Có bao nhiêu bằng chứng tiến hoá không phải là bằng chứng sinh học phân tử

Bằng chứng tiến hóa ở đây được hiểu  là những bằng chứng nói lên mối quan hệ họ hàng giữa các loài sinh vật với nhau. Có hai loại bằng chứng tiến hóa:

• Bằng chứng trực tiếp: các hóa thạch.
• Bằng chứng gián tiếp: gồm có bằng chứng giải phẩu so sánh, bằng chứng phôi sinh học so sánh, bằng chứng địa lí sinh vật học, bằng chứng tế bào học và sinh học phân tử.

Sự tương đồng về nhiều đặc điểm giải phẫu giữa các loài là bằng chứng gián tiếp cho thấy các loài sinh vật hiện nay được tiến hóa từ một tổ tiên chung. Các loài có cấu tạo giải phẩu càng giống nhau thì có quan hệ họ hàng càng thân thuộc.

• Cơ quan tương đồng: là những cơ quan nằm ở những vị trí tương ứng trên cơ thể, có cùng nguồn gốc trong quá trình phát triển phôi nên có kiểu cấu tạo giống nhau nhưng hiện tại các cơ quan này có thể thực hiện các chức năng rất khác xa nhau. Cơ quan tương đồng phản ánh sự tiên hóa phân li.

• Cơ quan tương tự: là những cơ quan khác nhau về nguồn gốc nhưng đảm nhiệm những chức phân giống nhau nên có kiểu hình thái tương tự. Cơ quan tương tự phản ánh tiến hóa đồng quy.

Ví dụ: gai xương rồng với gai cây hoa hồng, chân chuột chũi với chân dế chũi, cánh dơi với cánh côn trùng.

• Cơ quan thoái hóa (cũng là cơ quan tương đồng): là cơ quan phát triển không đầy đủ ở ơ thể trưởng thành. Do điều kiện sống của loài thay đổi, các cơ quan này mất dần chức năng ban đầu, tiêu giảm dần và hiện chỉ để lại một vài vết tích xưa kia của chúng.

Ví dụ: Xương cùng, ruột thừa, răng khôn ở người, di tích các tuyến sửa ở các con đực các loài động vật có vú.

Sự giống nhau trong phát triển phôi: Sự giống nhau trong phát triển phôi của các loài thuộc các nhóm phân loại khác nhau là một bằng chứng về nguồn gốc chung của chúng. Những đặc điểm giống nhau đó càng nhiều và càng kéo dài trong giai đoạn phát triển muộn của phôi chứng tỏ quan hệ họ hàng càng gần.

• Phôi của cá, kỳ nhông, rùa, gà, các loài động vật có vú, người điều trải qua giai đoạn có khe mang.
• Tim phôi của các loài động vật có vú lúc đầu cũng có 2 ngăn như tim cá, sau mới phát triển thành 4 ngăn.

Định luật phát sinh sinh vật: Muller và Haeckel đã nêu lên định luật phát sinh sinh vật (1866) “ sự phát triển các thể lặp lại một cách rút gọn lịch sử phát triển của loài”. Định luật phát sinh sinh vật phản ánh mối quan hệ giữa phát triển cá thể và phát triển chủng loại, có thể vận dụng để xem xét mối quan hệ họ hàng giữa các loài.

Các dẫn liệu đia lý sinh vật học chứng tỏ:

• Mỗi động vật hay thực vật phát sinh trong một thời kỳ lịch sử nhất định, tại một vùng nhất định.
• Từ trung tâm đó, loài đã mở rộng phạm vi phân bố và tiến hóa theo con đường phân ly, thích nghi với những điều kiện địa lý, sinh thái khác nhau; cách ly địa lý là nhân tố thúc đẩy sự phân ly.

Nhận xét của Đacuyn: Đacuyn là một trong những người đầu tiên nhân thấy:

• Các loài có họ hàng thân thuộc thường phân bố trong cùng một khu vực địa lý vì chúng tiến hóa từ một tổ tiên chung.
• Những khu vực địa lý khác xa nhau nhưng có điều kiện tự nhiên tương tự nhau thường có các loài khác biệt nhau; như vậy điều kiện tự nhiên giống nhau không phải là yếu tố quyết định sự giống nhau giữa các loài; sự giống nhau giữa các loài chủ yếu là do chúng tiến hóa từ một tổ tiên chung.

Từ nghiên cứu về cấu trúc của tế bào động, thực vật và vi khuẩn M.Schleiden (1838) và T.Schwann (1839) đã hình thành nên học thuyết tế bào, cho rằng:

• Tất cả các sinh vật từ đơn bào đến động vật, thực vật đều có cấu tạo từ tế bào. Tế bào là đơn vị cơ bản tạo nên mọi cơ thể sống.
• Mọi tế bào đều sinh ra từ tế bào sống trước đó và không có sự hình thành tế bào ngẫu nhiên từ chất vô sinh, sự lớn lên, sự sinh sản của mọi cơ thể đa bào đều liên quan đến sự phân chia tế bào.

Thuyết tế bào cho thấy nguồn gốc thống nhất của sinh giới, nghĩa là mọi sinh vật đều có cùng nguồn gốc.

Cơ sở vật chất chủ yếu của sự sống trên Trái Đất là các đại phân tử axít nuclêic và prôtêin

• ADN có vai trò lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. Tế bào của tất cả các loài sinh vật hiện nay đều sử dụng chung một loại mã di truyền; chúng có tính phổ biến chung cho các loài.
• Prôtêin của các loài đều cấu tạo từ 20 loại axít amin và mối loại prôtêin của loài được đặc trưng bời thành phần, số lượng và nhất là trật tự sắp xếp của các axít amin.
• Phân tích trình tự sắp xếp của các axít amin của cùng một loại prôtêin hay trình tự các nuclêôtit của cùng một gen ở các loài khác nhau có thể cho ta biết được mối quan hệ họ hàng giữa các loài; các loài có quan hệ họ hàng càng gần thì trình tự các axít amin hay trình tự các nuclêôtit càng có xu hướng giống nhau vì các loài vừa mới tách ra từ một tổ tiên chung nên chưa đủ thời gian để CLTN có thể phân hóa tạo nên sự sai khác lớn về cấu trúc phân tử.

+ Trình tự các axít amin trong đoạn pôlipeptit β của phân tử Hemoglobin:

Đười ươi: …Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys-Ser…

Lợn: ………Val-His-Leu-Ser-Ala-Glu-Glu-Lys-Ser…

+ Trình tự nucleotit của mạch gốc của đoạn gen mã hóa cấu trúc của nhóm enzym đehyđrôgenasse ở người và các loài vượn người:

Người: -XGA-TGT-TGG-GTT-TGT-TGG-

Tinh tinh: -XGT-TGT-TGG-GTT-TGT-TGG-

Đười ươi: -XGT-TGG-TGG-GTX-TGT-GAT-

• Nguyên nhân và cơ chế tiến hóa

Trong chương trình sinh học lớp 10 thì nội dung về chu kỳ tế bào, nguyên phân và giảm phân các em cần học kỹ và làm bài tập liên quan. Đây là kiến thức hết sức quan trọng để có thể học tiếp những kiến thức liên quan ở lớp tiếp tiếp theo.

• Cơ chế nguyên phân
• Cơ chế giảm phân

Kiến thức các em đọc ở sách giáo khoa sinh học lớp 10, ở phần này tác giả chỉ trích một số câu hỏi thường gặp trong nội dung chuyên đề chu kỳ tế bào, quá trình nguyên phân và giảm phân.

– Chu kì tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp. Một chu kì tế bào bao gồm kì trung gian và quá trình nguyên phân. Kì trung gian gồm ba pha theo thứ tự là G1 , S, G2, trong đó pha G1 là thời kì sinh trưởng chủ yếu của tế bào; pha S diễn ra sự nhân đôi của ADN và nhiễm sắc thể. Kết thúc pha S, tế bào sẽ chuyển sang pha G2, lúc này tế bào sẽ tổng hợp tất cả những gì còn lại cần cho quá trình phân bào. Nguyên phân diễn ra ngay sau pha G2.

– Chu kì tế bào được điều khiển một cách rất chặt chẽ. Thời gian và tốc độ phân chia tế bào ở các bộ phận khác nhau của cùng một cơ thể động vật, thực vật là rất khác nhau và được điều khiển nhằm đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể.

– Với sinh vật nhân thực đơn bào, nguyên phân là cơ chế sinh sản. Từ một tế bào mẹ qua nguyên phân tạo ra 2 tế bào con giống hệt nhau.

– Với sinh vật nhân thực đa bào, nguyên phân làm tăng số lượng tế bào giúp cơ thể sinh trưởng và phát triển, tái sinh các mô, cơ quan bị tổn thương.

– Ở các các sinh vật sinh sản sinh dưỡng, nguyên phân là hình thức sinh sản tạo ra các cá thể con có kiểu gen giống kiểu gen của cá thể mẹ. Ứng dụng đặc điểm này trong nuôi cấy mô tế bào, giâm, chiết, ghép cành đạt hiệu quả.

+ Kì đầu: các NST kép sau khi nhân đôi ở kì trung gian bắt đầu co xoắn lại; cuối kì màng nhân và nhân con biến mất; thoi phân bào dần xuất hiện.

+ Kì giữa: các NST kép co ngắn cực đại, tập trung thành 1 hàng dọc ở mặt phẳng xích đạo; thoi phân bào được đính vào 2 phía của NST tại tâm động.

+ Kì sau: 2 nhiễm sắc tử trong mỗi NST kép tách nhau ra và phân ly đồng đều trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào.

+ Kì cuối: các NST tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh; màng nhân và nhân con xuất hiện.

+ Xảy ra ở kì cuối sau khi hoàn tất việc phân chia vật chất di truyền.

+ Tế bào chất phân chia dần, tách tế bào mẹ thành 2 tế bào con. Các tế bào động vật phân chia tế bào chất bằng cách thắt màng tế bào ở vị trí mặt phẳng xích đạo, còn tế bào thực vật lại tạo thành vách ngăn tế bào ở mặt phẳng xích đạo.

– Các NST xoắn tới mức cực đại rồi mới phân chia nhiễm sắc tử để dễ di chuyển trong quá trình phân bào và phân chia đồng đều vật chất di truyền mà không bị rối loạn.

– Sau khi phân chia xong, NST tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh giúp thực hiện việc nhân đôi ADN, tổng hợp ARN và các prôtêin, chuẩn bị cho chu kì sau.

+ Đều có bộ máy phân bào (thoi phân bào)

+ Lần phân bào II của giảm phân diễn biến giống nguyên phân: NST kép xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào ở kì giữa, các nhiễm sắc tử tách nhau ra và di chuyển trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào ở kì sau.

+ NST đều trải qua các biến đổi: tự nhân đôi, đóng xoắn, tập hợp ở mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc, phân li về các cực của tế bào, tháo xoắn

+ Sự biến đổi của màng nhân, trung thể, thoi vô sắc, tế bào chất và vách ngăn tương tự nhau.

+ Đều giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định bộ NST của loài trong các hình thức sinh sản (vô tính và hữu tính).

1. Giảm phân I: Giống nguyên phân, tại kì trung gian, các NST được nhân đôi tạo các NST kép gồm 2 nhiễm sắc tử đính với nhau ở tâm động.

– Các cặp NST kép bắt đôi với nhau theo từng cặp tương đồng và có thể trao đổi đoạn crômatit cho nhau (hiện tượng trao đổi chéo). Sau khi tiếp hợp, các NST kép dần co xoắn.

– Thoi phân bào dần hình thành, một số sợi thoi được đính với tâm động của các NST.

– Cuối kì màng nhân, nhân con biến mất.

– Kì đầu I chiếm phần lớn thời gian của quá trình giảm phân, tuỳ từng loài sinh vật mà có thể kéo dài tới vài ngày đến vài chục năm.

– Các cặp NST kép tương đồng sau hi co ngắn cực đại sẽ tập trung thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi tơ vô sắc.

– Dây tơ vô sắc từ mỗi cực tế bào chỉ đính vào một phía của mỗi NST kép trong cặp tương đồng.

– Mỗi NST kép trong cặp NST kép tương đồng di chuyển theo thoi tơ vô sắc về một cực của tế bào.

– NST dần dãn xoắn, màng nhân và nhân con xuất hiện, thoi vô sắc biến mất.

– Quá trình phân chia tế bào chất tạo nên 2 tế bào con có số lượng NST kép giảm đi một nửa (n kép).

2. Giảm phân II: giảm phân II cơ bản giống nguyên phân cũng bao gồm các kì: kì đầu II, kì giữa II, kì sau II, kì cuối II. Tuy nhiên ở lần giảm phân II có một điểm cần lưu ý sau:

– Không xảy ra sự nhân đôi và tiếp hợp trao đổi chéo NST.

– Ở kì giữa II, các NST kép chỉ tập trung thành 1 hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc.

– Ở kì sau II, các NST kép tách nhau ở tâm động thành 2 NST đơn, mỗi NST đơn đi về 1 cực của tế bào.

– Kết thúc kì cuối II (kết thúc quá trình phân bào), có 4 tế bào con được tạo ra từ một tế bào mẹ, mỗi tế bào con mang bộ NST đơn bội (n đơn).

– Ở các loài động vật, quá trình phát sinh giao tử đực, 4 tế bào con sẽ biến thành 4 tinh trùng; quá trình phát sinh giao tử cái, 4 tế bào con sẽ biến thành 1 trứng và 3 thể cực. Ở các loài thực vật, sau khi giảm phân các té bào con phải trải qua một số lần phân bào để thành hạt phấn hoặc túi phôi.

– Sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp NST trong quá trình giảm phân kết hợp với quá trình thụ tinh thường tạo ra nhiều biến dị tổ hợp, góp phần làm tăng tính đa dạng của sinh giới. Sự đa dạng di truyền ở thế hệ sau của các loài sinh vật sinh sản hữu tính là nguồn nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên, giúp các loài có khả năng thích nghi với điều kiện sống mới.

– Sự phối kết hợp 3 quá trình nguyên phân, giảm phân, thụ tinh đã đảm bảo duy trì, ổn định bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính.

– Giảm phân II về cơ bản cũng giống như nguyên phân, đều bao gồm các kì: kì đầu, kì giữa, kì sau và kì cuối. Diễn biến hoạt động của NST cơ bản cũng giống nhau: NST co xoắn, tập trung thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo, các NST kép tách nhau ở tâm động, mỗi NST đơn di chuyển về một cực của tế bào.

– So với nguyên phân, giảm phân II có một số điểm khác biệt: NST không nhân đôi, 2 tế bào con có bộ NST đơn bội ( n ).