Giải bài tập SGK Sinh học 12 Bài 47: Ôn tập phần tiến hóa và sinh thái học

Tiến hóa nhỏ là gì?

Phương pháp giải

- Xem lại Khái niệm tiến hóa nhỏ

- Tiến hoá nhỏ: là quá trình biến đổi về tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể từ thế hệ này sang thế hệ khác dẫn đến hình thành loài mới

- Tiến hoá lớn: là quá trình hình thành các nhóm phân loại trên loài (chi, họ, bộ, lớp, ngành…) diễn ra trên qui mô lớn, trong thời gian lịch sử dài.

- Cơ sở nghiên cứu tiến hóa lớn:

• Nghiên cứu hóa thạch → lịch sử hình thành các loài cũng như nhóm loài trong quá khứ.
• Nghiên cứu phân loại sinh giới → các đơn vị phân loại như: loài, chi, bộ, họ,… dựa trên các đặc điểm hình thái, hóa sinh và sinh học phân tử → giúp chúng ta có thể phác họa nên cây phát sinh chủng loại.

Hướng dẫn giải

• Tiến hoá nhỏ là quá trình làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể (biến đổi về tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể). Quá trình tiến hoá nhỏ diễn ra trên quy mô của một quần thể và diễn biến không ngừng dưới tác động của các nhân tố tiến hoá.
• Sự biến đổi về tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể đến một lúc nào xuất hiện sự cách li sinh sản của quần thể đó với quần thể gốc thì loài mới xuất hiện. Như vậy, quần thể là đơn vị nhỏ nhất có thể tiến hoá và quá trình tiến hoá nhỏ kết thúc khi loài mới xuất hiện.

Giải thích sơ đồ (hình 47.1) bằng cách điền các từ thích hợp vào bên cạnh các mũi tên:

Phương pháp giải

• Xem lại Quá trình hình thành quần thể thích nghi
• Thích nghi là khả năng của sinh vật có thể biến đổi hình thái, giải phẫu, sinh lí, phản ứng phù hợp với điều kiện sống, giúp chúng tồn tại và phát triển.
• Cơ chế di truyền của quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi
• Theo quan niệm hiện đại, sự hình thành mỗi đặc điểm thích nghi (thích nghi kiểu gen) trên cơ thể sinh vật là kết quả của một quá trình lịch sử chịu sự chi phối của 3 nhân tố chủ yếu: quá trình đột biến, quá trình giao phối và quá trình chọn lọc tự nhiên.

Hướng dẫn giải

• Đột biến phát sinh tạo nguồn biến dị sơ cấp để rồi qua sinh sản hữu tính tạo ra rất nhiều biến dị tổ hợp mang các kiểu gen khác nhau ở đời sau. Các kiểu gen trong những môi trường cụ thể sẽ cho ra những kiểu hình khác nhau.
• Các cá thể với các kiểu hình khác nhau chịu sự tác động của CLTN, dẫn đến hoặc là sống sót được (những cá thể có kiểu hình thích nghi) hoặc không sống sót hay khả năng sinh sản kém (những cá thể có kiểu hình không thích nghi).

Những nhân tố tiến hoá nào làm thay đổi tần số alen của quần thể? Nhân tố tiến hoá nào làm thay đổi tần số alen nhanh nhất và chậm nhất? Nhân tố tiến hoá nào quy định chiều hướng tiến hoá?

Phương pháp giải

• Xem lại Các nhân tố tiến hóa
• Các nhân tố tiến hoá làm thay đổi tần số alen của quần thể là: đột biến, CLTN, di nhập gen, các yếu tố ngẫu nhiên Nhân tố tiến hoá nào làm thay đổi tần số alen nhanh nhất còn tuỳ thuộc vào nhiều điều kiện khác nhau.

Hướng dẫn giải

- Các nhân tố tiến hoá làm thay đổi tần số alen của quần thể là: đột biến, CLTN, di nhập gen, các yếu tố ngẫu nhiên Nhân tố tiến hoá nào làm thay đổi tần số alen nhanh nhất còn tuỳ thuộc vào nhiều điều kiện khác nhau.

- Ví dụ, nếu quần thể có kích thước nhỏ thì các yếu tố ngẫu nhiên lại đóng vai trò chính trong việc làm thay đổi nhanh chóng tần số alen của quần thể. Thậm chí một gen có lợi cũng có thể nhanh chóng bị biến mất hoàn toàn khỏi quần thể.

• CLTN cũng là nhân tố làm thay đổi tần số alen của quần thể một cách nhanh chóng nếu áp lực CLTN chống lại các alen trội. 
• Trong các nhân tố tiến hoá thì đột biến là nhân tố làm thay đổi tần số alen của quần thể một cách chậm nhất. Vì tần số đột biến nhìn chung trong tự nhiên chỉ vào khoảng từ 10-6 đến 10-4.

- CLTN là nhân tố quy định chiều hướng tiến hoá, là nhân tố trực tiếp góp phần hình thành nên các quần thể sinh vật có các đặc điểm thích nghi.

Giải thích sơ đồ hình 47.2

Phương pháp giải

• Đây là sơ đồ về quá trình hình thành loài
• Hình thành loài là một quá trình lịch sử, cải biến thành phần kiểu gen của quần thể ban đầu theo hướng thích nghi, tạo ra kiểu gen mới cách li sinh sản với quần thể gốc.

Hướng dẫn giải

• Từ đầu hai quần thể còn có thể trao đổi vốn gen cho nhau (sự cách li chưa hoàn toàn) thì vẫn chỉ là hai quần thể của một loài. Lâu dần sự trao đổi vốn gen giữa hai quần thế giảm dần (sự cách li giữa hai quần thể ngày một được tăng cường) thì các quần thể này tích luỹ những khác biệt về tần số alen và thành phần kiểu gen dẫn đến hình thành nên các chủng địa lí.
• Nếu sự trao đổi vốn gen giữa các chủng ngày một giảm dần thì sự khác biệt giữa các chủng có thể càng lớn và hai quần thể ban đầu có thể trở thành hai loài phụ (các cá thể vẫn có thể giao phối được với nhau và sinh ra đời con hữu thụ nhưng sự giao phối giữa các loài phụ như vậy rất ít xảy ra).
• Khi sự trao đổi vốn gen giữa các loài phụ hoàn toàn không xảy ra, điều này có nghĩa là giữa chúng đã có sự cách li sinh sản hoàn toàn thì hai loài phụ sẽ trở thành hai loài khác nhau.

Nêu các điểm khác biệt giữa quá trình hình thành loài bằng con đường cách li địa lí với quá trình hình thành loài bằng con đường lai xa và đa bội hoá.

Phương pháp giải

• Xét các yếu tố cách li, tốc độ hình thành loài và đối tượng thường xảy ra.
• Hình thành loài là một quá trình lịch sử, cải biến thành phần kiểu gen của quần thể ban đầu theo hướng thích nghi, tạo ra kiểu gen mới cách li sinh sản với quần thể gốc.

Hướng dẫn giải

Tiến hoá văn hoá là gì? Loài người ngày nay còn chịu sự tác động của các nhân tố tiến hoá sinh học hay không? Giải thích.

Phương pháp giải

• Xem lại Sự phát sinh loài người
• Từ loài vượn người cổ đại Australopithecus đã phân hóa thành nhiều loài khác nhau, trong đó có nhánh tiến hóa thành loài Homo habilis (người khéo léo, có bộ não khá phát triển 575 cm; biết sử dụng công cụ bằng đá); từ loài này hình thành nên nhiều loài khác trong đó có loài Homo erectus (người đứng thẳng) và tiếp đến là người hiện đại Homo sapiens và loài gần gũi với loài người hiện đại là Homo neanderthalensis (đã bị loài hiện đại cạnh tranh và làm tuyệt chủng cách đây khoảng 30.000 năm).

Hướng dẫn giải

• Sau khi được hình thành, loài người hiện nay với những đặc điểm nổi bật với bộ não phát triển, cấu trúc thanh quản cho phép phát triển tiếng nói, bàn tay với các ngón tay linh hoạt giúp chế tạo và sử dụng công cụ,... con người đã có được khả năng tiến hoá văn hoá.
• Trong vài thế kỉ qua, với sự phát triển của khoa học và công nghệ, thông qua quá trình học tập và trong đời sống, con người đã được cải thiện chưa từng thấy, tuổi thọ được gia tăng đáng kể từ thế hệ này sang thế hệ khác mà không cần có những biến đổi thích nghi nào về mặt thể chất (tiến hoá sinh học).
• Dù vậy, con người ngày nay vẫn còn chịu sự tác động của tiến hoá sinh học. Vì trong điều kiện không có nhiều thay đổi thì tiến hoá nhỏ vẫn xảy ra đối với mọi sinh vật.

Hãy giải thích các khái niệm đưa ra trong các ô của hình 47.3, giải thích sơ đồ theo chiều mũi tên.

Phương pháp giải

• Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh của quần xã (môi trường vô sinh của quầnxã). Trong hệ sinh thái, các sinh vật trong quần xã luôn luôn tác động lẫn nhau và tác động qua lại với các thành phần vô sinh của sinh cảnh.
• Một hệ sinh thái bao gồm 2 thành phần cấu trúc: thành phần vô sinh là môi trường vật lí (sinh cảnh) và thành phần hữu sinh là quần xã sinh vật

Hướng dẫn giải

- Các khái niệm:

+ Môi trường sống bao gồm tất cả các nhân tố xung quanh sinh vật, có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp tới sinh vật, làm ảnh hưởng đến sự tồn tại, sinh trưởng, phát triển và những hoạt động khác của sinh vật.

+ Nhân tố sinh thái là tất cả những nhân tố môi trường có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới đời sống sinh vật.

• Nhân tố vô sinh: là tất cả các nhân tố vật lí và hóa học của môi trường xung quanh sinh vật.
• Nhân tố hữu sinh: là thế giới hữu cơ của môi trường và là những mối quan hệ giữa một sinh vật (hoặc nhóm sinh vật) này với một sinh vật (hoặc nhóm sinh vật) khác sống xung quanh, trong đó nhân tố con người có ảnh hưởng lớn đến đời sống sinh vật.

+ Các cấp tổ chức sống cơ bản là: tế bào, cơ thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái.

+ Loài: là một hoặc một nhóm quần thể gồm các cá thể có khả năng giao phối với nhau trong tự nhiên sinh ra đời con có sức sống và có khả năng sinh sản với các nhóm quần thể khác.

+ Quần thể: là tập hợp các cá thể trong cùng 1 loài, cùng sinh sống trong 1 khoảng không gian xác định, vào một thời gian nhất định, giao phối tự do với nhau tạo ra thế hệ mới.

+ Quần xã là một tập hợp các quần thể thuộc nhiều loài khác nhau, cùng sống trong một không gian nhất định.

- Giải thích sơ đồ:

• Sự tác động qua lại giữa môi trường và các cấp độ tổ chức sống được thể hiện qua sự tương tác giữa các nhân tố sinh thái với từng cấp độ tổ chức sống.
• Tập hợp các cá thể cùng loài tạo nên quần thể với các đặc trưng: mật độ, tỉ lệ giới tính, thành phần tuổi,… và chúng quan hệ với nhau đặc biệt về mặt sinh sản.
• Tập hợp các quần thể thuộc các loài khác nhau tại một không gian xác định tạo nên quần xã, chúng có nhiều mối quan hệ, trong đó đặc biệt là mối quan hệ dinh dưỡng thông qua chuỗi và lưới thức ăn trong hệ sinh thái.

Trả lời các câu hỏi theo gợi ý trong bảng 47

Bảng 47. Những nội dung cơ bản về quần thể, quần xã và hệ sinh thái

Hướng dẫn giải