BÀI 20. QUAN NIỆM CỦA DARWIN VỀ CHỌN LỌC TỰ NHIÊN VÀ HÌNH THÀNH LOÀI

Mở đầu: Tại sao dùng thuốc kháng sinh lâu dài để chữa bệnh dễ dẫn tới các vi khuẩn gây bệnh trở nên kháng thuốc?

Giải nhanh:

- Ban đầu, thuốc kháng sinh tiêu diệt vi khuẩn rất hiệu quả.

- Hệ gene của vi khuẩn dễ bị đột biến, một số đột biến giúp vi khuẩn kháng kháng sinh.

- Trong môi trường có kháng sinh, vi khuẩn không kháng thuốc bị tiêu diệt, vi khuẩn kháng thuốc tồn tại và truyền gene kháng thuốc cho thế hệ sau.

- Vi khuẩn có kích thước nhỏ, tỉ lệ S/V lớn, sinh trưởng và sinh sản nhanh, từ vài cá thể ban đầu có thể phát triển thành quần thể kháng kháng sinh trong thời gian ngắn.

I. QUAN SÁT CÁC ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ

Câu 1: Tại sao Darwin cho rằng đặc điểm về cấu trúc, hình thái của mỏ chim trên quần đảo Galapagos là đặc điểm thích nghi?

Giải nhanh:

Vì các loài chim khác nhau có cấu trúc và hình thái mỏ khác nhau để phù hợp với các điều kiện của môi trường để giúp chúng sống sót tốt hơn. Ví dụ: Những con chim sẻ ở các đảo có nhiều cây cho hạt to thì hầu hết có mỏ ngắn và dày, đảm bảo cho chúng có thể tách được vỏ hạt để lấy thức ăn; còn những con sống ở đảo có nhiều côn trùng thì mỏ lại mảnh và dài, thích hợp với việc bắt sâu bọ. 

Câu 2: Hãy đưa ra một vài đặc điểm thích nghi mà em quan sát được ở sinh vật và cho biết đặc điểm đó đem lại lợi ích gì cho chúng.

Giải nhanh:

- Cây bàng rụng lá vào mùa thu và đông: Giảm thoát hơi nước khi lượng mưa và nước trong đất giảm, đảm bảo đủ nước đến mùa xuân.

- Rắn lột xác: Thay thế lớp da cũ, loại bỏ ký sinh trùng, và bọc cơ thể đang lớn.

- Thằn lằn mọc lại đuôi sau khi đứt: Tạo ra bộ phận mới thay thế bộ phận bị tổn thương.

II. ĐỀ XUẤT GIẢ THUYẾT CHỌN LỌC TỰ NHIÊN GIẢI THÍCH QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH LOÀI

Câu 1: Một đặc điểm như thế nào được gọi là đặc điểm thích nghi?

Giải nhanh:

Đặc điểm thích nghi là sự thay đổi hình thái, kích thước, sinh lí của sinh vật để phù hợp với các điều kiện của môi trường để giúp chúng sống sót tốt hơn.

Câu 2: Giải thích quá trình hình thành loài mới theo quan niệm của Darwin.

Giải nhanh:

Quá trình hình thành loài mới theo quan niệm của Darwin:

- Darwin cho rằng quá trình tương tự như chọn lọc nhân tạo đã xảy ra trong tự nhiên dẫn đến hình thành các loài khác nhau từ một tổ tiên chung. Trong quần thể sinh vật luôn sẵn có một số biến dị di truyền, những biến dị làm tăng khả năng sống sót và khả năng sinh sản của sinh vật thì tần số các cá thể có các biến dị đó sẽ ngày một tăng dần trong quần thể ở các thế hệ sau. Darwin gọi quá trình tự nhiên làm tăng dần tần số cá thể mang đặc điểm thích nghi qua các thế hệ là chọn lọc tự nhiên. Chọn lọc tự nhiên không chỉ làm cho sinh vật thích nghi được với môi trường sống mà còn làm xuất hiện các loài mới từ một tổ tiên chung.

- Darwin đưa ra khái niệm “hậu duệ có biến đổi” nghĩa là ở đời con, bên cạnh những đặc điểm của bố mẹ, luôn có những biến dị di truyền. Mỗi loại biến dị di truyền có thể giúp các cá thể thích nghi với một kiểu môi trường nhất định. Theo thời gian, số lượng các cá thể có biến dị thích nghi tăng dần, hình thành nên loài mới.

III. KIỂM CHỨNG GIẢ THUYẾT

Câu 1: Sưu tập từ sách, báo, internet,... một số thí nghiệm kiểm chứng học thuyết Darwin.

Giải nhanh:

- Thí nghiệm của Richard Lenski với E. coli: Nuôi cấy 12 mẫu E. coli qua 40,000 thế hệ trong môi trường thiếu glucose, giàu muối citrate. Một số mẫu có thể hấp thụ muối citrate xuất hiện. Lenski giải trình tự hệ gen và phát hiện quá trình sinh ra các gen mới liên quan đến trao đổi chất citrate.

- Vi khuẩn kháng kháng sinh: Ban đầu, kháng sinh tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả, nhưng sau một thời gian, vi khuẩn kháng thuốc xuất hiện và phát triển.

- DDT và côn trùng kháng DDT: Ban đầu, DDT tiêu diệt côn trùng nhanh chóng. Chỉ côn trùng kháng DDT sống sót và sinh sản, dẫn đến nhiều quần thể côn trùng kháng DDT qua chọn lọc tự nhiên.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: Trình bày phương pháp mà Darwin đã sử dụng để xây dựng học thuyết chọn lọc tự nhiên và hình thành loài.

Giải nhanh:

Quan sát, đề xuất giả thuyết, và thực nghiệm kiểm chứng là quy trình nghiên cứu khoa học mà Darwin sử dụng để xây dựng học thuyết về chọn lọc tự nhiên và hình thành loài.

Câu 2: Một bạn học sinh đề xuất như sau: “Nếu muốn biết một đặc điểm nào là đặc điểm thích nghi chỉ cần làm thí nghiệm xác định tỉ lệ sống sót của các cá thể mang đặc điểm đó có cao hơn so với các cá thể không có đặc điểm nghiên cứu hay không”. Đề xuất này đúng hay sai? Giải thích.

Giải nhanh:

- Đề xuất của bạn học sinh là sai.

- Giải thích:

• Thích nghi là một quá trình phức tạp, phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm môi trường sống, áp lực chọn lọc, tương tác với các loài khác và cả bộ gene của loài đó. Việc chỉ dựa vào tỉ lệ sống sót không thể khẳng định hoàn toàn cả quá trình thích nghi.

• Trong thí nghiệm, việc đảm bảo kiểm soát được mọi yếu tố là rất khó khăn. Nếu kiểm soát không chặt chẽ, kết quả của thí nghiệm có thể bị ảnh hưởng bởi các biến số không mong muốn, khiến cho kết quả thiếu độ tin cậy.

• Mỗi cá thể mang đặc điểm có mức độ biểu hiện khác nhau, khiến cho quá trình thí nghiệm trở nên phức tạp và nhiều biến số hơn.