Vai trò tiến hóa của đột biến
đột biến
chất gây đột biến
kiểu gen
alen (alen đồng hợp tử dị hợp tử(À).
Vai trò tiến hóa của đột biến
Cơ thể và mỗi tế bào của nó liên tục tiếp xúc với nhiều ảnh hưởng môi trường khác nhau, điều này có thể gây ra sự xáo trộn trong quá trình phân chia tế bào và “lỗi” trong quá trình sao chép gen và nhiễm sắc thể, tức là. đột biến.
đột biến- sự thay đổi trong bộ máy di truyền của tế bào, ảnh hưởng đến toàn bộ nhiễm sắc thể hoặc một phần của chúng.
Nghiên cứu về đột biến tự nhiên được thực hiện bởi nhà khoa học trong nước S.S. Chetverikov và nhà thực vật học người Hà Lan De Vries.
Đột biến là một quá trình diễn ra liên tục, ngẫu nhiên nhưng không phải không có nguyên nhân!
Những tác động gây ra đột biến được gọi là chất gây đột biến. Các tác nhân gây đột biến chính là: tất cả các loại bức xạ, hóa chất, vi rút, vi khuẩn, nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, v.v..
Đột biến là: có hại, trung tính và có hại. Đột biến tương tự có thể thay đổi ý nghĩa của nó trong các điều kiện thay đổi. Hầu hết các đột biến đều có hại nhưng hiếm gặp các đột biến có lợi là nguyên liệu khởi đầu cho quá trình tiến hóa.
Tất cả các sinh vật ở trạng thái tự nhiên đều có đặc điểm là lai tự do - một bộ máy ổn định các kiểu gen trong quần thể. ( kiểu gen - một bộ gen của một sinh vật).
Gen là một phần của phân tử DNA chứa thông tin di truyền. Gen này có hai alen (alen – trạng thái cụ thể của gen): gen trội – A, gen lặn – a. Khi hai tế bào hợp nhất, một hợp tử được hình thành; nếu nó có hai alen giống hệt nhau của một gen thì nó được gọi là đồng hợp tử(AA, aa), nếu có các alen khác nhau – dị hợp tử(À).
Các đột biến lặn mới nổi trở thành dị hợp tử và không thể nhìn thấy được. Nhưng mỗi loài (quần thể), giống như một miếng bọt biển, đều thấm đẫm những đột biến như vậy. Do đó, sự biến đổi tiềm ẩn xảy ra.
Tần số đột biến 10 -4, 10 -8.
Mỗi sinh vật có số lượng gen lớn nên xác suất xảy ra đột biến lớn hơn, số lượng cá thể trong quần thể lớn. Vì vậy, có thể nói đột biến là một hiện tượng phổ biến.
Vì sự đa dạng di truyền là kết quả của quá trình tiến hóa nên đột biến là cần thiết cho quá trình tiến hóa.
Tần suất đột biến phụ thuộc vào: thiên tai (một số đột biến biến mất, trong khi nồng độ của các đột biến khác tăng lên); di cư (thay đổi tần số gen - khác với ban đầu); “sóng số”, sự cô lập.
Thay đổi chiều hướng chọn lọc tự nhiên phù hợp với điều kiện mới của cuộc đấu tranh sinh tồn
Lựa chọn cá thể, thừa kế. những thay đổi trong đó cho phép chúng phát triển các vùng lãnh thổ hoặc môi trường sống mới
Đặc điểm địa lý
Đặc điểm sinh thái
Định cư ở vùng lãnh thổ mới
Phát triển các ổ sinh thái mới trong phạm vi cũ
Sự cách ly về mặt địa lý giữa các quần thể
Sự xuất hiện của phân loài
Cách ly sinh học
Sự xuất hiện của loài mới
Chọn lọc trong điều kiện môi trường mới
Chọn lọc trong điều kiện môi trường mới
Cách ly sinh học
Sự xuất hiện của phân loài
Sự xuất hiện của loài mới
Trình tự các sự kiện trong quá trình hình thành loài
Thay đổi môi trường sống hoặc vị trí của một loài (quần thể) trong đó
Tăng cường đấu tranh sinh tồn giữa các cá nhân
Kịch bản bài học theo chủ đề
"Vai trò tiến hóa của đột biến"
Ngày: 14/10/2014
Môn học: Sinh học
Chủ đề của bài học là “vai trò tiến hóa của đột biến”;
Sách giáo khoa: Mamontov S.G., Sonin N.I. "Sinh vật học. Luật chung” lớp 9: Bustard, 2006.
Mục đích của bài học: tạo điều kiện nắm vững khái niệm đột biến, xem xét vai trò tiến hóa của đột biến.
Mục tiêu bài học:
giáo dục: giáo dục lòng yêu nước bằng tấm gương của các nhà khoa học trong nước đã nghiên cứu quá trình đột biến;
Phát triển: hình thành các kỹ năng và khả năng làm việc độc lập, đặt nền móng cho việc nghiên cứu di truyền học;
giáo dục: xem xét bản chất của quá trình đột biến, xác định vai trò của nó trong quá trình tiến hóa.
Loại bài học: Kết hợp.
Phương pháp thực hiện: đàm thoại, giải thích, làm việc độc lập, làm việc nhóm.
Tiến độ bài học:
Thời điểm tổ chức . Xin chào. Chuẩn bị cho khán giả làm việc. Kiểm tra sự sẵn có của sinh viên.
Kiểm tra kiến thức và mục tiêu của học sinh .
Giáo viên: Bây giờ chúng ta sẽ hoàn thành một bài kiểm tra, nhờ đó chúng ta sẽ tìm hiểu những gì chúng ta sẽ học trong bài học hôm nay. (học sinh bắt đầu làm bài kiểm tra). Phụ lục 1.
Giáo viên cùng với học sinh sử dụng bài kiểm tra đã hoàn thành chính xác để truyền đạt chủ đề của bài học và mục đích của bài học.
Số câu hỏi | |||||||
Trình bày vật liệu mới.
Giáo viên: Chúng ta viết chủ đề bài học: Vai trò tiến hóa của đột biến.
Chúng ta hãy nhớ rằng sự tiến hóa được chia thành hai loại:
Sự tiến hóa
Tiến hóa vi mô Tiến hóa vĩ mô
Nêu khái niệm tiến hóa vi mô? (sự phân loại).
Giáo viên tiến hành khảo sát trực tiếp để hướng dẫn học sinh tự nghiên cứu chủ đề này:
Đơn vị di truyền là...?
Nhiễm sắc thể nằm ở đâu?
Bằng cách sử dụng hình vẽ trình bày và lý luận cùng với giáo viên, học sinh tự hình thành định nghĩa về thuật ngữ gen. (Gen là một phần của phân tử DNA chứa thông tin di truyền.)
Giáo viên: một sinh vật sống và mỗi tế bào của nó luôn phải chịu những ảnh hưởng khác nhau của môi trường. Việc tiếp xúc với môi trường bên ngoài có thể gây ra những rối loạn trong quá trình phân chia tế bào và “lỗi” trong quá trình sao chép gen và nhiễm sắc thể. Bạn nghĩ những “sai lầm” này dẫn đến điều gì? (Đột biến)
Đột biến là sự thay đổi trong bộ máy di truyền của tế bào, ảnh hưởng đến toàn bộ hoặc một phần tế bào.
Giáo viên: Câu hỏi cho cả lớp: Vai trò của đột biến trong quá trình tiến hóa là gì? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta sẽ xem xét quá trình đột biến chi tiết hơn. Các loại đột biến là gì?
Đột biến có lợi: đột biến làm tăng sức đề kháng của cơ thể (kháng thuốc trừ sâu của gián). Đột biến có hại: điếc, mù màu. Đột biến trung tính: đột biến không ảnh hưởng đến khả năng tồn tại của sinh vật (màu mắt, nhóm máu).
Tiến hóa là quá trình trong đó các dạng sống mới phát sinh từ những dạng sống đã tồn tại trước đó: thực vật có hoa từ dương xỉ và rêu, chim và động vật có vú từ bò sát, con người từ tổ tiên giống vượn.
Sự tiến hóa vẫn tiếp tục cho đến ngày nay, nhưng từ quan điểm của thang thời gian tiến hóa, cuộc đời con người là một khoảnh khắc ngắn ngủi đến mức con người hiếm khi có thể quan sát trực tiếp quá trình tiến hóa. Ví dụ, chúng ta đang chứng kiến sự biến đổi của vi khuẩn vô hại thành vi khuẩn có độc lực hoặc sự thay thế của các loại vi khuẩn nhẹ hơn bởi những con bướm có màu sẫm trong các khu công nghiệp.
Sự thích nghi của mỗi loại sinh vật với môi trường và lối sống đặc thù của chúng luôn khơi dậy sự ngạc nhiên và ngưỡng mộ của các nhà khoa học tự nhiên. Để đạt được khả năng thích ứng đáng kinh ngạc như vậy, thiên nhiên hoạt động theo cách tương tự như con người trong việc nhân giống những con cừu khỏe mạnh cho vùng núi hoặc các giống khoai tây kháng bệnh. Người chăn nuôi và nhân giống cây trồng lựa chọn những cá thể thích nghi tốt với điều kiện mà những cây hoặc động vật này sẽ phải sống. Họ từ chối những người kém cân đối hơn. Họ thường tạo ra các giống mới bằng cách lai các dòng hiện có và chọn từ con cái của chúng những cá thể kết hợp các đặc tính có lợi của cả hai dòng, chẳng hạn như năng suất cao của một giống lúa mì và khả năng chống chịu sương giá của giống khác, hoặc màu bạc của thỏ chinchilla. với bộ lông mềm mại của giống sông.
Sự tiến hóa cũng diễn ra thông qua việc lai tạo và chọn lọc. Chất liệu của nó là các gen đột biến có ở tất cả các loài. Với mỗi hành vi sinh sản hữu tính, các tổ hợp gen mới sẽ xuất hiện. Các cá thể mang các tổ hợp gen khác nhau cạnh tranh với nhau trong cuộc đấu tranh sinh tồn. Những con khỏe mạnh hơn để lại nhiều con cháu hơn, và cuối cùng những tổ hợp tốt hơn sẽ lấn át những tổ hợp kém hơn. Ngay cả một số lượng tương đối nhỏ các gen đột biến cũng cung cấp một lượng lớn các biến dị di truyền tiềm năng. Nếu toàn bộ nhân loại chỉ mang 1.000 gen đột biến, đó chắc chắn là một sự đánh giá quá thấp, thì số lượng tổ hợp có thể có của những gen này sẽ vượt xa số lượng tất cả những người sống trên trái đất. Không có hai người nào, ngoại trừ những cặp song sinh giống hệt nhau (xem bài viết về điều đó), lại có cấu tạo di truyền hoàn toàn giống hệt nhau.
Mặc dù thực tế là quá trình tiến hóa sử dụng các gen đã có sẵn cho các mục đích trước mắt của nó, nhưng nguyên liệu thô chính là đột biến, do đó các gen mới xuất hiện. Do đó, đột biến là một trong những động lực lớn nhất của quá trình tiến hóa và vì quá trình tiến hóa vẫn tiếp tục nên đột biến vẫn cần thiết cho sự bảo tồn và phát triển của sự sống trên Trái đất.
Tuy nhiên, hầu hết các đột biến mới đều có hại hoặc thậm chí gây chết người. Điều gì giải thích điều này? Lý do là mọi sinh vật đang tồn tại đều là kết quả của một quá trình tiến hóa lâu dài, trong quá trình đó nó đã tự thích nghi một cách tinh vi với những yêu cầu của phương thức sống đến nỗi bất kỳ sự thay đổi nào trong tổ chức của nó đều có nhiều khả năng là một sự thay đổi theo chiều hướng xấu hơn là thay đổi theo hướng tốt hơn. tốt hơn. Hãy tưởng tượng: một người đàn ông làm vỡ một số bánh xe trong chiếc đồng hồ của mình và người thợ đồng hồ mà anh ta mang chiếc đồng hồ đến chọn ngẫu nhiên một bánh xe mới từ một đống bộ phận đủ kích cỡ và chủng loại. Rất có thể sau đó đồng hồ sẽ hoạt động kém, thậm chí có thể bị hỏng hoàn toàn. Đồng hồ phức tạp nhất đơn giản hơn nhiều so với sinh vật nguyên thủy nhất. Cần có hàng chục bánh xe liên kết với nhau để giữ cho đồng hồ chuyển động; hàng ngàn quá trình sinh lý liên kết với nhau là cần thiết để một sinh vật phát triển và tồn tại. Một đột biến, thay thế gen này bằng gen khác, sẽ tình cờ làm thay đổi một trong những quá trình này. Không có gì đáng ngạc nhiên khi hầu hết các đột biến đều phá vỡ sự hài hòa của cơ thể, thậm chí nhiều đột biến còn dẫn đến tử vong.
Mức độ gây hại của một đột biến cụ thể sẽ phụ thuộc vào lối sống và môi trường của sinh vật. Đối với một cây xanh, sự tồn tại của nó phụ thuộc vào hoạt động hóa học của chất diệp lục mà nó chứa, một đột biến gây ra bệnh bạch tạng sẽ gây chết người. Động vật sống trong hang động có thể sống mà không có sắc tố, do đó đột biến dẫn đến bệnh bạch tạng có thể lây lan giữa chúng. Trong điều kiện Bắc cực, sự chọn lọc thiên về đột biến màu trắng.
Khi điều kiện môi trường thay đổi, những người đột biến vốn là kẻ thua cuộc trong điều kiện cũ sẽ tiến lên và thậm chí có thể thay thế tổ tiên không đột biến của họ. Bọ chét nước nhỏ Daphnia là cư dân phổ biến trong ao của chúng ta và các vùng nước khác nhau. Nó phát triển tốt ở nhiệt độ 20° C và chết nếu nhiệt độ tăng lên khoảng 27° C. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, một đột biến đã phát sinh cần nhiệt độ từ 25 đến 30° C để tồn tại. Trong điều kiện khí hậu hiện đại ở Anh. , cá thể đột biến không thể tồn tại. Tuy nhiên, chúng ta hãy tưởng tượng rằng nhiệt độ tăng thêm 7-8 ° C. Trong trường hợp này, những người đột biến sẽ là những cá thể duy nhất có khả năng sống sót và họ sẽ đặt nền móng cho một dòng mới bao gồm toàn những người đột biến.
Theo cách tương tự, các cá thể đột biến có được giá trị khi loài này xâm chiếm các lãnh thổ mới hoặc thay đổi lối sống. Trong quá trình tiến hóa, sự sống không ngừng khám phá những lãnh thổ mới: biển, đất liền, nước ngọt, không khí và xâm nhập vào các sinh vật khác - thực vật và động vật. Khi một người đến định cư ở những vùng đất mới, anh ta cần những người đàn ông và phụ nữ có thể đổi máy đánh chữ lấy xẻng và bếp ga lấy bếp làm bằng đá. Khi sự sống lan rộng sang các lãnh thổ mới, nó cần những loài có nguồn gen đột biến lớn nên vẫn đủ biến đổi để lựa chọn những người định cư thích nghi với điều kiện mới. Nếu Kỷ băng hà quay trở lại vùng đất của chúng ta, những con chim trắng, đôi khi được tìm thấy trong số các loài hoang dã của chúng ta, có lẽ sẽ là những cư dân thành công đầu tiên ở những vùng phủ đầy tuyết.
Vì vậy, từ góc độ loài, đột biến có hại ở mức độ cần thiết. Đột biến có hại miễn là các điều kiện tồn tại không thay đổi, vì các sinh vật sống, do quá trình tiến hóa, thích nghi với môi trường và lối sống của chúng, và các đột biến có nhiều khả năng làm suy yếu hoặc tiêu diệt hơn là cải thiện khả năng thích nghi lâu đời này . Đột biến là cần thiết vì các điều kiện tồn tại không bao giờ thay đổi trong một thời gian dài. Dần dần, qua nhiều năm và nhiều thế kỷ, khí hậu thay đổi; những dòng sông thay đổi dòng chảy; những ngọn núi được san bằng; Một số nguồn thực phẩm cạn kiệt và những nguồn thực phẩm mới xuất hiện; động vật săn mồi di chuyển từ khu vực này sang khu vực khác và con người ở những nơi trước đây không có người ở trên Trái đất liên tục tạo ra điều kiện sống mới cho thực vật và động vật. Kết quả là, chỉ những loài có thể đáp ứng từng thay đổi của môi trường bằng cách thích nghi mới mới có thể tồn tại và đây sẽ là những loài có đủ nguồn cung cấp gen đột biến. Vì vậy, mỗi loài phải duy trì sự cân bằng giữa yêu cầu duy trì tỷ lệ đột biến thấp do điều kiện hiện tại quyết định và yêu cầu về sự tích lũy đột biến đáng kể do triển vọng trong tương lai quyết định. Một loài đột biến quá thường xuyên sẽ bị tuyệt chủng vì nhiều cá thể của nó sẽ yếu đuối, tuổi thọ ngắn hoặc vô sinh. Những loài có đột biến xảy ra quá hiếm có thể tồn tại thành công trong một thời gian, nhưng chúng sẽ không tồn tại khi các điều kiện thay đổi đòi hỏi chúng phải thích nghi mà chúng không có các gen cần thiết.
Cái gọi là tỷ lệ đột biến tự phát, tức là tần số trung bình mà gen của một loài nhất định biến đổi thể hiện sự cân bằng đạt được giữa các yêu cầu xung đột này. Tần suất đột biến tự phát chỉ được nghiên cứu ở một số loài. Nó dao động từ một đột biến cho một gen nhất định trên 100 nghìn tế bào mầm đến một đột biến trên 10 triệu tế bào. Tuy nhiên, cả tần số đột biến cao hơn và thấp hơn đều được biết đến. Một số bất thường ở người là do gen có tỷ lệ đột biến khá cao gây ra. Do đó, khoảng 3 trong số 100.000 nhiễm sắc thể X ở người mang đột biến bệnh máu khó đông mới. Nếu 800.000 trẻ em được sinh ra ở Anh mỗi năm, một nửa trong số đó là con trai và những đứa trẻ này mang 1.200.000 nhiễm sắc thể X (mỗi bé trai một và mỗi bé gái hai), thì hóa ra mỗi năm sẽ có 36 trẻ em sinh ra ở Anh mang một nhiễm sắc thể mới. bệnh hemophilia do gen. Tất cả các bé trai sẽ mắc bệnh máu khó đông, tất cả các bé gái sẽ là những “người mang mầm bệnh” bề ngoài bình thường.
Một số gen khác của con người dường như đột biến với tỷ lệ thậm chí còn cao hơn, nhưng có lý do để tin rằng hầu hết các gen của con người có tỷ lệ đột biến thấp hơn, có thể là 1 trên 100.000 giao tử hoặc ít hơn.
Đột biến tự phát xảy ra như thế nào?Đây rõ ràng là một trong những vấn đề quan trọng nhất của di truyền học, nhưng cho đến nay nó chỉ được giải quyết một phần. Chúng ta biết rằng bức xạ ion hóa gây ra đột biến và bức xạ đó tồn tại cả trong khí quyển và trong đất. Không còn nghi ngờ gì nữa, những bức xạ xuất hiện tự nhiên này gây ra những đột biến tự phát, nhưng người ta đã tính toán rằng số lượng của chúng quá nhỏ nên chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số đột biến quan sát được trong tự nhiên. Bằng cách sử dụng một số loại hóa chất, người ta có thể thu được các đột biến trong phòng thí nghiệm. Một số trong số chúng, chẳng hạn như khí mù tạt, có tác dụng tương đương với bức xạ ion hóa. Những loại khác, có ít tiềm năng di truyền hơn, xuất hiện tự nhiên hoặc gần giống với một số hợp chất xuất hiện tự nhiên. Như vậy, rất có thể là hóa chất gây đột biến chịu trách nhiệm một phần cho sự xuất hiện của các đột biến tự phát. Chúng ta cũng biết rằng đột biến tự phát xảy ra thường xuyên hơn ở nhiệt độ cao hơn là ở nhiệt độ thấp. Vật lý dạy chúng ta rằng ở nhiệt độ cao các phân tử cấu thành vật chất chuyển động nhanh hơn ở nhiệt độ thấp. Điều này cho thấy sự chuyển động cực nhanh của các phân tử trong vùng lân cận của gen có thể gây ra đột biến ở gen đó là hợp lý. Cũng rất có thể xảy ra đột biến trong giai đoạn một gen chuẩn bị cho quá trình phân chia hình thành bên cạnh nó một gen hoàn toàn giống nhau. Đây là một quá trình rất phức tạp có thể so sánh với việc gấp các hình khối thành một bản sao chính xác của thiết kế được mô tả trên nắp hộp. Nếu thiếu một khối hoặc hai khối bị tráo đổi, bản sao sẽ không chính xác. Một gen cũng có thể không có tất cả các phần cần thiết để tạo ra bản sao của nó hoặc nó có thể mắc sai lầm trong việc lựa chọn và kết hợp các phần khác nhau. Nếu một khi một bản sao không chính xác được tạo ra, thì từ đó trở đi nó sẽ đóng vai trò là khuôn mẫu cho việc tạo ra các bản sao tiếp theo và do đó gen đột biến mới sẽ được nhân lên.
Nhiều nghiên cứu đã được dành cho tác động của các chất gây đột biến khác nhau. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét chi tiết hơn chỉ một chất gây đột biến, đó là bức xạ ion hóa, vì nguồn gây đột biến này đã trở nên hết sức quan trọng trong thời đại nguyên tử. Đồng thời, không thể bỏ qua thực tế là ngày càng có nhiều hóa chất được sử dụng làm thuốc, mỹ phẩm, phụ gia thực phẩm cũng như trong quá trình sản xuất. Có thể một số trong số chúng có thể gây đột biến và do đó, giống như bức xạ ion hóa, gây nguy hiểm.
Các kế hoạch kiểm tra tác động di truyền của thuốc và các hóa chất khác đang được thảo luận rộng rãi và những kế hoạch này có thể sẽ thành hiện thực trong tương lai gần. Tuy nhiên, không dễ để rút ra kết luận chắc chắn từ những thí nghiệm như vậy. Mặc dù chúng ta có thể chắc chắn rằng bức xạ ion hóa xuyên sâu sẽ gây đột biến ở tất cả các sinh vật, nhưng tình hình lại khác với các hóa chất: chúng có thể có những tác động khác nhau đối với các sinh vật khác nhau. Ví dụ, caffeine gây đột biến ở vi khuẩn nhưng hoàn toàn không có tác dụng trong thí nghiệm trên chuột. Chuột gần gũi với con người hơn nhiều so với vi khuẩn, vì vậy chúng ta có thể coi những kết quả này là điều an ủi và kết luận rằng uống một lượng lớn trà và cà phê không thể gây hại cho con cái chúng ta, bất kể nó ảnh hưởng đến sức khỏe của chính chúng ta như thế nào. Mặc dù kết luận này có vẻ khá hợp lý nhưng nó không thể hoàn toàn chắc chắn. Một lưu ý cảnh báo là việc bổ sung một lượng nhỏ formaldehyde vào thức ăn của ấu trùng Drosophila sẽ gây đột biến ở con đực, nhưng không gây đột biến ở con cái. Chính sự thiếu đồng nhất trong hoạt động của các hóa chất đã khiến cho việc đưa ra kết luận về con người dựa trên các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về đột biến trở nên rất khó khăn. Một số kết luận vẫn phải được rút ra nếu chúng ta muốn tránh gây gánh nặng cho nhân loại bằng những đột biến không mong muốn do hóa chất gây ra.
Chúng tôi sẽ không đề cập sâu hơn đến vấn đề này và sẽ giới hạn cuộc thảo luận của chúng tôi về tác động gây đột biến của tia X. Các loại bức xạ ion hóa khác nhau không hoạt động giống hệt nhau, nhưng những khác biệt này là nhỏ và được các nhà di truyền học lý thuyết quan tâm hơn là những người không phải nhà di truyền học muốn hiểu rõ về mối nguy hiểm di truyền mà nhân loại sẽ phải đối mặt trong tương lai.
Nếu bạn tìm thấy lỗi, vui lòng đánh dấu một đoạn văn bản và nhấp vào Ctrl+Enter.
Trong bài học này bạn sẽ tìm hiểu các đột biến có liên quan như thế nào đến quá trình tiến hóa. Ghi nhớ hoặc tìm hiểu đột biến là gì. Ý nghĩa của chúng là gì? Ung thư liên quan đến sự tiến hóa như thế nào? Trong bài học này, bạn sẽ làm quen với hai loại biến dị di truyền (tổ hợp và đột biến) và coi đột biến là nguồn không đổi của biến dị di truyền. Bạn sẽ tìm hiểu về khả năng xảy ra đột biến, hậu quả của chúng đối với sinh vật cũng như cách thức đột biến lây lan trong quần thể. Nguyên tắc duy trì sự đa dạng di truyền của loài nhờ các cá thể dị hợp tử sẽ được xem xét.
Chủ đề: Giảng dạy tiến hóa
Bài học: Vai trò tiến hóa của đột biến
Một trong những động lực chính của quá trình tiến hóa theo Charles Darwin là tính biến đổi di truyền. Rõ ràng là Charles Darwin đã nghiên cứu tính biến đổi di truyền mà không có những ý tưởng di truyền hiện đại. Ngày nay người ta biết rằng sự biến đổi di truyền là kết quả của quá trình sinh sản và quá trình đột biến (xem Sơ đồ 1).
Tài liệu tham khảo
1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Sinh học đại cương lớp 10-11 Bustard, 2005.
2. Belyaev D.K. Sinh học lớp 10-11. Sinh học nói chung. Cấp độ cơ bản. - tái bản lần thứ 11, khuôn mẫu. - M.: Giáo dục, 2012. - 304 tr.
3. Sinh học lớp 11. Sinh học nói chung. Cấp độ hồ sơ / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin và những người khác - tái bản lần thứ 5, khuôn mẫu. - Bustard, 2010. - 388 tr.
4. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Sinh học lớp 10-11. Sinh học nói chung. Cấp độ cơ bản. - Tái bản lần thứ 6, bổ sung. - Bustard, 2010. - 384 tr.
Trong suốt nhiều thế kỷ, nhân loại đã cố gắng tìm kiếm câu trả lời cho câu hỏi: Sự đa dạng khổng lồ này được hình thành như thế nào? Tại sao mỗi loài thích nghi tối ưu với điều kiện môi trường sống của nó? Làm thế nào để một số loài khác với những loài khác? Tại sao một số loài phát triển mạnh trong khi những loài khác chết dần và biến mất khỏi bề mặt Trái đất?
1. Đơn vị tiến hóa cơ bản Quần thể 2. Vật chất tiến hóa cơ bản Đột biến - đa dạng kiểu gen trong quần thể 3. Hiện tượng tiến hóa cơ bản Thay đổi lâu dài và có định hướng trong vốn gen 4. Các yếu tố tiến hóa cơ bản Biến dị di truyền, đấu tranh sinh tồn, chọn lọc tự nhiên - yếu tố định hướng 5. Đối tượng cơ bản của chọn lọc Phân tách một cá thể có kiểu hình nhất định
SS Quần thể Chetverik, giống như một miếng bọt biển, hấp thụ các đột biến lặn trong khi vẫn đồng nhất về kiểu hình. Sự tồn tại của một kho dự trữ mở về biến dị di truyền như vậy tạo cơ hội cho các biến đổi tiến hóa của quần thể dưới tác động của chọn lọc tự nhiên. Ông nghiên cứu những đột biến tự nhiên và những thay đổi về đặc tính di truyền của cơ thể. Đóng góp đáng kể vào sự phát triển của di truyền quần thể.
Quá trình đột biến là nguồn biến dị di truyền hoạt động liên tục. Các gen đột biến ở một tần số nhất định. Trong quá trình sinh sản hữu tính, đột biến có thể lan rộng khắp quần thể. Hầu hết các sinh vật đều dị hợp tử về nhiều gen, nghĩa là trong tế bào của chúng, các nhiễm sắc thể tương đồng mang các dạng khác nhau của cùng một gen. Các sinh vật dị hợp tử có khả năng thích nghi tốt hơn các sinh vật đồng hợp tử.
Quá trình đột biến là nguồn dự trữ biến dị di truyền của quần thể. Bằng cách duy trì mức độ đa dạng di truyền cao trong quần thể, nó tạo cơ sở cho chọn lọc tự nhiên hoạt động. Ở các quần thể khác nhau của cùng một loài, tần số gen đột biến không giống nhau. Không có quần thể nào có tần suất xuất hiện các đặc điểm đột biến giống hệt nhau. Những khác biệt này có thể là do các quần thể sống trong các điều kiện môi trường khác nhau. Những thay đổi có định hướng về tần số gen trong quần thể là do tác động của chọn lọc tự nhiên.
Sóng sống - sự biến động về số lượng cá thể trong quần thể. Thuật ngữ này được nhà sinh vật học người Nga S. S. Chettorikov đưa ra vào năm 1915. Những biến động về số lượng như vậy có thể theo mùa hoặc không theo mùa, lặp lại ở những khoảng thời gian khác nhau; Thông thường chúng càng dài thì chu kỳ phát triển của sinh vật càng dài. Sau đó, thuật ngữ này được thay thế bằng khái niệm sóng dân số (một trong 4 yếu tố tiến hóa cơ bản: quá trình đột biến, sóng dân số, sự cô lập và chọn lọc tự nhiên). Ý nghĩa chính nằm ở những thay đổi ngẫu nhiên về nồng độ của các đột biến khác nhau có trong quần thể, cũng như sự suy yếu của áp lực chọn lọc khi số lượng cá thể trong quần thể tăng lên và cường độ của nó tăng lên khi số lượng cá thể giảm. Thuật ngữ này đôi khi đề cập đến các giai đoạn phát triển của hệ thực vật và động vật, gần tương ứng với sự thay đổi của các chu kỳ địa chất.
Các yếu tố tiến hóa là các yếu tố gây ra sự tiến hóa của quần thể. “Những làn sóng cuộc sống” và “sự trôi dạt di truyền”, như một quy luật, đi kèm với quá trình tiến hóa của mỗi quần thể, nếu chúng ta đang nói về một quá trình lâu dài (khoảng thời gian). Tuy nhiên, về mặt lý thuyết, sự phát triển lịch sử của thế giới hữu cơ là có thể thực hiện được nếu không có chúng, tức là chỉ dựa trên tính biến đổi, di truyền, đấu tranh sinh tồn và chọn lọc tự nhiên.
Có phải tất cả các nguyên nhân gây ra cái chết của sinh vật đều được coi là chọn lọc tự nhiên? Chọn lọc tự nhiên không phải là nguyên nhân duy nhất gây ra cái chết của sinh vật. Cái chết của một con vật có thể là kết quả của một sự kiện ngẫu nhiên (cháy rừng, lũ lụt hoặc thảm họa thiên nhiên khác khiến không có cơ hội sống sót).
Các yếu tố tiến hóa Chỉ đạo quá trình tiến hóa Không chỉ đạo quá trình tiến hóa Chọn lọc tự nhiên (trong bối cảnh đấu tranh sinh tồn) - Tính biến dị di truyền. - Sự trôi dạt di truyền. - Sóng cuộc sống. -- Sự cách ly. Hoạt động trong một quần thể, làm thay đổi nguồn gen của nó. Kết quả có thể xảy ra: sự xuất hiện của các quần thể, phân loài, loài mới (đặc điểm)
Tập hợp các quá trình tiến hóa xảy ra trong các quần thể của một loài và dẫn đến những thay đổi trong vốn gen của các quần thể này và sự hình thành các phân loài và loài mới được gọi là tiến hóa vi mô. Sự tiến hóa ở cấp độ đơn vị hệ thống phía trên loài, diễn ra trong hàng triệu năm và không thể tiếp cận được để nghiên cứu trực tiếp, được gọi là tiến hóa vĩ mô. Hai quá trình này là một.