Bài 27: Quá trình hình thành quần thể thích nghi

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Khái niệm đặc điểm thích nghi   

• Sự thay đổi hình thái, kích thước, sinh lí của sinh vật để phù hợp với các điều kiện của môi trường để giúp chúng sống sót tốt hơn. Những biến đổi đó được gọi là đặc điểm thích nghi.
• Ví dụ: bọ, nhện và bướm biến đổi hình thái cơ thể theo môi trường sống

2.2. Cơ chế di truyền của quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi

a. 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.
• 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 CLTN

b. Thí nghiệm chứng minh vai trò của CLTN trong quá trình hình thành quần thể thích nghi

Giải thích cơ chế hóa đen của bướm bạch dương

• Quần thể ban đầu xuất hiện các đột biến bướm trắng và bướm đen
• Khi môi trường chưa ô nhiễm: Thân cây bạch dương màu trắng, bướm trắng đầu trên thân câu bạch dương ⇒ không bị chim sâu phát hiện, bướm đen đậu trên thân cây thì dễ bị phát hiện ⇒ Số lượng bướm đen trong quần thể giảm, bướm trắng chiếm ưu thế
• Khi môi trường bị ô nhiễm: Thân cây bạch dương bị khói bụi bám nên hóa đen, bướm trắng đầu trên thân câu bạch dương ⇒ dễ bị chim sâu phát hiện, bướm đen đậu trên thân cây thì khó bị phát hiện ⇒ Số lượng bướm trắng  trong quần thể giảm, bướm đen chiếm ưu thế.

Giải thích cơ chế kháng thuốc DDT ở vi khuẩn

• Khả năng kháng thuốc do 4 cặp gen phân li đọc lập với nhau quy định
• Các alen A, B, C, D không có khả năng kháng thuốc, sinh trưởng nhanh
• Các alen a,b,c,d có khả năng kháng thuốc, sinh trưởng chậm
• Trong môi trường chưa có DDT
• Trong quần thể ban đầu, vi khuẩn xuất hiện nhiều loại biến dị AABBCCDD, aabbccdd, Aabbccdd… trong đó các cá thể có kiểu hình trội AABBCCDD chiếm ưu thế, các cá thể có kiểu hình lặn sinh trưởng phát triển chậm không chiếm ưu thế
• Trong môi trường có DDT :
• Khi phun thuốc trừ sâu hay uống thuốc kháng sinh thì dạng bình thường AABBCCDD bị đào thải nhanh, nhưng các thể đột biến nói trên tỏ ra có ưu thế hơn, do đó dần dần chiếm tỷ lệ ngày càng cao. Liều lượng thuốc càng tăng nhanh thì áp lực chọn lọc càng mạnh, các thể đột biến có sức đề kháng cao hơn càng nhanh chóng thay thế các thể đột biến có sức đề kháng kém thua, làm cho các alen trội A,B,D,C ngày càng giảm và các alen lăn a, b, d, c ngày càng tăng.

⇒ Như vậy, khả năng đề kháng liên quan với những đột biến hoặc những tổ hợp đột biến đã phát sinh từ trước.

2.3. 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 trong môi trường nước nếu đưa ra khỏi nước thì chết.

Ngay trong hoàn cảnh sống ổn định thì các đột biến và biến dị tổ hợp không ngừng phát sinh, CLTN vẫn không ngừng tác động. Vì vậy trong lịch sử tiến hóa, những sinh vật xuất hiện sau mang nhiều đặc điểm hợp lý 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...

GIẢI BÀI TẬP

Bài 1, 2, 3 trang 122 SGK Sinh 12

Bài 1. Hãy sưu tập các hình ảnh về các đặc điểm thích nghi và giải thích đặc điểm đó đem lại giá trị thích nghi như thế nào đối với sinh vật đó.

Trả lời:

Quá trình hình thành đặc điểm thích nghi là cả quá trình tích luỹ các alen cùng tham gia quy định kiểu hình thích nghi.

Môi trường chỉ đóng vai trò sàng lọc những cá thế có kiểu hình thích nghi trong số các kiểu hình có sẵn trong quần thể mà không tạo ra các đặc điếm thích nghi.

Bài 2. Hãy đưa ra một giả thuyết giải thích quá trình hình thành một quần thể cây có khả năng kháng lại một loài côn trùng từ một quần thể ban đầu bị sâu phá hoại.

Trả lời:

- Do đột biến gen hoặc biến dị tổ hợp, một số cây trồng tình cờ sản sinh ra một số chất độc (sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất). Chất này được tích lại trong không bào. Trong điều kiện bình thường, không có sâu hại, những cây có chứa các chất độc này phát triển chậm hoặc yếu hơn vì phải tiêu tốn thêm năng lượng ngăn chặn tác hại của chất độc đối với chính mình hoặc bài tiết chất độc ra ngoài nên số lượng cây này không tăng lên được. Tuy nhiên, khi có sâu hại xuất hiện thì hầu hết các cây khác bị sâu tiêu diệt chỉ còn lại một số cây có chất độc trong lá hoặc thân có thể tồn tại và phát triển được. Số cây này nhanh chóng phát triển thành quần thể cây trồng kháng sâu nếu áp lực chọn lọc ngày một tăng.

Bài 3. Giải thích tại sao các loài nấm độc lại thường có màu sắc sặc sỡ?

Trả lời:

- Màu sắc sặc sỡ của nấm được gọi là màu sắc cảnh báo. Đây là một đặc điểm thích nghi vì nó “cảnh báo” cho các động vật ăn nấm chúng chứa chất độc.

- Thực tế, khi động vật ăn phải nấm độc có màu sắc sặc sỡ thì sau đó nhìn thấy nấm có màu sắc sặc sỡ sẽ sợ không giám ăn.

Bài 4, 5 trang 122 SGK Sinh 12

Bài 4. Một số loài sinh vật có các đặc điểm giống các đặc điểm thích nghi của loài sinh vật khác, người ta gọi đó là các đặc điếm “bắt chước". Ví dụ một số loài côn trùng không có chứa chất độc lại có màu sắc sặc sỡ giống màu sắc của loài côn trùng có chứa chất độc. Đặc điểm bắt chước đó đem lại giá trị thích nghi như thế nào đối với loài côn trùng không có chất độc tự vệ?

Trả lời:

- Những loài côn trùng độc thường có màu sắc sặc sỡ gọi là màu sắc cảnh báo khiến cho các sinh vật khác không giám ăn chúng.

- Các loài khác sống cùng với loài côn trùng độc này nếu tình cờ có đột biến làm cho cá thể nào đó có màu sắc sặc sỡ giống màu sắc cùa loài côn trùng độc thì cá thể đó cũng được lợi vì rằng các loài thiên địch của chúng tưởng đây là loài độc sẽ không giám ăn mặc dù những sinh vật có đặc điểm “bắt chước” không chứa chất độc.

Bài 5. Tại sao 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 thuổc diệt lại giảm dần?

Trả lời:

Sau nhiều lần phun thuốc đã tạo nên môi trường quen thuộc, nhiều alen kháng thuốc tăng dần trong quần thể nên số cá thể mang alen kháng thuốc tăng lên