Bài tập: Luyện tập: Tiến hóa

Bài tập Luyện tập: Tiến hóa

Giới thiệu

Trong chương trình Sinh học lớp 12, các em đã được tìm hiểu về các học thuyết tiến hóa, các nhân tố tiến hóa, quá trình hình thành loài và nguồn gốc sự sống. Bài luyện tập này sẽ giúp các em củng cố kiến thức thông qua các dạng bài tập tiêu biểu, từ đó nắm vững hơn các khái niệm trọng tâm và rèn luyện kỹ năng giải bài tập về tiến hóa.

Lý thuyết cần nhớ

Trước khi làm bài tập, các em cần ghi nhớ một số nội dung quan trọng:

• Thuyết tiến hóa của Darwin: Chọn lọc tự nhiên tác động lên các biến dị cá thể, dẫn đến hình thành đặc điểm thích nghi. Loài mới được hình thành từ từ qua nhiều dạng trung gian.
• Thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại: Nhấn mạnh vai trò của di truyền học quần thể. Các nhân tố tiến hóa gồm: đột biến, di nhập gen, chọn lọc tự nhiên, biến động di truyền (phiêu bạt di truyền), giao phối không ngẫu nhiên.
• Khái niệm loài và cơ chế hình thành loài: Loài là đơn vị sinh sản, cách li sinh sản. Hình thành loài mới thường gắn với cách li địa lí hoặc cách li sinh thái, tập tính.

Ví dụ minh họa có hướng dẫn giải

Dạng 1: Bài tập về các nhân tố tiến hóa

Ví dụ: Một quần thể thực vật có cấu trúc di truyền ở thế hệ xuất phát (P): 0,2AA : 0,6Aa : 0,2aa. Qua một thế hệ tự thụ phấn, hãy xác định tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ F1.

Hướng dẫn giải:

• Bước 1: Xác định kiểu tự thụ phấn. Tự thụ phấn là trường hợp giao phối không ngẫu nhiên, làm tăng tỉ lệ đồng hợp, giảm tỉ lệ dị hợp.
• Bước 2: Tính tỉ lệ các kiểu gen ở F1:
  • AA tự thụ → 100% AA.
  • Aa tự thụ → 1/4 AA : 2/4 Aa : 1/4 aa.
  • aa tự thụ → 100% aa.
• Bước 3: Áp dụng vào quần thể:
  • Tỉ lệ AA ở F1 = 0,2 + 0,6 × (1/4) = 0,2 + 0,15 = 0,35.
  • Tỉ lệ Aa ở F1 = 0,6 × (2/4) = 0,3.
  • Tỉ lệ aa ở F1 = 0,2 + 0,6 × (1/4) = 0,2 + 0,15 = 0,35.

Kết luận: Ở thế hệ F1, tỉ lệ kiểu gen là: 0,35AA : 0,3Aa : 0,35aa. Nhân tố tiến hóa tác động ở đây là giao phối không ngẫu nhiên.

Dạng 2: Bài tập về chọn lọc tự nhiên và thích nghi

Ví dụ: Ở một loài bướm, màu cánh trắng (do gen trội B) giúp chúng ngụy trang tốt trên vỏ cây bạch dương. Màu cánh đen (do gen lặn b) dễ bị chim săn mồi phát hiện. Khi môi trường bị ô nhiễm, vỏ cây bạch dương chuyển màu đen, hãy dự đoán sự thay đổi tần số alen B và b trong quần thể qua các thế hệ.

Hướng dẫn giải:

• Bước 1: Xác định điều kiện môi trường thay đổi. Ban đầu, môi trường sáng, màu trắng có lợi. Sau ô nhiễm, môi trường tối, màu trắng trở nên bất lợi (dễ bị phát hiện), màu đen có lợi hơn.
• Bước 2: Tác động của chọn lọc tự nhiên:
  • Cá thể cánh trắng (B-) bị săn mồi nhiều hơn → tỉ lệ sống sót và sinh sản thấp.
  • Cá thể cánh đen (bb) có khả năng sống sót cao hơn, truyền nhiều alen b cho thế hệ sau.
• Bước 3: Kết quả: Tần số alen B giảm dần, tần số alen b tăng dần qua các thế hệ. Đây là chọn lọc vận động theo hướng thích nghi với môi trường mới.

Ghi nhớ

• Các nhân tố tiến hóa làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể. Trong đó, chọn lọc tự nhiên là nhân tố chính quy định chiều hướng tiến hóa.
• Phiêu bạt di truyền (biến động di truyền) đặc biệt quan trọng trong quần thể nhỏ, có thể làm mất alen một cách ngẫu nhiên.
• Loài mới hình thành khi có sự cách li sinh sản giữa các quần thể. Cách li địa lí tạo điều kiện cho các nhân tố tiến hóa hoạt động.

Bài tập gợi ý (tự luyện)

1. Một quần thể có tần số alen A = 0,8, a = 0,2. Nếu quần thể này giao phối ngẫu nhiên, hãy tính thành phần kiểu gen ở thế hệ tiếp theo. Nhân tố tiến hóa nào không tác động trong trường hợp này?
2. Giải thích tại sao ở các đảo xa, tỉ lệ loài đặc hữu lại cao? Vai trò của cách li địa lí thể hiện như thế nào?
3. Một quần thể vi khuẩn ban đầu nhạy cảm với kháng sinh. Sau nhiều lần điều trị, quần thể xuất hiện các chủng kháng thuốc. Hãy giải thích hiện tượng này dưới góc nhìn của thuyết tiến hóa hiện đại, nêu rõ vai trò của đột biến và chọn lọc tự nhiên.

Chúc các em luyện tập tốt và hiểu sâu hơn về quá trình tiến hóa của sinh giới!