Vệ sinh an toàn thực phẩm - Chương 5: Sự tiến hóa

Please purchase a personal license. Chương 5 Sự tiến hóa
Khái niệm
Nguồn gốc sự sống
Các giới sinh vật
Học thuyết tiến hóa: Lamac, Dacuyn, thuyết tiến hóa hiện đại
Quần thể và di truyền quần thể
Các cơ chế cách ly và Con đường hình thành loài Khái niệm chung a. Tổng quan. - Tiến hoá: Những biến đổi của các quần thể SV; biểu hiện= những đ2 mới và sự hình thành loài mới. - Học thuyết tiến hoá:Quy luật phát triển lịch sử của giới hữu cơ (nguồn gốc; fát triển cá thể; quan hệ của fát triển) - Những v/đ chính: Bằng chứng/nguyên nhân/fương thức/chiều hướng. b. Các học thuyết: Lamac (1809) Chứng minh mọi quy luật của tự nhiên có cơ sở từ các quy luật tự nhiên. Dacuyn (1859) Sự hình thành loài? Hình thành các đặc điểm thích nghi? Hiện đại I. Nguồn gốc sự sống - Học thuyết của Oparin (1934): Sự sống đầu tiên được xuất hiện từ vật chất vô cơ dưới tác động của các quá trình lý hóa trong điều kiện tiền sử của trái đất trải qua 4 giai đoạn: + Giai đoạn tổng hợp các chất hữu cơ đơn hợp: + Giai đoạn trùng hợp các đại phân tử: + Giai đoạn hình thành các đại phân tử tự tái bản + Giai đoạn hình thành tế bào nguyên thủy: I. Nguồn gốc sự sống (tiếp) Giai đon tng hp các cht hu cơ đơn hp: Chất vô cơ (khí quyển và thủy quyển nguyên thủy) -> chất hữu cơ đơn hợp (aa, nucleotit) -> là những hợp chất cần thiết để xây dựng sự sống. Nhờ tác động của các lực tự nhiên (như bức xạ nhiệt, tia tử ngoại, sự phóng điện trong khí quyển, hoạt động của núi lửa) (4 tỷ năm trước) I. Nguồn gốc sự sống (tiếp) Giai đon trùng hp các đi phân t: Sự trùng hợp axit nucleic, protein xảy ra một cách ngẫu nhiên trong môi trường nước trên nền đất sét-cát của các vực nước từ các chất hữu cơ do nước mưa dẫn tới. I. Nguồn gốc sự sống (tiếp) Giai đon hình thành các đi phân t t tái b n Phân tử tự tái bản xuất hiện đầu tiên là ARN không cần có sự tham gia của enzim. Trong quá trình tiến hóa về sau vai trò tích trữ thông tin di truyền được chuyển cho ADN và mối quan hệ giữa ADN- ARN và protein được thành lập. I. Nguồn gốc sự sống (tiếp) Giai đon hình thành t bào nguyên thy: - Các chất hữu cơ cao phân tử hòa tan trong nước -> dung dịch keo, giọt nhỏ gọi: coaxecva - Hình thành lớp màng protein và lipit sắp xếp theo trật tự xác định ngăn cách với môi trường - Giọt tiền tế bào tích lũy năng lượng, sinh trưởng và phân chia. - Tiến hóa -> hình thành nên dạng tế bào nguyên thủy giống như tế bào procaryota. - TB Eucaryota: hình thành bằng con đường phức tạp hóa cấu trúc do sự tự phân hóa các bào quan như mạng lưới nội chất, phức hệ golgi, màng nhânhoặc do sự cộng sinh để hình thành các bào quan có chức năng chuyển hóa năng lượng như ty thể, lục lạp. II. Các giới sinh vật * ĐN loài: Loài là đơn vị cơ bản của sinh giới, là những nhóm quần thể trong tự nhiên lai được với nhau và bị cách ly sinh sản với các nhóm khác tương tự như vậy (Mayr-1970). II. Các giới sinh vật * H thng phân loi sinh gii: 5 giới (Theo R.H.Whitaker) + Gii Monera: Gồm tất cả các sinh vật chưa có nhân chính thức (Sinh vật tiền nhân – Procaryota). Bao gồm: vi khuẩn, tảo lam và vi khuẩn cổ. + Gii Protista: Gồm những sinh vật có nhân chuẩn và đa số chúng thuộc cơ thể đơn bào một số thuộc cơ thể đa bào. Bao gồm: Động vật nguyên sinh, tảo đơn bào hoặc đa bào. + Gii nm (Fungi) có đặc điểm thuộc tế bào Eucaryota, không có lục lạp, sống dị dưỡng hoại sinh. Cơ thể gồm những hệ sợi mảnh, sinh sản bằng hình thức sinh bào tử không có lông và roi. Có nhiều loại nấm khác nhau: nấm tiếp hợp,nấm đảm, nấm bất toàn và địa y. + Gii th c vt (Plantae) có đặc đặc điểm là thuộc dạng tế bào Eucaryota, cơ thể đa bào, có lục lạp, sống tự dưỡng, quang hợp. + Gii đng vt (Animalia) có đặc điểm là thuộc dạng tế bào Eucaryota, có thể đa bào, không có lục lạp, sống dị dưỡng. Các giới sinh vật III. Các học thuyết tiến hoá 1. Học thuyết tiến hóa của Lamac * S bin đi ca loài: - Loài không thực sự tồn tại. - Sự biến đổi của SV diễn ra từ từ, dạng trung gian chuyển tiếp, không bị diệt vong * Chiu hưng tin hóa: Từ đơn giản -> phức tạp, kết thúc: cơ thể hoàn thiện nhất bằng sự tiệm tiến. III. Các học thuyết tiến hoá 1. Học thuyết tiến hóa của Lamac * Nguyên nhân tin hóa: - Khuynh hướng tiệm tiến: Bản thân trong cơ thể sinh vật có sẵn khuynh hướng vươn lên tổ chức phức tạp và hoàn thiện hơn - > động lực của tiến hóa là mục đích nội tại, tự thân vận động theo hướng định sẵn. - Tác dụng của ngoại cảnh: điều kiện sống không đồng nhất, luôn thay đổi-> SV biến đổi dần dà liên tục thích nghi với điều liện sống mới. Quá trình tiến hóa chậm chạp và không có các bước nhảy vọt -> 2 Định luật: + Định luật về sự sd cquan: Cquan nao đc sd thường xuyên -> phát triển, to hơn, mạnh hơn + ĐL về DT các tính trạng: Các cq đc sd thường xuyên sẽ đc bảo tồn, truyền lại cho thế hệ sau qua sinh sản III. Các học thuyết tiến hoá 1. Học thuyết tiến hóa của Lamac (tiếp) * Đánh giá hc thuyt ca Lamac - Cng hin: Người đầu tiên xây dựng “học thuyết tiến hóa”; chứng minh mọi biến đổi của tự nhiên có cơ sở từ các quy luật tự nhiên; nêu cao vai trò của ngoại cảnh đối với sinh vật. - Thiu sót: duy tâm, phu - nhận những bước nhảy vọt trong tiến hóa; công nhận sự thích nghi trực tiếp của sinh vật với ngoại cảnh và sự di truyền mọi biến đổi của cơ thể bố mẹ cho con cái. Chưa giải thích được những đặc điểm hợp lý của cơ thể sinh vật, chưa phân biệt được biến dị di truyền và biến dị thường biến. 2. Học thuyết tiến hóa của Đacuyn -Quá trình hình thành loài mới ? - Sự hình thành các đặc điểm thích nghi ? a-Sự phát triển của sinh giới
Biến đổi và biến dị /nguyên nhân
Vai trò của ngoại cảnh đến biến dị
Quy luật biến đổi b- Sự di truyền các biến dị: c- Nguồn gốc vật nuôi cây trồng- Chọn lọc nhân tạo d- Đấu tranh sinh tồn và chọn lọc tự nhiên e- Sự hình thành các đặc điểm thích nghi 2. Học thuyêt tiến hóa của Đacuyn a-Sự phát triển của sinh giới * Bin di (bin di cá thê) - Biến di1: sai khác giữa các cá thê- cùng loài trong quá trình sinh sản. + Sư1 chệch hướng đột ngột: sư1 xuất hiện ngẫu nhiên va? đột ngột cá thê- độc nhất có dấu hiệu khác hẳn những cá thể khác cùng giống hoặc cùng loài. + Sai di 1 cá thê-: sai khác nho- giữa những cá thê- được sinh ra tư? một cặp bôB mẹ, con cháu cùng một tô- tiên -> vai tro? quan trọng, phô- biến, thường xuyên phát sinh va ? phong phuB. a-Sự phát triển của sinh giới * Bin di  (bin di  cá thê ) - Nguyên nhân : + Điều kiện môi trường sống: - Tác động trực tiếp -> thấy ngay ở đời cá thê - -> biến đổi đồng loạt theo một hướng xác định ->ít có ý nghĩa. - Tác động gián tiếp: qua nhiều thê B hê 1, thông qua sinh sản, xuất hiện ở từng cá thê - riêng lẻ theo những hướng không xác định-> nguyên liệu của chọn giống va ? tiến hóa. + Bản chất của cơ thê  sinh vật: SV phản ứng khác nhau trước tác động của đks -> quan trọng hơn ngoại cảnh 2. Học thuyêt tiến hóa của Đacuyn a-Sự phát triển của sinh giới * Nhng quy lut bin đi ca sinh vt: + Biến đổi tương quan: sư1 biến đổi một phần kéo theo sư1 biến đổi phần khác. + Những bô 1 phận lặp lại nhiều lần trong cơ thê - dê M bị biến đổi + Những sinh vật có tô - chức thấp dê M bị biến đổi hơn những sinh vật có tô- chức cao. + Cơ quan tiêu giảm va ? bô 1 phận nào đang phát triển dê M bị biến đổi. + Các đặc điểm sinh dục phu 1 dê M bị biến đổi + Những đặc điểm của loài dê M biến đổi hơn những đặc điểm của giống, những loài cùng giống biến đổi tương tư1. 2. Học thuyêt tiến hóa của Đacuyn 2. Học thuyết tiến hóa của Đacuyn b. Sư di truyn các bin di: Đacuyn cho rằng mọi sư1 biến di1 đều di truyền được qua nhiều thêB hê1 ->? con cháu thêB hê1 sau có thê- không giống tô- tiên -> tách thành một hoặc nhiều loài độc lập. c. Chn lc nhân to- ngu!n gc các ging vt nuôi cây tr!ng - SV phát sinh các biến di 1 theo những hướng không xác định. - Con người loại bo - những cá thê - mang những biến di 1 không phu ? hợp với yêu cầu cầu mình, đồng thời giưM lại va ? cho sinh sản những cá thê - mang những biến di 1 phu ? hợp nhất. -> Qua nhiều thê  hê sẽ tích lũy va& tăng cường các biến di có ích -> vật nuôi, cây trồng biến đổi sâu sắc, theo những hướng khác nhau -> nhiều giống khác nhau - Chọn lọc nhân tạo, thông qua sư1 phân ly tính trạng đa M giải thích nguồn gốc vật nuôi, cây trồng va ? giải thích sư1 tiến hóa của sinh vật trong chăn nuôi, trồng trọt. 2. Học thuyêt tiến hóa của Đacuyn d. Đu tranh sinh t!n va" chn lc tư nhiên - Biến di1 cá thê - luôn xuất hiện trong thiên nhiên. - Cá thê - mang BD có lợi -> được sống sót, phát triển tốt, sinh sản nhiều va? con cháu ngày càng đông. - Cá thê - mang BD không có lợi hoặc có hại -> ? ít có kha- năng sống sót, phát triển kém, sinh sản ít, con cháu hiếm dần va? có thê- bị diệt vong. Kết quả: SV nào thích nghi đưc vi điu kin sng mi t!n ti va" phát tri%n đưc. - Động lực của chọn lọc tư1 nhiên là đấu tranh sinh tồn: Sinh vật phải thường xuyên đấu tranh chống lại những yếu tôB bất lợi va? giành lấy những điều kiện thuận lợi mới tồn tại va? phát triển cnh tranh cùng loài là đng l c chu yu ca tin hóa 2. Học thuyêt tiến hóa của Đacuyn 2. Học thuyết tiến hóa của Đacuyn e- Sự hình thành các đặc điểm thích nghi
Chọn lọc tự nhiên tạo nên sự cạnh tranh giữa các cá thể cùng loài, đã tích lũy và tăng cường các đặc điểm thích nghi , hình thành những biến đổi sâu sắc trong loài. Hiệu quả của quá trình CLTN phụ thuộc 2 nhân tố: cường độ đào thải và sự phát sinh biến dị trên cơ thể sinh vật * Đánh gia) hc thuyt ca Đacuyn - Cống hiến: đaM giải thích được quá trình hình thành loài mới va? sư1 hình thành những đặc điểm thích nghi của sinh vật. - Hạn chê : Chưa phân biệt được biến di 1 di truyền va? biến di1 không di truyền. Chỉ thấy được vai tro? của đấu tranh sinh tồn là mối quan hê1 ke- thu? chưa thấy được tính hợp tác của cuộc đấu tranh này. 2. Học thuyêt tiến hóa của Đacuyn 3. Quan niệm hiện đại về tiến hoá a. Nguyên liệu-Biến dị -Đột biến gen: -Đột biến nhiễm sắc thể. -Biến dị tổ hợp b. Động lực -Chọn lọc tự nhiên -Giá trị chọn lọc (s):Mức độ sống sót=truyền lại alen cho con -Hệ số chọn lọc(S): Ưu thế của các alen với nhau (0-1) -Các hình thức chọn lọc: Kiên định/ Vận động/ Đứt đoạn c. Sự cách li và nguồn gốc các loài -Sự cách li-các hình thức:Không gian, sinh thái-sinh học, DT -Hình thành loài: Khác chỗ/ Liền chỗ/ Cùng chỗ Chọn lọc tự nhiên:
Là quá trình sống sót và sinh sản ưu thế của những cá thể có kiểu gen đảm bảo sự thích nghi hơn với ngoại cảnh.
Đánh giá tác động của CLTN với từng KG và KH thông qua KN giá trị chọn lọc và hệ số chọn lọc.  Giá trị chọn lọc (s): Mức độ sống sót, mức độ truyền lại của một alen cho thế hệ sau.  Hệ số chọn lọc (S):
Mức độ ưu thế của alen này so với alen khác.
Đo sự chênh lệch và thích nghi của 2 alen.
S: 0-1. S càng lớn -> tần số tương đối của các alen biến đổi càng nhanh. Phản ánh áp lực chọn lọc.
KG bị loại thải hoàn toàn (không để lại con cháu) -> s=1
Dạng thích nghi cao (tần số các alen không giảm sút ) -> s=0. 1. Khái quát - Quần thể là những cá thể cùng loài, cùng sinh sống trong một khoảng không gian nhất định, ở một thời điểm nhất định. Những cá thể trong một quần thể có thể giao phối với nhau 2. Những đặc trưng cơ bản của quần thể - Sự phân bố của các cá thể trong quần thể - Mật độ quần thể - Thành phần các nhóm tuổi - Tỷ lệ giới tính - Sức sinh sản của quần thể - Tỷ lệ chết - Sự sinh trưởng của quần thể IV. Quần thể và di truyền quần thể *Vn gen: tập hợp tất cả các alen ở mọi locut của mọi cá thể trong quần thể. * Qu*n th% t giao: các cá thể đồng hợp tử chiếm ưu thế, dị hợp tử xuất hiện khi có giao phối giữa các cá thể đồng hợp khác nhau về di truyền hoặc đột biến. * Qu*n th% tp giao: Tỷ lệ dị hợp tử lớn và có sự ổn định vốn gen của quần thể tuân theo định luật Hardy – Weinberg (1908): 3. Sự di truyền của quần thể
Ni dung: “Trong những điều kiện nhất định, trong lòng một quần thể giao phối tự do tần số tương đối của các alen của mỗi gen không thay đổi qua các thế hệ”.
Phương trình: (pA + qa) (pA + qa) = p2AA + 2pqAa + q2aa
Điu kin nghim đúng ca đ+nh lut:  Quần thể đủ lớn để không bị ảnh hưởng do những thay đổi ngẫu nhiên.  Sự giao phối phải ngẫu nhiên:  Không có gen bị mất.  Không có đột biến hoặc nếu có thì phải đạt cân bằng về đột biến.  Không có chọn lọc tự nhiên Định luật Hardy – Weinberg (1908): Định luật Hardy – Weinberg (1908): V. Cơ chế hình thành loài
Hình thành loài khác chỗ.
Hình thành loài liền chỗ
Hình thành loài cùng chỗ V. Cơ chế hình thành loài
Hình thành loài khác chỗ:  Các quần thể tách biệt về mặt địa lý làm cho quần thể trong loài bị cách ly nhau.  Trong những vùng cách ly, CLTN đã tích lũy biến dị theo những hướng khác nhau, dần tạo ra những nòi, loài khác.  Khi sự phân hóa đã đạt, hai hệ thống quần thể trở thành hai loài riêng biệt. V. Cơ chế hình thành loài
Hình thành loài liền chỗ: Quá trình xảy ra giữa các quần thể trong các vùng liền kề nhau, giữa chúng có sự trao đổi gen với nhau.  Nếu điều kiện tự nhiên ảnh hưởng đến hoạt động sinh sản của các nhóm cá thể khác, chính CLTN đã hỗ trợ sư giao phối giữa chúng. Kết quả làm xuất hiện sự cách ly sinh sản mà không có tác động nào khác. V. Cơ chế hình thành loài Hình thành loài cùng chỗ: Là sự hình thành loài mới do sự phân tách của các nhóm cá thể cách ly sinh sản từ quần thể gốc mag không có sự cách ly địa lý. Có 2 hình thức:
Đa bội hóa: một tế bào có nhiều hơn hai bộ nhiễm sắc thể -> bố mẹ thuộc một loài còn con cái thuộc một loài khác. Phổ biến ở thực vật nhưng hiếm thấy ở động vật.
Sự cách ly sinh thái: trong cùng khu phân bố , các cá thể của loài được chọn lọc theo hướng thích nghi với điều kiện sinh hái khác nhau , đã hình thành nòi sinh thái và từ đó hình thành loài mới VI. Các hình thức chọn lọc -Chọn lọc kiên định. Hoàn cảnh sống không đổi qua nhiều thế hệ; hướng chọn lọc không đổi; áp lực chọn lọc hướng vào đường biên của dãy BD -Chọn lọc vận động. Đ/K sống thay đổi theo một hướng xác định; đ2 thích nghi mới hình thành và thay đ2 cũ. -Chọn lọc đứt đoạn. đ/k sống thay đổi sâu sắc và không đồng nhất, giá tri thích nghi trung bình bị đào thải, quần thể ban đầu bị phân hóa. Hướng chọn lọc bị phân hóa, đây là hình thức dễ hình thành loài mới. Hình thành loài Lịch sử thuyết tiến hóa