NST tế bào soma, tế bào sinh dục gây dị hình, sẩy thai, quái thai, chết thai

+ Các hóa chất độc chất thải cơng nghiệp từ nhà máy hóa chất, loại nhiễm mơi trường, ao tù, nước đọng, phân hóa học, thuốc trừ sâu nhân tố dẫn tới nguy ung thư, đột biến số lượng NST, đột biến cấu trúc NST đột biến gen gây hại

Cần phải giáo dục người hiểu biết nguyên nhân, chế gây ô nhiễm mơi trường, gây đột biến để tìm biện pháp bảo vệ môi trường tức la` để bảo vệ tương lai di truyền loài người, cho thân cho hệ sau

Các phương pháp chẩn đoán bệnh tật di truyền

đoán bệnh, kĩ thuật chọc ối chẩn đoán trước sinh, kết hợp với phân tích hóa sinh nước ối mà phát sớm nguy sinh quái thai, dị hình, dị tật bẩm sinh

Các bệnh tật di truyền, chế di truyền dị tật bẩm sinh Phenilketonuria

- Theo Kusich đến năm 1990 phát 4937 bệnh di truyền bao gồm 205 gen bệnh liên kết với giới tính

- Từ đầu kỷ 20 phát chất di truyền số dị tật bẩm sinh có dị tật bẩm sinh Phenilketonuria, gen lặn đột biến dẫn đến thiếu enzim xúc tác cho phản ứng chuyển hóa phenilalanin thức ăn thành tirozin Phenilalanin ứ đọng lại máu, đồng thời phân giải thành phenilpyruvat Cả chất tích tụ nhiều máu, lên não, đầu độc tế bào thần kinh, dẫn đến trí, điên Người ta có phương pháp chẩn đốn để phát sớm trẻ nhà hộ sinh giấy thị màu đặt tã lót có phản ứng đặc trưng với nước tiểu trẻ bị bệnh, phát bệnh hạn chế hậu bệnh chế độ kiêng loại thức ăn có Phenilalanin

- Bệnh di truyền hêmơglơbin: Bệnh nhân mắc bệnh thiếu máu hồng cầu liềm 30 đoạn chuỗi bêta phân tử hêmơglơbin có biến đổi axit amin, axit glutamic vị trí thứ thay valin kéo theo biến đổi sinh lý, hồng cầu dễ vỡ dẫn đến thiếu máu, tắc mạch, trẻ đồng hợp tử gen trội thường chết tuổi sơ sinh

- Bệnh NST: xảy NST thường NST giới tính chế phân bào rối loạn dẫn tới NST tăng lên hay giảm hay số cặp NST Ví dụ, hơị chứng Đao bệnh nhân có NST thứ 21, thể ba cặp NST 13, 18 bệnh thừa, thiếu NST giới tính

DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ Cấu trúc di truyền quần thể

* Khái niệm quần thể: Quần thể nhóm cá thể loài, trải qua nhiều hệ chung sống trong khoảng không gian xác định, thời điểm định, cá thể giao phối tự với nhau va` cách li mức độ định với nhóm cá thể lân cận thuộc lồi đó.

Về mặt di truyền học người ta chia quần thể giao phối quần thể tự phối, mặt lịch sử quần thể cộng đồng có lịch sử phát triển chung, có thành phần kiểu gen đặc trưng ổn định Quần thể giao phối xem la` đơn vị tổ chức sở la` đơn vị sinh sản loài tự nhiên Ở lồi sinh sản hữu tính tự phối, sinh sản vơ tính hay sinh sản sinh dưỡng có quan hệ mẹ con, khơng có quan hệ đực cái, thiếu mối quan hệ thích ứng với mặt sinh sản tổ chức quần thể bộc lộ tính chất tổ chức tự nhiên loài giao phối

* Cấu trúc di truyền quần thể tự phối: Sự tự phối trải qua nhiều hệ, gen trạng thái dị hợp chuyển dần sang trạng thái đồng hợp tử, phân hóa thành dịng Vì dịng thuộc đời cháu chọn lọc không mang lại hiệu

Nếu nhận xét cặp gen dị hợp Aa sau hệ thứ tự thụ phấn dị hợp cịn lại ½, đồng hợp trội va` đồng hợp tử lặn loại chiếm ¼ Sau n hệ tự thụ phấn liên tục dị hợp Aa cịn lại ( ½ )n , đồng hợp tử trội va` đồng hợp tử lặn bằng: – ( ½ )n .

Vy nu n đƠ thỡ :

* Cấu trúc di truyền quần thể giao phối

Sự giao phối làm cho quần thể đa hình kiểu gen va` đa hình kiểu hình Các cá thể quần thể giống nét bản, chúng sai khác nhiều chi tiết Ví dụ, gen A có alen a1, a2, a3 giao phối tạo nên kiểu gen Nếu lồi có tồn gen A B Gen A có alen, gen B có alen quần thể giao phối có x 10 = 60 tổ hợp Mỗi cá thể loài số lượng gen lớn có tới hàng ngàn, hàng vạn gen, gen lại gồm nhiều alen, nên quần thể giao phối có nhiều kiểu tổ hợp gen Tất tổ hợp gen quần thể tạo nên vốn gen Quần thể giao phối có chung vốn gen Thế hệ sau thừa hưởng phát triển vốn gen hệ trước

đối alen tính tỷ lệ % số giao tử mang alen quần thể Tần số tương đối alen gen dấu hiệu đặc trưng cho phân bố kiểu gen KH quần thể Trạng thái cân quần thể giao phối

* Nội dung định luật Hacđi_Vanbec:

Trong điều kiện định, khơng có biến đổi tần số alen, lịng quần thể giao phối, tỉ lệ cá thể mang đặc tính trội cá thể mang đặc tính lặn giữ mức không đổi tần số tương đối alen gen có khuynh hướng trì khơng đổi từ hệ sang hệ khác Ví dụ, chọn trường hợp đơn giản có gen với alen A a quần thể có kiểu gen AA, Aa, aa Giả sử tỉ lệ kiểu gen hệ xuất phát là:

0,25 AA + 0,50 Aa + 0,25 aa =

Các cá thể có kiểu gen AA cho tồn loại giao tử mang alen A Các cá thể có kiểu gen aa cho toàn loại giao tử mang alen a

Các cá thể có kiểu gen Aa cho nửa số giao tử mang A, nửa số giao tử mang a Trong tổng số giao tử sinh từ hệ xuất phát, tỉ lệ số giao tử mang A là:

tỉ lệ số giao tử mang a là:

Tần số tương đối alen A so với alen a hệ xuất phát

nghĩa giao tử đực giao tử cái, số giao tử mang A chiếm tỉ lệ 50%, số giao tử mang a chiếm tỉ lệ 50%

Nếu giao tử đực giao tử có giao tử A a có tỉ lệ thi kết hợp tự loại giao tử tạo hệ với thành phần kiểu gen sau:

Tỉ lệ kiểu gen hệ là: 0,25 AA + 0,50 Aa + 0,25 aa =

Cứ vậy, hệ tần số alen trì, khơng đổi

* Ý nghĩa định luật Hacđi_Vanbec:

- Định luật Hacđi_Vanbec phản ánh trạng thái cân di truyền quần thể Nó giải thích thiên nhiên có quần thể trì ổn định qua thời gian dài

- Định luật Hacđi_Vanbec có ý nghĩa thực tiễn Từ tỉ lệ loại kiểu hình suy kiểu gen tần số tương đối alen Ngược lại, từ tần số tương đối alen biết dự đốn tỉ lệ loại kiểu gen kiểu hình quần thể, biết tần số xuất đột biến dự tính xác suất bắt gặp thể đột biến có quần thể

Tuy nhiên, định luật Hacđi_Vanbec có tác dụng hạn chế Trên thực tế, thể đồng hợp lặn, đồng hợp trội dị hợp có sức sống giá trị thích nghi khác nhau, trình đột biến trình chọn lọc không ngừng xảy làm cho tần số tương đối alen bị biến đổi Đó trạng thái động quần thể, phản ánh tác dụng chọn giống giải thích sở tiến hố

Quần thể, quần thể tự phối quần thể giao phối

* Khái niệm quần thể

Quần thể tập hợp cá thể loài, chung sống khoảng không gian xác định, vào thời điểm định

Quần thể tập hợp ngẫu nhiên, thời, quần thể cộng đồng có lịch sử hình thành phát triển chung, có thành phần kiểu gen đặc trưng ổn định

* Phân biệt quần thể tự phối quần thể giao phối:

ứng lẫn mặt sinh sản tổ chức quần thể bị bộc lộ tính chất tổ chức tự nhiên loài giao phối

* Đặc điểm, cấu trúc di truyền quần thể tự phối:

- Sự tự phối làm cho quần thể bị phân chia thành dịng có kiểu gen khác - Trải qua nhiều hệ tự phối gen trạng thái dị hợp tử chuyển dần sang trạng thái đồng hợp, làm tăng thể đồng hợp, giảm thể dị hợp, triệt tiêu ưu lai, sức sống giảm

- Trong hệ cháu tự thụ phấn liên tục chọn lọc không mang lại hiệu

* Đặc điểm cấu trúc di truyền quần thể giao phối:

- Quần thể giao phối có tính đa hình kiểu gen, từ tạo nên tính đa hình kiểu hình

- Các cá thể quần thể giao phối giống nét bản, chúng sai khác nhiều chi tiết, khó tìm cá thể giống hệt (chỉ trừ trường hợp sinh đôi trứng)

- Qua hệ giao phối tần số kiểu gen, loại kiểu gen thay đổi

- Tất tổ hợp gen quần thể tạo nên vốn gen quần thể Có thể xem quần thể giao phối tập hợp cá thể có chung vốn gen, hệ sau thừa hưởng phát triển vốn gen hệ trước - Tuy quần thể la` đa hình, quần thể xác định phân biệt với quần thể khác loài tỷ lệ định kiểu hình khác Ví dụ, tỉ lệ % nhóm máu A, B, O thay đổi tùy quần thể người

- Từ tỉ lệ phân bố kiểu hình suy tỉ lệ kiểu gen từ suy tần số tương đối alen

- Quần thể giao phối làm biến động kiểu gen quần thể, dẫn đến hướng chọn lọc thích nghi

* Tần số tương đối alen tính tỉ lệ phần trăm số giao tử mang alen có quần thể Tần số tương đối alen gen dấu hiệu đặc trưng cho phân bố kiểu gen kiểu hình quần thể

Xu hướng cân thành phần kiểu gen quần thể giao phối

Quần thể giao phối có tỉ lệ phân bố kiểu gen hệ xuất phát là: 0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa =

* Nếu hệ xuất phát có tỉ lệ phân bố kiểu gen là:

0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa = sau nhiều hệ tỉ lệ trì: Từ cơng thức phân bố kiểu gen nói ta có:

- Tần số alen A : - Tần số alen a :

nghĩa tỉ lệ số giao tử mang gen A quần thể 0,8 ; tỉ lệ số giao tử mang gen a 0,2

Sự kết hợp tự loại giao tử quần thể tạo hệ với thành phần kiểu gen sau:

Như tỉ lệ kiểu gen hệ là: 0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa =

Như tỉ lệ tần số tương đối alen A alen a 0,8/0,2 Chứng tỏ quần thể trạng thái cân

* Các nhân tố làm phá vỡ trạng thái cân kiểu gen quần thể

Trong thiên nhiên, quần thể khơng thể có số lượng vơ tận, giao phối khơng phải hồn tồn tự ngẫu nhiên, cân ổn định có tác động yếu tố khác đột biến, CLTN, di nhập gen, lạc gen

Ảnh hưởng kích thước quần thể: Dịch gen làm thay đổi số lượng tương đối cấu gen, vượt tần số nguyên có quần thể ban đầu Đây dấu hiệu tách từ quần thể lớn quần thể nhỏ để sau hình thành quần thể lớn khác Trong nhóm nhỏ alen hay chọn lọc cách hoàn toàn ngẫu nhiên

- Giao phối không tự do:

Kiểu giao phối xảy bố mẹ gặp khơng phải hồn tồn ngẫu nhiên mà có chọn lựa nhau:

Có trường hợp giao phối khơng hồn tồn tự mà lại có lựa chọn Ở động vật giao phối có xu hướng lựa chọn kiểu hình thích hợp với chúng Điều thể rõ nghiên cứu ruồi đực, ruồi mắt đỏ mắt trắng Trong q trình ni dưỡng chung ruồi đực mắt đỏ ruồi lựa chọn nhiều gần lần so với ruồi đực mắt trắng, kể ruồi mắt trắng lựa chọn ruồi đực mắt đỏ Đối với xã hội loài người lựa chọn rõ rệt

- Tự giao:

Xu hướng cá thể huyết thống giao phối với nguyên nhân khác cản trở giao phối tự Sự tự giao qua nhiều đời làm cho tần số dị hợp giảm đi, tần số kiểu gen đồng hợp tăng lên, tần số gen p, q giữ nguyên 0,5 tỉ lệ kiểu gen dị hợp quần thể hạ xuống nhanh, theo cấp số nhân Bản thân tượng tự giao đưa đến biểu gen lặn thể đồng hợp dẫn tới tượng giảm sức sống Ví dụ, người giao phối thân thuộc tỉ lệ chết gen lặn trẻ sinh cao bình thường tới 13%

- Do đột biến:

Tần số gen quần thể ổn định khơng có đột biến Đột biến nguồn cung cấp biến dị cho tiến hóa chọn lọc Tuy tần số đột biến gen thấp, số lượng gen quần thể lớn nên tần số tổng cộng nói chung lại cao Locut có khả đột biến, vốn gen tích luỹ thêm đột biến locut khác Qua đời cấu gen thay đổi khác mức ổn định ban đầu Đó áp lực đột biến làm thay đổi cân gen quần thể

- CLTN:

CLTN thực tế cho thấy tần số alen dại so với alen đột biến cao nhiều đột biến nghịch đột biến thuận Điều giải thích CLTN, thông qua lý thuyết áp lực chọn lọc, cân đột biến chọn lọc, chọn lọc chống tính trạng trội, chọn lọc chống tính trạng lặn

- Di gen nhập gen

Sự di gen nhập gen từ quần thể khác vào làm thay đổi tần số alen quần thể ban đầu Mức thay đổi phụ thuộc vào tần số cá thể di nhập gen theo chênh lệch hai tần số gen quần thể phận di nhập thêm lúc xảy tượng

- Do lạc gen giảm phân:

Bình thường tần số giao tử cặp gen loại 0,5 Tuy nhiên rối loạn trình giảm phân làm thay đổi tỉ lệ loại giao tử dẫn tới thay đổi tỉ lệ giới tính đời con, điều minh chứng nghiên cứu số dòng ruồi giấm Drosophila Pseudobscura

CÁC CÔNG THỨC TỔNG QUÁT ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI BÀI TẬP

1 Xây dựng công thức xác định tần số trao đổi chéo Phương pháp 1: Dựa vào kết phép lai phân tích

- Khi lai phân tích cặp gen khơng alen chi phối cặp tính trạng mà đời lai xuất phân lớp kiểu hình khơng nhau, có phân lớp kiểu hình chiếm tỉ lệ > 50%, phân lớp khác chiếm tỉ lệ < 50%, phân lớp tạo trao đổi chéo Dựa vào lý thuyết, tần số trao đổi chéo tính theo cơng thức:

Ví dụ, đời lai phân tích thu kết phân lớp kiểu sau: A_B_ = aabb = m ; A_bb = aaB_ = n mà m > n thể lai phân tích có kiểu gen dị hợp

phân lớp kiểu hình A_bb , aaB_ tạo trao đổi chéo có tần số trao đổi chéo: Nếu n > m đưa lai phân tích dị hợp tử chéo:

Tất nhiên giả thiết giá trị (1) giá trị (2)

- Khi lai nhiều cặp tính trạng ta xác định tần số trao đổi chéo cặp tính trạng Sau dựa qui luật phân bố gen theo đường thẳng mà xác định vị trí phân bố gen NST

a) Nếu trao đổi chéo xảy giới tính: Căn vào phần trăm số cá thể mang tính trạng lặn thu F2, lấy bậc giá trị đó, xác định loại giao tử mang gen lặn (giả sử i%) Ta có tần số loại giao tử có trao đổi chéo 2i% Vậy tần số loại giao tử có trao đổi chéo:

f% = 100% - 2i% b) Nếu trao đổi chéo xảy giới tính:

Giả sử thể F1 đưa lai kiểu gen

thì thể có trao đổi chéo tạo loại giao tử:

AB = ab (giao tử bình thường), aB = Ab (giao tử hốn vị gen), cịn cá thể có loại giao tử: AB = ab = 0,5, Nếu % số cá thể mang cặp gen lặn thu k ta có kết quả:

ab x 0,5 = k Suy ra:

Vậy tần số trao đổi chéo:

Trường hợp 2: Khi cá thể đưa lai dị hợp tử chéo: a) Trao đổi chéo xảy giới tính:

Giả sử kiểu gen phép lai:

Ở cá thể tạo loại giao tử AB = ab (giao tử bình thường), Ab = aB (giao tử có trao đổi chéo) Cịn cá thể đực tạo nên loại AB = ab (giao tử có trao đổi chéo), Ab = aB (giao tử bình thường) Nếu % số cá thể mang tính trạng lặn h Theo lý thuyết ta có hệ phương trình (đặt giao tử ab = x, giao tử đực ab = y)

Ta có:

Giải hệ phương trình phương pháp tính giá trị x y từ xác định tần số loại giao tử có trao đổi chéo (nếu giả sử tính y = t):

f% = 2t

b) Trao đổi chéo xảy cá thể có kiểu gen cách xác định giống trường hợp phần b

Phương pháp 3: Xác định tần số trao đổi chéo trường hợp di truyền cặp gen tồn cặp NST

a) Qua phép lai phân tích, để dễ xác định, giả sử ta có kiểu gen ban đầu đưa lai:

Đặt giá trị hai loại giao tử có trao đổi chéo BC = bC = x loại giao tử bình thường BC = bc = 0,5 – x Cặp gen Aa cho loại giao tử A = a = 0,5 Giả sử % số cá thể mang kiểu hình lặn phép lai phân tích g theo lý thuyết ta có phương trình:

0,5 (0,5 – x) = g Suy tần số loại giao tử có trao đổi chéo:

b) Phân tích kết lai F2: Giả sử kiểu gen F1 đưa lai:

* Trao đổi chéo xảy giới tính:

Nếu qui ước loại giao tử có trao đổi chéo giao tử bình thường phần a) % số cá thể có kiểu hình lặn tính trạng l dựa vào lý thuyết theo giả thiết ta có phương trình:

0,5 (0,5 – x) 0,5 (0,5 – x) = l

Rút gọn phương trình ta có: 0,25x2 – 0,25x + 0,0625 – l = 0

Giải phương trình xác định giá trị x Nếu cho giá trị x = Q ta có tần số loại giao tử có trao đổi chéo: f% = 2Q

* Trao đổi chéo xảy giới tính:

Vẫn kí hiệu loại giao tử cá thể có hốn vị gen phần a), cá thể khơng có trao đổi chéo tạo nên loại giao tử:

(0,5A : 0,5a) (0,5BC : 0,5 bc) = 0,25ABC : 0,25Abc : 0,25aBC : 0,25abc % số cá thể mang tính trạng lặn s Vậy ta có phương trình:

0,5 (0,5 – x).0,25 = s

Vậy tần số loại giao tử có trao đổi chéo

hình thuộc tính Nếu có nhiều cặp gen liên kết khơng hồn tồn dựa vào phân lớp kiểu hình tạo giới dị giao tử

2 Cách thiết lập công thức để giải tập di truyền quần thể a) Tần số gen tần số kiểu gen locut có alen:

* Cách tính tần số kiểu gen:

Thơng thường dùng mơ hình tốn học đơn giản locut có alen Ví dụ, xét tới gen Aa quần thể tồn kiểu gen: AA, Aa aa

Nếu gọi: N tổng số cá thể

D tổng số cá thể mang gen AA H tổng số cá thể mang gen Aa R tổng số cá thể mang gen aa Ta có: N = D + H + R

Gọi tần số tương đối kiểu gen AA d Gọi tần số tương đối kiểu gen Aa h

Gọi tần số tương đối kiểu gen aa r, ta có tần số tương đối kiểu gen: * Cách tính tần số gen:

Từ tần số tuyệt đối kiểu gen, tính tần số truyệt đối gen Vì cá thể quần thể mang alen Gọi tần số gen A P, gen a q:

PA + qa = 2N PA = 2D + H qa = 2R + H

Khi chia tần số tuyệt đối alen cho 2N ta tính tần số tuyệt đối alen: b) Định luật Hacđi – Vanbec

- Nếu locut có alen ta có PA + qa = Sự kết hợp ngẫu nhiên trứng tinh trùng: (PA + qa) (PA + qa) tạo phân bố kiểu gen: P2(AA) + 2Pq(Aa) + q2(aa) = 1.

- Nếu locut có nhiều alen khác phân bố kiểu gen quần thể tuân theo luật giao phối Ví dụ, locut có alen: A1, A2, A3:

PA1 + qA2 + rA3 =

P2A1A1 + q2A2A2 + r2A3A3 + 2PqA1A2 + 2PrA1A3 + 2qrA2A3 = 1

Nếu gen nằm NST giới tính tần số alen khơng đạt tới 0,5 c) Những yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái cân quần thể

* Áp lực đột biến:

- Trường hợp xảy đột biến thuận A đột biến thành a với tần số u tần số alen A sau n hệ là: Pn = [Po(1 – u)n]

Po tần số đột biến ban đầu alen A

- Trường hợp xảy đột biến thuận va` đột biến nghịch A đột biến thành a với tần số u

a đột biến thành A với tần số v

Nếu u = v u = v = trạng thái cân alen không thay đổi

Nếu v = u > alen A áp lực đột biến mà cuối bị loại thải khỏi quần thể Tần số Pn gen A sau n đời so với tần số Po khởi đầu tính theo cơng thức:

Pn = Po(1 – u)n * Áp lực chọn lọc:

Hệ số chọn lọc S nói lên cường độ chọn lọc, đa`o thải kiểu gen khơng có lợi, thích nghi Nếu gen chịu cường độ chọn lọc S giá trị thích ứng n kiểu gen là:

W = – S

Giống vật nuôi, trồng, vi sinh vật quần thể sinh vật người tạo ra, có đặc điểm di truyền định, chất lượng tốt, suất cao ổn định, có phản ứng kiểu điều kiện ngoại cảnh, thích hợp với điều kiện khí hậu, sinh thái, dinh dưỡng kĩ thuật sản xuất định.

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG

1 Kĩ thuật di truyền

- Khái niệm: Kĩ thuật di truyền kĩ thuật thao tác vật liệu di truyền dựa vào hiểu biết cấu trúc hoá học axit nuclêic di truyền vi sinh vật

- Phương pháp sử dụng phổ biến kĩ thuật cấy gen, tức chuyển đoạn ADN từ tế bào cho sang tế bào nhận cách dùng plasmit làm thể truyền.

Kĩ thuật cấy gen có khâu chủ yếu:

+ Tách ADN nhiễm sắc thể tế bào cho tách plasmit khỏi tế bào.

+ Cắt nối ADN TB cho vào ADN plasmit điểm xác định, tạo nên ADN tái tổ hợp. Thao tác cắt tách đoạn ADN thực nhờ enzim cắt (restrictaza) Các phân tử enzim nhận cắt đứt ADN nuclêôtit xác định nhờ người ta tách gen mã hố prơtêin định Việc cắt đứt ADN vòng plasmit thực enzim cắt việc ghép đoạn ADN tế bào cho vào ADN plasmit enzim nối (ligaza) đảm nhiệm

+ Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận, tạo điều kiện cho gen ghép biểu Plasmit mang ADN tái tổ hợp chuyển vào tế bào nhận nhiều phương pháp khác Vào tế bào nhận, tự nhân đơi, truyền qua hệ tế bào sau qua chế phân bào tổng hợp loại prôtêin mã hoá đoạn ADN ghép

Tế bào nhận dùng phổ biến vi khuẩn đường ruột E.Coli Tế bào E.Coli sau 30 phút lại tự nhân đôi Sau 12 giờ, tế bào ban đầu sinh 16 triệu tế bào, qua plasmit chúng nhân lên nhanh sản xuất lượng lớn chất tương ứng với gen ghép vào plasmit Trong kĩ thuật cấy gen người ta dùng thể thực khuẩn làm thể truyền Nó gắn đoạn ADN tế bào cho vào ADN xâm nhập vào TB nhận đem theo đoạn ADN vào Ứng dụng kĩ thuật di truyền

Kĩ thuật di truyền cho phép tạo giống, chủng vi khuẩn có khả sản xuất quy mô lớn tạo nhiều loại sản phẩm sinh học có giá trị axit amin, prơtêin, vitamin, enzim, hoocmôn, kháng sinh làm giảm giá thành chi phí sản xuất tới hàng vạn lần Đã có thành tựu bật việc chuyển gen mã hóa hoocmơn Insulin người, hoocmơn sinh trưởng bị, chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ từ loài thuốc cảnh Petunia vào đậu tương (1989), cấy gen quy định khả chống số chủng virut vào giống khoai tây (1990)

Phương pháp gây đột biến nhân tạo

a) Gây đột biến nhân tạo tác nhân vật lý:

Các tác nhân gây đột biến sử dụng phổ biến loại tia phóng xạ, tia tử ngoại, sốc nhiệt để gây nên đột biến gen, đột biến NST tạo nguồn nguyên liệu cho tạo giống trồng, vi sinh vật Tùy thuộc vào tính bền vững vật chất di truyền giống mà sử dụng công suất liều lượng phóng xạ khác

b) Gây đột biến nhân tạo tác nhân hoá học:

Sử dụng tác nhân hóa học - brơmuraxin (5 BU), EMS (êtylmêtal sunfonat), consixin, hóa chất siêu đột biến NMU (nitrôzô mêtyl urê), NEU, EI tác động vào ADN, NST chúng đường nhân đơi hình thành tạo nên đột biến gen, đột biến NST Thường tạo nên nhiều đột biến phải tác động vào thời kỳ phân bào mạnh , vào hạt nảy mầm, giai đoạn hợp tử, tiền phôi

a) Lai gần động vật (tự thụ phấn thực vật):

- Lai gần phương pháp lai cá thể có quan hệ gần gũi mặt di truyền (lai cá thể sinh lứa, lai với bố mẹ, thực vật phép tự thụ phấn)

- Lai gần liên tục nhiều lần làm cho dị hợp tử giảm, đồng hợp tử tăng, hệ cháu có sức sống, khả thích nghi dần, suất giảm, quái thai nhiều

- Trong chọn giống lai gần có vai trị định để củng cố tính trạng q hiếm, đánh giá hậu dịng tạo ra, làm nguyên liệu khởi đầu cho tạo ưu lai lai tạo giống

b) Tạo ưu lai:

- Ưu lai tượng thể lai F1 có sức sống hẳn bố mẹ tiêu sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh, chống chịu tốt, suất cao với điều kiện bất lợi môi trường Tuy nhiên ưu lai biểu cao F1, sau giảm dần qua hệ, dị hợp tử giảm, đồng hợp tử tăng

- Cơ sở di truyền tượng ưu lai, vấn đề phức tạp, có cách giải thích sau:

+ Giả thuyết trạng thái dị hợp: Tạp giao dòng chủng, F1 dị hợp gen mong

muốn, mâu thuẫn nội cặp gen cao, trao đổi chất tăng cường, khử tác dụng gây hại gen lặn đột biến

AABBCC x aabbcc → AaBbCc

+ Giả thuyết tác dụng cộng gộp gen trội có lợi: Các tính trạng đa gen chi phối nhiều

gen trội có lợi lai tập trung gen trội có lợi, tăng cường hiệu cộng gộp AAbbCC x aaBBcc → AaBbCc

+ Giả thuyết siêu trội: Đó kết tương tác alen khác chức phận

một lôcut dẫn đến hiệu bổ trợ, mở rộng phạm vi biểu kiểu hình

AA < Aa > aa

- Phương pháp tạo ưu lai: Lai khác dòng đơn, lai khác dòng kép, lai thuận lai nghịch dòng tự thụ phấn cách cơng phu để dị tìm tổ hợp lai có giá trị kinh tế (ngơ lai F1, lúa lai F1)

c) Lai kinh tế: Được sử dụng chăn ni để tạo ưu lai Đó phép lai dạng bố, mẹ thuộc giống khác để tạo F1, dùng lai F1 làm sản phẩm, khơng dùng để nhân giống tiếp đời sau Phổ biến nước ta dùng thuộc giống nước cho giao phối với đực cao sản thuộc giống nhập nội Con lai có khả thích nghi với điều kiện khí hậu chăn ni giống mẹ, có sức tăng sản giống bố (lợn lai kinh tế F1, bò lai sinh, cá chép lai )

d) Lai cải tiến giống: Sử dụng giống cao sản để cải tiến giống suất thấp Ở nước ta thường dùng đực tốt giống ngoại cho phối với tốt giống địa phương Con đực giống cao sản sử dụng liên tiếp qua nhiều đời lai Về mặt di truyền học, phương pháp lai cải tiến giống ban đầu làm tăng tỉ lệ thể dị hợp, sau tăng dần tỉ lệ thể đồng hợp gen có lợi

e) Lai khác thứ việc tạo giống mới: Để sử dụng ưu lai, đồng thời tạo giống người ta dùng phương pháp lai khác thứ (lai thứ lai tổng hợp nhiều thứ có nguồn gen khác nhau) Sau phải chọn lọc cơng phu để tạo giống mới, hệ lai có phân tính

f) Lai xa: hình thức lai dạng bố mẹ thuộc loài khác thuộc chi, họ khác nhằm tạo biến dị tổ hợp có giá trị

- Những khó khăn lai xa:

+ Thực vật khác loài thường khó giao phấn: hạt phấn khác lồi khơng nảy mầm vòi nhụy nảy mầm chiều dài ống phấn khơng phù hợp với chiều dài vịi nhụy nên khơng thụ tinh Động vật khác lồi thường khó giao phối, chu kỳ sinh sản khác nhau, hệ thống phản xạ sinh dục khác nhau, máy sinh dục khơng phù hợp, tinh trùng khác lồi bị chết đường sinh dục

+ Khó khăn chủ yếu mặt di truyền thể lai xa thường khơng có khả sinh sản (bất thụ) Nguyên nhân tượng NST lồi bố, mẹ khác số lượng, hình dạng NST, kích thước, cách xếp gen NST, không phù hợp nhân tế bào chất hợp tử Sự không tương hợp NST loài ảnh hưởng tới liên kết cặp NST tương đồng kỳ đầu giảm phân I, q trình phát sinh giao tử bị trở ngại, thể lai xa không phát sinh giao tử, hay giao tử tạo không tham gia vào trình thụ tinh

thành cặp tương đồng, trình giảm phân diễn bình thường, thể lai trở nên hữu thụ (thí nghiệm thành cơng G.D.Cacpêsenkô (1927) lai cải bắp (2n = 18) với cải củ (2n = 18)) Cây lai F1 (2n = 18) có NST tổ hợp NST đơn bội khơng tương đồng lồi nên khơng có khả sinh sản Tác giả tạo dạng 4n = 36 làm cho lai sinh sản

- Ứng dụng phương pháp lai xa: Phương pháp lai xa kèm theo đa bội hoá tạo giống lúa mỳ, khoai tây đa bội có sản lượng cao, chống bệnh giỏi Hiện người ta ý lai loài dại chống chịu tốt, kháng sâu bệnh với loài trồng suất cao, phẩm chất tốt phép lai loài động vật tạo nhiều dạng lai có giá trị

g) Lai tế bào sinh dưỡng:

- Lai tế bào sinh dưỡng phương pháp dung hợp tế bào trần khác loài tạo tế bào lai chứa NST tế bào gốc

- Các bước lai tế bào sinh dưỡng:

+ Tách tế bào trần thuộc loài khác dự định đưa lai

+ Trộn lẫn dòng tế bào trần thuộc lồi mơi trường dinh dưỡng nhân tạo có bổ sung thêm virut Xenđe làm giảm hoạt tính, tác động chất kết dính dùng keo hữu polietylen glycol hay xung điện cao áp

+ Dùng môi trường chọn lọc tạo dòng tế bào lai phát triển bình thường Dùng hoocmơn phù hợp, người ta kích thích tế bào lai phát triển thành lai

- Thành tựu: Theo hướng có thành cơng bước đầu thực vật năm 70 đã tạo lai từ loài thuốc khác nhau, lai khoai tây cà chua Cũng tạo tế bào lai khác loài động vật tế bào thường khơng có khả sống sinh sản Bằng kỹ thuật lai tế bào trên, tương lai, tạo thể lai có nguồn gen khác xa mà lai hữu tính khơng thể thực được, tạo thể khảm mang đặc tính lồi khác nhau, chí thực vật với động vật

Các phương pháp chọn lọc a) Chọn lọc hàng loạt:

- Cách tiến hành:

Trong quần thể vật ni hay trồng, dựa vào kiểu hình người ta chọn nhóm cá thể phù hợp với mục tiêu chọn lọc để làm giống

Tuỳ theo vật liệu khởi đầu, yêu cầu hiệu chọn lọc, tiến hành chọn lọc hàng loạt lần hay phải lặp lại nhiều lần

- Phạm vi ứng dụng:

Đối với tự thụ phấn, có chọn lọc lần mang lại hiệu Đối với giao phấn quần thể có kiểu gen khơng đồng nhất, hệ sau có phân tính, nên thường phải chọn lọc hàng loạt nhiều lần

Chọn lọc hàng loạt phương pháp hữu hiệu để trì chất lượng suất giống đưa vào sản xuất đại trà qua nhiều vụ, để phục tráng giống khu vực hoá va` để cung cấp giống cho sản xuất

- Ưu điểm:

Phương pháp chọn lọc hàng loạt đơn giản, dễ làm, tốn thời gian, cơng sức, ko địi hỏi trình độ khoa học kĩ thuật cao đưa lại hiệu tốt, nên áp dụng rộng rãi Phần lớn giống tốt địa phương nhân dân sáng tạo thực tiễn sản xuất nông nghiệp phương pháp - Nhược điểm:

Khi chọn lọc kiểu hình, khơng kiểm tra kiểu gen cá thể nên việc củng cố, tích luỹ biến dị tốt, chậm đưa đến kết Phương pháp chọn lọc hàng loạt thường dễ có hiệu tính trạng có hệ số di truyền cao

b) Chọn lọc cá thể - Cách tiến hành:

riêng rẽ theo dịng, kiểu gen cá thể ban đầu kiểm tra qua nhiều hệ Sự so sánh dòng so sánh với giống khởi đầu cho phép chọn dịng tốt nhất, loại bỏ dịng khơng đáp ứng mục tiêu chọn giống Phương pháp chọn lọc cá thể tiến hành lần hay nhiều lần

- Phạm vi ứng dụng:

Khi mục tiêu chọn lọc loại tính trạng có hệ số DT thấp phải áp dụng phương pháp chọn lọc cá thể Chọn lọc cá thể lần áp dụng cho nhân giống vơ tính tự thụ phấn Dòng tự thụ phấn có kiểu gen đồng ổn định nên có chọn lọc cá thể lần có kết

Đối với giao phấn, muốn áp dụng chọn lọc cá thể phải tiến hành nhiều lần Trong quần thể giao phấn khó xác định bố, cháu ban đầu thường không đồng kiểu gen kiểu hình, chọn lọc cá thể lần không đủ để đánh giá

Đối với vật nuôi, người ta kiểm tra đực giống qua đời sau Con đực cho sữa, trứng, ảnh hưởng đến số lượng lớn cháu, có đực cái, thuận lợi cho việc đánh giá Ngày phương pháp kiểm tra qua đời bổ sung phân tích hố sinh, tế bào đực giống

Trong chăn ni gia cầm, người ta cịn áp dụng phương pháp kiểm tra qua đời sau mái - Ưu điểm:

Chọn lọc cá thể kết hợp việc đánh giá dựa kiểu hình với việc kiểm tra kiểu gen, nhanh chóng đạt hiệu quả, mục tiêu chọn lọc tính trạng có lợi cho người mà có lợi cho thân sinh vật hàm lượng dầu hạt hướng dương, tỷ lệ bơ sữa bị, giống tạo có tính ổn định di truyền cao

- Nhược điểm:

Tuy nhiên chọn lọc cá thể địi hỏi cơng phu, nhiều thời gian theo dõi chặt chẽ, khó áp dụng rộng rãi

BẢN CHẤT SỰ SỐNG Cơ sở vật chất chủ yếu sống:

Cơ sở vật chất chủ yếu sống gồm loại hợp chất hữu prôtêin axit nuclêic Prôtêin hợp phần cấu tạo chủ yếu chất nguyên sinh thành phần chức cấu tạo enzim hoocmơn, đóng vai trị xúc tác va` điều hồ Axit nuclêic (ADN, ARN) đóng vai trị quan trọng di truyền sinh sản Prôtêin axit nuclêic thuộc loại đại phân tử, có kích thước khối lượng lớn Prơtêin axit nuclêic có cấu trúc đa phân, xây dựng từ 20 loại axit amin (đối với prôtêin) từ loại nuclêôtit (đối với axit nuclêic)

Những dấu hiệu đặc trưng sống

- Các tổ chức sống, từ cấp độ phân tử đến cấp độ thể, hệ mở, nghĩa thường xuyên trao đổi vật chất với môi trường, dẫn tới thường xuyên tự đổi thành phần tổ chức Những dấu hiệu khác sống sinh trưởng, cảm ứng, vận động, sinh sản liên quan với trao đổi chất Trao đổi chất theo phương thức đồng hoá, dị hố sinh sản dấu hiệu khơng có vật thể vơ - Việc phát cấu trúc chức axit nuclêic bổ sung số dấu hiệu độc đáo khác sống tự chép, tự điều chỉnh, tích luỹ thơng tin di truyền

Q trình tự chép (tự nhân đôi) ADN sở phân tử di truyền sinh sản, đảm bảo cho sống sinh sơi nảy nở, trì liên tục; Tự điều chỉnh khả tự động trì giữ vững ổn định thành phần tính chất; có khả biến đổi để tích luỹ thông tin di truyền sở phân tử tiến hoá

- Quan niệm đại xem phát sinh sống q trình tiến hố hợp chất cacbon, dẫn tới hình thành hệ tương tác đại phân tử prôtêin axit nuclêic có khả tự nhân đơi; tự đổi Q trình gồm giai đoạn chính:

+ Tiến hoá hoá học:

Trong giai đoạn có tổng hợp chất hữu từ chất vơ theo phương thức hố học Thoạt tiên hình thành phân tử hữu đơn giản gồm nguyên tố C, H đến hợp chất gồm nguyên tố C, H, O (Saccarit, lipit) → hợp chất gồm nguyên tố C, H, O, N (axit amin, nuclêơtit) → hình thành prơtêin đơn giản đến phức tạp, axit nuclêic Quá trình thực nguồn lượng tự nhiên Sự hình thành chất hữu đường chứng minh thực ng

+ Tiến hoá tiền sinh học:

Đây giai đoạn hình thành mầm mống thể đầu tiên, có kiện bật: * Sự tạo thành giọt Cơaxecva.

* Sự hình thành lớp màng phân biệt côaxecva với môi trường Lớp màng gồm phân tử prôtêin lipit xếp theo trật tự xác định Thông qua màng, côaxecva thực trao đổi chất với môi trường * Sự xuất enzim đóng vai trị xúc tác, làm cho trình tổng hợp phân giải chất hữu diễn nhanh

* Sự xuất chế tự chép: Đây bước tiến quan trọng, nhờ dạng sống sản sinh ra dạng giống chúng, di truyền đặc điểm chúng cho hệ sau

SỰ PHÁT TRIỂN CỦA SINH VẬT

Hoá thạch

Để nghiên cứu lịch sử phát triển sinh vật người ta dựa vào hố thạch Hố thạch di tích sinh vật sống thời đại trước để lại lớp đất đá

Từ chỗ xác định lồi sinh vật hố thạch chứa lớp đất người ta suy lịch sử xuất hiện, phát triển, diệt vong chúng Căn vào tuổi lớp đất chứa hoá thạch tính phương pháp địa tầng học, đo thời gian phóng xạ, xác định tuổi thọ hoá thạch Ngược lại từ sinh vật hoá thạch xác định tuổi suy tuổi lớp đất chứa chúng

Sự phát triển sinh vật trải qua đại, đại có kỉ mang đặc điểm khác

a) Đại thái cổ

Đại bắt đầu cách 3500 triệu năm, kéo dài khoảng 900 triệu năm Vỏ đất chưa ổn định, nhiều lần tạo núi phun lửa dội Sự có mặt than chì va` đá vơi chứng tỏ sống phát sinh Gần tìm thấy vết tích tảo lục dạng sợi va` đại diện Ruột khoang Có thể đại sống phát triển từ dạng chưa có cấu tạo tế bào đến đơn bào đa bào, phân hoá thành nhánh thực vật va` động vật tập trung nước

b) Đại nguyên sinh

Bắt đầu cách 2600 triệu năm, kéo dài 2038 triệu năm Những đợt tạo núi lớn phân bố lại đại lục va` đại dương Vi khuẩn tảo phân bố rộng Trong giới thực vật, dạng đơn bào ưu giới động vật dạng đa bào ưu Đã có đại diện hầu hết ngành động vật không xương sống (động vật nguyên sinh, bọt biển, ruột khoang, giun, thân mềm) Sự sống trở thành nhân tố làm biến đổi mặt đất, biến đổi thành phần khí quyển, hình thành sinh

c) Đại cổ sinh

Bắt đầu cách 570 triệu năm, kéo dài 340 triệu năm, chia thành kỷ: - Kỉ Cambri

Phân bố đại lục va` đại dương khác xa nay, khí nhiều CO2 núi lửa hoạt động mạnh Sự sống tập trung biển lớp nước dày bảo vệ sinh vật chống tác dụng tia tử ngoại

Tảo lục tảo nâu ưu biển, đất liền có vi khuẩn vi khuẩn lam (trước gọi tảo lam) Động vật không xương sống có chân khớp da gai, tơm ba

- Kỉ Xilua

ở cạn gọi trần chưa có có thân rễ thơ sơ Quan trọng xuất đại diện động vật có xương sống gọi cá giáp Ở cạn thực vật có diệp lục thực quang hợp tạo ơxi phân tử, từ hình thành lớp ôzôn làm thành chắn tia tử ngoại, sống di cư lên đất liền

- Kỉ Đêvôn

Bắt đầu cách 370 triệu năm Địa thay đổi nhiều lần, biển tiến vào lại rút Nhiều dãy núi lớn xuất hiện, phân hố khí hậu lục địa khơ hanh khí hậu miền ven biển ẩm ướt Ở đại lục Bắc hình thành sa mạc lớn, có trận mưa lớn xen kẽ với kỳ hạn hán kéo dài

Thực vật di cư lên cạn hàng loạt lên cạn Xuất thực vật đầu tiên, có rễ, thân có mạch dẫn, biểu bì có lỗ khí Quyết trần tồn đến cuối kỉ Đêvôn bị thay dương xỉ, thạch tùng, mộc tặc

Cá giáp có hàm thay cá giáp khơng hàm phát triển ưu Trong biển kỉ Đêvơn có cá sụn va` có cá xương với hàm vây chẵn phát triển Xuất cá phổi cá vây chân Chúng vừa hô hấp mang lại vừa hô hấp phổi Cá vây chân có đơi vây chẵn phát triển, vừa bơi nước vừa bò cạn Vào cuối kỉ Đêvôn, từ cá vây chân xuất lưỡng cư (ếch, nhái) đầu cứng vừa sống nước vừa sống cạn

- Kỉ Than đá

Bắt đầu cách 325 triệu năm Đầu kỉ khí hậu ẩm nóng Hình thành rừng khổng lồ phủ kín đầm lầy, có cao 40m, đường kính thân 2m Do mưa nhiều, rừng bị sụt lở làm bị vúi lấp chỗ bị nước sông biển vùi sâu xuống đáy, sau biến thành mỏ than đá Đến cuối kỉ biển rút lui nhiều, khí hậu khơ Xuất dương xỉ có hạt

Sự hình thành hạt đảm bảo cho thực vật phát tán đến vùng khơ Do có ưu thụ tinh không lệ thuộc nước, phơi bảo vệ hạt có chất dự trữ nên chẳng thực vật sinh sản hạt thay thực vật sinh sản bào tử

Trong khí hậu khơ, số nhóm lưỡng cư, đầu cứng thích nghi hẳn với đời sống cạn, trở thành bò sát đầu tiên, đẻ trứng có vỏ cứng, da có vảy xừng, chịu khí hậu khơ, phổi tim hồn thiện Đã xuất sâu bọ bay Lần chiếm lĩnh khơng trung, chưa có kẻ thù, thức ăn thực vật phong phú nên chúng phát triển mạnh, có chuồn chuồn cánh dài 75cm, gián dài 10cm - Kỉ Pecmi

Lục địa tiếp tục nâng cao, khí hậu khơ lạnh Nổi lên dãy núi lớn, số vùng có khí hậu khơ rõ rệt Trong điều kiện đó, khổng lồ bị tiêu diệt, xuất hạt trần Chúng thụ tinh ko lệ thuộc nước nên thích ứng khí hậu khơ Bị sát phát triển nhanh, đa số ăn cỏ, số ăn thịt Xuất bị sát thú dài 4m có phân hoá thành cửa, nanh, hàm Đáng ý đại Cổ sinh chinh phục đất liền thực vật , động vật vi khuẩn, tảo xanh va` địa y chuẩn bị trước Điều kiện sống cạn phức tạp nước nên CLTN đảm bảo phát triển ưu thể phức tạp tổ chức, hoàn thiện cách sinh sản

b) Đại Trung Sinh Bắt đầu cách 220 triệu năm, kéo dài khoảng 150 triệu năm chia làm kỉ: - Kỉ Tam Điệp

Địa tương đối yên tĩnh, đại lục chiếm ưu thế, khí hậu khơ, thực vật lưỡng cư (ếch nhái) bị tiêu diệt dần Cây hạt trần phát triển mạnh Cá xương phát triển, cá sụn thu hẹp Hình thành nhóm cao bò sát thằn lằn, rùa, cá sấu Vào cuối kỉ, biển tiến sâu vào lục địa Cá thân mềm phong phú làm cho số bò sát quay lại sống nước : thằn lằn cá dài 13m, thằn lằn cổ rắn dài 55m Xuất thú từ bò sát thú tiến hố lên, có lẽ lồi thú đẻ trứng tương tự thú mỏ vịt, thú lông nhím

- Kỉ Giura Cách 175 triệu năm

Chim thuỷ tổ to bồ câu, giữ đặc điểm bị sát (hàm có răng, có vài chục đốt, cánh cịn ngón có vuốt) có đặc điểm chim (lông vũ vảy xừng biến thành, chi trước biến thành cánh) Chúng trèo lên cây, ăn hoa sâu bọ

- Kỉ Phấn Trắng

Cách 120 triệu năm Biển thu hẹp, khí hậu khơ Các lớp mây mù dày đặc trước tan Cây hạt kín xuất phát triển nhanh thích nghi với khơng khí khơ ánh sáng gắt, có hình thức sinh sản hồn thiện Vào kỉ, thực vật gần giống ngày nay, có mầm (cọ, huệ) mầm nhóm thấp (mộc lan, long não)

Bị sát tiếp tục thống trị, xuất loại thằn lằn leo trèo cao 5m, di chuyển chủ yếu chân sau; thằn lằn sừng cao 3m, dài 9m Bị sát bay có nhiều dạng, có lồi sải cánh rộng tới 9m Chim cịn có gần giống chim ngày Thú có thai xuất hiện, cổ sơ thú có túi, đẻ chưa phát triển đầy đủ phải nằm lại tháng túi bụng mẹ

- Nói chung, đại Trung sinh la` đại phát triển ưu hạt trần bò sát

e) Đại Tân Sinh Bắt đầu cách 70 triệu năm, chia thành kỉ. - Kỉ Thứ ba.

Ở đầu kỉ khí hậu ấm, kỉ khí hậu khơ ơn hồ Cây hạt kín phát triển làm tăng nguồn thức ăn chim, thú Đặc biệt phát triển hạt kín kéo theo phát triển sâu bọ ăn lá, mật hoa, phấn hoa, nhựa cây, tiếp thú ăn sâu bọ Từ thú ăn sâu bọ phân nhánh thành thú ăn thịt gấu, chồn, mèo, cáo Trong nửa đầu kỉ này, thú ăn thịt bắt đầu xâm lấn biển cả, hình thành hải cẩu, cá voi, lấn át bò sát bơi Cũng kỉ từ thú ăn sâu bọ tách thành khỉ, tới kỉ dạng vượn người phân bố rộng

Vào cuối kỉ, khí hậu trở lạnh Ở phương Bắc xuất có rụng mùa rét, thích nghi với khí hậu lạnh Hình thành đồng cỏ rộng lớn, kéo theo xuất động vật đồng cỏ Khí hậu lạnh đột ngột làm cho bò sát khổng lồ bị tiêu diệt nhanh chóng Chim thú thích nghi với khí hậu lạnh có cách sinh sản hồn thiện thay địa vị bị sát Do diện tích rừng thu hẹp, số vượn người rút vào rừng, số khác xuống đất bắt đầu xâm chiếm vùng đất trống, chúng tổ tiên loài người

- Kỉ Thứ tư

Đây kỉ ngắn (3 triệu năm), đặc trưng xuất loài người Trong kỉ có thời kì băng hà lạnh xen kẽ thời kỳ khí hậu ấm áp Băng tràn xuống tận bán cầu Nam, có nơi dày hàng trăm mét Theo nhịp điệu di chuyển băng hà, động vật thực vật nhiều lần di cư phương Nam lại trở phương Bắc Trong thời kì băng hà có lồi thú có lơng rậm chịu lạnh giỏi voi mamut, tê giác lông rậm, ngày tuyệt diệt Băng hà phát triển làm cho mực nước biển rút xuống (tới 85 – 120m so với ngày nay), làm xuất cầu nối đại lục Châu Âu nối với nước Anh, đại lục Úc nối với châu Mĩ, bán đảo Trung - Ấn nối với quần đảo Xôngđơ Những cầu nối tạo điều kiện cho di trú động vật, thực vật cạn cách li hệ thực vật, động vật nước trước thông thương với Phân bố loài thay đổi cuối tạo hệ thực vật, động vật giống ngày

=> Tóm lại, đại Tân sinh đại phồn thịnh thực vật hạt kín, sâu bọ, chim thú

- Điểm qua lịch sử phát triển sinh vật, rút nhận xét.

* Lịch sử phát triển sinh vật gắn liền với lịch sử phát triển vỏ đất Sự thay đổi điều kiện địa chất, khí hậu thúc đẩy phát triển sinh giới

THUYẾT TIẾN HÓA CỔ ĐIỂN

Thuyết tiến hoá Lamac a) Nội dung bản:

- Tiến hố khơng đơn biến đổi mà phát triển có kế thừa lịch sử Nâng cao dần trình độ tổ chức thể từ giản đơn đến phức tạp dấu hiệu chủ yếu q trình tiến hố hữu

- Điều kiện ngoại cảnh không đồng thường xuyên thay đổi nguyên nhân làm cho lồi biến đổi liên tục Những biến đổi nhỏ tích luỹ qua thời gian dài tạo nên biến đổi sâu sắc thể sinh vật

- Những biến đổi thể sinh vật tác động trực tiếp ngoại cảnh tập quán hoạt động động vật di truyền tích luỹ qua hệ

b) Hạn chế:

- Trình độ khoa học đương thời chưa cho phép Lamac phân biệt biến dị di truyền với biến dị không DT - Lamac chưa thành công việc giải thích đặc điểm hợp lí thể sinh vật Ông cho ngoại cảnh thay đổi chậm chạp nên sinh vật có khả thích nghi kịp thời lịch sử khơng có lồi bị đa`o thải Điều không với tài liệu cổ sinh vật học

- Lamac quan niệm sinh vật vốn có khả phản ứng phù hợp với thay đổi điều kiện môi trường cá thể loài loạt phản ứng theo cách giống trước điều kiện ngoại cảnh Điều không phù hợp với quan niệm ngày biến dị quần thể

Học thuyết tiến hoá Đacuyn a) Biến dị

Đacuyn người dùng khái niệm biến dị cá thể (gọi tắt biến dị) để phát sinh đặc điểm sai khác cá thể lồi q trình sinh sản Ông nhận xét tác dụng trực tiếp ngoại cảnh hay tập quán hoạt động động vật gây biển đổi đồng loạt theo hướng xác định, tương ứng với điều kiện ngoại cảnh, có ý nghĩa chọn giống tiến hố Biến dị xuất q trình sinh sản cá thể riêng lẻ theo hướng không xác định nguồn nguyên liệu chọn giống tiến hoá

b) Chọn lọc nhân tạo

- Đây trình xảy tác động người dựa biến dị nhân tạo hay biến dị có tự nhiên

- Thực chất trình chọn lọc tích lũy biến dị động vật hay thực vật có lợi cho người, cá thể mang biến dị bất lợi cho người bị loại bỏ

- Động lực trình chọn lọc nhân tạo nhu cầu kinh tế thị hiếu khác người - Trong chọn lọc người sâu khai thác khía cạnh có lợi đó, kết từ dạng ban đầu phát sinh nhiều dạng khác rõ rệt Chọn lọc nhân tạo xảy qui mô hẹp, thời gian chọn lọc ngắn, hướng chọn lọc thay đổi thường xuyên Sự chọn lọc sâu sắc khơng tồn diện, trọng tới lợi ích người, xem nhẹ khía cạnh thích ứng sinh vật điều kiện tự nhiên Kết sáng tạo thứ, nòi trồng, vật ni phạm vi lồi, đa dạng phong phú tự nhiên

c) Chọn lọc tự nhiên

- Nguyên liệu chọn lọc biến dị cá thể xuất ngẫu nhiên điều kiện tự nhiên - Có thể tích lũy biến dị qua chế di truyền đường sinh sản

- Thực chất CLTN q trình tích lũy biến dị có lợi cho thân sinh vật, đa`o thải biến dị có hại, bảo tồn lại dạng sinh vật sống sót thích nghi

- Động lực trình chọn lọc la` đấu tranh sinh tồn, biểu mặt: Đấu tranh với điều kiện khí hậu thiên nhiên bất lợi, đấu tranh loài va` đấu tranh khác loài

CLTN tác động thơng qua đặc tính biến dị di truyền nhân tố trình hình thành đặc điểm thích nghi thể sinh vật

- Với thuyết CLTN, Đacuyn có thành cơng lớn:

+ Giải thích hình thành đặc điểm thích nghi tính tương đối đặc điểm thích nghi sinh vật

+ Đacuyn thành công việc xây dựng luận điểm nguồn gốc thống loài, chứng minh toàn sinh giới ngày kết trình tiến hoá từ nguồn gốc chung

- Tuy nhiên, hạn chế trình độ khoa học đương thời, Đacuyn chưa thể hiểu rõ nguyên nhân phát sinh biến dị chế di truyền biến dị

THUYẾT TIẾN HÓA HIỆN ĐẠI

Thuyết tiến hoá tổng hợp

Dựa tổng hợp thành tựu lý thuyết nhiều lĩnh vực phân loại học, cổ sinh vật học, di truyền học quần thể, sinh thái học quần thể, học thuyết sinh xây dựng nên thuyết tiến hóa tổng hợp bao gồm tiến hoá nhỏ với tiến hoá lớn

- Tiến hố nhỏ (tiến hố vi mơ) q trình biến đổi thành phần kiểu gen quần thể, bao gồm phát sinh đột biến, phát tán đột biến qua giao phối, chọn lọc đột biến có lợi, cách li sinh sản quần thể biến đổi với quần thể gốc, kết hình thành lồi Q trình tiến hố nhỏ diễn phạm vi phân bố tương đối hẹp, thời gian lịch sử tương đối ngắn, nghiên cứu thực nghiệm Tiến hóa nhỏ chiếm vị trí trung tâm tiến hóa đại

- Tiến hố lớn (tiến hố vĩ mơ) q trình hình thành nhóm phân loại lồi chi, họ, bộ, lớp, ngành Quá trình diễn qui mô rộng lớn, qua thời gian địa chất dài

Thuyết tiến hoá đột biến trung tính

M.Kimura (1971) dựa nghiên cứu biến đổi cấu trúc phân tử prôtêin đề xuất quan niệm đại đa số đột biến cấp độ phân tử trung tính, nghĩa khơng có lợi khơng có hại Kimura đề thuyết tiến hố đột biến trung tính nghĩa “Sự tiến hố diễn bằng sự củng cố ngẫu nhiên đột biến trung tính, khơng liên quan với tác dụng CLTN” Tác giả cho ngun lí tiến hoá cấp độ phân tử Loại đột biến trung tính di truyền học phân tử xác nhận Sự đa dạng cấu trúc đại phân tử prôtêin, xác minh phương pháp điện di, có liên quan với củng cố đột biến trung tính cách ngẫu nhiên, khó giải thích tác dụng chọn lọc tự nhiên Sự đa hình cân quần thể, ví dụ tỉ lệ nhóm máu A, B, AB, O quần thể người chứng minh cho trình củng cố đột biến ngẫu nhiên trung tính Thuyết Kimura khơng phủ nhận mà bổ sung thuyết tiến hoá đường chọn lọc tự nhiên, đa`o thải đột biến có hại

CÁC NHÂN TỐ TIẾN HÓA Quá trình đột biến

- Quá trình đột biến gây biến dị di truyền đặc tính hình thái, sinh lý, hố sinh, tập tính sinh học, theo hướng tăng cường giảm bớt gây sai khác nhỏ biến đổi lớn kiểu hình thể Đối với gen riêng rẽ tần số đột biến tự nhiên trung bình 10-6 đến 10-4, nghĩa là triệu đến vạn giao tử có giao tử mang đột biến gen Ở số gen dễ đột biến, tần số lên tới 10-2 Nếu chung lại với nhiều gen tần số lại cao lên tới 5% → 10%, chí đạt tới giá trị bão hoà

- Phần lớn đột biến tự nhiên có hại cho thể chúng phá vỡ mối quan hệ hài hoà kiểu gen, nội thể, thể với môi trường, hình thành qua chọn lọc tự nhiên lâu đời

- Tuy đột biến thường có hại phần lớn gen đột biến gen lặn Xuất giao tử đó, gen lặn vào hợp tử tồn bên cạnh gen trội tương ứng thể dị hợp, khơng biểu kiểu hình Qua giao phối, gen lặn vào thể đồng hợp va` biểu Giá trị thích nghi đột biến thay đổi tuỳ tổ hợp gen Một đột biến nằm tổ hợp có hại đặt tương tác với gen tổ hợp khác trở nên có lợi

- Đột biến tự nhiên xem nguồn nguyên liệu q trình tiến hố Đột biến gen nguồn ngun liệu chủ yếu so với đột biến NST chúng phổ biến hơn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức sống sinh sản thể Các nghiên cứu thực nghiệm chứng tỏ nịi, lồi phân biệt thường vài đột biến lớn mà tích luỹ nhiều đột biến nhỏ

Quá trình giao phối

- Quá trình giao phối làm cho đột biến phát tán quần thể tạo vô số biến dị tổ hợp Có thể nói biến dị đột biến nguồn nguyên liệu sơ cấp, biến dị tổ hợp nguồn nguyên liệu thứ cấp CLTN - Ngồi ra, giao phối cịn làm trung hồ tính có hại đột biến góp phần tạo tổ hợp gen thích nghi Sự tiến hố khơng sử dụng đột biến xuất mà huy động kho dự trữ gen đột biến phát sinh từ lâu tiềm ẩn trạng thái dị hợp

Quá trình chọn lọc tự nhiên

- Mặt chủ yếu CLTN phân hoá khả sinh sản kiểu gen khác quần thể (kết đôi giao phối, khả đẻ con, độ mắn đẻ)

- CLTN không tác động vào cá thể mà phát huy tác dụng cấp độ cá thể (phân tử, NST, giao tử) cá thể (quần thể, quần xã ), quan trọng chọn lọc cấp độ cá thể quần thể

- CLTN tác động kiểu hình cá thể qua nhiều hệ dẫn tới hệ chọn lọc kiểu gen Điều cho thấy ý nghĩa kiểu hình, vai trị thường biến q trình tiến hoá

- Dưới tác dụng CLTN quần thể có vốn gen thích nghi thay quần thể thích nghi Quần thể la` đối tượng chọn lọc

- Chọn lọc quần thể hình thành đặc điểm thích nghi tương quan cá thể mặt kiếm ăn, tự vệ, sinh sản, đảm bảo tồn phát triển quần thể thích nghi nhất, qui định phân bố chúng thiên nhiên Chọn lọc cá thể làm tăng tỉ lệ cá thể thích nghi nội quần thể Chọn lọc cá thể chọn lọc quần thể song song diễn

Tóm lại, chọn lọc tự nhiên khơng tác động gen riêng rẽ ma` tồn kiểu gen, khơng tác động cá thể riêng rẽ ma` quần thể CLTN nhân tố qui định chiều hướng nhịp điệu biến đổi thành phần kiểu gen quần thể, nhân tố định hướng trình tiến hoá Các chế phân li

CLTN tiến hành theo hướng khác dẫn tới phân li tính trạng (PLTT) Q trình PLTT thúc đẩy chế cách li Sự cách li ngăn ngừa giao phối tự do, củng cố tăng cường phân hố kiểu gen quần thể gốc

Có thể phân biệt hình thức cách li: Cách li địa lý, cách li sinh thái, cách li sinh sản, cách li di truyền Cách li địa lý la` điều kiện cần thiết để nhóm cá thể phân hố tích luỹ đột biến theo hướng khác nhau, làm cho kiểu gen sai khác ngày nhiều Cách li địa lý cách li sinh thái kéo dài dẫn tới cách li sinh sản cách li di truyền, đánh dấu xuất loài

SỰ HÌNH THÀNH CÁC ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI

Hình thức thích nghi: Thích nghi kiểu hình thích nghi kiểu gen

b) Thích nghi kiểu gen (thích nghi lịch sử) hình thành kiểu gen qui định tính trạng và tính chất đặc trưng cho lồi, nịi lồi Đây đặc điểm thích nghi bẩm sinh hình thành lịch sử lồi tác dụng CLTN

Quá trình hình thành đặc điểm thích nghi

Sự hình thành đặc điểm thích nghi thể sinh vật (thích nghi kiểu gen) kết trình lịch sử, chịu chi phối nhân tố chủ yếu: trình đột biến, trình giao phối, q trình CLTN (ví dụ hình thành màu sắc hình dạng tự vệ sâu bọ, tăng cường sức đề kháng sâu bọ vi khuẩn)

Tự hợp lí tương đối đặc điểm thích nghi

Mỗi đặc điểm thích nghi hình thành điều kiện định, sản phẩm CLTN, nên thích nghi với điều kiện điều kiện đặc điểm thích nghi hợp lý tương đối Ngay hồn cảnh sống ổn định đột biến biến dị tổ hợp không ngừng phát sinh, CLTN không ngừng tác động Điều kiện sống thay đổi sinh vật lại phát sinh biến dị mới, qua CLTN lại tích lũy biến dị di truyền phù hợp với điều kiện nghĩa xuất đặc điểm thích nghi Vì lịch sử tiến hoá, sinh vật xuất sau mang nhiều đặc điểm hợp lí sinh vật xuất trước

LOÀI, TIÊU CHUẨN PHÂN BIỆT LOÀI, CẤU TRÚC VÀ SỰ HÌNH THÀNH LỒI Khái niệm: Lồi nhóm quần thể có tính trạng chung hình thái, sinh lý, có khu phân bố xác định, cá thể có khả giao phối với cách li sinh sản với nhóm QT khác

Tiêu chuẩn để phân biệt lồi thân thuộc Có tiêu chuẩn: - Tiêu chuẩn hình thái

Giữa lồi khác có gián đoạn hình thái, nghĩa đứt quãng tính trạng - Tiêu chuẩn địa lý – sinh thái

Trường hợp đơn giản loài thân thuộc chiếm khu phân bố riêng biệt Trường hợp phức tạp loài thân thuộc có khu phân bố trùng phần trùng hồn tồn, lồi thích nghi với điều kiện sinh thái định

- Tiêu chuẩn sinh lý – hoá sinh

Dựa vào khả chịu nhiệt prôtêin lồi, trình tự phân bố axit amin prơtêin - Tiêu chuẩn di truyền

Giữa lồi có cách li sinh sản, cách li di truyền, biểu nhiều mức độ

Mỗi tiêu chuẩn nói có giá trị tương đối Tuỳ nhóm sinh vật mà người ta vận dụng tiêu chuẩn hay tiêu chuẩn chủ yếu để phân biệt Đối với vi khuẩn, tiêu chuẩn hố sinh có ý nghĩa hàng đầu Ở số nhóm thực vật, động vật dùng tiêu chuẩn hình thái kết hợp tiêu chuẩn sinh lý tế bào, hố sinh Đối với lồi thực vật, động vật bậc cao phải đặc biệt ý tiêu chuẩn di truyền Trong nhiều trường hợp phải phối hợp nhiều tiêu chuẩn xác định lồi thân thuộc cách xác

Cấu trúc loài

- Loài tồn hệ thống quần thể Quần thể la` đơn vị cấu trúc loài

- Các quần thể hay nhóm quần thể phân bố gián đoạn liên tục, tạo thành nòi Các cá thể thuộc nòi khác lồi giao phối với

Trên thực tế, loài hệ thống tổ chức phức tạp Giữa cá thể với quần thể, nịi với lồi, người ta cịn phân biệt số cấp độ tổ chức khác

Sự hình thành lồi

Hình thành lồi trình lịch sử, cải biến thành phần kiểu gen quần thể ban đầu theo hướng thích nghi, tạo kiểu gen mới, cách li sinh sản với quần thể gốc

Có phương thức hình thành lồi chủ yếu: a) Hình thành lồi đường địa lý

Loài mở rộng khu vực phân bố nó, chiếm thêm vùng lãnh thổ mới, có điều kiện khí hậu, địa chất khác nhau, khu phân bố loài bị chia nhỏ vật chướng ngại địa lý (sông, núi, dải đất liền) làm cho quần thể loài bị cách li Trong điều kiện địa lý khác nhau, CLTN tích luỹ đột biến biến dị tổ hợp theo hướng khác nhau, tạo thành nịi địa lý tới lồi

Hình thành lồi đường địa lý phương thức có thực vật va` động vật Trong phương thức cách li địa lý nhân tố tạo điều kiện cho phân hoá loài Cần ý điều kiện địa lý nguyên nhân trực tiếp gây biến đổi tương ứng thể sinh vật mà nhân tố chọn lọc kiểu gen thích nghi

b) Hình thành lồi đường sinh thái

Phương thức thường gặp thực vật động vật di động xa thân mềm, sâu bọ Trong khu phân bố địa lý, quần thể loài chọn lọc theo hướng thích nghi với điều kiện sinh thái khác nhau, hình thành nịi sinh thái đến lồi

c) Hình thành lồi đường lai xa va` đa bội hoá

Lai xa va` đa bội hố đường hình thành lồi phổ biến thực vật, gặp động vật động vật chế cách li sinh sản loài phức tạp, nhóm có hệ thần kinh phát triển, đa bội hoá lại thường gây nên rối loạn giới tính

Ngồi phương thức phổ biến trình bày cịn nhiều đường hình thành lồi khác Dù theo phương thức nói chung lồi khơng xuất với đột biến mà thường có tích luỹ tổ hợp nhiều đột biến, lồi khơng xuất với cá thể mà phải quần thể hay nhóm quần thể tồn phát triển khâu hệ sinh thái, đứng vững qua thời gian tác dụng CLTN

NGUỒN GỐC CHUNG VÀ CHIỀU HƯỚNG TIẾN HÓA CỦA SINH GIỚI

1 Phân li tính trạng hình thành nhóm phân loại

- Hình thành lồi sở q trình hình thành nhóm phân loại lồi:

Theo sơ đồ phân li tính trạng, hình dung 19 lồi sơ đồ bắt nguồn từ loài A tổ tiên chung Căn vào quan hệ họ hàng gần xa chúng xếp 19 lồi vào chi, họ, bộ, lớp Ngồi có dạng ngun thuỷ cịn sống sót, biến đổi, xem hoá thạch sống

Sơ đồ minh hoạ đoạn ngắn lịch sử dài sinh giới Từ sơ đồ mà suy rộng kết luận tồn lồi SV đa dạng, phong phú ngày có nguồn gốc chung - Nhiều tác giả đại cho hình thành nịi lồi diễn theo đường phân li từ quần thể gốc nhóm phân loại hình thành theo đường phân li, nhóm bắt nguồn từ loài tổ tiên

Đồng qui tính trạng

- Một số lồi thuộc nhóm phân loại khác nhau, có kiểu gen khác nhau, sống điều kiện giống chọn lọc theo hướng, tích luỹ đột biến tương tự, kết mang đặc điểm giống

Chiều hướng tiến hoá

Sinh giới ngày đa dạng, phong phú, tổ chức ngày cao, thích nghi ngày hợp lý Thích nghi hướng tiến hóa

SỰ PHÁT SINH LOÀI NGƯỜI

Bằng chứng nguồn gốc động vật loài người

- Thể thức cấu tạo chung chia làm phần: đầu, mình, tứ chi Các quan bên xếp người va` động vật tương tự động vật, có lông mao, đẻ nuôi sữa, phân hóa

- Bằng chứng quan thối hóa người quan động vật

- Bằng chứng phôi sinh học: giai đoạn phát triển phôi người lặp lại cách ngắn gọn phát triển phôi động vật từ thấp đến cao

- Bằng chứng tượng lai giống - Bằng chứng di truyền học

Điểm giống khác người vượn người a) Điểm giống nhau:

Trong lồi thú vượn dạng người (gọi tắt vượn người) giống người Ngày có lồi vượn người cỡ bé vượn ba loài vượn người cỡ lớn la` đười ươi, gôrila (khỉ đột) tinh tinh Trong số lồi vượn người nói trên, tinh tinh có quan hệ họ hàng gần với người Vượn người giống người hình dạng kích thước, khơng có đi, đứng chân sau, có 12 – 13 đôi xương sườn, – đốt sống cùng, 32 (chỉ khác kẽ vượn người hở mà người xếp sít nhau), vượn người có nhóm máu người, kích thước hình dạng tinh trùng, cấu tạo thai giống nhau, chu kỳ kinh nguyệt 30 ngày, thời gian có mang 270 – 275 ngày, cai sữa, giống cấu tạo não, khả hoạt động thần kinh

b) Điểm khác nhau:

- Vượn người lom khom, tay phải tỳ xuống mặt đất, cột sống cong hình cung (tuy bớt cong so với thú), lồng ngực hẹp bề ngang, xương chậu hẹp Tay dài chân, gót chân khơng kéo dài sau, ngón chân dài, ngón đối diện với ngón khác

Người có dáng đứng thẳng, nên cột sống cong hình chữ S, chạy nhảy thể bị chấn động Lồng ngực hẹp theo chiều trước – sau, xương chậu rộng, phụ nữ, tay ngắn chân, gót chân kéo dài phía sau, ngón chân ngắn, ngón khơng úp vào ngón khác Tay người giải phóng khỏi chức di chuyển, chuyên hố với chức cầm nắm cơng cụ nên ngón lớn linh hoạt

- Nguồn thức ăn chủ yếu vượn người thực vật Bộ thô, nanh phát triển, xương hàm to, góc quai hàm lớn Trong lịch sử, người chuyển sang ăn thức ăn động vật, từ ăn sống sang biết nấu chín thức ăn Do bớt thơ, nanh phát triển, xương hàm bớt to, góc quai hàm bé

- Não vượn người cịn bé, nếp nhăn (não tinh tinh: 460g, 600cm3, 392cm2), thuỳ trán phát triển, mặt dài lớn hộp sọ Não người to nhiều, có nhiều khúc cuộn nếp nhăn (1000 – 2000g, 1400 – 1600 cm3, 1250cm2), sọ lớn mặt, thuỳ trán não người rộng gấp lần vượn, trán người khơng cịn gờ hốc mắt

- Xương hàm vượn người khơng có lồi cằm Do tiếng nói phát triển, người có lồi cằm, não người có vùng cử động nói, vùng hiểu tiếng nói (chưa có động vật) Sự hình thành hệ thống tín hiệu thứ (tiếng nói, chữ viết) khả tư trừu tượng sai khác chất lượng hoạt động thần kinh người so với vượn người

Những điểm khác nói chứng tỏ vượn người ngày tổ tiên người Vượn người ngày người nhánh phát sinh từ gốc chung vượn người hoá thạch va` tiến hoá theo hướng khác

Dạng vượn người hoá thạch cổ Parapitec sống kỷ Thứ ba, cách khoảng 30 triệu năm Từ Parapitec phát sinh vượn, đười ươi ngày Đriôpitec tuyệt diệt Một nhánh cháu Đriôpitec dẫn tới gôrila tinh tinh Một nhánh khác dẫn tới loài người, qua dạng trung gian tuyệt diệt Ơxtrpitec sống cuối kỷ Thứ ba, cách triệu năm

- Người tối cổ (còn gọi người vượn)

Pitêcantrôp sống cách khoảng 80 vạn – triệu năm Tiếp theo Pitêcantrôp dạng người tối cổ Xinantrôp sống cách 50 – 70 vạn năm, chế tạo đồ dùng đá, biết giữ lửa, biết săn thú dùng thịt thú làm thức ăn

- Người cổ Nêanđectan

Ở số cá thể có lồi cằm chứng tỏ tiếng nói phát triển họ trao đổi ý kiến chủ yếu điệu Công cụ người Nêanđectan phong phú, ghe` đẽo công phu, biết dùng lửa thông thạo, sống thành đa`n chủ yếu hang đá, che thân da thú, bước đầu biết phân công lao động

- Người đại Crômanhôn

Người Crômanhôn sống cách – vạn năm, cao, to, trán rộng thẳng, khơng cịn gờ hốc mắt Hàm có lồi cằm rõ, chứng tỏ tiếng nói phát triển Họ có hình dáng giống hệt ngày nay, khác họ to khoẻ mòn nhiều ăn nhiều thức ăn rắn chưa chế biến Họ chế tạo sử dụng nhiều công cụ lao động tinh xảo, có mầm mống quan niệm tơn giáo

Người Crơmanhơn chuyển từ giai đoạn tiến hố sinh học (trong nhân tố sinh học đóng vai trị chủ yếu) sang giai đoạn tiến hố xã hội (trong nhân tố xã hội đóng vai trị chủ yếu) Các nhà khoa học xếp người Crômanhôn với người ngày vào loài người (Neanthropus) hay người khôn ngoan (Homosapiens)

Các nhân tố chi phối q trình phát sinh lồi người a) Lao động - Đặc điểm phân biệt người với động vật

Biết chế tạo sử dụng công cụ lao động theo mục đích định đảm bảo sinh tồn phát triển, tự vệ, làm chủ thiên nhiên la` điểm phân biệt người với động vật Bằng công cụ lao động người tác động vào tự nhiên, cải tạo hoàn cảnh Lao động, hiểu hoạt động chế tạo công cụ, làm cho người khỏi trình độ động vật

b) Các kiện quan trọng q trình phát sinh lồi người Có kiện quan trọng:

- Bàn tay trở thành quan chế tạo công cụ lao động sản phẩm hoàn thiện lao động - Sự phát triển tiếng nói có âm tiết

- Sự phát triển não hình thành ý thức, tư Nhờ có trí khơn, tổ tiên loài người phát triển vượt lên tất động vật khác Đây la` điểm phân biệt người với động vật

- Sự hình thành đời sống văn hố làm cho lồi người thoát khỏi đời sống bầy đa`n chuyển sang đời sống xã hội

Vai trò nhân tố sinh học nhân tố xã hội

- Các nhân tố sinh học đóng vai trị chủ đạo giai đoạn vượn người hố thạch Những biến đổi thể dạng vượn người hố thạch kết tích luỹ đột biến biến dị tổ hợp tác dụng CLTN

- Từ giai đoạn người tối cổ trở đi, vai trò chủ đạo thuộc nhân tố xã hội Các nhân tố chi phối hình thành nhiều đặc điểm thể người khác với động vật Lao động có mục đích định hướng tiến hoá họ người

Vì lồi người có khả thích nghi với điều kiện sinh thái đa dạng, không phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên cách li địa lý mặt sinh học loài người khơng biến đổi thành lồi khác xã hội lồi người khơng ngừng phát triển