HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ KỶ YẾU HỘI THẢO KHOA HỌC, LẦN THỨ III MÔN SINH HỌC (TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ) HÀ NAM, THÁNG 11 NĂM 2010 MỤC LỤC STT NỘI DUNG TRANG Lời nói đầu Chương Cơ sở vật chất tượng di truyền biến dị Trần Hoàng Xuân - Trường THPT chuyên Bắc Ninh Chương Tính quy luật tượng di truyền 53 A Cơ sở lý thuyết Nguyễn Thị Hường - THPT chuyên Biên Hoà, tỉnh Hà Nam 71 B Bài tập qui luật di truyền Nguyễn Thế Hải - Trường THPT chuyên Thái Bình Chương Di truyền học quần thể Lê Huy Chiến - Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi, tỉnh Hải Dương Chương Ứng dụng di truyền học 99 Lương Thị Liên -Trường THPT chuyên Trần Phú, Tp Hải Phòng 118 Chương Di truyền học người Lê Thị Thu Hiền - Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi, tỉnh Hải Dương Chuyên đề : Tiến hoá 85 136 Chương Bằng chứng tiến hóa Nguyễn Thị Năm – Trường THPT chuyên Hưng Yên Chương Nguyên nhân chế tiến hóa Lưu Thị Yến - Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong , Tỉnh Nam Định Chương Sự phát sinh phát triển sống trái đất 158 Phạm Thị Việt Hoa - Trường THPT chuyên Lương Văn Tuỵ, tỉnh Ninh Bình Chuyên đề : Sinh lý động vật 10 148 180 A Sinh Lý động vật : Sinh lý tuần hồn Vũ Cơng Nghĩa - Trường THPT chuyên Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 11 188 B Sinh lý Nội tiết -4- Tạ Thị Thu Hiền - Trường THPT chuyên Vĩnh Phúc LỜI NÓI ĐẦU Thế kỷ XXI kỷ sinh học Chưa Sinh học lại phát triển mạnh mẽ năm cuối kỷ XX đầu kỷ XXI Các số liệu thống kê cho thấy vài năm, kiến thức sinh học lại tăng gấp đơi Vậy làm để học sinh nắm bắt kiến thức khó sinh học ngày ? Đặc biệt nội dung kiến thức dành cho học sinh trường Chuyên Để góp phần vào việc giải khó khăn trên, trường Chuyên tổ chức hội thảo đạt kết định Trong việc dạy chuyên học chun tài liệu góp phần quan trọng Để giúp cho thầy trị trường Chun có số tài liệu tham khảo hữu ích việc bồi dưỡng, rèn luyện khiếu cho học sinh giỏi, học sinh có tài liệu để tự nâng cao kiến thức, thực hành luyện tập, hội trường Chuyên khu vực đồng duyên hải Bắc Bộ mắt DI Chuyên khu vực kỷ yếu hội thảo trường TRUYỀN HỌC đồng duyên hải Bắc Bộ năm 2010 với ba chuyên đề là: Di truyền, Tiến hóa Sinh lý động vật Các chuyên đề thầy cô giáo trường Chuyên tham gia soạn thảo; là: Trường THPT chuyên Bắc Ninh, Trường THPT chuyên Biên Hoà (Hà Nam), Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi (Hải Dương), Trường chuyên Trần Phú (Hải Phòng), Trường THPT chuyên Hưng Yên, Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong (Nam Định), Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn (Thái Bình), Trường THPT chuyên Lương Văn Tụy (Ninh Bình), Trường THPT chuyên Quảng Ninh, Trường THPT chuyên Vĩnh Phúc Hy vọng kỷ yếu phần giúp cho học sinh u thích mơn sinh học trường chuyên học tập có hiệu cao, khơng lĩnh hội kiến thức mà cịn ôn tập củng cố kiến thức, lúc tự học, tự đào sâu kiến thức, giải đáp số tượng thường gặp thực tế sống số câu hỏi thi quốc gia quốc tế Chúng mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc để sách hồn thiện Xin trân trọng cảm ơn! NHĨM SINH HỌC TRƯỜNG THPT CHUYÊN BIÊN HOÀ, TỈNH HÀ NAM -5- CHUYÊN ĐỀ DI TRUYỀN HỌC CHUƠNG CƠ SỞ VẬT CHẤT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ A - CƠ SỞ VẬT CHẤT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ I CẤU TRÚC CỦA AXIT NUCLEIC Cấu trúc ADN a) Cấu tao hóa học ADN - ADN ln tồn nhân tế bào có mặt ti thể, lạp thể ADN chứa nguyên tố hóa học chủ yếu C, H, O, N P - ADN đại phân tử, có khối lượng phân tử lớn, chiều dài đạt tới hàng trăm micromet khối lượng phân tử có từ đến triệu, số đạt tới 16 triệu đvC - ADN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, nucleotit có ba thành phần, thành phần bazơnitric Có loại nuleotit mang tên gọi bazơnitric, A G có kích thước lớn, T X có kích thước bé - Trên mạch đơn phân tử ADN đơn phân liên kết với liên kết hoá trị liên kết hình thành đường C 5H10O4 nucleotit với phân tử H3PO4 nucleotit Liên kết hoá trị liên kết bền đảm bảo cho thông tin di truyền mạch đơn ổn định kể ADN tái phiên mã - Từ loại nucleotit tạo nên tính đa dạng đặc thù ADN loài sinh vật số lượng, thành phần, trình tự phân bố nucleotit b) Cấu trúc không gian ADN (Mô hình Oatxơn Crick) + ADN chuỗi xoắn kép gồm mạch đơn (mạch polinucleotit) quấn song song quanh trục tưởng tượng không gian theo chiều từ trái sang phải (xoắn phải) thang dây xoắn: tay thang phân tử đường (C 5H10O4) axit photphoric xếp xen kẽ nhau, bậc thang cặp bazơnitric đứng đối diện liên kết với liên kết hiđro theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) Đó nguyên tắc A mạch đơn có kích thước lớn bổ sung với T mạch đơn có kích thước bé nối với liên kết hiđro G mạch đơn có kích thước lớn bổ sung với X mạch đơn có kích thước bé nối với liên kết hiđro ngược lại + Trong phân tử ADN, cặp nucleotit liên kết với theo NTBS đảm bảo cho chiều rộng chuỗi xoắn kép 20 Ǻ, khoảng cách bậc thang chuỗi xoắn 3,4 Ǻ, phân tử ADN xoắn theo chu kì xoắn, chu kì xoắn có 10 cặp nucleotit, có chiều cao 34 Ǻ -6- - ADN số virut gồm mạch polinucleotit ADN vi khuẩn ADN lạp thể, ti thể lại có dạng vịng khép kín c) Tính đặc trưng phân tử ADN + ADN đặc trưng số lượng, thành phần trình tự phân bố nucleotit, từ loại nucleotit tạo nên nhiều loại phân tử ADN đặc trưng cho loài + ADN đặc trưng tỉ lệ + ADN đặc trưng số lượng, thành phần trình tự phân bố gen nhóm gen liên kết Cấu trúc ARN - ARN đa phân tử cấu tạo từ nhiều đơn phân - Có loại ribonucleotit tạo nên phân tử ARN: Ađenin, Uraxin, Xitozin, Guanin, đơn phân gồm thành phần: bazơnitric, đường ribozơ (C5H10O5) H3PO4 - Trên phân tử ARN ribonucleotit liên kết với liên kết hoá trị đường C5H10O5 ribonucleotit với phân tử H3PO4 ribonucleotit - Có loại ARN: rARN chiếm 70-80%, tARN chiếm 10-20%, mARN chiếm 5-10% - Mỗi phân tử mARN có khoảng 600 đến 1500 đơn phân, tARN gồm 80 đến 100 đơn phân, tARN ngồi loại ribonucleotit kể cịn có số biến dạng bazơnitric (trên tARN có đoạn xoắn giống cấu trúc ADN, ribonucleotit liên kết với theo NTBS (A-U, G-X) Có đoạn khơng liên kết với theo NTBS chứa biến dạng bazơnitric, đoạn tạo thành thuỳ tròn Nhờ cách cấu tạo nên tARN có hai phận quan trọng: ba đối mã đoạn mang axit amin có tận adenin - Phân tử rARN có dạng mạch đơn, quấn lại tương tự tARN có tới 70% số ribonucleotit liên kết với theo nguyên tắc bổ sung Trong tế bào nhân sơ có loại rARN (23S, 5S 16S); sinh vật nhân thật có tới loại rARN (28S, 23S, 18S, 16S, 5,8S, 5S) với số ribonucleoti từt 120 đến 5000/1 phân tử - Ngoài ba loại ARN tồn loài sinh vật mà vật chất di truyền ADN lồi virut vật chất di truyền ARN ARN chúng có dạng mạch đơn, vài loại có ARN mạch II CẤU TRÚC PROTEIN Cấu trúc hoá học - Là hợp chất hữu gồm nguyên tố C, H O, N thường có thêm S đơi lúc có P - Thuộc loại đại phân tử, phân tử lớn dài 0,1 micromet, phân tử lượng đạt tới 1,5 triệu đvC - Thuộc loại đa phân tử, đơn phân axit amin -7- - Có 20 loại axit amin tạo nên protein, axit amin có thành phần: gốc cacbon (R), nhóm amin (-NH2), nhóm cacboxyl (-COOH), chúng khác gốc R Mỗi axit amin có kích thước trung bình 3Ǻ - Trên phân tử protein, axit amin liên kết với liên kết peptit liên kết nhóm amin axit amin với nhóm cacboxyl axit amin bên cạnh phân tử nước Nhiều liên kết peptit tạo thành chuỗi polipeptit Mỗi phân tử protein gồm hay số chuỗi polipeptit loại hay khác loại - Từ 20 loại axit amin tạo nên khoảng 10 14 – 1015 loại protein đặc trưng cho loài Các phân tử protein phân biệt với số lượng thành phần, trình tự phân bố axit amin Cấu trúc khơng gian Có bậc cấu trúc khơng gian - Cấu trúc bậc I: axit amin liên kết với liên kết peptit, đứng đầu mạch polipeptit nhóm amin, cuối mạch nhóm cacboxyl - Cấu trức bậc II: có dạng xoắn trái, kiểu xoắn anpha, chiều cao vòng xoắn 5,4 A 0, với 3,7 axit amin/1 vòng xoắn chuỗi bêta vịng xoắn lại có 5,1 axit amin Có protein khơng có cấu trúc xoắn cuộn xoắn phần polipeptit - Cấu trúc bậc III: hình dạng phân tử protein khơng gian ba chiều, xoắn cấp II cuộn theo kiểu đặc trưng cho loại protein, tạo thành khối hình cầu - Cấu trúc bậc IV: protein gồm nhiều chuỗi polipeptit kết hợp với Ví dụ, phân tử hemoglobin gồm chuỗi anpha chuỗi bêta, chuỗi chứa nhân hem với nguyên tử Fe Tính đặc trưng tính nhiều dạng protein - Protein đặc trưng số lượng thành phần, trình tự phân bố axit amin chuỗi polipeptit Vì vậy, từ 20 loại axit amin tạo nên 10 14 – 1015 loại protein đặc trưng đa dạng cho loài sinh vật - Protein đặc trưng số lượng thành phần trình tự phân bố chuỗi polipeptit phân tử protein - Protein đặc trưng kiểu cấu trúc không gian loại protein để thực chức sinh học III CƠ CHẾ TỔNG HỢP ADN, ARN VÀ PROTEIN Cơ chế tổng hợp ADN - Dưới tác động cửa enzim ADN – polimeraza, liên kết hiđro phân tử ADN bị -8- cắt, mạch đơn ADN tách ra, mạch đơn nucleotit liên kết với nucleotit tự môi trường theo NTBS Kết từ phân tử ADN mẹ hình thành phân tử ADN con, ADN có mạch nguyên liệu cũ, mạch nguyên liệu xây dựng nên, theo nguyên tắc bán bảo toàn - Sự tổng hợp ADN sở hình thành NST, đảm bảo cho trình phân bào nguyên phân, giảm phân, thụ tinh xảy bình thường, thơng tin di truyền loài ổn định Ở cấp độ tế bào cấp độ phân tử qua hệ Nhờ sinh giống với bố mẹ, ơng bà tổ tiên Cơ chế tổng hợp mARN - Dưới tác dụng enzim ARN – polimeraza Các liên kết hiđro đoạn phân tử ADN ứng với hay số gen bị cắt đứt, trình lắp ráp ribonucleotit tự trường nội bào với nucleotit mạch mã gốc gen (mạch 3’ – 5’) theo NTBS A-U, G-X xảy Kết tạo mARN có chiều 5’-3’ Sau mạch gen lại liên kết với theo NTBS Sự tổng hợp tARN rARN chũng theo chế - Ở sinh vật trước nhân phiên mã lúc nhiều phân tử mARN, mARN sử dụng trở thành phiên mã thức Cịn sinh vật nhân chuẩn phiên mã mARN riêng biệt, mARN sau phải chế biến lại cách loại bỏ đoạn vơ nghĩa, giữ lại đoạn có nghĩa tạo mARN trưởng thành - Sự tổng hợp ARN đảm bảo cho q trình dịch mã xác tế bào chất để tạo nên protein cần thiết cho tế bào Cơ chế tổng hợp protein Gồm giai đoạn: Giai đoạn 1: Tổng hợp ARN để chuyển thông tin di truyền từ gen sang sản phẩm protein Giai đoạn 2: Tổng hợp protein tế bào chất gồm bước + Bước 1: Hoạt hoá axit amin: Các axit amin hoạt hoá nguồn lượng ATP axit amin gắn vào tARN để vào riboxom thành dòng liên tục + Bước 2: Mở đầu chuỗi polipeptit: Có gia riboxom, ba mở đầu AUG, tARN mang axit amin mở đầu tiến vào riboxom đối mã khớp với mã mở đầu trêm mARN theo NTBS + Bước 3: Kéo dài chuỗi polipeptit: tARN vận chuyển axit amin thứ tiến vào riboxom đối mã khớp với mã thứ trến mARN theo NTBS, liên kết peptit hình thành axit amin mở đầu với axit amin thứ Riboxom chuyển dịch sang ba thứ đẩy tARN axit amin mở đầu Lập tức tARN axit amin thứ tiến vào riboxom đối mã lắp ráp với mã ba mARN theo NTBS Cứ tiến hành theo phương thức tận ba tiếp giáp với ba kết thúc chuỗi polipeptit lúc có cấu trúc -9- aaMD – aa1 – aa2 … aan gắn với tARN axit amin thứ n + Bước 4: Kết thúc chuỗi polipeptit: Riboxom chuyển dịch sang ba kết thúc lúc ngừng trình dịch mã tiểu phần riboxom tách tARN axit amin cuối tách khỏi chuỗi polipeptit Một enzim khác loại bỏ axit amin mở đầu giải phóng chuỗi polipeptit Trên mARN lúc có nhiều riboxom trượt qua với khoảng cách 51Ǻ → 102 Ǻ, nghĩa mARN tổng hợp nhiều protein loại Sự tổng hợp protein góp phần thực chức biểu tính trạng, cung cấp nguyên liệu cấu tạo nên bào quan đảm nhận nhiều chức khác IV CHỨC NĂNG CỦA ADN, ARN VÀ PROTEIN Chức ADN + Chứa thông tin di truyền, thông tin đặc trưng cho loại trình tự phân bố nucleotit phân tử ADN + Có khả nhân đơi xác để truyền thơng tin di truyền qua thể hệ + Chứa gen khác nhau, giữ chức khác + Có khả đột biến tạo nên thông tin di truyền Chức loại ARN tổng hợp từ ADN - Chức mARN: phiên thông tin di truyền từ gen cấu trúc, trực tiếp tham gia tổng hợp protein dụa cấu trúc trình tự ba mARN - Chức tARN: vận chuyển lắp ráp xác axit amin vào chuối polipeptit dựa nguyên tắc đối mã di truyền ba đối mã tARN với ba mã phiên mARN - Chức rARN: liên kết với phân tử protein tạo riboxom tiếp xúc với mARN chuyển dịch bước mARN, bước ba nhờ mà lắp ráp xác axit amin vào chuỗi polipeptit theo thông tin di truyền quy định từ gen cấu trúc Chức protein - Là thành phần cấu tạo chủ yếu chất nguyên sinh hợp phần quan trọng xây dựng nên bào quan, màng sinh chất… - Tạo nên enzim xúc tác phản ứng sinh hố - Tạo nên hoocmon có chức điều hồ q trình trao đổi chất tế bào, thể - Hình thành kháng thể, có chức bảo vvệ thể chống lại vi khuẩn gây bệnh - 10 - - Tham gia vào chức vận động tế bào thể - Phân giải protein tạo lượng cung cấp cho hoạt động sống tế bào thể -Tóm lại protein đảm nhận nhiều chức liên quan đến toàn hoạt động sống tế bào, quy định tính trạng thể sống V SỰ ĐIỀU HỒ HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Cơ chế điều hồ sinh tổng hợp protein gen phức tạp, có khác biệt rõ rệt sinh vật trước nhân sinh vật nhân chuẩn Sau chế điều hoà sinh vật trước nhân: - Trong tế bào có rât nhiều gen cấu trúc, khơng phải gen phiên mã, tổng hợp protein đồng thời Sự điều hoà hoạt động gen thực qua chế điều hoà Vào năm 1961, F.Jacop J.Mono phát điều hoà hoạt động gen E.coli - Một mơ hình điều hồ bao gồm hệ thống gen sau: + Một gen điều hồ (R), gen làm khn sản xuất loại protein ức chế có tác dụng điều chỉnh hoạt động nhóm gen cấu trúc qua tương tác với gen huy + Một gen huy (O) nằm kề trước nhóm gen cấu trúc, vị trí tương tác với chất ức chế + Một gen khởi động (P) nằm trước gen huy trùm lên phần tồn gen này, vị trí tương tác ARN – polimeraza để khởi đầu phiên mã + Một nhóm gen cấu trúc liên quan với chức năng, nằm kề phiên mã tạo sợi mARN chung sinh vật trước nhân, sinh vật nhân chuẩn phiên mã tạo mARN riêng biệt Một operon gồm có gen huy gen cấu trúc kiểm sốt - Cơ chế điều hồ diễn sau: Gen điều hoà huy tổng hợp loại protein ức chế, protein gắn vào gen huy (O) làm ngăn cản hoạt động enzim phiên mã Vì ức chế hoạt động tổng hợp ARN gen cấu trúc Khi môi trường nội bào có chất cảm ứng, chất kết hợp với protein ức chế làm vơ hiệu hố chất ức chế, không gắn vào gen huy Kết gen huy làm cho nhóm gen cấu trúc chuyển từ trạng thái ức chế sang trạng thái hoạt động Quá trình phiên mã lại xảy Cơ chế điều hoà sinh vật nhân chuẩn phức tạp đến nhiều vấn đề chưa rõ VI MÃ DI TRUYỀN, ĐẶC ĐIỂM CỦA MÃ DI TRUYỀN Khái niệm mã ba Cứ nucleotit loại hay khác loại đứng phân tử ADN mARN mã hoá cho axit amin làm nhiệm vụ kết thức chuỗi polipeptit gọi mã ba - 11 - Mã di truyền mã ba - Nếu nucleotit mã hoá axit amin loại nucleotit mã hố loại axit amin - Nếu nucleotit loại hay khác loại mã hoá cho axit amin tạo = 16 mã ba khơng đủ để mã hố cho 20 loại axit amin - Nếu theo nguyên tắc mã ba tạo = 64 mã ba đủ để mã hoá cho 20 loại axit amin - Nếu theo nguyên tắc mã bốn tạo 4 = 256 mã hoá lại thừa Vậy mặt suy luận lí thuyết mã ba mã phù hợp Trong nghiên cứu, thêm bớt 1, 2, nucleotit gen, người ta nhận thấy mã ba mã phù hợp xác định có 64 ba sử dụng để mã hố axit amin Trong có Metionin ứng với mã mở đầu TAX tín hiệu bắt đầu tổng hợp chuối polipeptit Ba ba lại ATT, ATX, AXT mã kết thúc Hai mươi loại axit amin mã hoá 61 ba Như axit amin mã hoá số ba Ví dụ, lizin ứng với ba AAA, AAG, số axit amin mã hoá nhiều ba alanin ứng với ba, lơxin ứng với ba Những đặc điểm mã di truyền - Mã di truyền đọc theo chiều 5’ – 3’ phân tử mARN - Mã di truyền đọc liên tục theo cụm nucleotit, ba không đọc gối lên - Mã di truyền đặc hiệu không ba mã hoá đồng thời số axit amin khác - Mã di truyền có tính thối hố có nghĩa axit amin mã hoá số ba khác loại trừ metionin, Triptophan mã hoá ba) Nhờ mà gen đảm bảo thơng tin di truyền xác nhận ba nucleotit đầu quan trọng cịn nucleotit thứ linh hoạt Sự linh hoạt khơng gây hậu Nhưng gây nên lắp ráp nhầm axit amin chuỗi polipeptit - Mã di truyền có tính phổ biến: tất lồi sinh vật mã hố theo nguyên tắc chung (các từ mã giống nhau), Điều phản ảnh nguồn gốc chung loài - Mã di truyền có mã mở đầu, có mã kéo dài chuỗi polipeptit mã kết thúc VII ĐỘT BIẾN GEN Khái niệm Đột biến gen biến đổi cấu trúc phân tử gen liên quan tới hay số cặp nucleotit xảy điểm phân tử ADN biểu dạng: mất, thêm, thay cặp nucleotit - 12 - Các tiêu Hắc tinh tinh Người + Khối lượng não 460 g 1000-2000 g + Thể tích não 600 cm3 1300- 1600 cm3 + Diện tích vỏ não 395 cm2 1250 cm2 Những điểm giống chứng tỏ vượn người người có quan hệ họ hàng thân thuộc gần gũi Những điểm khác người vượn chứng tỏ vượn người ngày người nhánh phát sinh từ gốc chung tiến hoá theo hướng khác Vượn người tiếp tục thích nghi đời sống cây, người thích nghi với lối đứng thẳng mặt đất lao động 4.3 Các nhân tố chi phối trình phát sinh loài người Trong số quan điểm khác nguồn gốc loài người, đáng ý cần nói tới quan điểm J B Lamarck S Darwin Trong sách "Nguồn gốc loài" S.R Darwin tỏ thận trọng đề cập tới vấn đề nguồn gốc lồi người, ơng chọn ví dụ giới động vật thực vật, đến phần cuối tác phẩm nói "Một ngày có bổ sung nhằm soi sáng nguồn gốc lịch sử loài người" Huxley T.H, bạn Ch Darwin, người công khai nêu rõ quan điểm nguồn gốc động vật loài người, người tích cực bảo vệ học thuyết tiến hố Năm 1863, Huxley cơng bố tác phẩm "Các số liệu động vật vị trí người thiên nhiên" chứng minh rắng phát triển phôi hình thái vượn người người diễn theo nguyên tắc sơ đồ giống Ơng cịn suy luận người khơng tách khỏi giới động vật người có quan hệ tiến hố gần với vượn người châu Phi, chất có vượt trội Năm 1864, sách "Nguồn gốc chủng người", Wallace chứng minh tiến hố lồi người đánh dấu giai đoạn: (l) Sự tiến hoá tương tự động vật; (2) Sự tiến hoá vượt trội thiên nhiên + Theo J B Lamarck ( 809), loài người phát sinh từ loài vượn bậc cao, nguyên nhân thói quen leo trèo, chuyển xương sống mặt đất chân sau Lối sống bầy đàn thuận lợi cho phát sinh tiếng nói + Theo Ch.R Darwin (1871), người lồi có vú hậu lồi có vú khác Darwin cơng bố tác phẩm "Nguồn gốc lồi người chọn lọc giới tính" thể quan điểm thống với quan điểm Wallace, cho "Chúng ta cần cơng nhận người cịn trì tổ chức thể dấu vết từ sinh vật bậc thấp" Theo S R Darwin, người khác với khỉ vượn đặc tính bản: (l) Sự di chuyển hai chân; (2) Có khả lao động kỹ thuật tiến bộ; (3) Não lớn phức tạp; (4) Có giảm đáng kể nanh Ơng cho rằng, đặc điểm tình cảm luân lí riêng người - 166 - tượng đặc biệt hoạt động săn bắt tạo thuận lợi cho việc hai chân, giải phóng đơi tay, chế tạo vũ khí cơng cụ Những hoạt động thúc đẩy phát triển não suy giảm nanh - Mặc dù lúc khoa học chưa phát hoá thạch vượn người, nhưng: Darwin đưa tiên đốn xác: “Lồi người hình thành kỷ thứ đại tân sinh, tổ tiên loài người loài vượn người sống Nơi phát sinh loài người châu Phi, dạng vượn người ngày khơng phải tổ tiên lồi người mà anh em họ hàng với người” Dùng nhân tố biến dị - di truyền - chọn lọc tự nhiên, đấu tranh sinh tồn để giải thích hình thành đặc điểm thể lồi người Ví dụ: Bộ não to, trí tuệ phát triển biến dị có lợi đấu tranh sinh tồn nên tăng cường dần Tư đứng thẳng biến dị có lợi nên củng cố qua chọn lọc tự nhiên Dùng lý luận chọn lọc giới tính để giải thích đặc điểm chủng tộc Ví dụ: Do đấu tranh chinh phục đàn bà mà đàn ông to khoẻ Tuỳ quan niệm đẹp nơi khác nhau, dẫn đến chọn lọc giới tính tạo chủng người khác màu da, màu tóc Nhược điểm: Ch R Darwin áp dụng nguyên vẹn quy luật sinh học để giải thích nguồn gốc lồi người, cho rằng, tồn thể, trí tuệ người sản phẩm chọn lọc tự nhiên Quan niệm Anghen Theo F Anghen, vấn đề nguồn gốc lồi người khơng đơn giải thích quy luật sinh học, muốn giải vấn đề phải ý đến vai trò nhân tố xã hội Các nhân tố xã hội gồm: lao động, tiếng nói, ý thức Trong lao động nhân tố xã hội Lao động điều kiện toàn đời sống người, lao động sáng tạo người Theo Anghen kiện quan trọng q trình phát sinh lồi người là: - Tay trở thành quan chế tạo dụng cụ lao động - Phát triển tiếng nói có âm tiết - Phát triển não hình thành ý thức - Hình thành đời sống xã hội Cống hiến Pavlov - 167 - Học thuyết Pavlov phản xạ, nêu lên ý nghĩa sinh học xã hội hệ thống tín hiệu thứ chứng minh sai khác chất hoạt động thần kinh người động vật Tiếng nói chữ viết tín hiệu tín hiệu Sự truyền đạt kinh nghiệm qua hệ tiếng nói chữ viết gọi di truyền tín hiệu, khác với di truyền sinh học thực qua ADN Vai trò nhân tố sinh học xã hội Trong q trình phát sinh lồi người có chi phối nhân tố sinh học (biến dị, di truyền, chọn lọc tự nhiên) nhân tố xã hội (lao động, tiếng nói, ý thức) - Các nhân tố sinh học đóng vai trị chủ yếu giai đoạn vượn người, sau phát huy tác dụng bị đẩy lùi xuống hàng thứ yếu - Các nhân tố xã hội đóng vai trị từ giai đoạn vượn người trở đi, nhân tố lao động Nhờ lao động mà người khỏi trình độ động vật, hạn chế phụ thuộc vào tự nhiên, tiến lên làm chủ tự nhiên III CÂU HỎI ƠN TẬP Trình bày diễn biến giai đoạn tiến hoá háo học trái đất? Vì nói q trình tiến hố học q trình phức tạp dần hợp chất cùa cácbon? Giai đoạn tiến hoá tiền sinh học có đặc điểm gì? 4.Trình bày thí nghiệm Milơ hình thành hợp chất hữu cơ? Ngày sống có tiếp tục hình thành theo phương thức hố học tiền sinh học hay khơng? Vì sao? Vai trò chọn lọc tự nhiên giai đoạn tiến hố tiền sinh học? Hố thạch gì? Vì hoá thạch chứng tiến hoá? Căn xác định tuổi hoá thạch? Nêu sinh vật điển hình đại kỉ? 10.Nêu điểm giống người động vật? Từ rút kết luận gì? 11.Trình bày điểm giồng khác người vượn người? Qua dó rút kết luận gì? 12 Nêu giai đoạn q trình phát sinh loài người 13.Nhân tố sinh học nhân tố xã hội đóng vai trị q trình phát sinh lồi người? Vì nói nhân tố xã hội đóng vai trị định? VI Gợi ý đáp án cho cho câu hỏi Trình bày diễn biến giai đoạn tiến hoá háo học trái đất? - 168 - - Tiến hố hố học q trình hình thành chất hữu đơn giản từ chất vô xảy theo phương thức hố học Thực chất q trình phức tạp dần hợp chất cácbon tạo nên sở vật chất chủ yếu cho hình thành mầm sống - Quả trình tiến hố hố học chia thành giai đoạn chính: + Sự hình thành chất hữu đơn giản Trong khí ngun thuỷ cách 4,5 tỉ năm có chất: CO2,NH3,hơi nước, CH4 , C2N2 ( chưa có O2 N2 ) Dưói tác dụng nhiều nguồn lượng tự nhiên ( xạ nhiệt mặt trời, tia tử ngoại, phngs điện trng khí quyển, hoạt động núi lửa, phân rã nguyên tố phóng xạ ) Từ hợp chất vơ YCác hợp chất hữu đơn giản gồm C H Y Hợp chất chứa nguyên tố C, H O ( saccharide lipid ) YCác hợp chất có nguyên tố C, H, O N ( Aminoaxit nucleotide ) + Sự hình thành đại phân tử Aminoaxit Y Protein đơn giản Y Protein phức tạp NucleotideY axit nucleic + Sự hình thành phân tử tự tái bản: Đầu tiên xuất phân tử ARN vừa có khả mang thơng tin di truyền vừa có khả tự xúc tác tái Sau xuất ADN mạch kép có nhiều đầy đủ ưu vất chất di truyền chọn lọc tự nhiên bảo tồn tích luỹ Các hợp chất hữu phức tạp nặng Y theo mưa rơi xuống biển Y đại dương nguyên thuỷ chứa đầy loại chất hữu hồ tan Vì nói q trình tiến hố học trình phức tạp dần hợp chất cùa cácbon? - Tiến hố hố học q trình hình thành chất hữu đơn giản từ chất vơ Mà hợp chất hữu hợp chất cácbon Các hợp chất hữu xuất sau phức tạp hợp chất hữu xuất hiên trước thành phần nguyên tố, cấu trúc phân tử, kích tước, khối lượng phân tử ngày thể rõ đa dạng đặc thù Do thực chất trình phức tạp dần hợp chất cacbon Trong khí nguyên thuỷ cách 4,5 tỉ năm có chất: Dưới tác dụng nhiều nguồn lượng tự nhiên ( xạ nhiệt mặt trời, tia tử ngoại, phóng điện khí quyển, hoạt động núi lửa, phân rã nguyên tố phóng xạ ) Từ hợp chất vô CO2,NH3,hơi nước, CH4 , C2N2 YCác hợp chất hữu đơn giản - 169 - gồm C H Y Hợp chất chứa nguyên tố C, H O ( saccharide lipid ) YCác hợp chất có nguyên tố C, H, O N ( Aminoaxit nucleotide ) Aminoaxit Y Protein đơn giản Y Protein phức tạp NucleotideY axit nucleic Giai đoạn tiến hố tiền sinh học có đặc điểm gì? - Sự tạo thành giọt coaserva: + Các chất hữu hoà tan nước tạo dung dịch keo + Các giọt keo khác có thẻ đơng tụ lại thành giọt nhỏ: giọt coaserva + Các coaserva hấp thụ chất hữu dung dịch Y lớn dần lên bién đổi cấu trúc nội Y phân chia thành giọt + Dưới tác động chọn lọc tự nhiên, cấu trúc thể thức phát triển coaserva ngày hồn thiện Coaservacó dấu hiệu sơ khai đặc tính trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản - Sự hình thành lớp màng + Lớp màng ngăn cách với mơi trường, có chất protein lipid xếp theo trật tự xác định + Coaserva thực trao đổi chất với môi trương thơng qua lớp màng - Hình thành tế bào nguyên thuỷ Qua trình chọn lọc tự nhiên giọt coaserva ngày có thêm đặc tính hoạt động trao đổi chất, sinh trưởng sinh sản di truyền dựa sở xuất khả tự chép polinucleotid thiết lập mối quan hệ ADN Y ARN Y Protein Tế bào sơ khai xuất có khả phân chia trì phành phần hố học thchs hợp chọn lọc tự nhiên bảo tồn, nhân rộng 4.Trình bày thí nghiệm Milơ hình thành hợp chất hữu cơ? Năm 1953 Xtanlây Milơ làm thí nghiệm ttổng hợp chất hưu từ chất vơ cơ: + Một bình cầu 5lít chứa hỗn hợp: nước, CH4 , H2 , CO2, NH3 + Sử dựng nguồn lượng tia lửa điện + Các sản phẩm tạo thành : Các hợp chất hữu cơ, có loại axit amin Ngày sống có tiếp tục hình thành theo phương thức hoá học tiện sinh học hay khơng? Vì sao? Khơng Vì: - 170 - - Thiếu điều kiện vật chất nguồn lượng khí nguyên thuỷ - Lượng chất hữu tích tụ khơng đủ lượng cần thiết thời gian tồn ( có mặt sinh vật dị dưỡng môi trường) để hình thành hệ tương tác - Do lợi cạnh tranh dạng sống sản phẩm trình chọn lọc tự nhiên qua thời gian lịch sử dài Sự hình thành mần sồng từ vật không sống xảy Vai trò chọn lọc tự nhiên giai đoạn tiến hoá tiền sinh học? - CLTN tác động cấp độ phân tử: đại phân tử có vai trị định sống prơtêin axit nuclêic qua CLTN có cấu trúc ngày ổn định, chức ngày chun hố - Trong mơi trường nước, hệ tương tác đại phân tử cững chịu tác động CLTN, dần hình thành lớp mang lipoprotein bao bọc, tăng tính ổn định tổ chức hệ thực trao đổi chất chọn lọc với môi trường - Tác động CLTN lên tế bào sống nguyên thuỷ mặt làm xuất ADN thay ARN, mặt khác làm hoàn thiện chế tác đoọng prơtein enzim chuyển hố vật chất lượng hoàn thiện chế di truyền phân tử làm cho mối liên quan cấu trúc chức đại ohân tử tế bào ngày chặt chẽ - Khi hình thành nên tế bào ngun thuỷ CLTN khơng tác động lên phân tử hữu riêng rẽ mà tác động lên tập hợp phân tử thể thống Tế bào sơ khai có tập hợp phân tửgiúp chúng có khả trao đổi chất lượng vói mơi trường, có khả phân chia, trì thành phần hố học ttồn phát triển Hố thạch gì? Vì hố thạch chứng tiến hố? - Hố thạch di tích sinh vật sống thời đại địa chất lưu giữ lớp đất đá - Hoá thạch chứng tiến hố vì: + Căn vào hố thạch suy lịch sử phát triển diệt vong loài sinh vật Từ dựng lại lịch sử phát triển tiến hố sinh giới + Hố thạch cịn dẫn liệu quí để nghiên cứu lịch sử vỏ trái đất + Là chứng cho thuyết tiến hoá chọn lọc tự nhiên + Là chứng cho thấy lịch sử phát triển sinh vật gắn liền với lịch sử phát triển vỏ trái đất Căn xác định tuổi hoá thạch? - Cănncws vào thời gian lắng đọng lớp địa tầng phủ lên theo thứ tự từ nông đến sâu Lớp sâu có độ tuổi nhiều ngược lại - 171 - - Để \xác định tuổi tuyệt đối thường dùng phwowng pháp đồng vị phóng xạ, vào thời gian bàn rã chất phóng xạ hố thạch Tốc độ phân rã ngun tố phóng xạ khơng đổi khơng phụ thcc vào điều kiện mơi trường + C14 có thơi gian bán rã 5730 năm, dùng đẻ xác định tuổi hoá thạch 75.000 năm + U238 Có thời gian bán rã 4,5 tỉ năm, dùng để xác định tuổi hoá thạch cổ xưa Nêu sinh vật điển hình đại kỉ? - Đại thái cổ Vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh xuất phát triển nước Vi khuẩn xuất cạn - Đại nguyên sinh Ở đại nguyên cổ xuất nhóm ngành tảo tảo lục, tảo vàng, tảo cỏ có hầu hết ngành động vật khơng xương sống Ở cuối đại xuất đại diện cổ chân khớp - Đại cổ sinh Có biến đổi đời sống sinh vật, di chuyển từ đời sống nước lên cạn Xuất hiến hầu hết đại diện sinh vật Động vật cịn thiếu động vật có vú, thực vật thiếu ngành hạt kín + Kỷ Cam bi Cách 570 triệu năm Động vật không xương sống phân hố Tơm ba (Trilobotes) nhóm chân khớp cổ nhất, tồn đại cổ sinh Chúng chiếm tới 60% động vật kỷ Cambi + Kỷ Xi lua Xuất thực vật cạn Quyết trần Động vật không xương sống cạn lớp Nhện Tôm Ba phát triển, xuất giáp xác không hàm + Kỷ Đề vôn -Thực vật lên cạn hàng loạt Xuất thực vật đầu tiên, có rễ, thân có mạch dẫn, biểu bì có khí khổng Quyết trần tồn 20 - 30 triệu năm - Mộc tặc, Thạch tùng, Dương xỉ xuất vào cuối kỷ Đề von -Cá giáp có hàm chiếm ưu -Cuối kỷ Đề von côn trùng xuất + Kỷ than đá - 172 - Đầu kỷ thực vật phát triển mạnh Cuối kỷ, xuất dương xỉ có hạt Về động vật, cá sụn phát triển, xuất côn trùng biết bay + Kỷ Pecmơ Cách 270 triệu năm -Dương xỉ bị tiêu diệt dần thay hạt trần, thụ tinh không lệ thuộc vào nước -Bò sát phát triển mạnh, cuối kỷ pecmơ xuất bò sát thú động vật ăn thịt (đây dạng tổ tiên gần với thú sau này) Sự kiện quan trọng cổ đại sinh chinh phục đất liền động vật thực vật, vi khuẩn, tảo xanh địa y chuẩn bị trước Điều kiện sống phức tạp nước nên chọn lọc tự nhiên làm cho sinh vật cạn phức tạp tổ chức, hoàn thiện phương thức sinh sản - Đại trung sinh + Kỷ Tam điệp - Cây hạt trần phát triển mạnh - Cá xương phát triển ưu - Bò sát phát triển mạnh đa dạng - Xuất động vật có vú đầu tiên, thú đẻ trứng + Kỷ Giura -Thực vật hạt trần phát triển ưu thế, dương xỉ có hạt bắt đầu bị diệt vong -Trên cạn nước có thằn lằn khủng khiếp, thằn lằn sống, thằn lằn khổng lồ Trên khơng có loại thằn lằn biết bay -Trong kỷ xuất tổ tiên lớp chim + Kỷ Phấn trắng - Xuất hạt kín Giữa kỷ xuất mầm hai mầm - Bò sát tiếp tục thống trị, xuất thằn lằn leo trèo Đại trung sinh thời đại bò sát Chúng phát triển ưu tuyệt đối bắt đầu bị tiêu diệt đại Sự diệt vong nhanh chóng phần lớn bị sát tạo điều kiện cho động vật máu nóng phát triển - Đại tân sinh + Kỷ Thứ ba - 173 - - Từ đầu kỷ, thực vật phát triển gần ngày - Xuất hầu hết họ chim đại, đặc biệt có số lồi chim khổng lồ - Thực vật hạt kín, trùng phát triển Cuối kỷ thứ có đủ đại diện tất họ động vật thực vật ngày + Kỷ Thứ tư - Sự xuất loài người - Động vật thực vật phong phú đa dạng 10.Nêu điểm giống người động vật? Từ rút kết luận gì? - Bộ xương gồm phần tương tự cxương động vật có xương sống - Các cư quan nội tạng xếp giống - Người đặc biệt giống thú: có lông mao, tuyến sữa, đẻ nuôi sữa - Bộ phân hoá thành rawng cửa, nanh, hàm - Trên thể người có quan thối hố ( di tích quan xưa phát triển động vật có xương sống ): ruột thừa, nếp thịt nhỏ khoé mắt, mấu lồi ỏ mép vành tai phía - Sự phát triển phôi người lặp lại giai đoạn lịch sử phát triển động vật: + Giai đoạn đầu phơi giống cá: có khe mang, não có năm phần + Sau có nhiều điểm giống thú: lơng mao bao phủ tồn thân, ngón đối diện với ngón khác, có vài đơi tuyến vú, có dài - Người có tượng lại tổ: có đi, có lơng rậm khắp thân, có vài ba đơi tuyến vú Kết luận: Những điểm giống ming chứng cho nguồn gốc động vật lồi người 11.Trình bày điểm giồng khác người vượn người? Qua dó rút kết luận gì? - Sự giông nhau: ( Giống người tinh tinh, đười ươi gorrilla ) + Về hình dạn kích thước: cao 1,5 - 2,0 m, nặng 70 - 200 kg, khơng có đi, đứng hai chân sau + Nhóm máu: nhóm máu + Kích thước, hình dang tinh trùng, cấu tạo thai giống + Chu kì kinh nguyệt 28 - 30 ngày - 174 - + Thời gian mang thai: 270 - 275 ngày, cho bú khoảng năm ngừng tiết sữa + Bộ não to, có nhiêue khúc cuộn nếp nhăn + Biết biểu lộ vui buồn giận giữ, biết cầm nắm công cụ - Sự khác nhau: Điếm khác Bộ xương Người Vượn người + Cột sống cong hình chữ S +Lồng ngực hẹp trước sau + Tay ngắn chân, gót chân kéo dài sau + Tay hồn tồn giải phóng khỏi chức di chuyển, ngón to khoẻ, linh hoạt + Não lớn có nhiều khúc cuộn nếp nhăn + Hộp sọ lớn mặt + Thuỳ trán rộng, khơng cịn gờ hốc mắt + Cột sống cong hình chữ C +Lồng ngực hẹp ngang + Tay dài chân, gót chân khơng kéo dài sau + Tay phải ttì xuống đất di chuyển, ngón nhỏ + Não nhỏ nếp nhăn + Mặt dài lớn hộp sọ + Thuỳ trán phát triển, có gờ hóc mắt Bộ não hộp sọ +Răng bớt thô, xương hàm bớt to, quai hàm bé + Có lồi cằm + Não có vùng cử đơng nói, vùng hiếu tiếng nói, có khả tư trừu tượng Bộ nhiễm 2n = 46 sắc thể +Răng thô, xương hàm to, quai hàm lớn + khơng có lồi cằm + khơng có 2n = 48 Kết luận: - Những điểm giống chứng tỏ người vượn người có quạn hệ họ hàng gần gũi - Những điểm khác chứng tỏ vượn người tổ tiên trực tiếp loài người mà người vượn người hai nhánh phát sinh từ gốc chung tiến hoá theo hai hướng khác 12 Nêu giai đoạn q trình phát sinh lồi người - Vượn người hố thạch Ơxtralơpitec + Sống kỉ thứ ba, cách - triệu năm + Đi hai chân, khom phía trước + Cao 120cm - 140cm, nặng 20 - 40kg, hộp sọ 450 - 750 cm3 - 175 - + Biết sử dụng cành cây, đá để tự vệ công - Người cổ Homo habilis ( người khéo léo ): + Sống cách 1,6 - triệu năm + Dáng thẳng đứng + Cao 100cm - 150cm, nặng 25 - 50kg, hộp sọ 600 - 800 cm3 +Sống thành bầy đàn, biết chế tác sử dụng công cụ đá Người cổ Homo erectus ( người đứng thẳng ): + Sống cách 35000 năm - 1,6 triệu năm + Dáng thẳng đứng + Cao 170cm, nặng 25 - 50kg, hộp sọ 900 - 950 cm3 +Sống thành bầy đàn, biết chế tác sử dụng công cụ đá tinh vi Người Nêanđectan: + Sống cách 30.000 - 150.000 năm + Cao 155 - 166cm, hộp sọ 1400 cm3 + Xương hàm nhỏ, có lồi cằm +Sống thành bầy đàn hang động, biết dùng lửa thông thạo, sống săn bắt hái lượm, chế tác cộng cụ đá tinh xảo, bước đầu có đời ssống văn hoá -Người đại Homo sapiens: + Sống cách 35.000 - 50.000 năm + Cao 189cm, nặng 70kg, hộp sọ 1700 cm3 + Xương hàm nhỏ, có lồi cằm rõ + Biết chế tạo sử dụng nhiều công cụ tinh xao xương, sừng, Sống thành lạc, có văn hoa phức tạp, có mầm mống mỹ thuật tôn giáo 13.Nhân tố sinh học nhân tố xã hội đóng vai trị q trình phát sinh lồi người? Vì nói nhân tố xã hội đóng vai trị định? a Nhân tố sinh học: - Đột biến: + Đột biến NST: Đột biến chuyển đoạn NST làm hoà nhập hai NST tâm mút tinh tinh thành NST người xem bước tiến hố quan trọng hình thành NST 2n = 46 người - 176 - + Bộ NST người sai khác NST tinh tinh NST đảo đoạn qua tâm + Đột biến gen: gen người khác gen tinh tinh khoảng 1,6 - % cặp nuclêotit - Chọn lọc tự nhiên: Tổ tiên loài người loài vượn người sống chủ yếu Do điều kiện tự nhiên thay đổi, rừng thu hẹp, chúng phải chuyển xuoóng mặt đất sinh sống Chọn lọc tự nhiên bảo tồn tích luỹ đặc điểm thích nghi mới: băng hai chân, hai tay đần giải phóng Y dẽ dàng săn bắn hái lượm, chăm sóc con, quan sát phát kẻ thù từ xa b Nhân tố xã hội - Lao động: + Chế tác sử dụng công cụ lao động + Chăn ni trồng trọt - Tiếng nói chữ viết, sở lao động phát triển tiếng nói chữ viết hình thành ý thức tư trừu tượng Ngược lại, tiếng nói ý thức giúp lao động ngày phát triển Đó nhân tố xã hội đóng vai trị chủ đạo việc hình thành ngưỡi xã hội - 177 - ... Quảng Ninh 11 188 B Sinh lý Nội tiết -4- Tạ Thị Thu Hiền - Trường THPT chuyên Vĩnh Phúc LỜI NÓI ĐẦU Thế kỷ XXI kỷ sinh học Chưa Sinh học lại phát triển mạnh mẽ năm cuối kỷ XX đầu kỷ XXI Các số liệu... bào sinh dưỡng tách làm nhiệm vụ sinh sản, gọi tế bào sinh dục sơ khai Các tế bào trải qua giai đoạn: + Giai đoạn sinh sản: nguyên phân liên tiếp nhiều đợt tạo tế bào sinh dục + Giai đoạn sinh. .. tế bào sinh dưỡng thể trưởng thành tách làm nhiệm vụ sinh sản, gọi tế bào sinh dục sơ khai Các tế bào trải qua giai đoạn: + Giai đoạn sinh sản: nguyên phân liên tiếp nhiều đợt tạo tế bào sinh dục