Giáo án NLS Sinh học 12 kết nối Bài 21: Học thuyết tiến hoá tổng hợp hiện đại

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 6 nhóm lớn, mỗi nhóm lớn chia thành các nhóm nhỏ nghiên cứu mục II SGK tr.106 - 108. 

- Nhóm trưởng của nhóm lớn bao quát nhóm, điều hành nhóm để HS trong nhóm thảo luận từ nhóm nhỏ. So sánh kết quả của các nhóm nhỏ, lựa chọn đáp án đúng để điền vào Phiếu hoạt động của nhóm lớn.

- GV sử dụng số giám khảo bằng số nhóm (là chuyên gia sinh học hoặc HS cốt cán môn Sinh).

- GV tổ chức cho các nhóm hoạt động theo hình thức “Ai nhanh hơn ai”, phát phiếu học tập số 1 và yêu cầu hoàn thành trong 3 phút.

- Thu phiếu học tập của các nhóm và yêu cầu ban giám khảo chấm chéo các nhóm (trường hợp giám khảo nằm trong các tổ, nhóm).

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi Dừng lại và suy ngẫm SGK tr.108: Ở sinh vật nhân thực, dưới tác động của chọn lọc tự nhiên, tần số allele trội hay allele lặn thay đổi nhanh hơn? Giải thích.

- GV đặt tình huống: HS đóng vai thành một nhà sinh học, mô phỏng kết quả của một quần thể bọ rùa 100 con (50 đỏ, 50 vàng) sau một trận hỏa hoạn ngẫu nhiên chỉ còn 10 con sống sót. Tần số alen thay đổi thế nào? Đây là nhân tố gì? 

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

- Các nhóm tiến hành các nhiệm vụ theo phân công của GV.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Các nhóm thu phiếu học tập, giám khảo chấm chéo các nhóm.

Hướng dẫn trả lời Phiếu học tập số 1:

Câu 1: Nhân tố tiến hóa là những nhân tố làm thay đổi tần số allele và tần số kiểu gene của quần thể.

Vai trò: làm thay đổi tần số allele hoặc tần số kiểu gene trong quần thể. Trải qua thời gian đủ dài, những nhân tố này tạo ra sự khác biệt đủ lớn về cấu trúc di truyền giữa các quần thể dẫn đến các cá thể ở quần thể này không sinh sản với các cá thể ở quần thể khác cùng loài và hình thành loài mới.

Câu 2: 1Đ, 2S (rất thấp), 3Đ, 4Đ, 5Đ, 6S (càng nhỏ), 7Đ, 8Đ, 9S (không theo một hướng xác định), 10Đ, 11Đ, 12Đ, 13S (làm tăng sự đa dạng di truyền của quần thể), 14Đ, 15S (tác động trực tiếp lên kiểu hình), 16S (cá thể có kiểu hình trội sẽ làm thay đổi tần số allele trội nhanh hơn so với tác động lên cá thể có kiểu hình lặn), 17Đ, 18Đ, 19Đ, 20S (hướng tăng tần số kiểu gene đồng hợp, giảm tần số kiểu gene dị hợp), 21Đ.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi 2 hộp Dừng lại và suy ngẫm SGK tr.108: Nếu cùng chịu áp lực chọn lọc như nhau, tần số allele trội sẽ thay đổi nhanh hơn so với sự thay đổi tần số allele lặn. Lí do là chọn lọc tự nhiên tác động trực tiếp lên kiểu hình của sinh vật. Allele trội biểu hiện ra kiểu hình ở cả trạng thái đồng hợp lẫn dị hợp nên chọn lọc tự nhiên có thể nhanh chóng loại bỏ các cá thể có allele trội có hại, trong khi các allele lặn có hại không bị loại bỏ khi ở trạng thái dị hợp tử.

- HS khác nhận xét, bổ sung câu trả lời cho câu hỏi củng cố.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá bài trình bày của các nhóm, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV chuẩn kiến thức, yêu cầu HS ghi chép vào vở.

- GV dẫn dắt sang hoạt động tiếp theo.

II. CÁC NHÂN TỐ TIẾN HÓA

1. Đột biến

- Đột biến gene làm xuất hiện các allele mới hoặc biến allele này thành allele khác, từ đó làm thay đổi tần số allele của quần thể.

- Tần số đột biến tự phát thường rất thấp nên không làm thay đổi đáng kể tần số allele của quần thể.

- Mỗi cá thể có rất nhiều gene và số lượng cá thể trong một quần thể khá lớn nên đột biến có vai trò làm phong phú vốn gene của quần thể, tạo nguyên liệu cho quá trình tiến hoá.

2. Phiêu bạt di truyền

- Phiêu bạt di truyền là quá trình thay đổi tần số allele của quần thể, gây nên bởi các yếu tố ngẫu nhiên (môi trường, bão tố, lũ lụt, hoả hoạn,...) làm chết các cá thể, bất kể chúng mang các gene có lợi hay có hại.

- Phiêu bạt di truyền thường làm biến mất một loại allele nào đó khỏi quần thể bất kể allele đó là có lợi, có hại hay trung tính dẫn đến làm giảm sự đa dạng di truyền của quần thể.

- Quần thể có kích thước càng nhỏ thì các yếu tố ngẫu nhiên làm thay đổi tần số allele càng mạnh.

3. Dòng gene

- Dòng gene là sự di chuyển các allele vào hoặc ra khỏi quần thể thông qua sự di chuyển của các cá thể hữu thụ hoặc các giao tử của chúng.

- Dòng gene làm thay đổi tần số allele của quần thể không theo một hướng xác định.

- Mức độ thay đổi tần số allele của quần thể bởi dòng gene phụ thuộc vào sự chênh lệch tần số allele giữa quần thể cho và quần thể nhận. Sự chênh lệch càng lớn thì sự thay đổi tần số allele càng mạnh.

- Sự thay đổi tần số allele bởi dòng gene còn phụ thuộc vào hệ số nhập cư (m) là lớn hay nhỏ.

- Hệ số nhập cư là tỉ số giữa số cá thể nhập vào quần thể nhận trên tổng số các cá thể

của quần thể nhận sau khi nhập cư.

- Dòng gene có thể làm tăng sự đa dạng di truyền của quần thể khi đưa thêm allele mới vào quần thể.

4. Chọn lọc tự nhiên

- Chọn lọc tự nhiên là quá trình làm tăng dần tần số allele và tần số kiểu gene quy định đặc điểm thích nghi trong quần thể.

- CLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình, qua đó gián tiếp làm thay đổi tần số kiểu gene của cá thể trong quần thể.

- Mức độ thay đổi tần số allele bởi CLTN phụ thuộc vào loại allele và áp lực chọn lọc.

- CLTN làm thay đổi tần số allele theo một hướng xác định nên làm giảm sự đa dạng di truyền (nghèo vốn gene) của quần thể (trong một số trường hợp, CLTN vẫn duy trì được sự đa dạng di truyền của quần thể).

5. Giao phối ngẫu nhiên

- Gồm: giao phối cận huyết và giao phối có lựa chọn.

- Không làm thay đổi tần số allele nhưng làm thay đổi tần số kiểu gene của quần thể theo hướng tăng tần số kiểu gene đồng hợp.

- Giao phối không ngẫu nhiên luôn làm giảm sự đa dạng di truyền.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

TÌM HIỂU CÁC NHÂN TỐ TIẾN HÓA

Nhóm: ……………………………………………………………………………………

Hãy đọc nội dung mục II. Các nhân tố tiến hóa SGK tr.106 - 108 và thực hiện các yêu cầu sau:

Câu 1: Kể tên các nhân tố tiến hóa. Nêu đặc điểm và vai trò của các nhân tố tiến hóa.

…………………………………………………………………………………………….……

……………………………………………………………………………………….…………

………………………………………………………………………………….

Câu 2: Các nhận định sau là đúng hay sai?

1. Đột biến gene làm xuất hiện các allele mới hoặc biến allele này thành allele khác, từ đó làm thay đổi tần số allele của quần thể.

2. Tần số đột biến tự phát thường rất cao nên không làm thay đổi đáng kể tần số allele của quần thể.

3. Mỗi cá thể có rất nhiều gene và số lượng cá thể trong một quần thể khá lớn nên đột biến có vai trò làm phong phú vốn gene của quần thể, tạo nguyên liệu cho quá trình tiến hóa.

4. Phiêu bạt di truyền là quá trình thay đổi tần số allele của quần thể gây nên bởi các yếu tố ngẫu nhiên. Yếu tố ngẫu nhiên có thể là các yếu tố môi trường, bão tố, lũ lụt, hỏa hoạn,... làm chết các cá thể, bất kể chúng mang các gene có lợi hay có hại.

5. Phiêu bạt di truyền thường làm biến mất một loại allele nào đó khỏi quần thể bất kể allele đó là có lợi, có hại hay trung tính dẫn đến làm giảm sự đa dạng di truyền của quần thể.

6. Quần thể có kích thước càng lớn thì các yếu tố ngẫu nhiên làm thay đổi tần số allele càng mạnh.

7. Trong tự nhiên, phiêu bạt di truyền làm thay đổi tần số allele của quần thể khi một số ít cá thể phát tán đi nơi khác thành lập nên quần thể mới, hoặc quần thể bị các yếu tố thiên tai làm chết hàng loạt cá thể và chỉ còn một số ít sống sót tạo nên quần thể mới.
8. Dòng gene (di - nhập gene) là sự di chuyển các allele vào hoặc ra khỏi quần thể thông qua sự di chuyển của các cá thể hữu thụ hoặc các giao tử của chúng.
9. Dòng gene làm thay đổi tần số allele của quần thể theo một hướng xác định.
10. Mức độ thay đổi tần số allele của quần thể bởi dòng gene phụ thuộc vào sự chênh lệch tần số allele giữa quần thể cho và quần thể nhận. Sự chênh lệch càng lớn thì sự thay đổi tần số allele càng mạnh.

11. Sự thay đổi tần số allele bởi dòng gene còn phụ thuộc vào hệ số nhập cư (m) là lớn hay nhỏ.

12. Hệ số nhập cư là tỉ số giữa số cá thể nhập vào quần thể nhận trên tổng số các cá thể của quần thể nhận sau khi nhập cư.

13. Dòng gene có thể làm giảm sự đa dạng di truyền của quần thể khi đưa thêm allele mới vào quần thể.
14. Chọn lọc tự nhiên là quá trình làm tăng dần tần số allele và tần số kiểu gene quy định đặc điểm thích nghi trong quần thể, đồng thời làm giảm dần tần số allele và tần số các kiểu gene quy định các đặc điểm không thích nghi.

15. Các yếu tố của môi trường (tác nhân gây ra chọn lọc) tác động gián tiếp lên kiểu hình, qua đó gián tiếp làm thay đổi tần số kiểu gene của các cá thể trong quần thể.

16. Mức độ thay đổi tần số allele bởi chọn lọc tự nhiên phụ thuộc vào loại allele và áp lực chọn lọc. Chọn lọc tác động lên cá thể có kiểu hình lặn sẽ làm thay đổi tần số allele trội nhanh hơn so với tác động lên cá thể có kiểu hình trội.

17. Khi điều kiện môi trường thay đổi càng mạnh (áp lực chọn lọc cao) thì chọn lọc tự nhiên làm thay đổi tần số allele càng nhanh và ngược lại.

18. Chọn lọc tự nhiên thường làm thay đổi tần số allele theo một hướng xác định nên làm giảm sự đa dạng di truyền (nghèo vốn gene) của quần thể (trong một số trường hợp, chọn lọc tự nhiên vẫn duy trì được sự đa dạng di truyền của quần thể).

19. Ở sinh vật nhân thực, dưới tác động của chọn lọc tự nhiên; tần số allele trội thay đổi nhanh hơn. Vì allele trội luôn được biểu hiện ra kiểu hình, còn allele lặn chỉ biểu hiện ra kiểu hình khi kiểu gene ở dạng đồng hợp tử lặn nên chọn lọc tự nhiên sẽ tác động sẽ tác động lên cá thể có kiểu hình trội làm thay đổi tần số allele trội nhanh hơn so với tác động lên cá thể có kiểu hình lặn.

20. Giao phối không ngẫu nhiên bao gồm các kiểu giao phối cận huyết và giao phối có lựa chọn. Các kiểu giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số allele nhưng làm thay đổi tần số các kiểu gene của quần thể theo hướng tăng tần số kiểu gene dị hợp, giảm tần số kiểu gene đồng hợp.

21. Trong giao phối cận huyết, các cá thể có quan hệ họ hàng càng gần gũi giao phối với nhau thì tần số kiểu gene đồng hợp ở đời sau càng tăng nhanh. Vì vậy, giao phối không ngẫu nhiên luôn làm giảm sự đa dạng di truyền của quần thể. 

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS nghiên cứu nội dung mục IV SGK tr.109 - 111:

(1) Loài sinh học là gì?

(2) Cách li sinh sản và các nhân tố tiến hóa có vai trò gì trong quá trình hình thành loài mới?

(3) Vai trò của cách li địa lí trong quá trình hình thành loài mới là gì?

- GV chia lớp thành các nhóm (mỗi nhóm 4 HS) hoàn thành Phiếu học tập số 2 (Đính kèm dưới hoạt động).

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trình bày.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi thảo luận:

(3) Vai trò của cách li địa lí trong quá trình hình thành loài mới:

- Cách li địa lí là những trở ngại về mặt địa lí như sông, núi, biển,... ngăn cản các cá thể của các quần thể cùng loài gặp gỡ và giao phối với nhau.

- Trong quá trình hình thành loài mới, cách li địa lí không phải là nguyên nhân trực tiếp gây ra những biến đổi tương ứng trên cơ thể sinh vật mà là nhân tố tạo điều kiện cho sự phân hoá trong loài.

+ Do các quần thể sống trong những khu vực địa lí khác nhau nên chọn lọc tự nhiên và các nhân tố tiến hoá khác diễn ra theo các hướng khác nhau → Có thể tạo nên sự khác biệt về vốn gene giữa các quần thể.

+ Cách li địa lí khiến các cá thể của các quần thể trong loài ít có điều kiện giao phối tự do → Góp phần duy trì sự khác biệt về tần số allele và thành phần kiểu gene giữa các quần thể được tạo ra bởi các nhân tố tiến hoá. 

+ Khi sự sai khác về di truyền giữa các quần thể đến một lúc nào đó xuất hiện cách li sinh sản thì loài mới được hình thành.

- Các nhóm khác nhận xét, góp ý.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá bài trình bày của các nhóm, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV chuẩn kiến thức, yêu cầu HS ghi chép.

- GV dẫn dắt sang hoạt động tiếp theo.

IV. LOÀI VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH LOÀI

1. Khái niệm loài sinh học và các cơ chế cách li sinh sản

- Khái niệm: Loài sinh học là một hoặc nhóm các quần thể gồm các cá thể có khả năng giao phối với nhau trong tự nhiên sinh ra đời con hữu thụ nhưng cách li sinh sản với nhóm quần thể khác tương tự.

- Cách li sinh sản là những đặc điểm sinh học ngăn cản các cá thể cho dù sống cùng nhau cũng không giao phối với nhau, hoặc có giao phối cũng không sinh ra đời con hữu thụ.

- Các nhân tố tiến hóa có vai trò làm thay đổi vốn gene của quần thể (tần số allele và tần số kiểu gene).

2. Cơ chế hình thành loài

a) Hình thành loài khác khu vực địa lí

b) Hình thành loài cùng khu vực địa lí

(Phiếu học tập số 2 - Đính kèm dưới hoạt động)

→ Kết luận: Loài mới được hình thành khi có sự ngăn cản dòng gene giữa các quần thể. Khi các quần thể đã cách li với nhau, các nhân tố tiến hóa sẽ tác động làm vốn gene của các quần thể cách li trở nên khác biệt. Sự khác biệt về vốn gene đến một mức độ nhất định sẽ làm xuất hiện sự cách li sinh sản dẫn đến hình thành loài mới.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

TÌM HIỂU CƠ CHẾ HÌNH THÀNH LOÀI

Phân biệt con đường hình thành loài khác khu vực địa lí với con đường hình thành loài cùng khu vực địa lí.