Giải sgk Sinh học 12 Cánh diều Bài 17. Thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại (phần 1) loài có đáp án

Các nhân tố có thể ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng di truyền của quần thể:

- Đột biến

- Dòng gene (di – nhập gene)

- Phiêu bạt di truyền (các yếu tố ngẫu nhiên)

- Giao phối không ngẫu nhiên (giao phối có lựa chọn, giao phối gần, tự thụ phấn)

- Chọn lọc tự nhiên

Quần thể là đơn vị tiến hóa nhỏ vì:

- Quần thể là đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên.

- Cấu trúc di truyền của quần thể có khả năng biến đổi qua các thế hệ.

- Quần thể có tính toàn vẹn tương đối trong không gian và thời gian.

- Vai trò của các nhân tố tiến hóa: Các nhân tố tiến hóa làm thay đổi tần số allele, tần số kiểu gene trong quần thể. Trải qua thời gian đủ dài, những nhân tố này tạo nên sự khác biệt đủ lớn về cấu trúc di truyền giữa các quần thể và đóng góp vào quá trình tiến hóa của quần thể.

- Ví dụ:

+ Ví dụ về tác động của chọn lọc tự nhiên: Một quần thể bướm đêm trong khu rừng với nhiều cây bạch dương có thân gỗ màu trắng. Bướm đêm là nguồn thức ăn của nhiều loài chim, động vật có vú và côn trùng khác. Các con bướm chủ yếu có màu trắng ngà, một số ít có màu sẫm. Khi khói bụi từ khu công nghiệp ở vùng lân cận làm thân cây bạch dương phủ màu bụi sẫm, các con bướm có màu trắng ngà dễ bị phát hiện và bị ăn thịt. Qua thời gian dài, quần thể bướm đêm ở khu vực này có sự thay đổi về các tần số kiểu hình màu sắc thân.

+ Ví dụ về tác động của phiêu bạt di truyền: Báo săn châu Phi (Acinonyx jubatus), trải qua hiệu ứng cổ chai khi phần lớn cá thể bị chết bởi khí hậu lạnh trong thời kì băng hà khoảng 10 000 - 12 000 năm trước đây, hiện có mức đa dạng di truyền thấp và có nguy cơ tuyệt chủng.

Sự phát sinh đột biến có tính vô hướng đối với khả năng sống sót và sinh sản của sinh vật, thể hiện ở những điểm sau:

- Xảy ra ngẫu nhiên, không thể dự đoán trước.

- Có thể có lợi, có hại hoặc trung tính.

- Mô tả sự kiện "cổ chai": Hiệu ứng cổ chai là hiện tượng số lượng cá thể của quần thể giảm đột ngột bởi các yếu ớt như thiên tại; nạn săn bắt, khai thác quá mức.

- Tác động của sự kiện "cổ chai": Dưới tác động "cổ chai", sự sống sót hoặc chết của các cá thể xảy ra ngẫu nhiên, không liên quan đến khả năng sinh sản hoặc thích nghi của sinh vật với môi trường. Quần thể thế hệ mới hình thành từ các cá thể còn sống sót sau giai đoạn "cổ chai" có cấu trúc di truyền khác so với quần thể ban đầu.

- Màu sắc thân của thằn lằn giúp thằn lằn có thể ngụy trang với môi trường, tránh được sự săn đuổi của kẻ săn mồi, từ đó giúp thằn lằn có thể tăng khả năng sống sót.

- Màu sắc thân của rắn vua giúp rắn vua có thể đe dọa những kẻ có ý định tấn công rắn vua, từ đó giúp rắn vua có thể tăng khả năng sống sót.

- Hình dạng và màu sắc của hoa lan có tác dụng thu hút côn trùng, từ đó giúp hoa lan có thể tăng khả năng sinh sản.

Một số ví dụ về đặc điểm thích nghi ở sinh vật:

- Gấu bắc cực thích nghi với điều kiện quanh năm băng giá ở khu sinh học đồng rêu đới lạnh: Có bộ lông và lớp mỡ dày giúp giữ ấm, không có lông mi do lông mi có thể gây đóng băng trên mắt, bộ lông màu trắng giúp chúng ngụy trang, có tập tính ngủ đông và hoạt động trong mùa hạ vào ban ngày.

- Cây xương rồng thích nghi với điều kiện khí hậu khô hạn, nhiệt độ không khí nóng vào ban ngày và lạnh vào ban đêm ở khu sinh học sa mạc và hoang mạc: Thân cây biến dạng thành thân mọng nước giúp dự trữ nước cho cây, thân cũng có các rãnh chạy dọc chiều dài thân giúp chuyển nước mưa, nước sương thành một dòng xuống rễ; lá xương rồng biến thành gai hạn chế được sự thoát hơi nước; rễ cây dài, lan rộng giúp cây hấp thu nước;…

- Cây đước thích nghi với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng tại khu sinh học rừng ngập mặn: Bộ rễ chia làm hai phần là rễ cọc và rễ phụ, rễ cọc cắm thẳng, rễ phụ phát triển thành chùm, mọc từ phần thân gần gốc giúp cây chống đỡ, hạn chế ảnh hưởng của sóng và gió; quả đước có dạng hình trụ dài, khi già sẽ tự rụng cắm thẳng xuống lớp bùn và hình thành cây mới.

a) Tiến hóa đang xảy ra ở quần thể chim sẻ ở đảo và đơn vị tiến hoá là quần thể vì: Qua thời gian, kích thước mỏ trung bình của quần thể chim sẻ trên đảo có sự thay đổi theo hướng tăng lên dưới tác động của chọn lọc tự nhiên (một đợt hạn hán kéo dài làm phần lớn các cây có hạt nhỏ, mềm bị chết do chịu hạn kém).

b)

- Chứng minh chim sẻ có đặc điểm thích nghi liên quan đến kích thước mỏ: Mỏ lớn hay nhỏ đều thích nghi với loại thức ăn của chim sẻ. Bằng chứng là đợt hạn hán kéo dài làm phần lớn các cây có hạt nhỏ, mềm bị chết do chịu hạn kém dẫn đến 80% chim sẻ bị chết, chủ yếu là chim sẻ có mỏ nhỏ ăn hạt nhỏ, mềm. Từ đó cho thấy kích thước mỏ là đặc điểm thích nghi giúp chim sẻ sống sót và sinh sản.

- Chứng minh kích thước mỏ là đặc điểm thích nghi có tính hợp lí tương đối: Trong điều kiện bình thường, mỏ nhỏ là đặc điểm thích nghi giúp loài chim sẻ có thể ăn hạt nhỏ, mềm. Nhưng khi điều kiện môi trường thay đổi (một đợt hạn hán kéo dài làm phần lớn các cây có hạt nhỏ, mềm bị chết do chịu hạn kém), mỏ nhỏ trở thành đặc điểm bất lợi khiến loài chim sẻ này khó khăn trong việc tìm kiếm thức ăn, dẫn đến 80% chim sẻ bị chết, chủ yếu là chim sẻ có mỏ nhỏ ăn hạt nhỏ, mềm.

c) Nếu hiện tượng mưa nhiều xuất hiện trở lại ở khu vực này sẽ làm cho các cây có hạt nhỏ, mềm phát triển mạnh. Nhờ nguồn thức ăn dồi dào, chim sẻ mỏ nhỏ sẽ có khả năng sống sót và sinh sản mạnh. Qua nhiều thế hệ, tần số alen quy định mỏ nhỏ sẽ tăng lên, kéo theo đó kích thước mỏ trung bình của quần thể chim sẻ sẽ giảm dần.