Mục lục (5 phần)
Tiến hóa chiếm khoảng 3–4 câu trong đề, chủ yếu ở phần I (bằng chứng, nhân tố tiến hóa, cách li, hình thành loài). Gần đây đề hay cho bảng số liệu tần số kiểu gene qua các thế hệ rồi hỏi nhân tố nào đang tác động, hoặc một câu trả lời ngắn tính tần số allele sau chọn lọc, sau di – nhập gene.
Kiến thức trọng tâm
Bằng chứng tiến hóa
| Bằng chứng | Nội dung chính |
|---|---|
| Hóa thạch | Bằng chứng trực tiếp: di tích của sinh vật cổ trong các lớp đất đá, cho biết lịch sử phát sinh, phát triển của sinh giới |
| Giải phẫu so sánh | Cơ quan tương đồng: cùng nguồn gốc, có thể khác chức năng (chi trước của người, cánh dơi, vây ngực cá voi) → tiến hóa phân li. Cơ quan thoái hóa (ruột thừa, xương cụt ở người) cũng là cơ quan tương đồng. Cơ quan tương tự: khác nguồn gốc, cùng chức năng (cánh chim và cánh côn trùng) → tiến hóa đồng quy |
| Tế bào học | Mọi sinh vật đều cấu tạo từ tế bào; tế bào chỉ sinh ra từ tế bào có trước |
| Sinh học phân tử | Mọi loài dùng DNA làm vật chất di truyền, dùng chung bộ mã di truyền, 20 loại amino acid. Loài có quan hệ càng gần thì trình tự DNA, protein càng giống |
Học thuyết Darwin và thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại
- Darwin: các cá thể trong loài có biến dị cá thể; sinh vật sinh ra nhiều con nhưng chỉ một phần sống sót (đấu tranh sinh tồn); chọn lọc tự nhiên giữ lại những cá thể mang biến dị có lợi, giúp chúng sống sót và sinh sản nhiều hơn. Kết quả: loài có các đặc điểm thích nghi, các loài đều bắt nguồn từ tổ tiên chung. Hạn chế: chưa giải thích được nguyên nhân phát sinh biến dị và cơ chế di truyền.
- Thuyết tổng hợp hiện đại: đơn vị tiến hóa là quần thể. Tiến hóa nhỏ là quá trình biến đổi tần số allele, thành phần kiểu gene của quần thể, kết thúc khi hình thành loài mới. Tiến hóa lớn là sự hình thành các nhóm phân loại trên loài.
- Nguồn biến dị: đột biến (nguyên liệu sơ cấp), biến dị tổ hợp (nguyên liệu thứ cấp), allele mới do dòng gene mang tới. SGK Cánh diều dùng đủ hai tên sơ cấp, thứ cấp; Chân trời sáng tạo nêu đột biến là nguồn nguyên liệu sơ cấp; Kết nối tri thức chỉ viết đột biến tạo nguyên liệu cho tiến hóa.
Các nhân tố tiến hóa
| Nhân tố | Tần số allele | Đặc điểm |
|---|---|---|
| Đột biến | Thay đổi rất chậm | Vô hướng; tạo allele mới, cung cấp nguyên liệu sơ cấp |
| Dòng gene (di – nhập gene) | Thay đổi, nhanh hay chậm tùy lượng cá thể di nhập | Vô hướng; có thể mang allele mới vào quần thể, làm giảm khác biệt giữa các quần thể |
| Chọn lọc tự nhiên | Thay đổi theo một hướng xác định | Là nhân tố có hướng duy nhất; tác động trực tiếp lên kiểu hình, gián tiếp lên kiểu gene |
| Phiêu bạt di truyền | Thay đổi đột ngột, ngẫu nhiên | Mạnh ở quần thể nhỏ; có thể loại bỏ cả allele có lợi, cố định allele có hại |
| Giao phối không ngẫu nhiên | Không thay đổi | Chỉ thay đổi tần số kiểu gene: tăng đồng hợp, giảm dị hợp |
Loài sinh học và cơ chế cách li
Loài sinh học 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, cách li sinh sản với các nhóm quần thể khác.
| Cơ chế cách li | Biểu hiện |
|---|---|
| Trước hợp tử: cách li nơi ở | Sống ở sinh cảnh khác nhau nên không gặp nhau |
| Trước hợp tử: cách li tập tính | Tập tính giao phối (tiếng kêu, điệu múa, màu sắc) khác nhau |
| Trước hợp tử: cách li thời gian | Mùa sinh sản, thời điểm ra hoa khác nhau |
| Trước hợp tử: cách li cơ học | Cấu tạo cơ quan sinh sản không tương hợp |
| Sau hợp tử | Hợp tử không phát triển, con lai không sống được hoặc sống nhưng bất thụ |
Các con đường hình thành loài
- Khác khu vực địa lí: quần thể bị chia cắt bởi trở ngại địa lí (sông, núi, biển); mỗi quần thể chịu chọn lọc, đột biến, phiêu bạt riêng → tích lũy khác biệt về vốn gene → cách li sinh sản → loài mới. Cách li địa lí không trực tiếp tạo ra biến đổi, chỉ duy trì sự khác biệt.
- Cùng khu vực địa lí: bằng cách li tập tính, cách li sinh thái, hoặc lai xa và đa bội hóa (nhanh, phổ biến ở thực vật).
Phát sinh sự sống và các đại địa chất
- Sự sống phát sinh qua ba giai đoạn: tiến hóa hóa học (từ chất vô cơ hình thành các chất hữu cơ đơn giản rồi đại phân tử), tiến hóa tiền sinh học (hình thành các tế bào sơ khai có màng, có khả năng trao đổi chất, sinh sản) và tiến hóa sinh học. Nhiều bằng chứng cho thấy RNA có thể là vật chất di truyền xuất hiện trước DNA.
| Đại | Sự kiện nổi bật |
|---|---|
| Thái cổ, Nguyên sinh | Sự sống xuất hiện; sinh vật nhân sơ, rồi sinh vật nhân thực, sinh vật đa bào |
| Cổ sinh | Thực vật và động vật lên cạn; xuất hiện cá, lưỡng cư, bò sát; dương xỉ phát triển mạnh |
| Trung sinh | Bò sát ngự trị; xuất hiện thú và chim; cây hạt trần ưu thế, cây hạt kín xuất hiện |
| Tân sinh | Thú, chim, côn trùng và cây hạt kín phát triển mạnh; kỉ Đệ tứ xuất hiện loài người |
Dạng bài thường gặp trong đề thi
Dạng 1: Xác định nhân tố tiến hóa từ số liệu
Xem lời giải
- Tần số allele A ở mọi thế hệ: → không đổi.
- Tỉ lệ dị hợp giảm một nửa mỗi thế hệ, hai kiểu đồng hợp tăng đều.
- Kết luận: quần thể chịu tác động của giao phối không ngẫu nhiên (tự thụ phấn hoặc giao phối gần), không phải chọn lọc hay phiêu bạt.
Nếu tần số allele thay đổi theo một hướng ổn định qua nhiều thế hệ → chọn lọc tự nhiên; thay đổi đột ngột sau một biến cố ở quần thể nhỏ (lũ lụt, cháy rừng) → phiêu bạt di truyền; thay đổi khi có cá thể từ nơi khác tới → dòng gene.
Dạng 2: Chọn lọc loại bỏ kiểu gene đồng hợp lặn
Nếu mọi cá thể đều chết trước khi sinh sản và quần thể ngẫu phối, tần số allele a ở các cá thể trưởng thành sau thế hệ:
Cân bằng Hardy – Weinberg
Chọn lọc loại bỏ hoàn toàn aa ở dạng 2 (sức sống AA, Aa, aa là 1; 1; 0), P có q = 0,4. Ở thế hệ 3, p(A) ≈ 0,82 tức q ≈ 0,18; allele a giảm chậm dần mà không mất hẳn.
Xem lời giải
. Áp dụng công thức với :
Mỗi thế hệ: ; ví dụ . Allele a giảm ngày càng chậm vì phần lớn a nằm ở thể dị hợp, không bị chọn lọc đào thải.
Dạng 3: Dòng gene (di – nhập gene)
Quần thể nhận cá thể có tần số allele , nhập thêm cá thể có tần số thì tần số allele mới là
Xem lời giải
Dạng 4: Phiêu bạt di truyền
Cân bằng Hardy – Weinberg
Sáu lần chạy ngẫu nhiên với quần thể chỉ 20 cá thể, ngẫu phối, không chọn lọc. Tần số allele trôi dạt khác nhau ở mỗi lần, có lần allele bị mất hoặc được cố định; đường nét đứt là kì vọng khi quần thể rất lớn.
Xem lời giải
Ở mỗi thế hệ, chỉ một số ít giao tử của khoảng 20 cá thể tham gia tạo thế hệ sau; cá thể nào sinh sản nhiều hay ít mang tính ngẫu nhiên, không phụ thuộc kiểu gene. Với số lượng nhỏ như vậy, tần số allele dao động ngẫu nhiên khá mạnh qua các thế hệ (như các đường mô phỏng ở trên), đến một lúc nào đó một allele có thể giảm về 0 (bị mất) còn allele kia được cố định — kể cả allele có lợi. Đây là phiêu bạt di truyền, nhân tố vô hướng, tác động mạnh ở quần thể nhỏ.
Dạng 5: Hình thành loài bằng lai xa và đa bội hóa
Xem lời giải
- Lần (1): giao tử loài A và loài B đều có 7 NST → con lai có NST gồm hai bộ đơn bội khác loài, không có cặp tương đồng, không tiếp hợp được trong giảm phân → bất thụ. Đa bội hóa → thể song nhị bội (SGK Kết nối tri thức gọi là song lưỡng bội) AB có NST, các NST tồn tại thành cặp → hữu thụ.
- Lần (2): giao tử loài AB có 14 NST, giao tử loài D có 7 NST → con lai có NST, bất thụ vì các NST của bộ D không có cặp tương đồng. Đa bội hóa → NST (), mọi NST đều có cặp → hữu thụ, cách li sinh sản với các loài gốc, là loài mới.
Lỗi thường gặp
Mẹo làm bài
Tự kiểm tra nhanh
- Một quần thể có ; mọi cá thể chết trước khi sinh sản. Tần số allele a ở thế hệ thứ hai là bao nhiêu (theo công thức ở dạng 2)?
Xem đáp án
.
- Nhân tố tiến hóa nào có thể làm xuất hiện allele mới trong quần thể?
Xem đáp án
Đột biến (tạo allele mới) và dòng gene (mang allele mới từ quần thể khác tới).
- Đúng hay sai: gai xương rồng và gai hoa hồng là cơ quan tương đồng.
Xem đáp án
Sai. Gai xương rồng là lá biến đổi, gai hoa hồng là phần phát triển của biểu bì thân; khác nguồn gốc, cùng chức năng → cơ quan tương tự.
- Hai quần thể thông cùng loài sống trong một vùng, một quần thể tung phấn vào tháng 2, quần thể kia tung phấn vào tháng 4. Đây là dạng cách li gì?
Xem đáp án
Cách li thời gian (mùa vụ), một dạng cách li trước hợp tử; có thể dẫn tới hình thành loài cùng khu vực địa lí.
Làm 10 câu luyện tập về tiến hóa và xem lời giải ngay sau mỗi câu.