Lý thuyết Sinh12 - Loga.vn: Bài 32:
Chương II: Sự Phát Sinh Và Phát Triển Của Sự Sống Trên Trái Đất
Nguồn Gốc Sự Sống
@ TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ NHỮNG VẤN
ĐỀ CẦN LƯU Ý:
- Tiến hóa hóa học: sự hình thành và tiến hóa của các hợp chất hữu cơ.
- Tiến hóa tiền sinh học: sự hình thành và tiến hóa của các tế bào sơ khai.
- Tiến hóa sinh học: sự tiến hóa của các loài sinh vật trên Trái Đất cho đến ngày nay.
Hình 1. Tóm tắt các
giai đoạn tiến hóa.
I. TIẾN HÓA HÓA HỌC
1. Hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất
vô cơ:
- Theo ông Oparin (Nga) và Haldane (Anh) đã độc
lập nhau cùng đưa ra giả thuyết cho rằng các hợp chất hữu cơ đơn giản đầu tiên
trên trái đất có thể được xuất hiện bằng con đường hóa tổng hợp từ các chất vô
cơ nhờ nguồn năng lượng là sấm sét, tia tử ngoại, núi lửa: Bầu khí quyển nguyên
thuỷ không có oxi, dưới tác dụng của nguồn năng lượng tự nhiên (tia chớp, tia
tử ngoại, núi lửa …) Một số các chất vô cơ kết hợp tạo nên chất hữu cơ đơn
giản: axit amin, nucleotit, đường đơn, axit béo… Các đơn phân kết hợp với nhau
tạo thành các đại phân tử.
- Ông Miller và Uray đã làm thí nghiệm kiểm
chứng: Tạo ra môi trường có thành phần hóa học giống khí quyển của trái đất
nguyên thủy trong bình thuỷ tinh. Hỗn hợp khí CH4, NH3, H2
và hơi nước được đặt trong điều kiện phóng điện liên tục suốt 1 tuần lễ. Kết
quả các ông đã thu được một số chất hữu cơ đơn giản trong đó có các axit amin.
Các chất hữu cơ được hình thành trong điều kiện hoá học của bầu khí quyển
nguyên thuỷ ngày càng phức tạp dần C H ® C H O ® C H O N.
Hình 2. Thí
nghiệm của Miller và Uray.
2. Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu
cơ:
- Để chứng minh các đơn phân như axit
amin có thể kết hợp với nhau tạo nên các chuỗi polipeptit đơn giản trong điều
kiện trái đất nguyên thuỷ:
+ Ông Fox và các cộng sự vào năm 1950 đã tiến
hành thí nghiệm:
Hình
3. Sơ đồ thí nghiệm của Fox và cộng sự.
.
Cho tia tử ngoại chiếu vào hỗn hợp: hơi nước, CH3, CO, NH3 → thu được 1 số axit amin
.
Đun nóng hỗn hợp các axit amin khô ở nhiệt độ từ 1500 ® 180oC
và đã tạo ra được các chuỗi peptit ngắn (gọi là prôtêin nhiệt).
® Kết
luận: Các đơn phân tử kết hợp với nhau tạo
thành các đại phân tử.
¯ Quá trình hình thành các đại phân
tử khi Trái đất mới được hình thành:
+ Trong khí quyển nguyên thuỷ có: NH3, CH4, CO, NH3, C2N2, (xyanogen);
chưa có O2, N2 tự do; nhờ
các nguồn năng lượng như tia tử ngoại, núi lửa, tia chớp, …. → tạo nên các đơn
phân như: axit amin, nuclêôtit, đường đơn, axit béo.
+ Trong những điều kiên nhất định, các đơn phân → tạo thành các đại phân tử.
3. Sự xuất hiện cơ chế tự nhân đôi:
3.1. ADN có trước hay ARN có trước?
- Vật chất di truyền đầu tiên được hình thành là ARN mà không
phải ADN vì: ARN có thể tự nhân đôi mà không cần đến enzim (prôtêin).
- Quá trình tiến hóa tạo nên các phân tử ARN
và ADN: Các nuclêôtit kết hợp với nhau → nhiều phân tử ARN khác nhau → CLTN
chọn lọc ra các phân tử ARN có khả năng nhân đôi tốt hơn, có hoạt tính enzim
tốt hơn → Từ ARN tổng hợp nên ADN → ADN thay thế cho ARN trong việc lưu trữ,
bảo quản thông tin di truyền (vì ADN có cấu trúc bền vững hơn, phiên mã chính
xác hơn ARN).
3.2 Hình thành cơ chế dịch mã:
- Quá trình tiến hóa tạo nên khả năng nhân đôi
và dịch mã các phân tử ARN và ADN: Các axit amin liên kết yếu với ARN → ARN như
1 khuôn mẫu để các axit amin bám vào và sau đó chúng liên kết với nhau tạo nên
các chuỗi pôlipeptit ngắn → các chuỗi pôlipeptit ngắn này xúc tác cho quá trình
phiên mã và dịch mã → CLTN chọn lọc ra phức hợp các phân tử hữu cơ có thể phối
hợp với nhau để tạo nên các cơ chế nhân đôi và dịch mã.
II. TIẾN
HÓA TIỀN SINH HỌC:
- Các đại phân tử như lipit, prôtêin, các axit
nuclêic, … xuất hiện trong nước và tập trung với nhau → Lớp màng lipit hình
thành bao bọc lấy tập hợp các đại phân tử hữu cơ tạo nên các giọt nhỏ li ti →
Hình thành lớp màng.
- Chọn lọc tự nhiên tác động làm những giọt
nhỏ tiến hóa thành các tế bào sơ khai.
- Thí nghiệm chứng minh:
Hình 4. Quá trình hình thành giọt côaxecva quan sát dưới
kính hiển vi.
+ Cho lipit vào nước cùng một số các chất hữu cơ khác nhau → tạo ra các giọt
lipôxôm có biểu hiện một số đặc tinh sơ khai của sự sống như phân đôi, trao đổi
chất với môi trường.
+ Tạo thành các giọt côaxecva có biểu hiện một số đặc tinh sơ khai của sự sống
từ các hạt keo.
¯ Kết Luận: Sự sống đầu tiên trên
trái đất được hình thành bằng con đường hoá học theo 4 bước:
-
Hình thành các đơn phân.
-
Trùng phân các đơn phân thành các đại phân tử.
-
Tương tác giữa các đại phân tử hình thành nên cơ chế tự nhân đôi.
-
Hình thành nên tế bào sơ khai.
¯ Sơ đồ hai giai đoạn phát sinh sự sống:
|
Giai đoạn
chính |
Quá trình
tiến hóa |
Các mốc tiến
hóa |
|
Tiến hóa hóa học |
- Bước 1: Sự hình thành các đơn phân tử
từ các chất vô cơ |
Các Nucleôtic, axit amin,… |
|
- Bước 2: Sự hình thành các đại phân tử
từ các đơn phân. |
Các đại phân tử (axit nucleôtic,
prôtêin,…). |
|
|
- Bước 3: Sự hình thàn khả năng tự nhân
đôi của các đại phân tử. |
Khả năng tự nhân đôi của đại phân tử
ARN, AND. |
|
|
Tiến hóa tiền
sinh học |
Sự hình thành tế bào nguyên thủy. |
Tế bào sơ khai có biểu hiện một số đặc
tính của sự sống như phân đôi, trao đổi chất với môi trường,.. |
III. TIẾN HÓA SINH HỌC:
Tiến hóa sinh học là
sự thay đổi đặc tính di truyền của một quần thể sinh học qua những thế hệ tiếp
nối nhau. Các quá trình tiến hóa làm nảy nở sự đa dạng ở mọi mức độ tổ chức
sinh học. Ở chủ đề này chủ yếu khai thác các dạng bài liên quan về bằng chứng, các nhân
tố và cơ
chế, sự hình
thành loài mới.
Hình 5. Tiến hóa sinh học dưới dạng sơ đồ cây.
Bài
tập lý thuyết
A. Mức độ thông hiểu
Câu 1: Dấu hiệu chủ yếu của quá trình tiến hoá sinh học là:
A. Phân hoá ngày càng đa dạng.
B. Tổ chức cơ thể
ngày càng phức tạp.
C. Thích nghi ngày càng hợp lí.
D. Phương thức sinh sản ngày càng hoàn thiện.
* Hướng dẫn giải:
- Tiến hóa sinh học là sự thay đổi đặc tính di truyền của
một quần thể sinh học qua những thế hệ tiếp nối nhau, từ đó tổ chức cơ thể ngày
càng hợp lý. Nên ta chọn đáp án B.
Câu 2: Trong quá trình phát sinh sự sống trên
Trái Đất, ở giai đoạn tiến hóa hóa học đã hình thành nên:
A. Các giọt côaxecva.
B. Các tế bào nhân thực.
C. Các tế bào sơ khai.
D. Các đại phân tử hữu
cơ.
* Hướng dẫn giải:
- Tiến hóa học đã hình thành nên các đại phân
tử hữu cơ từ các hợp chất vô cơ đơn giản. Nên ta chọn đáp án D.
Câu 3: Đặc điểm nào sau đây là minh
chứng rằng trong tiến hóa thì ARN là tiền thân của axitnuclêic mà không phải là
ADN?
A. ARN chỉ có 1 mạch.
B. ARN có loại bazơnitơ Uaxin.
C. ARN nhân đôi mà không cần đến enzim.
D. ARN có khả năng sao mã ngược.
* Hướng
dẫn giải:
- Vật
chất di truyền đầu tiên được hình thành là ARN mà không phải ADN vì: ARN có thể
tự nhân đôi mà không cần đến enzim (prôtêin). Nên ta chọn đáp án C.
Câu 4:
Côaxecva được hình thành từ:
A. Pôlisaccarit và prôtêin.
B. Hỗn hợp 2 dung dịch keo khác nhau đông tụ thành.
C. Các đại phân tử hữu cơ hoà tan trong
nước tạo thành dung dịch keo.
D. Một số đại phân tử có dấu hiệu sơ khai của sự sống.
* Hướng dẫn giải:
- Côaxecva được hình thành từ các đại phân tử
hữu cơ hoà tan trong nước tạo thành dung dịch keo. Nên ta chọn đáp án C.
Câu 5: Nguồn năng lượng dùng để
tổng hợp nên các phân tử hữu cơ hình thành sự sống là:
A. ATP.
B. Năng lượng tự nhiên.
C. Năng lượng hoá học
D. Năng lượng sinh học.
* Hướng dẫn giải:
- Dưới tác dụng của nguồn
năng lượng tự nhiên (tia chớp, tia tử ngoại, núi lửa …) Một số các chất vô cơ kết
hợp tạo nên chất hữu cơ đơn giản: axit amin, nucleotit, đường đơn, axit béo…
Các đơn phân kết hợp với nhau tạo thành các đại phân tử. Nên ta chọn đáp án B.
Câu
6: Trong cơ thể sống, axitnuclêic đóng vai trò quan trọng trong
hoạt động nào?
A. Sinh sản và di truyền.
B. Nhân đôi NST và phân chia tế bào.
C. Tổng hợp và phân giải các chất.
D. Nhận biết các vật thể lạ xâm nhập.
* Hướng dẫn giải:
- Các axit nuclêic đóng vai trò quan trọng
trong sinh sản và di truyền. Nên ta chọn đáp án A.
Câu 7: Các tế bào sơ khai xuất
hiện đầu tiên trong môi trường nào:
A. Đất.
B. Nước.
C. Không khí.
D. Đất, nước và không
khí.
* Hướng dẫn giải:
- Các tế bào sơ khai xuất hiện đầu tiên trong
môi trường nước. Nên ta chọn đáp án B.
Câu 8: Nhà bác học người Nga
đưa ra giả thuyết “các hợp chất hữu cơ được tổng hợp từ chất vô cơ bằng con đường
hóa học” có tên là:
A. Oparin.
B. Uray.
C. Miller.
D. Darwin.
* Hướng dẫn giải:
- Nhà
bác học Oparin học người Nga đưa ra giả thuyết “các hợp chất hữu cơ được tổng hợp
từ chất vô cơ bằng con đường hóa học”. Nên ta chọn đáp án A.
Câu 9: Quá trình tiến hóa hình
thành tế bào đầu tiên không có giai đoạn:
A. Hình thành các hợp
chất hữu cơ đơn giản từ chất vô cơ.
B. Oxy hóa các hợp chất hữu cơ tạo chất vô cơ.
C. Xuất hiện cơ chế tự
sao chép.
D. Xuất hiện các tế bào
sơ khai.
* Hướng dẫn giải:
Quá trình tiến hóa hình thành tế bào đầu tiên
gồm:
- Hình thành các hợp chất hữu cơ đơn giản từ
chất vô cơ.
- Xuất hiện cơ chế tự sao chép.
- Xuất hiện các tế bào sơ khai.
Nên ta chọn đáp án B.
Câu 10: Thành phần trong hỗn hợp
khí trong thí nghiệm của Miller gồm:
A. CH3, NH3,
H2, N2.
B. CH3, NH3,
H2, O2.
C. CH3, NH3, H2 và hơi nước.
D. CH3, NH3,
N2, O2.
* Hướng dẫn giải:
- Thành phần trong hỗn hợp khí trong thí nghiệm
của Miller gồm CH3, NH3, H2 và hơi nước. Nên
ta chọn đáp án C.
B. Bài tập tự luyện.
Câu 1: Quá trình tiến hóa hình
thành tế bào đầu tiên gồm mấy giai đoạn:
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 5.
Câu 2: Loại biến dị cung cấp
nguồn nguyên liệu chủ yếu cho tiến hóa là:
A. Biến dị tổ hợp.
B. Đột biến số lượng
NST.
C. Đột biến gen.
D. Đột biến cấu trúc
NST.
Câu 3: Nhân tố tiến hóa nào trực
tiếp hình thành các quần thể sinh vật thích nghi được với môi trường sống?
A. Đột biến và chọn lọc
tự nhiên.
B. Chọn lọc tự nhiên.
C. Đột biến.
D. Khả năng di cư.
Câu 4: Trong quá trình hình
thành sự sống trên Trái đất, vai trò của chọn lọc tự nhiên giữa các sinh vật được
thể hiện từ giai đoạn:
A. Tiến hóa sinh học.
B. Tiến hóa tiền sinh học.
C. Tiến hóa hóa học.
D. Tiến hóa hình thành
các loài sinh vật.
Câu 5: Trong quá trình phát
sinh sự sống trên Trái đất, sự kiện nào sau đây không diễn ra trong giai đoạn
tiến hóa hóa học:
A. Các axit amin liên kết
với nhau tạo nên các chuỗi polipeptit đơn giản.
B. Các nuclêôtic liên kết
với nhau tạo nên các phân tử axit nuclêôtic.
C. Hình thành nên các tế
bào sơ khai (tế bào nguyên thủy).
D. Từ các chất vô cơ
hình thành nên các chất hữu cơ đơn giản.
Câu 6: Tiến hóa hóa học là quá
trình:
A. Hình thành các hạt
côaxecva.
B. Xuất hiện cơ chế tự
sao.
C. Xuất hiện các enzim.
D. Tổng hợp các chất hữu
cơ từ các chất vô cơ theo phương thức hóa học.
Câu 7: Năm 1953, S. Miller thực
hiện thí nghiệm tạo ra môi trường có thành phần hóa học giống khí quyển nguyên
thủy và đặt trong điều kiện phóng điện liên lục trong một tuần, thu được các
axit amin cùng các phân tử hữu cơ khác nhau. Kết quả thí nghiệm chứng minh:
A. Các chất hữu cơ được
hình thành từ chất vô cơ trong điều kiện khí quyển nguyên thủy của trái đất.
B. Các chất hữu cơ được
hình thành trong khí quyển nguyên thủy nhờ nguồn năng lượng sinh học.
C. Các chất hữu cơ đầu
tiên được hình thành trong khí quyển nguyên thủy của trái đất bằng con đường tổng
hợp sinh học.
D. Ngày nay các chất hữu
cơ vẫn được hình thành phổ biến bằng con đường tổng hợp hóa học trong tự nhiên.
Câu 8: Sự sống đầu tiên xuất
hiện trong môi trường:
A. Khí quyển nguyên thủy.
B. Trong lòng đất và được
thoát ra bằng các trận phun trào núi lửa.
C. Trong nước đại
dương.
D. Trên đất liền.
Câu 9: Quá trình phát sinh và
phát triển của sự sống trên Trái đất gồm các giai đoạn:
(1) Tiến hóa tiền sinh học.
(2) Tiến hóa hóa học.
(3) Tiến hóa sinh học.
Các giai đoạn trên diễn ra theo trình tự đúng là:
A. (2) ® (1) ® (3).
B. (1) ® (2) ® (3).
C. (2) ® (3) ® (1).
D. (3) ® (2) ® (1).
Câu 10: Theo quan niệm hiện đại
về quá trình phát sinh sự sống trên Quả đất, sự xuất hiện cơ chế tự sao chép gắn
liền với sự hình thành hệ tương tác giữa các loại đại phân tử:
A. Prôtêin – Saccarit.
B. Prôtêin – Axit
nuclêic.
C. Prôtêin – Lipit.
D. Saccarit – Lipit.
Đáp án: 1-C, 2-C, 3-A, 4-B, 5-C, 6-D, 7-A, 8-C, 9-A, 10-B.
