Lý thuyết Sinh12 - Loga.vn: Bài 27:
QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ THÍCH NGHI
I. Khái niệm đặc điểm thích nghi
Là
những đặc điểm trên cơ thể sinh vật giúp chúng có khả năng sống sót tốt hơn.
Ví dụ: Bọ, nhện
và bướm biến đổi hình thái cơ thể theo môi trường sống.
Hình 1. Bọ, nhện và bướm biến đổi hình thái cơ thể theo môi
trường sống.
-
Thích
nghi kiểu hình hay gọi là thích nghi sinh thái: Là sự phản ứng
của cùng một kiểu gen thành những kiểu hình khác nhau trước sự thay đổi
của các yếu tố môi trường.
Ví dụ: Con tắc kè hoa nhanh chóng thay đổi
màu sắc theo môi trường; một số cây nhiệt đới rụng lá về mùa hè; kiểu hình lá
rau mác ở các môi trường khác nhau có lá khác nhau.
Hình 2. Tăc kè hoa ngụy trang giống
chiếc lá cây để bắt mồi.
-
Thích
nghi kiểu gen hay còn gọi là thích nghi lịch sử: Là sự hình
thành những kiểu gen qui định những tính trạng và tính chất đặc trưng cho
từng loài, từng nòi trong loài. Đây là những đặc điểm thích nghi bẩm
sinh được hình thành trong lịch sử do tác dụng của chọn lọc tự nhiên.
Ví dụ: Con bọ que có hình dạng cái que,
bướm lá có hình dạng như chiếc lá cây... Nhờ vậy, chúng có thể ngụy trang,
tránh đươc sự tiêu diệt của chim.
Hình 3. Bướm lá khô ngụy trang tránh kẻ thù.
Hình 4. Con bọ xanh ngụy trang săn mồi.
II. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ THÍCH NGHI
1. Cơ sở di truyền của quá trình hình thành quần thể
thích nghi
- Chọn lọc tự nhiên luôn
đào thải những cá thể có kiểu hình kém thích nghi, chỉ giữ lại những cá thể có
kiểu hình thích nghi. Do đó các alen qui định các kiểu hình thích nghi sẽ ngày
càng gia tăng trong quần thể qua nhiều thế hệ.
- Quá trình hình thành quần
thể thích nghi là quá trình tích lũy các alen qui định kiểu hình thích nghi.
Môi trường chỉ đóng vai trò sàng lọc chứ không tạo ra các đặc điểm thích nghi.
Ví dụ: Khả năng kháng thuốc penixilin của vi khuẩn tụ cầu vàng Staphylococcus aureus. Năm 1941 chưa
xuất hiện chủng kháng thuốc, năm 1944 xuất hiện một vài chủng có khả năng kháng
thuốc, đến năm 1992 có 95% chủng vi khuẩn tụ cầu vàng có khả năng kháng penixilin
và các thuốc khác tương tự.
Hình 5. Staphylococcus aureus kháng penixilin.
® Nguyên nhân là do
một số chủng vi khuẩn tụ cầu vàng có gen đột biến làm thay đổi cấu trúc thành
tế bào làm cho thuốc không thể bám vào thành tế bào được. Gen đột biến này
nhanh chóng lan rộng trong quần thể bằng cách truyền từ hế hệ này sang thế hệ
khác hoặc từ tế bào này sang tế bào khác.
¯ Quá trình hình thành quần thể thích nghi xảy ra
nhanh hay chậm tùy thuộc vào: (1) quá trình phát sinh và tích lũy các gen đột
biến ở mỗi loài, (2) tốc độ sinh sản của loài, (3) áp lực chọn lọc tự nhiên.
2. Thí nghiệm chứng
minh vai trò của CLTN trong quá trình hình thành quần thể thích nghi:
- Giải thích sự hoá đen của loài
bướm Biston betularia ở vùng công nghiệp.
+ Trong quần thể bướm trắng ban đầu đã có các đột biến ngẫu nhiên
xuất hiện, trong đó có đột biến làm xuất hiện kiểu hình bướm đen.
+ Trong môi trường có bụi than, thể đột biến màu đen trở thành có
lợi cho bướm vì chim ăn sâu khó phát hiện, vì vậy được CLTN giữ lại. Số cá thể
màu đen được sống sót nhiều hơn, qua giao phối và sinh sản con cháu của chúng
ngày càng đông và thay thế dần dạng trắng.
Hình 6. Bướm trắng và bướm đen trên
thân cây bạch dương.
- Giải thích quá trình hình thành đặc
điểm thích nghi của sâu sồi.
+
Sâu sồi mùa xuân có hình dạng giống chùm hoa còn về mùa hè lại có hình dạng
cành cây. Các hình dạng này là hình dáng thích nghi kiểu ngụy trang để
trốn tránh kẻ thù. Việc thay đổi hình dạng theo mùa là do khi sâu nở vào mùa
xuân chúng ăn hoa sồi nên sâu có hình dạng chùm hoa còn sâu mùa hè ăn lá sồi
nên có hình dạng cành cây.
Hình 7. Hai dạng thích nghi của sâu
sồi. (a) Sâu sồi mùa xuân, (b) Sâu sồi mùa hè.
+
Người ta đã thí nghiệm cho sâu mùa xuân ăn lá sồi ngay từ khi chúng mới nở, kết
quả là chúng có hình dạng cành cây. Như vậy, thành phần thức ăn đã góp
phần mở các nhóm gen tương ứng qui định các đặc điểm thích nghi này.
Ví dụ: Lúc đầu ta dùng một loại hoá chất thì diệt
được tới trên 90% sâu tơ hại bắp cải nhưng sau nhiều lần phun thuốc thì hiệu
quả diệt sâu của thuốc diệt lại giảm dần.
Hình 8. Sâu tơ hại bắp cải.
Khả năng kháng thuốc do nhiều gen qui định. Dưới
tác động của chọn lọc tự nhiên, các cá thể có kiểu gen kháng thuốc có sức sống
cao hơn và ngày càng gia tăng về số lượng, có nghĩa là các gen kháng thuốc được
tích luỹ ngày càng nhiều trong quần thể làm cho khả năng kháng thuốc ngày càng
hoàn thiện.
¯ Từ các ví dụ trên ta thấy: Khả năng
kháng thuốc của sâu bọ và vi khuẩn liên quan đến những đột biến hoặc những tổ
hợp đột biến đã phát sinh từ trước.
- Khi môi trường không có thuốc thì
các đột biến kháng thuốc chiếm tỉ lệ ít.
- Khi môi trường có thuốc thì cá thể
đột biến kháng thuốc chiếm tỉ lệ ngày càng cao.
® Quần thể sinh vật có vốn gen đa
hình nên khi sử dụng một loại thuốc trừ sâu với liều cao cũng không thể tiêu
diệt hết cùng một lúc.
Vì vậy: Trong sản xuất, trong đời sống
phải sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc kháng sinh phù hợp.
3. Kết luận:
Quá trình
hình thành các đặc điểm thích nghi chịu sự chi phối của ba nhân tố chủ yếu: Đột
biến, giao phối và chọn lọc tự nhiên.
- Đột biến và giao phối: tạo ra nguồn nguyên liệu (có thể có
kiểu hình thích nghi, có thể có kiểu hình không thích nghi).
- Chọn
lọc tự nhiên: sàng lọc giữ lại những kiểu gen quy định kiểu hình thích nghi,
không tạo ra những kiểu gen thích nghi.
III. SỰ HỢP LÍ TƯƠNG ĐỐI CỦA CÁC ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI
- Mỗi đặc điểm thích nghi là sản phẩm của chọn
lọc tự nhiên trong hoàn cảnh nhất định nên chỉ có ý nghĩa trong hoàn cảnh phù hợp.
Khi hoàn cảnh thay đổi, một đặc điểm vốn có lợi có thể trở thành bất lợi và bị
thay thế bởi đặc điểm thích nghi hơn.
Ví dụ: Cá đã thích nghi với
môi trường nước nếu đưa cá ra khỏi nước sẽ chết.
Hình 9. Cá sống dưới nước và cá chết khi lên cạn.
- Ngay trong hoàn cảnh sống ổn định thì các đột
biến và biến dị tổ hợp không ngừng phát sinh, chọn lọc tự nhiên vẫn không ngừng
tác động. Vì vậy trong lịch sử tiến hóa, những sinh vật xuất hiện sau mang nhiều
đặc điểm thích nghi hơn những sinh vật xuất hiện trước.
- Ví
dụ: Cây hạt kín hoàn thiện hơn cây hạt trần, cá xương hoàn thiện hơn cá sụn….
Hình 10. Cây hạt kín (cây lúa), cây hạt trần (cây thông).
Bài tập
lý thuyết
Câu 1: Các nhân tố nào dưới
đây chi phối sự hình thành các đặc điểm thích nghi ở cơ thể sinh vật:
A. Quá trình đột biến, quá
trình giao phối và quá trình chọn lọc tự nhiên.
B. Quá trình biến dị, quá
trình di truyền và quá trình chọn lọc tự nhiên.
C. Sự thay đổi của ngoại cảnh
tác động trực tiếp lên cơ thể sinh vật.
D. Cách li địa lý thúc đẩy các
nhóm cá thể tích lũy các đột biến theo những hướng khác nhau thích nghi với từng
điều kiện sống nhất định.
Câu 2: Thích nghi sinh thái
là hình thức thích nghi trong đó:
A. Một kiểu gen phản ứng thành
những kiểu hình khác nhau trước sự thay đổi của những yếu tố môi trường.
B. Các biến dị tổ hợp phát sinh
trong đời cá thể, đảm bảo sự thích nghi của cơ thể trước môi trường sinh thái.
C. Hình thành những kiểu gen
quy định những tính trạng và tính chất đặc trưng cho từng loài, từng nồi trong
loài.
D. Hình thành các đặc điểm
thích nghi bẩm sinh trong lịch sử của loài dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên.
Câu 3: Thích nghi kiểu hình
là thích nghi trong đó:
A. Một kiểu gen phản ứng thành
những kiểu hình khác nhau trước sự thay đổi của những yếu tố môi trường.
B. Hình thành các thường biến
trong đời cá thể, đảm bảo sự thích nghi thụ động của cơ thể trước môi trường
sinh thái.
C. Hình thành những kiểu gen
quy định những tính trạng và tính chất đặc trưng cho từng loài, từng nồi trong
loài.
D. Hình thành các đặc điểm
thích nghi bẩm sinh trong lịch sử của loài dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên.
Câu 4: Con tắc kè hoa nhanh
chóng thay đổi màu sắc theo nền môi trường giúp nó tránh được kẻ thù và tạo điều
kiện thuận lợi cho việc săn mồi. Hình thức này được gọi là:
A. Màu sắc ngụy trang.
B. Thích nghi sinh thái.
C. Thích nghi kiểu gen.
D. Màu sắc tự vệ.
* Hướng dẫn giải:
- Thích nghi sinh thái: Là sự phản ứng
của cùng một kiểu gen thành những kiểu hình khác nhau trước sự thay đổi
của các yếu tố môi trường. Nên ta chọn đáp án B.
Câu 5: Bọ que có thân vè các
chi giống cái que, có đôi cánh giống lá cây nhờ đó ngụy trang tốt, không bị
chim tiêu diệt. Hình thức thích nghi này được gọi là:
A. Thích nghi sinh thái.
B. Thích nghi kiểu hình.
C. Thích nghi kiểu gen.
D. Cả A, B và C đúng.
* Hướng dẫn giải:
- Thích nghi kiểu gen: Là sự hình
thành những kiểu gen qui định những tính trạng và tính chất đặc trưng cho
từng loài, từng nòi trong loài. Đây là những đặc điểm thích nghi bẩm
sinh được hình thành trong lịch sử do tác dụng của chọn lọc tự nhiên. Nên ta
chọn đáp án C.
Câu 6: Sự hình thành các đặc
điểm thích nghi trên cơ thể sinh vật (thích nghi kiểu gen) là kết quả của cả một
quá trình …. ((1) lịch sử; (2) chọn lọc), chịu sự chi phối của ba nhân tố chủ yếu:
quá trình ….. ((3) biến dị, (4) đột biến), quá trình …. ((5) giao phối; (6)
cách li) và quá trình …. ((7) chọn lọc tự nhiên; (8) tạo thành loài mới).
A. (1), (4), (5), (7).
B. (2), (3), (6), (8).
C. (1), (3), (1), (8).
D. (2), (4), (6), (7).
Câu 7: Các loài sâu bọ ăn lá
thường có màu xanh lục, hòa lẫn với màu lá. Nhờ màu sắc ngụy trang này mà sâu
khó bị chim phát hiện.
A. Quan niệm của di truyền học
hiện đại về hiện tượng này đã bác bỏ quan niệm của ĐacUyn giải thích màu sắc ngụy
trang của sâu là kết quả của quá trình chọn lọc những biến dị có lợi đã phát
sinh ngẫu nhiên.
B. Quan niệm của di truyền học
hiện đại về hiện tượng này đã cũng cố quan niệm của ĐacUyn giải thích màu sắc
ngụy trang của sâu là kết quả của quá trình chọn lọc những biến dị có lợi đã
phát sinh ngẫu nhiên.
C. Quan niệm của di truyền học
hiện đại về hiện tượng này đã cũng cố quan niệm của ĐacUyn giải thích màu sắc
ngụy trang của sâu là kết quả của quá trình chọn lọc những biến dị có lợi đã xuất
hiện đồng loạt dưới tác động của ngoại cảnh.
D. Quan niệm của di truyền học
hiện đại về hiện tượng này đã cũng cố quan niệm của ĐacUyn giải thích màu sắc
ngụy trang của sâu là kết quả của quá trình chọn lọc những biến dị có lợi đã xuất
hiện đồng loạt dưới tác động của chất hóa học.
Câu 8: Các loài sâu bọ ăn lá
thường có màu xanh lục và hòa lẫn với màu lá giúp sâu khó bị chim phát hiện. Đặc
điểm thích nghi này được gọi là:
A. Màu sắc tự vệ.
B. Màu sắc ngụy trang.
C. Màu sắc báo hiệu.
D. Tất cả đều đúng.
* Hướng dẫn giải:
- Các loài sâu bọ thường ngụy trang sao bản
thân chúng phù hợp với hoàn cảnh của môi trường. Nhằm tránh hoặc giảm bớt khả
năng làm mồi cho loài khác và nhờ vào màu sắc ngụy trang chúng có thể ngụy
trang để mai phục khi săn mồi. Nên ta chọn đáp án B.
Câu 9: Có những loài sâu bọ
có màu sắc sặc sỡ, nổi bật trên nền môi trường, thường thấy ở những loài có nọc
độc. Đặc điểm thích nghi này được gọi là:
A. Màu sắc tự vệ.
B. Màu sắc ngụy trang.
C. Màu sắc báo hiệu.
D. Tất cả đều đúng.
* Hướng dẫn giải:
- Màu sắc sặc sỡ của những loài sâu bọ được gọi
là màu sắc cảnh báo hay báo hiệu. Đây là một đặc điểm thích nghi vì nó “cảnh
báo” cho kẻ thù chúng chứa chất độc.
- Thực tế, khi kẻ thù ăn phải chúng có màu sắc
sặc sỡ thì sau đó nhìn thấy sâu bọ có màu sắc sặc sỡ cũng không giám ăn. Nên ta
chọn đáp án C.
Câu 10: Trong quá trình hình
thành màu xanh lục ở các loài sâu ăn lá, quá trình đột biến và quá trình giao
phối đã dẫn đến kết quả:
A. Chỉ những cá thể có màu
xanh mới có điều kiện tồn tại và phát triển.
B. Tích lũy những biến bị có lợi
và đào thải những biến dị có hại.
C. Làm cho các cá thể trong quần
thể loài sâu này không đồng nhất về màu sắc.
D. Tất cả đều đúng.
Câu 11: Sự tồn tại không đồng
nhất về kiểu gen và kiểu hình của quần thể là kết quả của:
A. Quá trình chọn lọc tự
nhiên.
B. Quá trình đột biến và giao
phối.
C. Quá trình hình thành các đặc
điểm thích nghi.
D. Quá trình đột biến.
* Hướng dẫn giải:
- Quá trình đột biến tạo ra vô số các alen mới
nhưng phải nhờ giao phối thì các alen đột biến mới tổ hợp được với nhau và tổ hợp
với alen khác để tạo ra vô số loại kiểu gen khác nhau trong quần thể. Quá trình
giao phối tạo điều kiện cho đột biến được nhân lên và phát tán trong quần thể.
- Nếu không có đột biến thì không có alen mới,
khi đó giao phối không tạo ra được các kiểu gen mới, do vậy không tạo ra được
nguồn biến dị tổ hợp cho quá trình tiến hóa.
Câu 12: Khả năng đề kháng của
ruồi muỗi đối với DDT là do:
A. Liên quan tới việc phát
sinh những đột biến mới giúp ruồi muỗi có khả năng chống DDT phát sinh từ khi bắt
đầu sử dụng DDT.
B. Liên quan tới việc củng cố
những đột biến hoặc tổ hợp đột biến giúp ruồi muỗi có khả năng chống DDT đã
phát sinh từ trước khi sử dụng DDT.
C. Liên quan tới việc phát
sinh những đột biến mới giúp ruồi muỗi có khả năng chống DDT phát sinnh sau khi
bắt đầu sử dụng DDT một thời gian.
D. Liên quan tới việc phát
sinh những đột biến mới giúp ruồi muỗi có khả năng chống DDT phát sinh khi sử dụng
DDT với liều lượng lớn hơn so với quy định.
Câu 13: Giả
sử tính kháng DDT ở ruồi muỗi là do 4 gen lặn a, b, c, d tác độn bổ sung thì kiểu
gen nào dưới đây giúp chúng có sức đề kháng cao nhất:
A. AABBCCDD.
B. abbccdd.
C. AaBbCcDd.
D. aabbCCDD và AABBccd.
Câu 14: Khi ngừng xử lí DDT
thì tỷ lệ ruồi muỗi kháng DDT trong quần thể sẽ:
A. Giảm dần vì chúng sinh trưởng,
phát triển chậm hơn dạng bình thường trong môi trường không có DDT.
B. Không thay đổi do chúng
sinh trưởng, phát triển giống như dạng bình thường trong môi trường không có
DDT.
C. Gia tăng vì chúng sinh trưởng,
phát triển tốt hơn dạng bình thường trong môi trường không có DDT.
D. Gia tăng vì áp lực chọn lọc
đã giảm.
Câu 15: Trong việc sử dụng DDT
để diệt ruồi muỗi, khi liều lượng DDT sử dụng càng tăng nhanh sẽ dẫn đến:
A. Áp lực chọn lọc càng mạnh,
các cơ thể mang kiểu gen có sức đề kháng dù cao hay thấp đều sẽ bị đào thải.
B. Áp lực chọn lọc càng mạnh,
các cơ thể mang kiểu gen có sức đề kháng cao sẽ bị đào thải.
C. Áp lực chọn lọc càng mạnh,
các cơ thể mang kiểu gen có sức đề kháng cao nhanh chóng thay thế các kiểu gen
có sức đề kháng kém hơn.
D. Áp lực chọn lọc càng mạnh,
các cơ thể mang kiểu gen có sức đề kháng thấp sẽ thay thế các kiểu gen có sức đề
kháng cao hơn.
Câu 16: Vì sao không dùng một
thuốc trừ sâu mới, dù với liêu cao chúng ta cũng không hy vọng tiêu diệt được
toàn bộ sâu bọ cùng một lúc? Vì sao phải dùng các loại thuốc này với liều lượng
thích hợp?
A. Quần thể không có vốn gen
đa dạng nên khi hoàn cảnh thay đổi, sinh vật sẽ dễ dàng bị tiêu diệt hàng loạt
do không có tiềm năng thích ứng.
B. Quần thể có vốn gen đa dạng
nên khi hoàn cảnh thay đổi, sinh vật sẽ rất khó bị tiêu diệt hàng loạt do có tiềm
năng thích ứng.
C. Khi áp lực chọn lọc càng mạnh,
càng tạo điều kiện cho việc xuất hiện các đột biến mới giúp sâu bọ đều kháng
thuốc tốt hơn với thuốc.
D. Khi áp áp lực chọn lọc càng
mạnh, càng tạo điều kiện tiêu diệt loài cũ và làm xuất hiện loài mới thích nghi
cao hơn.
Câu 17: Hiện tượng “quen thuốc”
của vi khuẩn gây bệnh đối với các loại kháng sinh xảy ra do:
A. Liên quan tới việc phát
sinh những đột biến mới giúp chúng ta có khả năng kháng thuốc phát sinh khi bắt
đầu sử dụng phát sinh.
B. Liên quan tới việc phát
sinh những đột biến giúp chúng có khả năng kháng thuốc phát sinh khi sử dụng
kháng sinh với liều lượng lớn hơn so với quy định.
C. Liên quan tới việc phát
sinh những đột biến giúp chúng có khả năng kháng thuốc phát sinh sau khi bắt đầu
sử dụng kháng sinh một thời gian.
D. Liên quan tới việc củng cố
những đột biến hoặc tổ hợp đột biến giúp chúng có khả năng kháng thuốc đã phát
sinh từ trước khi sử dụng kháng sinh.
* Hướng dẫn giải:
- Quen thuốc của vi khuẩn là
do sau nhiều lần dùng kháng sinh đã tạo nên môi trường quen thuộc, nhiều alen
kháng thuốc tăng dần trong quần thể vi khuẩn nên số cá thể mang alen kháng thuốc
tăng lên. Liên quan tới việc củng cố những đột biến hoặc tổ hợp đột biến giúp
chúng có khả năng kháng thuốc đã phát sinh từ trước khi sử dụng kháng sinh.
Câu 18: Các đặc điểm thích
nghi mang tính hợp lý tương đối do:
A. Mỗi đặc điểm thích nghi là
sản phẩm của chọn lọc tự nhiên trong một hoàn cảnh nhất định. Khi hoàn cảnh
thay đổi, một đặc điểm vốn có lợi có thể trở thành bất lợi và bị thay thế bởi đặc
điểm khác thích nghi hơn.
B. Ngay trong hoàn cảnh sống ổn
định các đột biến và biến dị tổ hợp cũng không ngừng phát sinh, chọn lọc tự
nhiên vẫn không ngừng tác động làm xuất hiện các đặc điểm thích nghi ở mức độ
cao hơn.
C. Đặc điểm thích nghi của
loài này có thể bị khống chế bởi đặc điểm thích nghi của kẻ thù.
D. Tất cả đều đúng.
Câu 19: Để giải thích tại sao
các đặc điểm thích nghi chỉ mang tính hợp lý tương đối, lý do nào dưới đây là
không đúng?
A. Đặc điểm thích nghi của
loài này có thể bị khống chế bởi đặc điểm thích nghi của kẻ thù.
B. Mỗi đặc điểm thích nghi là
sản phẩm của chọn lọc tự nhiên trong một hoàn cảnh nhất định. Khi hoàn cảnh
thay đổi, một đặc điểm vốn có lợi có thể trở thành bất lợi và bi thay thế bởi đặc
điểm khác thích nghi hơn.
C. Do sự tác động của con người
lên môi trường sống của sinh vật theo hướng tích cực hay tiêu cực.
D. Ngay trong hoàn cảnh sống ổn
định các đột biến và biến dị tổ hợp cũng không ngừng phát sinh, chọn lọc tự
nhiên vẫn không ngừng tác động làm xuất hiện các đặc điểm thích nghi ở mức độ
cao hơn.
Câu 20: Trong lịch sử tiến
hóa, những sinh vật xuất hiện sau mang nhiều đặc điểm hợp lý hơn những sinh vật
xuất hiện trước là do:
A. Áp lực của chọn lọc thường
diễn ra theo hướng tăng dần trong điều kiện tự nhiên.
B. Chọn lọc tự nhiên đã đào thải
những dạng kém thích nghi và chỉ giữ lại những dạng thích nghi nhất.
C. Kết quả của vốn gen đa
hình, giúp sinh vật dễ dàng thích nghi khi điều kiện sống thay đổi.
D. Đột biến và biến dị tổ hợp
không ngừng phát sinh, chọn lọc tự nhiên không ngừng tác động nên các đặc điểm
thích nghi liên tục được hoàn thiện ngay cả khi hoàn cảnh sống ổn định.
Đáp án: 1-A, 2-A, 3-B, 4-B, 5-C, 6-A, 7-B,
8-B, 9-C, 10-C, 11-B, 12-B, 13-C, 14-A, 15-C, 16-B, 17-D, 18-D, 19-C, 20-D.
