Chương I: Bằng Chứng Và Cơ Chế Tiến Hóa – Sinh Học Lớp 12
Bài 30: Quá Trình Hình Thành Loài (Tiếp Theo)
Nội dung Bài 30: Quá Trình Hình Thành Loài (Tiếp Theo) thuộc Chương I: Bằng Chứng Và Cơ Chế Tiến Hóa môn Sinh Học Lớp 12. Bài học giúp các bạn giải thích được quá trình hình thành loài bằng con đường lai xa và đa bội hóa. Giải thích được sự cách li về tập tính và cách li sinh thái dẫn đến hình thành loài mới như thế nào. Biết được tại sao phải bảo vệ sự đa dạng sinh học của các loài cây hoang dại cũng như các giống cây trồng nguyên thủy. Mời các bạn theo dõi ngay dưới đây.
– Lai xa kèm theo đa bội hoá góp phần hình thành nên loài mới trong cùng một khu vực địa lí vì sự sai khác về NST đã nhanh chóng dẫn đến sự cách li sinh sản.HocTapHay.Com
II. Hình Thành Loài Cùng Khu Vực Địa Lí
Sự cách li địa lí là rất cần thiết cho quá trình hình thành loài mới. Tuy nhiên, các loài mới cũng có thể được hình thành mà không cần có các trở ngại về địa lí, miễn là giữa các quần thể có các trở ngại dẫn đến cách li sinh sản. Có nhiều cơ chế làm cho một quần thể của một loài được phân hoá thành nhiều quần thể phân bố liền kề nhau, thậm chí trên cùng một khu vực địa lí nhưng lại cách li sinh sản với nhau. Sau đây chúng ta sẽ xem xét một số cơ chế chính.
1. Hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái
a. Hình thành loài bằng cách li tập tính
Trong một hồ ở châu Phi, người ta thấy có 2 loài cá rất giống nhau về các đặc điểm hình thái và chỉ khác nhau về màu sắc, một loài màu đỏ và một loài có màu xám. Mặc dù cùng sống trong một hồ nhưng chúng không giao phối với nhau. Tuy nhiên, khi các nhà khoa học nuôi các cá thể của 2 loài này trong một bể cá có chiếu ánh sáng đơn sắc làm chúng trông cùng màu thì các cá thể của 2 loài lại giao phối với nhau và sinh con.
Người ta cho rằng 2 loài này được tiến hoá từ một loài ban đầu theo cách sau: thoạt đầu, những cá thể đột biến có màu sắc khác biệt dẫn đến thay đổi về tập tính giao phối, nên các cá thể có cùng màu sắc thích giao phối với nhau hơn (giao phối có lựa chọn) mà ít giao phối với cá thể bình thường. Lâu dần, sự giao phối có lựa chọn này tạo nên một quần thể cách li về tập tính giao phối với quần thể gốc. Quá trình này cứ tiếp diễn và cùng với các nhân tố tiến hoá khác làm phân hoá vốn gen của quần thể, dẫn đến sự cách li sinh sản với quần thể gốc và loài mới dần được hình thành. Có thể nói, hai loài cá mô tả ở trên đang trên con đường tách biệt hẳn nhau.
Như vậy, nếu các cá thể của một quần thể do đột biến có được kiểu gen nhất định làm thay đổi một số đặc điểm liên quan tới tập tính giao phối thì những cá thể đó sẽ có xu hướng giao phối với nhau tạo nên quần thể cách li với quần thể gốc. Lâu dần, sự khác biệt về vốn gen do giao phối không ngẫu nhiên cũng như các nhân tố tiến hoá khác cùng phối hợp tác động có thể sẽ dẫn đến sự cách li sinh sản và hình thành nên loài mới.
b. Hình thành loài bằng cách li sinh thái
Nếu hai quần thể của cùng một loài sống trong một khu vực địa lí nhưng ở hai ổ sinh thái khác nhau thì lâu dần cũng có thể dẫn đến cách li sinh sản và hình thành loài mới. Đó là vì những cá thể sống cùng nhau trong một sinh cảnh thường giao phối với nhau và ít khi giao phối với các cá thể thuộc ổ sinh thái khác. Trường hợp này hay xảy ra đối với các loài động vật ít di chuyển.
Ví dụ, một loài côn trùng luôn sinh sống trên loài cây A, sau đó do quần thể phát triển mạnh, một số côn trùng phát tán sang sinh sống ở loài cây B (do chúng có các gen đột biến giúp khai thác được nguồn thức ăn từ loài cây B) trong cùng khu vực địa lí. Các cá thể di cư đó sinh sản, hình thành nên quần thể mới và những cá thể này thường xuyên giao phối với nhau hơn là giao phối với các cá thể của quần thể gốc (sống ở loài cây A). Lâu dần, các nhân tố tiến hoá tác động làm phân hoá vốn gen của hai quần thể. Đến một lúc nào đó, nếu sự khác biệt về vốn gen làm xuất hiện sự cách li sinh sản thì loài mới hình thành.
2. Hình thành loài nhờ Cơ chế lai xa và đa bội hoá
Nhiều loài thực vật có họ hàng gần gũi có thể thụ phấn cho nhau tạo nên con lai có sức sống. Tuy nhiên, con lai khác loài hầu hết đều bất thụ. Các loài cây tứ bội có thể lai với loài lưỡng bội cho ra con lai tam bội. Con lai tam bội bị bất thụ nhưng nếu chúng ngẫu nhiên có được khả năng sinh sản vô tính thì quần thể cây tam bội cũng là một loài mới. Một số loài động vật như loài thằn lằn C. sonorae được hình thành bằng cách này và gồm toàn các con cái tam bội có kiểu gen y hệt nhau do chúng sinh sản theo kiểu trinh sản. Các con cái tam bội đẻ ra trứng rồi từ trứng phát triển thành con non mà không cần có sự thụ tinh.
Trường hợp con lai khác loài được đột biến làm nhân đôi toàn bộ số lượng NST (đa bội hoá hay còn gọi là song nhị bội hoá) thì cũng xuất hiện loài mới. Loài mới lúc này thực sự có các bộ NST lưỡng bội của cả loài bố và loài mẹ nên chúng có thể giảm phân bình thường và hoàn toàn hữu thụ. Loài mới đa bội sẽ trở nên cách li sinh sản với hai loài bố và mẹ vì khi giao phối trở lại chúng sẽ tạo ra các con lai bất thụ.
Năm 1928, Kapetrenco đã tiến hành lai cây cải bắp (loài Brassica có 2n = 18 NST) với cây cải củ (loài Raphanus có 2n =18 NST) với hi vọng tạo ra được loài cây mới có rễ là cải củ còn phần trên cho cải bắp. Đây là hai loài có họ hàng gần nên có thể giao phấn với nhau và cho ra con lai. Hầu hết con lai khác loài được tạo ra này đều bị bất thụ. Tuy nhiên, một số rất ít cây lai lại hữu thụ do ngẫu nhiên đột biến xảy ra làm tăng gấp đôi bộ NST của con lai (con lai chứa 18 NST của cải bắp và 18 NST của cải củ). Như vậy, loài mới đã được tạo ra. Rất không may là rễ của nó lại là rễ cải bắp còn lá lại là lá của cải củ.
Các nhà khoa học cho rằng loài lúa mì trồng hiện nay (Triticum aestivum) cũng được hình thành bằng cách lai xa kèm theo đa bội hoá nhiều lần. Hình 30 dưới đây mô tả giả thuyết về quá trình hình thành loài lúa mì này.
Các nhà khoa học ước tính có tới 75% các loài thực vật có hoa và tới 95% các loài dương xỉ được hình thành bằng cách lai khác loài, sau đó con lai được đa bội hoá. Nhiều loài thực vật có nguồn gốc đa bội có ý nghĩa kinh tế lớn như lúa mì, chuối, củ cải đường, khoai tây.
Câu hỏi 1 bài 30 trang 131 SGK sinh học lớp 12: Tại sao lai xa và đa bội hoá nhanh chóng tạo nên loài mới ở thực vật nhưng ít xảy ra ở các loài động vật?
Giải: So sánh đặc điểm sinh lí, sinh sản của thực vật và động vật.
Lai xa và đa bội hóa tạo nên loài mới thường xảy ra ở thực vật (vì ở thực vật có khả năng tự thụ phấn, sinh sản sinh dưỡng), ít xảy ra ờ động vật vì:
– Cơ thể lai xa thường không sống hoặc bất thụ, khi đa bội hóa thì gây rối loạn về giới tính…
– Hệ thần kinh của động vật phát triển.
– Cách li sinh sản giữa 2 loài rất phức tạp.
Câu Hỏi Và Bài Tập
Hướng dẫn giải bài tập SGK Bài 30: Quá Trình Hình Thành Loài (Tiếp Theo) thuộc Chương I: Bằng Chứng Và Cơ Chế Tiến Hóa môn Sinh Học Lớp 12. Các bài giải có kèm theo phương pháp giải và cách giải khác nhau.
Bài Tập 1 Trang 132 SGK Sinh Học Lớp 12
Từ một loài sinh vật, không có sự cách li về mặt địa lí có thể hình thành nên các loài khác nhau được không? Giải thích.
Bài Tập 2 Trang 132 SGK Sinh Học Lớp 12
Loài bông trồng ở Mĩ có bộ NST 2n = 52 trong đó có 26 NST lớn và 26 NST nhỏ. Loài bông của châu Âu có bộ NST 2n = 26 gồm toàn NST lớn. Loài bông hoang dại ở Mĩ có bộ NST 2n = 26 NST nhỏ. Hãy giải thích cơ chế hình thành loài bông trồng ở Mĩ có bộ NST 2n = 52.
Bài Tập 3 Trang 132 SGK Sinh Học Lớp 12
Giải thích cơ chế hình thành loài mới bằng con đường lai xa và đa bội hóa.
Bài Tập 4 Trang 132 SGK Sinh Học Lớp 12
Tại sao lại phải bảo vệ sự đa dạng sinh học của các loài cây hoang dại cũng như các giống cây trồng nguyên thủy?
Bài Tập 5 Trang 132 SGK Sinh Học Lớp 12
Hãy chọn phương án trả lời đúng nhất.
Từ quần thể cây 2n, người ta tạo ra được quần thể cây 4n. Quần thể cây 4n có thể xem là một loài mới vì
A. quần thể cây 4n có sự khác biệt với quần thể cây 2n về số lượng NST.
B. quần thể cây 4n không thể giao phấn được với các cây của quần thể cây 2n.
C. quần thể cây 4n giao phấn được với các cây của quần thể cây an cho ra cây lai 3n bị bất thụ.
D. quần thể cây 4n có các đặc điểm hình thái như kích thước các cơ quan sinh dưỡng lớn hơn hẳn các cây của quần thể 2n.
Tóm Tắt Lý Thuyết
Lý thuyết Bài 30: Quá trình hình thành loài (tiếp theo) Sách giáo khoa Sinh học 12 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu có sơ đồ tư duy.
II. Hình Thành Loài Cùng Khu Vực Địa Lí
1. Hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái
Hình thành loài bằng cách li tập tính:
– Trong cùng một vùng phân bố có sự cách li về tập tính giao phối giữa các quần thể à loài mới.
– Ví dụ: hai quần thể cá trong cùng một hồ nhưng lại có tập tính sinh sản khác nhau, một quần thể thường đẻ trứng trong các khe đá, một quần thể lại thường đẻ trứng ven bờ dẫn đến cách li về mặt tập tính. Nếu sự cách li này diễn ra trong thời gian dài sẽ dẫn đến hình thành loài mới.
Hình thành loài bằng cách li sinh thái:
– Do có sự cách li nơi ở giữa các quần thể trong cùng một vùng phân bố địa lí cũng có thể dẫn đến hình thành loài mới.
– Ví dụ: quần thể cá hồi (Salmo trutta) trong hồ Xêvan (Acmêni) phân hóa về mùa đẻ trong năm và chỗ đẻ đã làm hình thành những nòi sinh thái khác nhau. Nếu sự cách li này diễn ra trong một thời gian dài có thể dẫn đến hình thành loài mới.
2. Hình thành loài nhờ cơ chế tự đa bội
– Hiện tượng tự đa bội có thể nhanh chóng hình thành loài mới từ một loài ban đầu mà không cần cách li địa lí. Tự đa bội thường xảy ra ở thực vật: trong giảm phân vì một lí do nào đó các cặp NST không phân li tạo thành giao tử 2n.
– Ví dụ: chuối nhà 3n được hình thành từ chuối rừng 2n theo con đường tự đa bội.
Bước 1: Giao tử 2n x giao tử 2n là hợp tử 4n là cây 4n
Bước 2: Cây 4n tự thụ phấn là loài mới. (loài tứ bội 4n)
Kiểm tra: Cây 4n × cây 2n là cây 3n (bất thụ).
Theo tiêu chuẩn cách li sinh sản, quần thể 4n cách li sinh sản với quần thể 2n. (2 loài khác nhau)
3. Hình thành loài nhờ cơ chế lai xa và đa bội hóa
– Hình thành loài mới trong cùng một khu vực địa lí do sai khác NST là cách li sinh sản là loài mới
– Cơ thể lai khác loài thường bất thụ, đa bội hóa cơ thể lai khác loài để có cơ thể lai chức 2 bộ NST của bố mẹ, quá trình giảm phân bình thường và trở nên hữu thụ là loài mới. Loài mới đa bội cách li sinh sản với bố mẹ.
Ví dụ: Loài bông trồng ở Mĩ có bộ NST 2n = 52, trong đó có 26 NST lớn và 26 NST nhỏ. Được hình thành bằng con đường lai xa và đa bội hóa từ loài bông của châu Âu có bộ NST 2n = 26 gồm toàn NST lớn và loài bông hoang dại ở Mĩ có bộ NST 2n = 26 NST nhỏ.
– Lai xa và đa bội hóa tạo nên loài mới thường xảy ra ở thực vật (vì ở thực vật có khả năng tự thụ phấn, sinh sản sinh dưỡng), ít xảy ra ờ động vật vì:
- Hệ thần kinh của động vật phát triển.
- Cách li sinh sản giữa 2 loài rất phức tạp.
- Đa bội hóa thường gây nên rối loạn về giới tính.
Câu Hỏi Trắc Nghiệm
Câu 1: Loài cỏ Spartina được hình thành bằng con đường:
A. lai xa và đa bội hoá.
B. tự đa bội hoá.
C. địa lí.
D. sinh thái.
Câu 2: Lai xa và đa bội hoá là con đường hình thành loài phổ biến ở thực vật, rất ít gặp ở động vật vì ở động vật:
A. cơ chế cách li sinh sản giữa 2 loài rất phức tạp.
B. cơ chế xác định giới tính rất phức tạp.
C. có khả năng di chuyển.
D. có hệ thống phản xạ sinh dục phức tạp.
Câu 3: Nguyên nhân chính làm cho đa số các cơ thể lai xa chỉ có thể sinh sản sinh dưỡng là:
A. không có sự tương hợp về cấu tạo cơ quan sinh sản với các cá thể cùng loài.
B. bộ nhiễm sắc thể của bố và mẹ trong các con lai khác nhau về số lượng, hình dạng, kích thước, cấu trúc.
C. có sự cách ly hình thái với các cá thể cùng loài.
D. cơ quan sinh sản thường bị thoái hoá.
Câu 4: Yếu tố nào dưới đây sẽ thúc đẩy quá trình hình thành loài mới xảy ra nhanh hơn:
A. Có các biến động di truyền.
B. Do lai xa và đa bội hoá.
C. Do chọn lọc tự nhiên tích luỹ nhiều đột biến nhỏ.
D. A và B đúng.
Câu 5: Cơ sở di truyền học của quá trình hình thành loài bằng con đường lai xa và đa bội hoá là:
A. Tế bào của cơ thể lai khác loài chứa bộ nhiễm sắc thể (NST) của 2 loài bố mẹ nên cách li sinh sản với 2 loài bố mẹ.
B. Sự tứ bội hoá ở cơ thể lai xa sẽ làm cho tế bào sinh dục của nó giảm phân bình thường giúp cơ thể lai xa có khả năng sinh sản hữu tính.
C. Cơ thể lai xa thực hiện việc duy trì và phát triển nòi giống bằng hình thức sinh sản sinh dưỡng.
D. Đa bội hoá làm tăng số lượng và hoạt động của vật liệu di truyền ở cơ thể lai dẫn đến những thay đổi lớn về kiểu gen và kiểu hình.
Câu 6: Quá trình hình thành loài mới có thể diễn ra tương đối nhanh trong trường hợp:
A. Chọn lọc tự nhiên diễn ra theo chiều hướng khác nhau.
B. Hình thành loài bằng con đường lai xa và đa bội hoá.
C. Hình thành loài bằng con đường sinh thái.
D. Hình thành loài bằng con đường địa lý.
Câu 7: Sự hình thành loài mới ở động vật rất ít thấy ở quá trình hình thành loài theo con đường:
A. Địa lí
B. Sinh thái
C. Lai xa và đa bội hoá
D. Tất cả đều đúng
Câu 8: Sự hình thành loài mới ở các động vật thân mềm, sâu bọ thường được thực hiện qua:
A. Con đường địa lí
B. Con đường sinh thái
C. Con đường lai xa và đa bội hoá
D. Tất cả đều đúng
Câu 9: Trong quá trình hình thành loài bằng con đường địa lý, phát biểu nào dưới đây là không đúng:
A. Hình thành loài bằng con đường địa lý là phương thức có cả ở động vật và thực vật.
B. Trong những điều kiện sống khác nhau, chọn lọc tự nhiên đã tích luỹ các đột biến và biến dị tổ hợp theo những hướng khác nhau dần dần tạo thành những nòi địa lý rồi thành loài mới.
C. Điều kiện địa lý là nguyên nhân trực tiếp gây ra những biến đổi tương ứng trên cơ thể sinh vật.
D. Khi loài mở rộng khu phân bố điều kiện khí hậu địa chất khác nhau ở những vùng lãnh thổ mới hoặc khu phân bố bị chia cắt do các vật cản địa lý sẽ làm cho các quần thể trong loài bị cách li nhau.
Câu 10: Trong quá trình hình thành loài bằng con đường địa lý, phát biểu nào dưới đây là không đúng:
A. Hình thành loài bằng con đường địa lý là phương thức xảy ra chủ yếu ở động vật.
B. Cách li địa lý là nhân tố tạo điều kiện cho sự phân hoá trong loài.
C. Điều kiện địa lý là nguyên nhân trực tiếp gây ra những biến đổi tương ứng trên cơ thể sinh vật.
D. Điều kiện địa lí là nhân tố chọn lọc những kiểu gen thích nghi.
Ở trên là nội dung Bài 30: Quá Trình Hình Thành Loài (Tiếp Theo) thuộc Chương I: Bằng Chứng Và Cơ Chế Tiến Hóa môn Sinh Học Lớp 12. Trong bài học này, các bạn sẽ được học các kiến thức như: hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái, hình thành loài nhờ cơ chế tự đa bội, hình thành loài nhờ cơ chế lai xa và đa bội hóa.
Trả lời