SINH HỌC 11(Tái bản lần thứ mười lăm)3SINH THÁI HỌCSinh thái học(1) là môn khoa học nghiên cứu những mối quan hệ tương hỗ giữa các sinh vật, cũng như giữa sinh vật với môi trường sống.Nắm vững các quy luật sinh thái, con người sẽ biết cách sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên sinh học và giải quyết nhiều nhiệm vụ có liên quan tới đời sống và kinh tế.

Chương ISINH THÁI HỌC CÁ THỂSinh thái học cá thể nghiên cứu các mối quan hệ của cá thể sinh vật với môi trường sống.Bài 1MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI I – KHÁI NIỆM MÔI TRƯỜNG VÀ NHÂN TỐ SINH THÁIMỗi sinh vật đều cần có nơi sinh sống: cá bơi trong nước, chim bay lượn trên không, hươu nai sống trong rừng… Cỏ cây là nguồn thức ăn của hươu nai, là nhân tố tác động trưc tiếp đến cuồc sống của chúng. Tuy nhiên, mỗi sinh vật và các hiện tượng tự nhiên khác diễn ra trong rừng (hổ, báo, nắng mưa, bão, lũ… ) cũng ít nhiều trực tiếp hay gián tiếp tác động đến cuộc sống của chúng. Rừng là môi tường sống của hươu nai; cỏ cây, nắng, mưa, hổ, báo… là các nhân tố sinh thái trong môi trường.4ậy “Môi trường bao gồm tất cả những gì bao quanh sinh vật, tất cả các yếu tố vô sinh và hữu sinh có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự sống, phát triển và sinh sản của sinh vật”.

Có bốn loại môi trường phổ biến: môi trường đất, môi trường nước, môi trường không khí và môi trường sinh vật.Có ba nhóm nhân tố sinh thái:Nhân tố vô sinh, bao gồm tất cả các yếu tố không sống của thiên nhiên có ảnh hưởng đến cơ thể sinh vật như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm v.v…Nhân tố hữu sinh, bao gồm mọi tác động của các sinh vật khác lên cơ thể sinh vật.Nhân tố con người, bao gồm mọi tác động trực tiếp hay gián tiếp của con người lên cơ thể sinh vật.II - ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI LÊN CƠ THỂ SINH VẬTA - ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ VÔ SINH1. Nhiệt độNhiệt độ ảnh hưởng thường xuyên tới các hoạt động sống của sinh vật. H.1 – đồ thị về sự phụ thuộc của nhiệt độ cơ thể một số động vật vào nhiệt độ không khí. Hình 1 là một đồ thị. Đường ngang là đường chỉ nhiệt độ môi trường (đơn vị 0C), biểu thị nhiệt độ từ 0 đến 40. Đường đứng là đường chỉ thân nhiệt (0C), biểu thị nhiệt độ từ 0 đến 40. Trong đồ thị có mèo, thỏ, nhím, thú mỏ vịt và thằn lằn. Thân nhiệt của mèo và thỏ biến động trong khoảng từ 35 đến 40. Thân nhiệt của nhím và thú mỏ vịt biến động từ 25 đến 35. Trong khi đó thân nhiệt thằn lằn lại biến động từ khoảng 1 đến 35. (Tất cả đều trong điều kiện nhiệt độ môi trường từ 0 đến 400C). Thưc vật và các động vật biến nhiệt như ếch nhái, bò sát phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ môi trường tăng hay giảm thì nhiệt độ cơ thể chúng cũng tăng, giảm theo.Động vật đẳng nhiệt như chim và thú do có khả năng điều hòa và giữ đườc thân nhiệt ổn định nên có thể phát tán và sinh sống khắp nơi. Ví dụ, ở vùng băng giá Cực Bắc (lạnh tới -400C) vẫn có loài

cáo cực (thân nhiệt 380C) và gà gô trắng (thân nhiệt 430C) sinh sống. 5Các loài sinh vật phản ứng khác nhau với nhiệt độ.Ví dụ, cá rô phi ở nước ta chết ở nhiệt độ dưới 5,60C và trên 420C và phát triển thuận lợi nhất ở 30 độ C. Nhiệt độ 5,60C gọi là giới hạn dưới, 420C gọi là giới hạn trên và 300C là điểm cực thuận của nhiệt độ đối với cá rô phi ở Việt Nam. Từ 5,60C đến 420C gọi là giới hạn chịu đựng hay giới hạn sinh thái về nhiệt độ của cá rô phi ở Việt Nam. H.2 - Sơ đồ tác động của nhiệt độ lên cá rô phi ở Việt Nam.Đây là một đồ thị có hình cong parabol. Đường thẳng đứng chỉ mức độ thuận lợi. Đường nằm ngang chỉ nhiệt độ (đơn vị độ C).Trên đường chỉ nhiệt độ có điểm gây chết thấp nhất (5,60C) tạo thành đường giới hạn dưới và điểm gây chết cao nhất (420C) tạo thành đường giới hạn trên. Hai đầu mút của parabol đi qua hai điểm gây chết và điểm cao nhất của parabol là điểm cực thuận tương ứng với nhiệt độ là 300C. Khoảng cách giữa hai đường giới hạn là giới hạn chịu đựng. Nhiệt độ môi trường tăng lên làm tăng tốc độ của các quá trình sinh lý trong cơ thể sinh vật. Ở động vật biến nhiệt, nhiệt độ môi trường càng cao chu kì sống của chúng càng ngắn. Ví dụ, ruồi giấm có chu kì sống (từ trứng đến ruồi trưởng thành) ở 250C là 10 ngày đêm còn ở 180C là 17 ngày đêm.Sự biến đổi của nhiệt độ môi trường cũng ảnh hưởng tới các đặc điểm hình thái (nóng quá cây sẽ bị cằn) và sinh thái (chim di trú vào mùa đông, gậm nhấm ở sa mạc ngủ hè vào mùa khô nóng).6Sinh vật cũng chịu tác động của độ ẩm, ánh sáng… như đối với nhiệt độ theo cách trên: Có giới hạn chịu đựng dưới và trên đối với mỗi nhân tố sinh thái ấy (giới hạn dưới và giới hạn trên); có một điểm cực thuận (ở đó sinh vật phát triển thuận lợi nhất).

2. Độ ẩm và nướcNước là thành phần quan trọng của cơ thể sinh vật: chiếm từ 50% đến 98% khối lượng của cây, từ 50% (ở thú) đến 99% (ở ruột khoang) khối lượng cơ thể động vật.Mỗi động vật và thực vật ở cạn đều có một giới hạn chịu đựng về độ ẩm. Loại châu chấu di cư có tốc độ phát triển nhanh nhất ở độ ẩm 70%. Có sinh vật ưu ẩm (thài lài, ráy, muỗi, ếch nhái… ), có sinh vật ưa khô (cỏ lạc đà, xương rồng, nhiều loại thằn lằn, chuột thảo nguyên). Nước ảnh hưởng lớn tới sự phân bố của sinh vật. Trên sa mạc có rất ít sinh vật, còn ở vùng nhiệt đới ẩm và nhiều nước thì sinh vật rất đông đúc.3. Ánh sángÁnh sáng Mặt Trời là nguồn năng lượng cơ bản của mọi hoạt động sống của sinh vật. Cây xanh sử dụng năng lượng ánh sáng Mặt Trời khi quang hợp. Động vật ăn thực vật là đã sử dụng gián tiếp năng lượng ánh sáng Mặt Trời. Ánh sáng tác động rõ rệt lên sự sinh trưởng, phát triển của sinh vật. Cây đậu xanh đặt trong ánh sáng liên tục thì lớn nhanh nhưng ra hoa muộn tới 60 ngày.Tăng cường độ chiếu sáng cho cá hồi và chim thì chúng phát triển nhanh hơn nhưng nếu chiếu ánh sáng quá mạnh và quá dài lại làm cho chúng sinh trưởng kém đi.Các vùng quang phổ đều có tác động đặc trưng lên cơ thể sinh vật.Các tia sáng nhìn thấy được (bước sóng từ 4000A0 đến 8000A0) chứa đựng phần lớn năng lượng của bức xạ Mặt Trời tỏa xuống mặt đất, có tầm quan trọng lớn đối với cơ thể sinh vật. Cây xanh tổng hợp chất hữu cơ nhờ năng lượng của các tia sáng này.7Các tia tử ngoại có bước sóng cực ngắn, gây chết cho sinh vật còn tia có bước sóng 3000A0 – 4000A0 lại cần để tổng hợp vitamin D. Chiếu tia tử ngoại vào sinh vật một liều lượng lớn sẽ gây đột biến.

Các tia hồng ngoại có bước sóng dài hơn 8000A0 là một nguồn nhiệt quan trọng, sưởi nóng cây cối và cơ thể động vật. Nhiều động vật biến nhiệt (thằn lằn, rắn, sâu bọ) sử dụng nguồn nhiệt ánh sáng mặt trời để nâng cao thân nhiệt.Nhịp chiếu sáng ngày đêm đã hình thành nhóm sinh vật ưa hoạt động ngày và nhóm ưa hoạt động đêm.Ngoài ba nhân tố trên còn có nhiều nhân tố vô sinh khác ảnh hưởng tới đời sống của sinh vật như đất, gió, độ mặn của nước, nguyên tố vi lượng…Đất không chỉ là giá đỡ cho cây phát triển, là nơi làm tổ của một số động vật mà còn là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho cây và nhiều động vật.Gió làm thay đổi thời tiết, đưa phấn hoa, hạt đi xa. Giông bão gây thiệt hại cho động vật, thực vật và phá hủy môi trường.Câu hỏi1. Sinh thái học là gì? Ý nghĩa của việc học môn học này.2. Môi trường là gì? Thế nào là nhân tố sinh thái? Phân biệt các nhân tố vô sinh, nhân tố hữu sinh và nhân tố con người.3. Giải thích sơ đồ tác động của nhân tố nhiệt độ lên cá rô phi ở Việt Nam (h.2) từ đó phát biểu về tác động của nhân tố sinh thái lên cơ thể sinh vật.4. Hãy phân tích 2 câu ca dao dưới đây về tầm quan trọng của gió như là một nhân tố sinh thái đối với sự phát triển của lúa ở miền bắc Việt nam:“Gió Đông là chồng lúa chiêmGió Bắc là duyên lúa mùa”(Gió đông thổi vào cuối mùa đông. Gió bắc thổi vào lúc sang thu).8Bài 2MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI (tiếp theo)

B - ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ HỮU SINHSinh vật có quan hệ tác động qua lại với các sinh vật khác sống chung quanh, với sinh vật kí sinh trên cơ thể và trong cơ thể.Có hai nhóm nhân tố hữu sinh: quan hệ cùng loài và quan hệ khác loài.1. Quan hệ cùng loàiGà con mới nở, lợn con mới sinh đều có xu hướng tụ tập bên nhau tạo thành các quần tụ cá thể. Mức độ quần tụ cực thuận thay đổi tùy theo loài (sinh sản nhiều hay ít, phạm vi hoạt động rộng hay hẹp…), tùy giai đoạn phát triển và tùy điều kiện cụ thể (nơi ở, khí hậu, thức ăn…).Quần tụ cây chống gió và chống mất nước tốt hơn.Quần tụ cá chịu được nồng dộ chất độc cao hơn cá đơn độc.Các cá thể trong quần tụ đươc bảo vệ tốt hơn, chúng đua nhau tìm thức ăn và ăn nhiều hơn.Tuy nhiên khi quần tụ quá mức độ cực thuận sẽ gây ra sự cạnh tranh (do thiếu thức ăn, nơi ở, tranh giành cá thể cái). Kết quả là một số cá thể phải tách khỏi quần tụ (nhóm và bầy đàn). Đó là sự cách li.Sự cách li làm giảm nhẹ cạnh tranh, ngăn ngừa sự gia tăng số lượng cá thể và cạn kiệt nguồn thưc ăn dự trữ.Một số cá thể (hổ, báo…), một cặp hoặc nhóm cá thể (bò rừng, sư tử, cá…) có bản băng bảo vệ tích cực và nghiêm ngặt vùng sống, coi vùng sống là lãnh thổ riêng của mình.2. Quan hệ khác loàiQuan hệ sinh thái giữa các cá thể khác loài chủ yếu là quan hệ dinh dưỡng và nơi ở. Tính chất của các quan hệ này là hỗ trợ hoặc đối địch.a) Quan hệ hỗ trợ

Trong thiên nhiên có nhiều trường hợp sống chung giữa các cá thể khác loài. Vi khuẩn lam cộng sinh với nấm thành địa y (h.4); vi khuẩn cố định đạm sống trong nốt sần rễ cây họ đậu; trùng roi Trichomonas sống trong ruột mối giúp mối tiêu hóa xenlulô; hải quỳ bám trên vỏ ốc của tôm kí cư (h.3). Đây là quan hệ cộng sinh, cần thiết, có lợi cho hai bên cả về dinh dưỡng lẫn nơi ở. Nhạn bể và cò làm tổ tập đoàn. Quan hệ sống chung này cũng có lợi cho cả hai bên, tuy nhiên không nhất thiết cần cho sự tồn tại của chúng. Đây chỉ là quan hệ hợp tác.Hiện tượng ở gửi của nhiều loại động vật không xương sống, nhất là sâu bọ sống nhờ trong tổ kiến và tổ mối, cũng là một dạng quan hệ hỗ trợ nhưng chỉ có lợi cho một bên gọi là quan hệ hội sinh.b) Quan hệ đối địchQuan hệ đối địch giữa các cá thể khác loài cũng phổ biến trong thiên nhiên. Ví dụ, thú có túi sống phổ biến khắp châu Úc.Thỏ và cừu được nhập vào châu Úc, thích ứng với môi trường sống mới dễ dàng và phát triển mạnh, giành lấy những nơi ở tốt, làm cho nơi ở của thú có túi phải co hẹp lại. Thỏ và cừu đã cạnh tranh nơi ở, làm ảnh hưởng tới sự phân bố của thú có túi. Quan hệ cạnh tranh về chất dinh dưỡng và nơi ở cũng thường diễn ra mạnh mẽ giữa cây trồng và cỏ dại.10Cáo bắt gà, chó sói ăn thịt thỏ… là thể hiện mối quan hệ đối địch giữa động vật ăn thịt và con mồi.Hiện tượng giun kí sinh trong động vật và người; rận, chấy kí sinh ngoài da động vật và người; dây tơ hồng hay tầm gửi sống bám vào cây khác là dạng quan hệ sinh vật kí sinh – sinh vật chủ. Đó là quan hệ sống bám của một sinh vật này trên cơ thể sinh vật khác bằng cách ăn mô hoặc thức ăn đã được tiêu hóa của vật chủ mà không giết chết sinh vật chủ.Nhiều loài thực vật tiết ra chất phitônxít kìm hãm sự phát triển của cá sinh vật xung quanh: chất gây đỏ nước của tảo giáp làm chết

nhiều thực vật và động vật trên bề mặt ao hồ. Tảo tiểu cầu tiết ra chất kìm hãm sự phân chia và quá trình thẩm thấu của rận nước. Đây là dạng quan hệ ức chế - cảm nhiễm.C – SỰ TÁC ĐỘNG TỔNG HỢP CỦA CÁC NHÂN TỐ SINH THÁIMỗi cây lúa sống trong ruộng đều chịu tác động cùng một lúc của nhiều nhân tố sinh thái như nước , Ánh sáng, nhiệt độ, đất, gió, sự chăm sóc của con người… Nếu cây được chăm bón đầy đủ chất dinh dưỡng thì khả năng chống chịu của cây với những biến động của các nhân tố sinh thái khác bao giờ cũng tốt hơn.Như vậy, sự tác động của nhiều nhân tố sinh thái lên một cơ thể sinh vật không phải là sự cộng đơn giản tác động của từng nhân tố sinh thái mà là sự tác động tổng hợp của cả phức hệ nhân tố sinh thái ấy.D - ẢNH HƯỞNG CỦA NHÂN TỐ CON NGƯỜICon người cùng với quá trình lao động và hoạt động sống của mình đã thường xuyên tác động mạnh mẽ trực tiếp hay gián tiếp tới sinh vật và môi trường sống của chúng.11Tác động trực tiếp của nhân tố con người tới sinh vật thường qua nuôi trồng, chăm sóc, chặt tỉa, săn bắn, đốt rẫy, phá rừng. Bất kì hoạt động nào của con người như khai thác rừng, mỏ, xây đập chắn nước, khai hoang, làm đường, ngăn sông, lấp biển, trồng cây gây rừng… đều làm biến đổi mạnh mẽ môi trường sống của nhiều sinh vật và do đó ảnh hưởng tới sự sống của chúng.Do vậy mỗi người chúng ta phải có ý thức bảo vệ sinh vật, bảo vệ môi truờng sống của sinh vật (trong đó có cả con người) và tạo lại cân bằng sinh thái cho các môi trường đã bị hủy hoại ngay tại trường, làng xóm, phường xã, quê hương mình.III – NHỮNG QUY LUẬT SINH THÁI CƠ BẢN

Có 4 quy luật cơ bản về sự tác động của các nhân tố sinh thái lên cơ thể sinh vật:1. Quy luật giới hạn sinh tháiMỗi loài có một giới hạn sinh thái đặc trưng về mỗi nhân tố sinh thái.2. Quy luật tác động tổng hợp của các nhân tố sinh tháiTác động của nhiều nhân tố sinh thái sẽ tạo nên một tác động tổng hợp lên cơ thể sinh vật.3. Quy luật tác động không đồng đều của nhân tố sinh thái lên chức phận sống của cá thể.Các nhân tố sinh thái tác động không đồng đều lên một chức phận sống của cơ thể.Mỗi nhân tố tác động không giống nhau lên các chức phận sống khác nhau và lên cùng một chức phận sống ở các giai đoạn phát triển khác nhau.4. Quy luật tác động qua lại giữa sinh vật và môi trườngMôi trường tác động thường xuyên lên cơ thể sinh vật, làm chúng không ngừng biến đổi, ngược lại sinh vật cũng tác động qua lại làm cải biến môi trường.12CÂU HỎI1. Hãy nêu những quan hệ tác động của các cá thể trong loài. Ý nghĩa của tính quần tụ và sự cách li?2. Hãy giải thích và lấy ví dụ về các mối quan hệ cộng sinh, quan hệ hợp tác, quan hệ hội sinh. Đặc điểm chung của các quan hệ này là gì?3. Hãy giải thích và lấy ví dụ về các mối quan hệ cạnh tranh và quan hệ sinh vật ăn thịt con mồi, quan hệ sinh vật kí sinh – vật chủ, quan hệ ức chế - cảm nhiễm. Nêu đặc điểm chung của các quan hệ này.

4. Phát biểu bốn quy luật sinh thái cơ bản. Nêu ví dụ minh họa. Nêu ý nghĩa của sự tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái.

Bài 3SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT VỚI MÔI TRƯỜNG SỐNGTác động của các nhân tố sinh thái lên cơ thể sinh vật qua nhiều thế hệ đã hình thành nhiều đặc điểm thích nghi với môi trường sống khác nhau.I – SỰ THÍCH NGHI CỦA THỰC VẬT VỚI MÔI TRƯỜNG SỐNGCây sồng chìm trong nước thường có thân dài đưa lá lên mặt nước để hấp thu nhiều Ánh sáng cho quang hợp. Tảo thảm ở Thái Bình Dương có phần lá nổi bồng bềnh trên nước dài tơi vài trăm mét, cây nong tằm ở vùng Amazôn (Nam Mỹ) có lá hình tròn (đường kính 1,3m, thành cao 20 – 30m) nổi trên mặt nước.H.5 - Tảo thảm ở Thái Bình Dương nơi có độ sâu 35m có lá nổi trên mặt nước.H.6 - Cây nong tằm ở vùng Amazôn , Nam Mĩ.13Cây sống ở vùng đồi trọc, thảo nguyên, đất cát ven biển, sa mạc có đặc điểm giữ nước trong thân cây. Cây có thân mọng nước (xương rồng) cũng như cây trữ nước cả trong thân và lá (thuốc bỏng) đều có rễ nông và phát triển rộng để lấy nước từ sương đêm. Cỏ lạc đà sống trên sa mạc có rẽ sâu tới 16m. Nhiều cây ở vùng nhiệt đới có đặc điểm rụng lá vào mùa khô hạn.II – SỰ THÍCH NGHI CỦA ĐỘNG VẬT VỚI MÔI TRƯỜNG SỐNGNhiều loài động vật có màu sắc giống màu sắc môi trường: sâu cam có màu xanh như lá cam; bướm nâu chập chờn trên nền đất,

chim giẽ nâu nhấp nhô tìm giun trong luống dất cày cũng có màu như màu đất.Kì lạ hơn nữa là có những loài vật có hình dạng bắt chước hình dạng của một vật thể nào đó trong môi trường: sâu đo khi thấy động dựng đứng lên im lìm như một nhánh cây khô, bướm Kalima khi đậu hệt như một chiếc lá khô nâu sắp rời cành.14Tác động của nhân tố môi trường có khi còn làm biến dạng cả cấu tạo cơ thể sinh vật theo hướng có lợi cho cuộc sống của chúng trong môi trường cụ thể. Đà điểu là một loài chim chạy ở sa mạc có cặp giò phi nhanh như ngựa. Tê tê, chuột chũi, dế chũi có cổ ngắn, chi trước khoe hình xẻ nhánh để bới đất. H.9 – Cấu tạo thích nghi của chân và cổ của một số loài động vật với cuộc sống đào bới trong đất. 1. Tê tê; 2. Chuột chũi có túi; 3. Chuột chũi thường; 4. Chân đào bới của dế chũi.15III – NHỊP SINH HỌC: SỰ THÍCH NGHI ĐẶC BIỆT CỦA SINH VẬT VỚI MÔI TRƯỜNG SỐNGMôi trường sống của mọi sinh vật trên Trái Đất đều thay đổi có tính chu kỳ, chủ yếu là chu kì mùa và chu kì ngày đêm. Khả năng phản ứng của sinh vật một cách nhịp nhàng với những thay đổi có tính chu kì của môi trường là nhịp sinh học.Càng xa vùng xích đạo thì dao động mùa về khí hâụ (nhiệt độ và Ánh sáng.. Càng lớn. ở những vùng có băng tuyết vào mùa đông phần lớn cây xanh rụng lá và sống ở trạng thái chết giả, chỉ một số ít cây như thông vẫn xanh tươi trong băng tuyết. Động vật biến nhiệt thường ngủ đông. Khi đó trao đổi chất của cơ thể con vật giảm đến mức thấp nhất, chỉ đủ để sống. Các hoạt động sống của chúng sẽ diễn ra sôi động ở mùa ấm (xuân, hè). Một số thú như

gấu và chồn khi thứ ăn trở nên khan hiếm cũng ngủ đông. Chim và thú thường thay lông trước khi mùa đông tới. Thú thay một bộ lông dài có lớp lông tơ dày, chim cũng phát triển bộ lông tơ. Phản ứng tích cực để qua đông cũng khác nhau tùy nhóm động vật: sóc tích trữ thức ăn để qua đông còn chó sói vẫn hoạt động kiếm mồi tích cực vào mùa đông. Một số loài động vật khác, đặc biệt là chim, có bản năng di trú, rời bỏ nơi giá lạnh, khan hiếm thức ăn về nơi khác ấm hơn và nhiều thức ăn hơn, sang mùa xuân chúng lại bay về quê hương. Việt Nam là quê hương thứ hai của nhiều loài chim di trú như én, vịt trơi, chim lôi, sếu, cò quăm…16Ở vùng nhiệt đới do dao động về lượng thức ăn, độ ẩm, nhiệt độ, Ánh sáng không quá lớn nên phần lớn sinh vật không có phản ứng chu kì mùa rõ rệt. Tuy nhiên cũng có một số cây như bàng, xoan, sòi rụng lá vào mùa đông, nhộng sâu ròi và bọ rùa nâu ngủ đông, nhộng bướm đêm hại lúa ngô ngủ vào hè vào thời kì khô hạn.Đáng chú ý là các phản ứng qua đông và qua hè đều được chuẩn bị tư khi thời tiết còn chưa lạnh hoặc chưa quá nóng, thức ăn còn phong phú. Cái gì là nhân tố báo hiệu? Sự thay đổi độ dài chiếu sáng trong ngày chính là nhân tố báo hiệu chủ đạo, bao giờ cũng diễn ra trước khi có sự biến đổi nhiệt độ và do đó đã dự báo chính xác sự thay đổi mùa.ở Hà Nội; sâu ròi hóa nhộng ngủ đông vào đầu tháng 11 dương lịch khi lá sòi bắt đầu rụng, cho tới nửa đầu tháng 3 mới nở bướm, khi đó lá sòi cũng vừa đâm chồi xanh. Ngày ngắn ở tháng 11 đã báo hiệu cho sâu hóa nhộng vào giấc ngủ đông và ngày dài ở tháng 3 báo hiệu cho cây sòi đâm chồi và nhộng nở bướm. Bướm đẻ trứng, một tuần sau, khi sâu non nở ra thì lá sòi đã sum suê, sâu non tha hồ ăn và phát triển.Nhịp điệu mùa làm cho hoạt động sống tích cực của sinh vật trùng khớp với lúc môi trường có những điều kiện sống thuận lợi nhất.

Nhiều động vật có hoạt động sinh dục theo mùa. Đặc tính này đã được ứng dụng khá rộng rãi trong chăn nuôi. Ngày dài nhân tạo đã được các xí nghiệp gà ứng dụng để thúc gà đẻ quanh năm.Đặc điểm hoạt động theo chu kì ngày đêm là sự thích nghi sinh học phức tạp với sự biến đổi theo chu kì ngày đêm của các nhân tố vô sinh.17Có nhóm sinh vật hoạt động tích cực vào ban ngày, có nhóm vào lúc hoàng hôn và có nhóm vào ban đêm. Cũng như đối với chu kì mùa, ánh sáng giữ vai trò cơ bản trong nhịp chu kì ngày đêm. Trong quá trình tiến hóa, sinh vật đã hình thành khả năng phản ứng khác nhau đối với độ dài ngày và cường độ chiếu sáng ở những thời điểm khác nhau trong ngày. Do đó từ sinh vật đơn bào tới đa bào đều có khả năng đo thời gian như là những đồng hồ sinh học”. Nhiều cây nở hoa vào thời gian xác định (hoa dạ hương vào lúc tối, hoa mười giờ vào khoảng 10 giờ sáng, hoa phù dung sớm nở tối tàn… ).ở động vật, cơ chế hoạt động của “đồng hồ sinh học” có liên quan tới sự điều hòa thần kinh – thể dịch. Sự nhận cảm ánh sáng của tế bào thàn kinh, tiếp đó là ảnh hưởng của các tế bào thần kinh tới các tuyến nội tiết làm tiết ra các hoocmôn tác động lên cường độ trao đổi chất. ở thực vật,các chức năng điều hòa là do những chất đặc biệt tiết ra từ tế bào của một loại mô hoặc một cơ quan riêng biệt nào đó.Nhịp sinh học của sinh vật mang tính di truyền. Những động vật như ong, thằn lằn được nuôi trong điều kiện có độ chiếu sáng ổn định vẫn giữ nhịp điệu ngày đêm như khi sống trong thiên nhiên.CÂU HỎI1. Trình bày sự thích nghi của thực vật với môi trường sống. Nêu ví dụ.2. Sự thích nghi của động vật với môi trường sống thể hiện như thế nào? Nêu ví dụ.

3. Thế nào là nhịp sinh học? Nhân tố sinh thái nào tạo nên sự khởi động của nhịp sinh học? Nêu ví dụ.4. Hãy trình bày chu kì mùa của các hiện tượng sinh học. Giải thích nguyên nhân cơ bản của sự sai khác trong chu kì mùa của sinh vật ở vùng lạnh và vùng nhiệt đới.5. Trình bày hoạt động theo chu kì ngày đêm của sinh vật. Đồng hồ sinh học là gì? Nêu cơ chế hoạt động của đồng hồ sinh học ở sinh vật.18BÀI 4. THỰC HÀNH: NHẬN BIẾT MÔI TRƯỜNG VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ NHÂN TỐ SINH THÁI LÊN SINH VẬTI – NHẬN BIẾT MÔI TRƯỜNG SINH VẬT TRÚ TRONG MÔI TRƯỜNG. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ NHÂN TỐ SINH THÁI CƠ BẢNA – mỗi nhóm học sinh làm báo cáo về một môi trường sống (một khu vường, một rặng cây trên đường phố, một mảng rừng; một khoảng cánh đồng, đồng cỏ, hồ ao, biển…). Nêu đặc điểm của môi trường; kể tên những sinh vật cư trú trong môi trường và cho biết những sinh vật nào là chủ yếu; phân tích các nhân tố sinh thái cơ bản của môi trường và những tác động có thể nhận biết được của các nhân tố này lên các sinh vật chủ yếu trong môi trường đó.B – Phân tích một số môi trường nuôi cấy động vật nguyên sinh đã chuẩn bị sẵn. Phân tích đặc điểm môi trường và nhận biết một số thành phần sinh vật chủ yếu trong môi trường bằng cách sử dụng kính hiển vi và tranh vẽ các động vật nguyên sinh phổ biến. Vẽ phác hình dạng các sinh vật này.II – TÌM HIỂU TÁC ĐỘNG CỦA NHÂN TỐ SINH THÁI LÊN SINH VẬTA – CHUẨN BỊ Ở NHÀ (trước 10 đến 15 ngày)

Gieo đậu xanh, vừng hoặc lúa trong 6 ống bơ, hoặc ống tre, chậu nhỏ có đất cùng loại. Khi cây đã mọc, chọn tỉa để trong mỗi chậu còn cùng một số lượng từ10 đến 20 cây nhỏ (tùy diện tích mặt chậu) có kích thước đều như ở các chậu khác. Chia làm hai lô, mỗi lô có 3 chậu. Đánh dấu Ia, Ib, Ic, cho lô thứ nhất và iia, iib, iic cho lô thứ hai.Lô I. Chăm sóc cây với các chế độ tưới nước khác nhau:Ia: một nửa chén nước, tưới 1 lần trong 1 ngày đêm.Ib: 2 chén nước, tưới 2 lần trong 1 ngày đêm.Ic: 3 chén nước, tưới 3 lần trong 1 ngày đêm.19Lô II. Chăm sóc cây với chế độ chiếu sáng khác nhau và chế độ tưới nước giống nhau:iia: che tối suốt ngày.Iib: che tối nửa ngày.Iic: không che tối.Cả iia, iib, iic đều được tưới 2 chén nước, 2 lần trong 1 ngày đêm.Chú ý:- Mỗi nhóm tứ 6 đến 12 học sinh chuẩn bị một bộ thí nghiệm như trên. Nhóm thí nghiệm trên vừng, nhóm khác thí nghiệm trên lúa,… theo sự phân công của giáo viên hay tự nguyện.- Hai ngày đo chiều dài cây một lần.- Mỗi nhóm làm chung một bản tường trình gồm các phần:+ tên nhóm học sinh+ Nội dung bài tập ở nhà+ Kết quả theo dõi (ghi trên phiếu theo dõi).MẪU PHIẾU THEO DÕITên lô theo dõi:Chế độ tưới nước:

Chế độ chiếu sáng:Kết quả đo (mm):Ngày:Chiều dài (mm):Nhận xét:B – THỰC HÀNH Ở LỚPCác nhóm học sinh mang các bộ thực hành và kết quả theo dõi đến trường. Phân tích theo sự hướng dẫn của giáo viên để rút ra kết luận vế tác động của nhân tố sinh thái lên sự sinh trưởng của cây.20CHƯƠNG IIQUẦN XÃ VÀ HỆ SINH THÁIBÀI 5 - QUẦN THỂI – ĐỊNH NGHĨACác cá thể sinh vật thường quần tụ thành từng đàn (đàn chim- H.10), từng nhóm (đồi cọ - h.11) trong môi trường.Các tập hợp cá thể cùng loài được gọi là những quần thể.Vậy: quần thể là một nhóm cá thể cùng loài cùng sinh sống trong một khoảng không gian thời gian xác định, vào một thời điểm nhất định và có khả năng giao phối sinh ra con cái (những loài sinh sản vô tính hay trinh sản thì không qua giao phối). Mỗi quần thể được đặc trưng bởi một số chỉ tiêu như mật độ, tỉ lệ đực cái, tỉ lệ các nhóm tuổi, sức sinh sản, tỉ lệ tử vong, kiểu tăng trưởng, đặc điểm phân bố, khả năng thích ứng và chống chịu với nhân tố sinh thái của môi truờng.21Khi cá thể hoặc quần thể không thể thích nghi được với sự thay đổi của môi trường, chúng sẽ bỏ đi tìm chỗ thích hợp hơn hoặc bị tiêu diệt. Những cá thể của quần thể khác thích nghi được với những điều kiện sống mới sẽ phát triển và hình thành một quần thể thay thế. Ví dụ, ở vùng đất bồi tụ khi còn ngập nước thì thường có các

quần thể bèo ong, bèo Nhật Bản, bèo cái; khi đất bồi nhô lên thì có nghể, cỏ nến hay lau, cói thay thế…II - ẢNH HƯỞNG CỦA NGOẠI CẢNH TỚI QUẦN THỂTác động tổng hợp của cá nhân tố ngoại cảnh sẽ ảnh hưởng tới sự phân bố, sự biến động số lượng và cấu trúc của quần thể.Tập hợp các nhân tố vô sinh đã tạo nên các vùng địa lí khác nhau trêntrái Đất: vùng lạnh, vùng ấm, vùng nóng, vùng sa mạc… Ứng với từng vùng có những quần thể phân bố đặc trưng. Các nhân tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và biến động của quần thể thông qua tác động của sự sinh sản (làm tăng số lượng cá thể), sự tử vong (làm giảm số lượng cá thể) và sự phát tán các cá thể trong quần thể. Không những thế các nhân tố này còn có thể ảnh hưởng tới cấu trúc quần thể qua những tác động làm biến đổi thành phần đực, cái, các nhóm tuổi và mật độ cá thể trong quần thể.22Do tác động tổng hợp của các nhân tố ngoại cảnh (đặc biệt là nạn phá rừng và săn bắn bừa bãi) mà quần thể bò xám Kuprey vốn chỉ có ở rừng giáp Việt Nam, Lào, Thái Lan, Campuchia nay chỉ còn thưa thớt chừng vài chục con.Trong nhiều trường hợp sự tác động tổng hợp trong một thời gian dài làm thay đổi cả các đặc điểm cơ bản của quần thể, thậm chí dẫn tới hủy diệt quần thể. Đacuyn đã nghiên cứu thấy những cơn gió mạnh thường xuyên nổi lên ở một số đảo đã thổi bạt những sâu bọ bay là là mặt đất ra biển cả. Những cá thể có cánh dài bị loại bỏ. Ngược lại những quần thể sâu bọ cánh ngắn hoặc không có cánh thì tồn tại và phát triển. Kết quả là trên đảo Croxet có 14 giống sâu bọ không có cánh trong số 17 giống sâu bọ ở đây. Các nhân tố hữu sinh cũng ảnh hưởng lên phân bố, mật độ, sinh trưởng và cấu trúc quần thể qua những tác động của mối quan hệ dinh dưỡng và nơi ở.III – SỰ BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ CỦA QUẦN THỂ

A – BIÊN ĐỘNG DO SỰ CỐ BẤT THƯỜNGNăm nào có mùa đông giá rét thì trâu, gà rừng bị chết rét nhiều. Lụt bão, cháy rừng, dịch bệnh hoặc môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng sẽ làm cho số lượng cá thể của nhiều quần thể sinh vật bị giảm đột ngột. Ngược lại, số lượng cá thể có thể tăng lên mạnh mẽ do quần thể gặp được môi trường sống thuận lợi mà không có đối thủ cạnh tranh.B – BIẾN ĐỘNG THEO MÙAỞ nước ta biến động số lượng theo mùa là phổ biến: muỗi phát triển từ tháng 3 tới tháng 6; ếch nhái phát triển mạnh vào mùa mưa.23C – BIẾN ĐỘNG THEO CHU KÌ NHIỀU NĂMCác loài cá ở bờ biển Pêru, cứ 7 năm lại một lần biến động lớn về số lượng cá thể. Nguyên nhân là cứ 7 năm lại có dòng biển nóng Nino chảy qua bờ biển Pêru về phía nam làm nhiệt độ nước tăng 50C và nồng độ muối thay đổi khiến cho các động vật nổi bị chết, làm nước biển chứa nhiều chất hữu cơ phân hủy, nên cá biển chết nhiều và phải di cư đi xa.D – NGUYÊN NHÂN GÂY BIẾN ĐỘNGNguyên nhân gây biến động số lượng cá thể của quần thể là do một hoặc một tập hợp nhân tố sinh thái đã tác động đến tỉ lệ sinh đẻ, tỉ lệ tử vong và sự phát tán của quần thể.Tác động của các nhân tố vô sinh vào mùa sinh sản hay giai đoạn còn non của sinh vật làm cho quần thể biến động mạnh mẽ nhất.Tác động của các nhân tố hữu sinh thể hiện rõ ở sức sinh sản của quần thể, ở mật độ động vật ăn thịt, vật kí sinh, con mồi, loài cạnh tranh.Nhân tố quyết định sự biến động số lượng cá thể khác nhau tùy từng quần thể và tùy giai đoạn trong chu kì sống. Ví dụ, đối với sâu bọ ăn thực vật thì các nhân tố khí hậu có vai trò quyết định,

còn đối với chim nhân tố quyết định lại thường là thức ăn vào mùa đông và sự cạnh tranh nơi làm tổ vào mùa hè.Như vậy, sự biến động số lượng cá thể trong quần thể là kết quả tác động tổng hợp của cá nhân tố sinh thái của môi trường, trong đó một hoặc một số nhân tố sinh thái có vai trò chủ yếu, mặt khác là phản ứng thích nghi của quần thể đối với sự tác động tổng thể các điều kiện của môi truờng.IV – TRẠNG THÁI CÂN BẰNG CỦA QUẦN THỂMỗi quần thể sống trong môi trường xác định đều có xu hướng được điều chỉnh ở trạng thái số lượng cá thể ổn định gọi là trạng thái cân bằng (mức 1, h.12).Đôi khi quần thể có biến động mạnh, ví dụ tăng số lượng cá thể do nguồn thức ăn phong phú, vượt khỏi mức bình thường (mức 2, h.12). Số lượng cá thể vọt lên cao khiến cho sau một thời gian nguồn thức ăn trở nên thiếu hụt (cây bị phá hại mạnh, con mồi hiếm hoi), nơi đẻ và nơi ở không đủ, do đó nhiều cá thể bị chết, quần thể lại được điều chỉnh trở về mức 1. Cơ chế điều hòa mật độ của quần thể là sự thống nhất mối tương quan giữa tỉ lệ sinh sản và tỉ lệ tử vong, nhờ đó mà tốc độ sinh truởng của quần thể được điều chỉnh.24CÂU HỎI1. Quần thể là gì?2. Nêu ảnh hưởng của ngoại cảnh tới quần thể.3. Trình bày sự biến động số lượng cá thể của quần thể và nguyên nhân gây ra biến động đó.4. Thế nào là trạng thái cân bằng của quần thể và cơ chế điều hòa mật độ của quần thể?

BÀI 6QUẦN XÃ SINH VẬT

I – ĐỊNH NGHĨATừ bao nhiêu năm nay Hồ Tây (Hà Nội) là nơi sinh sống của nhiều quần thể rong, tôm, cua, cá, sâm cầm, cà cuống… và cây cối bao quanh. Tất cả tập hợp thành quần xã sinh vật Hồ Tây.Vậy: Quần xã sinh vật là một tập hợp các quần thể sinh vật được hình thành trong một quá trình lịch sử, cùng sống trong một không gian xác định gọi là sinh cảnh, nhờ các mối liên hệ sinh thái tương hỗ mà gắn bó với nhau như một thể thống nhất.25Bình thường, quần xã có cấu trúc ổn định trong từng thời gian. Nhưng sự thay đổi của ngoại cảnh có thể tác động lên quần xã và hình thành một quần xã khác. Căn cứ vào thời gian tồn tại mà ta phân biệt quần xã ổn định, có thời gian tồn tại vài trăm năm và quần xã nhất thời có thời gian tồn tại khoảng vài ngày, có khi vài giờ. Quần xã trên xác một con thú nhỏ hay trên một thân cây đổ là quần xã nhất thời.Quần xã sinh vật là một cấu trúc động. Các loài trong quần xã làm biến đổi môi trường, rồi môi trường bị biến đổi này lại tác động đến cấu trúc của quần xã. Vào thế kỉ XIX, ở châu Mỹ, bò rừng bizông hoạt động dinh dưỡng mạnh, làm rừng tàn lụi và đồng cỏ phát triển, thu hút nhiều loài chim, thú, sâu bọ. Khi bò rừng bizông bị tiêu diệt các cây thân gỗ nhỏ lại phát triển. Môi trường mới với cây thân gỗ thay thế đồng cỏ đã làm xuất hiện một hệ động vật khác.Giữa các quần xã sinh vật thường có một vùng chuyển tiếp gọi là vùng đệm. Bìa rừng là vùng đệm của quần xã rừng và quần xã đồng ruộng. Bãi lầy là vùng đệm giữa hai quần xã rừng và quần xã đầm.Ở vùng đệm có một số loài của cả hai quần xã. Ngoài ra, cũng có những loài riêng. Do đó số loài ở vùng đệm đôi khi nhiều hơn, với số lượng cá thể cũng nhiều hơn so với ở chính ngay trong quần xã. Đặc điểm này gọi là tác động rìa.

II – NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ SINH VẬTMỗi quần xã sinh vật đều có một vài quần thể ưu thế. Thực vật có hạt thường là những quần thể ưu thể ở các quần xã sinh vật ở cạn. Cá, tôm, sinh vật nổi thường là những quần thể ưu thế ở các quần xã sinh vật ở nước. Trong số các quần thể ưu thế thường có một quần thể tiêu biểu nhất cho quần xã. Ví dụ, quần thể cây cọ trong quần xã sinh vật đồi ở Vĩnh Phú, quần thể cá trắm cỏ hoặc cá mè trong quần xã ao hồ nuôi cá. Đó là quần thể đặc trưng của quần xã sinh vật.Khi điều kiện môi trường thuận lợi thì quần xã có nhiều quần thể khác nhau cùng tồn tại (ví dụ rừng nhiệt đới). Ngược lại, khi điều kiện môi trường khắc nghiệt thì chỉ có một số ít quần thể thích ứng được mới tồn tại trong quần xã (ví dụ rừng thông phương Bắc). Như vậy quần xã sinh vật ở những môi trường thuận lợi có độ đa dạng cao, ở nơi có điều kiện sống khắc nghiệt thì có độ đa dạng thấp.26Mỗi quần xã sinh vật có cấu trúc đặc trưng liên quan tới sự phân bố của các quần thể trong không gian. Cấu trúc thường gặp là kiểu phân tầng thẳng đứng. Rừng mưa nhiệt đới thường có 5 tầng(1), gồm: 3 tầng cây gỗ lớn, tầng cây bụi và tầng cỏ - dương xỉ(h.13).Sự phân tầng làm tăng khả năng sử dụng các nguồn sống trong quần xã, làm giảm mức độ cạnh tranh giữa các cá thể và giữa các quần thể.Chú thích: (1) – tầng vượt tán (A1): cây gỗ cao 40 – 50 m thuộc họ dầu, họ Bàng, họ Dâu tằm, bộ Đậu.- Tầng ưu thế sinh thái tán rừng (A2): cây gỗ cao 20 – 30 m thuộc họ dẻ, họ Long não, họ Bồ hòn, họ Xoan.- Tầng dưới tán (A3): cây gỗ cao 8 – 15 m thuộc họ Bứa, họ Du, họ Na.

- Tầng cây bụi thấp (B): cây mọc rải rác, cao 2 – 8m thuộc họ cà phê, họ trúc đào, họ cam, họ tre…- Tầng cỏ - dương xỉ (C) gồm các cây cao trong khoảng 2 m.27III – MỐI QUAN HỆ GIỮA NGOẠI CẢNH VÀ QUẦN XÃQuan hệ giữa ngoại cảnh và quần xã là kết quả tổng hợp các mối quan hệ giữa ngoại cảnh với các quần thể.Các nhân tố khí hậu, tiếp đó là các nhân tố hữu sinh (thức ăn, kẻ thù, dịch bệnh) đã tạo nên tính chất thay đổi theo chu kì của quần xã. Quần xã ở vùng nhiệt đới thay đổi theo chu kì ngày đêm rất rõ. ếch nhái, chim cú, vạc, muỗi… hoạt động mạnh về ban đêm. Còn quần xã ở vùng lạnh thay đổi theo chu kì theo mùa rõ hơn. Rừng cây lá rộng ở vùng ôn đới rụng lá vào mùa khô. Tầng thảm tươi dưới rừng của cây dầu trà beng (Dipterocarpus sp.) ở Tây Nguyên bị khô cháy về mùa khô, đến mùa mưa lại phát triển xanh tươi.Giữa các quần thể trong quần xã thường xuyên diễn ra các mối quan hệ hỗ trợ và quan hệ đối địch. Ví dụ, sâu bọ phát triển mạnh khi điều kiện thuận lợi (thời tiết ấm ấp, có mưa nhỏ, cây cối phát triển xanh tươi…) khiến cho số lượng chim sâu cũng tăng theo. Khi số lượng chim sâu tăng quá nhiều, sâu bọ bị quần thể chim tiêu diệt mạnh mẽ hơn nên số lượng sâu bọ lại giảm đi nhanh. Hiện tượng số lượng cá thể của một quần thể bị số lượng cá thể của quần thể khác kìm hãm gọi là hiên tượng khống chế sinh học. Sự khống chế sinh học này làm cho số lượng cá thể của mỗi quần thể dao động trong một thế cân bằng, từ đó toàn bộ quần xã sinh vật cũng dao động trong thế cân bằng, tạo nên trạng thái cân bằng sinh học trong quần xã.CÂU HỎI1. Quần xã sinh vật là gì? Tại sao lại nói quần xã sinh vật là một cấu trúc động?2. Hãy nêu các tính chất cơ bản của quần xã sinh vật? Phân biệt loài ưu thế, loài đặc trưng.

3. Thế nào là hiện tượng khống chế sinh học? Nêu mối liên quan giữa khống chế sinh học và cân bằng sinh học.28BÀI 7DIỄN THÉ SINH THÁII – KHÁI NIỆMTrong qua trình tồn tại và phát triển, quần xã luôn luôn biến đổi. Diễn thế sinh thái là quá trình biến đổi tuần tự của quần xã qua các giai đoạn khác nhau, từ dạng khởi đầu, được thay thế lần lượt bởi các dạng quần xã tiếp theo và cuối cùng thường dẫn tới một quần xã tương đối ổn định.Diễn thế sinh thái xảy ra do những nguyên nhân sau:- Tác động mạnh mẽ của ngoại cảnh lên quần xã.- Chính tác động của quần xã lên ngoại cảnh làm biến đổi mạnh mẽ ngoại cảnh đến mức gây ra diễn thế.- Tác động vô ý thức (đốt, chặt, phá rừng…) hay có ý thức (cải tạo thiên nhiên, khai thác rừng, lấp hồ…) của con người.Như vậy song song với quá trình diễn thế là quá trình biến đổi về khí hậu, thổ nhưỡng và địa chất.Trong diễn thế, hệ thực vật có vai trò rất quan trọng trong việc hình thành quần xã mới.II – CÁC LOẠI DIỄN THẾCó 3 loại diễn thế: diễn thế nguyên sinh, diễn thế thứ sinh và diễn thế phân hủy.A – DIỄN THẾ NGUYÊN SINHDiễn thế nguyên sinh là diễn thế khởi đầu từ môi trường trống trơn (đảo mới hình thành trên tro tàn núi lửa, đất mới bồi ở lòng sông). Nhóm sinh vật đầu tiên được phát tán đến đó hình thành nên quần xã tiên phong. Tiếp đó là một dãy quần xã tuần tự thay thế nhau.

Khi có cân bằng sinh thái giữa quần xã và ngoại cảnh thì quần xã ổn định trong một thời gian tương đối dài1. Diễn thế trên cạnĐiển hình là trường hợp sinh vật chiếm lĩnh lại hòn đảo Krakatau ở Inđônêxia đã bị núi lửa phun tàn phá từ năm 1883 và phủ lên một lớp đá bọt và tro dày khoảng 30m. Từ một đảo tro và đá bọt vô sinh, sau vài năm có tảo, địa y, quyết xuất hiện trước, tiếp đó là thực vật thân cỏ có hoa, rồi đến các thực vật thân gỗ cùng các động vật phổ biến ở địa phương. Sau 50 năm đã hình thành lại quần xã gần như trước khi núi lủa phun.292. Diễn thế dưới nướcTrong quá trình các ao hồ, sông bị bồi cạn thì các thực vật có sẵn trong nước đã tham gia đáng kể vào sự khởi đầu của diễn thế nguyên sinh. Giai đoạn đầu thường là những quần thể thực vật sống trôi nổi (bèo…) hoặc chìm trong nước (rong…) và những động vật sống cùng với các cây này. Khi đất bồi tụ nhiều làm thành bãi thì các thực vật có rễ cắm trong bùn như sen, súng, trang v.v. Xuất hiện. Điều kiện này chuẩn bị cho những quần thể thực vật thủy sinh mọc nhô lên khỏi mặt nước như nghể, cỏ nến, lau. Sau đó các cây bụt mọc, lộc vừng hoặc rừng thấp có nhiều loại cây dại trong họ Cà phê. Giai đoạn cuối của quá trình diễn thế khi đất cạn đã hình thành là rừng cây cao to với những cây hai lá mầm chiếm ưu thế. Sự phát triển và thay thế của hệ thực vật kéo theo sự phát triển và thay thế hệ động vật tương ứng (h.14)B – DIỄN THẾ THỨ SINHDiễn thế thứ sinh là diễn thế xuất hiện ở một môi trường đã có một quần xã sinh vật nhất định. Quần xã này vốn tương đối ổn định nhưng do thay đổi lớn về khí hậu, bị xói mòn, bị bão phá hoại hay do con người chặt cây, đốt rừng làm nương rẫy, trồng cây nhập nội (ví dụ, trồng rừng bạch đàn, rừng keo lá tràm) làm thay đổi hẳn cấu trúc quần xã sinh vật.

30C- DIỄN THẾ PHÂN HỦYDiễn thế phân hủy là quá trình không dẫn tới một quần xã sinh vật ổn định, mà theo hướng dần dần phân hủy dưới tác dụng của nhân tố sinh học. Đây là trường hợp diễn thế của quần xã sinh vật trên xác một động hoặc trên một thân cây đổ.31III – TẦM QUAN TRỌNG THỰC TẾ CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU DIỄN THẾNhờ nghiên cứu diễn thế mà ta có thể nắm được quy luật phát triển của quần xã sinh vật, hình dung được những quần xã tồn tại trước đó và dự đoán những dạng quần xã sẽ thay thế trong những hoàn cảnh mớiVí dụ: các nhà lâm học Việt Nam đã phát hiện quy luật diễn thế rừng lim tại vùng Hữu Lũng (Bắc Giang) như sau:Rừng lim (nguyên sinh hay phục hồi) diễn thế sang Rừng sau sau rồi diễn thế sang Trảng cây gỗ diễn thế sang Trảng cây bụi rồi sang Trảng cỏ, đến Trảng cỏ quá trình diễn thế diễn ra theo hướng ngược lại và trở về trạng thái rừng ban đầu là rừng lim.Từ những hiểu biết về diễn thế ta có thể xây dựng những quy hoạch dài hạn về nông, lâm, ngư nghiệp, tổ chức những đơn vị kinh doanh trên cơ sở tính toán khoa học (1).Sự hiểu biết về diễn thế cho phép ta chủ động điều khiển sự phát triển của diễn thế theo hướng có lợi cho con người bằng những tác động lên điều kiện sống như: cải tạo đất, đẩy mạnh biện pháp chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh, tiến hành các biện pháp thủy lợi, khai thác, bảo vệ hợp nguồn tài nguyên.Câu hỏi1. Diễn thế sinh thái là gì? Nguyên nhân nào gây ra diễn thế sinh thái?

2. Phân biệt ba loại diễn thế sinh thái: nguyên sinh, thứ sinh và phân hủy. Cho ví dụ.3. Hãy nêu tầm quan trọng của việc nghiên cứu diễn thế.32BÀI 8HỆ SINH THÁII – KHÁI NIỆMHệ sinh thái là một hệ thống hoàn chỉnh, tương đối ổn định, bao gồm quần xã sinh vật và khu vực sống của quần xã (sinh cảnh). Sự tác động qua lại giữa quần xã và sinh cảnh tạo nên những mối quan hệ dinh dưỡng xác định, cấu trúc của tập hợp loài trong quần xã, chu trình tuần hoàn vật chất giữa các sinh vật trong quần xã và các nhân tố vô sinh.Một hệ sinh thái hoàn chỉnh có các thành phần chủ yếu sau đây:- Các chất vô cơ (C, N2, CO2, H2O…), chất hữu cơ (prôtêin, lipit, gluxit, các chất mùn, …) và chế độ khí hậu.- Sinh vật sản xuất (còn gọi là sinh vật cung cấp)- Sinh vật tiêu thụ- Sinh vật phân hủyII – CÁC KIỂU HỆ SINH THÁICác hệ sinh thái trong sinh quyển thuộc ba nhóm:1. Các hệ sinh thái trên cạn gồm có rừng nhiệt đới, truông cây bụi – cỏ nhiệt đới (savan), hoang mạc nhiệt đới và ôn đới, thảo nguyên, rừng lá ôn đới, rừng thông phương bắc (taiga), đồng rêu đới lạnh,… (h15 – 21)2. Các hệ sinh thái nước mặn gồm có hệ sinh thái vùng ven bờ và vùng khơi.3. Các hệ sinh thái nước ngọt gồm có hệ sinh thái nước đứng (ao, đầm, hồ) và hệ sinh thái nước chảy (sông, suối).33

Khí hậu nóng (trung bình 24 – 300C), ẩm (lượng mưa 1800 – 2000mm). Rừng rậm rạp, xanh tốt quanh năm, có nhiều tầng. Ánh sáng Mặt trời ít khi chiếu trực tiếp tới mặt đất nên có nhiều loài cây ưu bóng (dương xỉ, quyển bá,… ), cây họ thài lài, họ Gừng, họ Cà phê. Nhiều cây to cao, có tầm gửi, và có dây leo chằng chịt.Động vật đa dạng, phong phú. Có nhiều loài dộng vật sống leo trên cây như sóc, sóc bay, khỉ, khỉ vượn, thú đuôi uốn, gấu chó, báo mĩ, tắc kè… chim thường có màu sắc sặc sỡ (chim tu căng, vẹt, chim phường chèo…). Có nhiều loài động vật cỡ lớn như voi tê giác. Trâu rừng, bò tót, linh dương, lợn lòi. Động vật không xương sống cũng gặp nhiều loài cỡ lớn và nhiều màu sắc: bướm có sải cánh tới 30cm, ốc sên châu Phi nặng 1kg. Tổ kiến, tổ mối rất lớn. Khí hậu tương đối ổn định nên vai trò của các nhân tố sinh học quan trọng hơn so với các nhân tố vô sinh. Chu kì hoạt động ngày đêm rõ rệt.Rừng ở Việt Nam chiếm 2/5 diện tích đất đai, gồm các loại rừng rậm, rừng thưa (ở vùng trung du), rừng đá vôi, rừng ngập mặn, rừng tre nứa.34Khí hậu nóng. Mùa mưa rất ngắn, mùa khô kéo dài. Về mùa khô, phần lớn cây cối rụng lá vì thiếu nước. Cỏ tranh lá dài, sắc nhọn, mọc thành rừng. Cây to mọc thành nhóm hay một mình, chung quanh có bụi rậm hay cỏ cao. Động vật có linh dương, ngựa vằn, hươu cao cổ, voi, tê giác, sư tử, báo, đà điểu. Sâu bọ chiếm ưu thế là kiến. Mối, cào cào, châu chấu. Savan châu úc có thú túi, thú mỏ vịt; có hiện tượng di cư theo mùa.Việt Nam có savan rải rác khắp nơi. Miền đông nam bộ có nhiều rừng cỏ cao mọc đầy dứa dại. Bắc Giang, Lạng Sơn, Cao Bằng có rừng cỏ tranh. Ba kiểu savan ở Việt Nam là savan cây to, savan cây bụi và savan cỏ…35Mưa ít. Hoang mạc ôn đới có mùa hè nóng và mùa đông rất lạnh. Thực vật rất nghèo, chỉ có một số ít cây thấp nhỏ với những bụi gai

và đám cỏ thấp, lá nhọn và có rễ dài, tới 7 – 8m. Động vật có lạc đà một bướu, linh dương, báo, sư tủ, cáo cát, gậm nhấm, chim chạy. Có hiện tượng di cư theo mùa.Ở phía bắc, mùa hạ vẫn dài và nóng, song mùa đông thì đỡ lạnh và có ít tuyết. Đất tốt, đen nâu, giàu mùn. Thảm thực vật có cỏ thấp chiếm ưu thế. Động vật có những loài chạy nhanh như bò bizông, ngụa hoang, lừa, cáo, chó sói đồng cỏ, chuột, sóc đất, chuột nhảy. Chúng sống theo đàn, có hiện tượng ngủ đông, ngủ hè, di cư theo mùa.36Ở Bắc Mĩ, Tây Âu và Đông Á. Lá rụng vào mùa lạnh, làm thành thảm lá khô dày đặc. Có hiện tượng phân tầng. Có động vật sống trên cây: sóc, chuột sóc, chim leo trèo (gõ kiến…) và nhiều thú như hươu, lợn lòi, chó sói, cáo, gấu, gậm nhấm,. Có chu kì biến động theo mùa. Có hiện tượng di cư theo mùa ở một số loài.Lạnh, với mùa đông kéo dài. Rừng taiga chủ yếu là cây lá nhọn: thông, linh sam, vân sam, thông rụng lá. Có ít động vật: hươu Canada, nai sừng tấm, nai Bắc Mĩ ăn mầm cây, vỏ cây, địa y; thú ăn thịt như gấu, chó sói, cáo; chim định cư ăn hạt cây như gà gô đen, chim mỏ chéo. Nhiều loài di cư về mùa đông. Nhân tố vô sinh có ảnh hưởng rõ rệt đối với sự biến động số lượng của quần thể.37Ở vùng cực, có băng quanh năm. Nhiều đầm lầy, ngày và đêm dài hàng tháng hoặc hơn làm thực vật khó phát triển, rêu với rễ mọc nông và địa y chiếm ưu thế. Phong lùn và liễu miền cực là cây lớn nhất cũng chỉ cao bằng ngón tay nở hoa kết quả rất nhanh trong những ngày nóng nhất mùa hạ. Có ít ếch nhái, bò sát, chim, thú (tuần lộc, bò xạ, chuột cực, cáo cực) và thường chỉ xuất hiện vào mùa hè. Muỗi nhiều khủng khiếp. Có hiện tượng di cư mùa và ngủ đông. Ảnh hưởng của nhân tố vô sinh chiếm ưu thế.III – CHUỖI THỨC ĂN VÀ LƯỚI THỨC ĂN

Các thành phần của quần xã sinh vật gắn với nhau bởi nhiều mối quan hệ, trong đó quan hệ dinh dưỡng có vai trò cực kì quan trọng được thực hiện qua chuỗi và lưới thức ăn.A – CHUỖI THỨC ĂNChuỗi thức ăn là một dãy nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau Mỗi loài là một mắt xích, vừa là sinh vật tiêu thụ mắt xích phía trước, vừa là sinh vật bị mắt xích ở phía sau tiêu thụ.Có ba loại sinh vật trong chuỗi thức ăn:381. Sinh vật sản xuất (sinh vật cung cấp) là những sinh vật tự dưỡng trong quần xã (cây xanh, một số tảo), có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ.2. Sinh vật tiêu thụ là những sinh vật dị dưỡng ăn thực vật và có thể ăn cả những sinh vật dị dưỡng khác. Chúng không tự tổng hợp được chất hữu cơ mà phải sử dụng các chất hữu cơ của nhóm sinh vật sản xuất.Thường thì một chuỗi thức ăn có một số mắc xích tiêu thụ:- Sinh vật tiêu thụ bậc 1 có thể là động vật ăn thực vật,hay kí sinh trên thực vật.- Sinh vật tiêu thụ bậc 2 là sinh vật ăn thịt hay kí sinh trên sinh vật tiêu thụ bậc 1. Trong một chuỗi, có thể có sinh vật tiêu thụ bậc 3, bậc 4 …3. Sinh vật phân hủy là những vi khuẩn dị dưỡng và nấm, có khả năng phân hủy chất hữu cơ thành chất vô cơ.39B – LƯỚI THỨC ĂNMỗi loài trong quần xã sinh vật thường là mắt xích của nhiều chuỗi thức ăn. Các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành một lưới thức ăn (h.25, h.26, h.27).

40Hình 25 – Một lưới thức ăn trong quần xã sinh vật suối ở xứ Galơ (theo Jones, 1949).Hình 26 – Những mối liên hệ thức ăn cơ bản trong lưới thức ăn của quần xã nước ngọtHình 27 – Lưới thức ăn trong quần xã sinh vật đồng cỏ châu Âu (theo Ricou, 1967)CÂU HỎI1. Hệ sinh thái là gì? Nêu các ví dụ2. Phân biệt chuỗi thức ăn và lưới thức ăn41BÀI 9HỆ SINH THÁI (tiếp theo)IV – SỰ TRAO ĐỔI VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI1. Quy luật hình tháp sinh tháiThực vật có diệp lục là yếu tố ban đầu trong quần xã đã sử dụng năng lượng ánh sáng Mặt Trời và tiếp nhận chất dinh dưỡng từ khí quyển và đất. Các chất dinh dưỡng và năng lượng của ánh sáng Mặt Trời được tích lũy trong thực vật, qua toàn bộ lưới thức ăn sẽ được phân phối dần ở mỗi bậc theo các mắt xích (h.26, h.28)Hình 28 – Những mối liên hệ sinh học trong quần xã.Mũi tên to chỉ tương quan thức ănĐường chấm chỉ đáu tranh cùng loàiMũi tên nhỏ chỉ đấu tranh giữa các loài42Cần lưu ý rằng hệ số sử dụng có lợi của thức ăn trong cơ thế bao giờ cũng nhỏ hơn 100% rất nhiều. Do đó sinh khối của sinh vật sản xuất thức ăn bao giờ cũng lớn hơn sinh khối của sinh vật tiêu thụ bậc 1, và sinh khối của nó lại lớn hơn sinh khối của sinh vật tiêu

thụ bậc 2, v.v… nói cách khác, sinh vật mắt lưới nào càng xa vị trí của sinh vật sản xuất thì có sinh khối trung bình càng nhỏ. Đây là quy luật hình tháp sinh thái (h.29, h.33A, h.33B).432. chu trình sinh địa hóa các chấtCác vật chất tạo nên thức ăn sẽ đi qua toàn bộ lưới thức ăn của quần xã rồi nhờ các sinh vật phân hủy trở về đất ở trạng thái ban đầu, sau đó lại tham gia vào quá trình tổng hợp nhờ các sinh vật sản xuất. Như vật, trong quần xã luôn luôn có sự tuần hoàn vật chất (kèm theo năng lượng).Chu trình vật chất được thực hiện trên cơ sở tự điều hòa của quần xã. Chúng ta hãy phân tích chu trình sinh địa hóa của nước (h.30).Nước tham gia vào các mắt lưới trong thức ăn. Cây hút nước từ đất. Các sinh vật tiêu thụ khác nhau đều sử dụng nước và qua quá trình trao đổi chất, một phần nước lại quay về đất hoặc khí quyển. Trong cơ thể sinh vật dị dưỡng nước được sử dụng một phần để tổng hợp lại các chất hữu cơ. Trong quá trình dinh dưỡng của các sinh vật dị dưỡng yếm khí thì các hợp chất hữu cơ cuối cùng được phân hủy thành nước, CO2 và muối khoáng; chúng sẽ được tái sử dụng bởi các sinh vật tự dưỡng.44Để thực hiện được chu trình vật chất này cần có năng lượng. Nguồn năng lượng chính là năng lượng của ánh sáng Mặt Trời.Sau đây là chu trình sinh địa hóa của cacbon và nitơ trong thiên nhiên (h.31 và h.32).Như vậy, có thể thấy rằng, quần xã sinh vật cũng như những hệ thống sống khác là những hệ mở tự điều chỉnh, luôn luôn trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường xung quanh.453. Hiệu suất sinh thái

Ví dụ có một hệ sinh thái nhận được năng lượng Mặt Trời là 106

kcal/m2/ngày. Chỉ có 2,5% số năng lượng đã được dùng trong quang hợp. Như vậy sản lượng sinh vật toàn phần ở sinh vật sản xuất có thể đạt tới 2,5 x 10a kcal (tính ra năng lượng tương đương).Trong thực tế số năng lượng mất đi do hô hấp là 90% nên sản lượng sinh vật thực ở sinh vật sản xuất là 2,5 x 10 3 kcal.46Sinh vật tiêu thụ bậc 1 chỉ sử dụng 1% tức là 25%kcal.Sinh vật tiêu thụ bậc 2 chỉ sử dụng được 10% sản lượng toàn phần của vật tiêu thụ bậc 1 tức là 2,5 kcal.Như vậy, sự tiêu phí năng lượng qua mỗi bậc dinh dưỡng trong chuỗi thức ăn là rất lớn và chỉ có rất ít năng lượng được sử dụng ở mỗi bậc dinh dưỡng . Nói cách khác, hiệu suất sinh thái của dòng năng lượng trong các điểm khác nhau của chuỗi thức ăn là rất nhỏ. Vậy: hiệu suất sinh thái là tỉ lệ % chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng.CÂU HỎI1. Phát biểu quy luật hình tháp sinh thái2. Thế nào là chu trình sinh địa hóa của các chất.Hãy trình bày chu trình sinh địa hóa của nước trong hệ sinh thái.Theo hướng trình bày như vậy giải thích sơ đồ chu trình sinh địa hóa cacbon và nitơ.3. Thế nào là hiệu suất sinh thái? Em có nhận xét gì hiệu suất sinh thái ở các bậc dinh dưỡng.47BÀI LÀM Ở NHÀ1. Hãy giải thích ba hình tháp dưới đây ( h.33) phân tích mối liên hệ giữa ba hình tháp.2. Phân tích sự vận chuyển nămg lượng theo sơ đồ dưới đây (h.34) để hiểu rõ hơn hiệu suất sinh thái và quy luật hình tháp sinh thái.

Phần trên sơ đồ thể hiện sự vận chuyển năng lượng trên mặt đất, phần dưới sơ đồ là sự diễn biến ở trong đất. Trong các ô hình chữ nhật, sinh khối của những thành viên của hệ sinh thái được tính tương đương với kcal (số có gạch dưới). Những số không gạch dưới tương ứng với năng lượng được hấp thụ (do quang hợp đối với cây cỏ và từ nguồn thức ăn đối với các động vật) hoặc tương ứng với năng lượng thất thoát dưới dạng nhiệt năng tính ra kcal/m2/ngày. Sơ đồ cho thấy quang hợp cung cấp 16700 kcal/m2/ngày. Gia súc chỉ sử dụng 2000 nghĩa là ít hơn 1/8 và người chỉ sử dụng 80 nghĩa là ít hơn 0,5%.48Những sinh vật ăn cỏ khác là bao gồm gậm nhấm, các sâu bọ ăn thực vật v.v… Những sinh vật chết thải vào đất 12686 kcal, chiếm 76% năng lượng được cung cấp ban đầu.Vi khuẩn và nấm giải phóng 87% năng lượng ban đầu (10576 trên tổng số 12081), động vật nguyên sinh – 8% (1000 kcal), những động vật không xương sống khác – 5%.49BÀI 10. THỰC HÀNH: QUAN SÁT MỘT QUẦN XÃ LẬP SƠ ĐỒ VỀ MỐI QUAN HỆ DINH DƯỠNG TRONG HỆ SINH THÁI THÔNG QUA CHUỖI VÀ LƯỚI THỨC ĂNI – QUAN SÁT MỘT QUẦN XÃ (vườn, ao, một ruộng lúa, đồng cỏ, hoặc một cánh rừng nhỏ).1. Mô tả- Quy mô, kích thước (tương đối) của quần xã.- Đặc điểm của các nhânt tố vô sinh (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, đất, gió), của các nhân tố hữu sinh (các quần thể và quan hệ tác động của các quần thể, tác động của các con người…).

- Tính phân bố đồng nhất hay không đồng nhất của các nhân tố môi trường và các quần thể theo chiều ngang và theo các tầng. Nếu có tầng thì mô tả các tầng.2. Xác định độ nhiều của cây theo quy định sau (dựa vào số lượng cây trên 1m2):- Hiếm: 1 – 4 cây- Ít: 5 – 14 cây- Phổ biến: 15- -29 cây- Nhiều: 30 – 99 cây- Rất nhiều: trên 100 cây3. Xác định độ quần tụ của từng loại thực vật theo quy định sau:- Độ 1: mọc riêng rẻ- Độ 2: mọc thành cụm, nhóm- Độ 3: mọc thành dải- Độ 4: mọc thành mảng- Độ 5: mọc thành mảng lớn gần như bao trùm cả khu vựcĐối với động vật cũng quy định 3 độ quần tụ của cá thể trên một cây (rệp cây, sâu) hay trên 1 m2 (giun đất, ốc sên…). Học sinh tự quy định số cá thể cho ba độ tập trung: ít, trung bình, nhiều cho từng loài động vật.50II – XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CHUỖI THỨC ĂN, LƯỚI THỨC ĂNXác định ba chuỗi thức ăn có ít nhất một mắt xích chung trong quần xã, trên cơ sở đó xây dựng sơ đồ lưới thức ăn.Quan hệ giữa hai mắt xích trong chuỗi thức ăn và 2 mắt lưới của lưới thức ăn được thể hiện bằng mũi tên, chiều mũi tên hướng về mắt xích có bậc dinh dưỡng cao hơn.BÀI ĐỌC THÊMNHỮNG HỆ SINH THÁI TRÊN TRÁI ĐẤT THỬƠ XA XƯA

Bình minh của sự sống đã bắt đầu từ đại thái cổ cách đây hàng tỉ năm, khi đó sinh vật mới chỉ là những cơ thể đơn bào cực kì nhỏ bé, tương tự như vi khuẩn và vi khuẩn lam hiện nay. Từ đó phải hàng bao triệu năm qua mới tới thời kì xuất hiện thực vật bậc cao và động vật đa bào. Trong suốt đại nguyên sinh kéo dài hàng nhiều triệu năm, hệ sinh thái đại dương đã rất phong phú và đa dạng với nhiều loại tảo cổ, vô vàn sứa thân mềm, đầy rẫy cầu gai và giun biển.Cách đây hơn 500 triệu năm ở kỉ Cambri thuộc đại cổ sinh, hệ sinh thái đại dương và biển vẫn là hệ sinh thái hầu như duy nhất trên Trái Đất với tảo, sứa, bọt biển, giun đất, trùng ba lá và cầu gai. Khi đó chưa hề có cá, ếch nhái, bò sát, chim, thú, cây có hoa.Khoảng một triệu năm sau đó, Trái Đất bước sang một kỉ nguyên mới: hình thành hệ sinh thái biển có thêm thành viên mới - những đại diện của động vật có xương sống.Khoảng ba trăm triệu năm về trước, ở vào kỉ Than Đá, hệ sinh thái trên cạn trở nên vô cùng phong phú và đa dạng với nhiều khu rừng rộng lớn các cây dương xỉ, thông đất và tháp bút khổng lồ: bờ sông, hồ đầy rẫy động vật ếch nhái, và mấy chục triệu năm sau lại có thêm những đại diện của bò sát.51Vào kỉ Pecmi cách đây khoảng hơn hai trăm triệu năm, hệ sinh thái trên cạn lại tiếp tục thay đổi lớn lao: khí hậu Trái Đát khô ráo hơn, rừng thông thay thế rừng dương xỉ, bò sát phát triển vì thích nghi hơn với điều kiện khô ráo. Những con khủng long, lôi long dài hàng chục mét, đã bổ sung vào bức tranh hùng vĩ của thế giới sinh vật đã được phác thảo từ kỉ Than Đá với những rừng quyết khổng lồ.Nhưng thế giới sinh vật khổng lồ mà thiên nhiên sáng tạo chỉ thực sự hoàn chỉnh trong vài chục triệu năm tiếp đó. Vào hai kỉ Jura và Phấn Trắng, bò sát khổng lồ thống trị toàn bộ không gian trên cạn, dưới nước và cả trên không với khủng long bay. Giới thực vật đã có đầy đủ cây có hoa, các loại cây cỏ gần giống hiện nay.

Vào giữa thế kỉ thứ 3, cách đây khoảng 70 triệu năm, cuộc thử nghiệm của tạo hóa về những sinh vật khổng lồ đã chấm dứt. Phần lớn bò sát khổng lồ bị tiêu diệt. Chim và thú đã phát triển mạnh mẽ, thống trị hệ sinh thái trên cạn. Sự phát triển của chim và thú còn phát triển mãi tới sau ngày nay.Theo thời gian, hệ động vật có vú ngày càng phong phú và đa dạng, góp phần cùng với sự phát triển và phân hóa của hệ thực vật tạo thêm những hệ sinh thái khác nhau ở trên cạn và dưới nước. Ta hãy theo dõi sự diễn thế sinh thái của một hệ sinh thái trên cạn.Châu Mĩ cách đây 60 triệu năm đã chứng kiến một quá trình diễn thế sinh thái kì thú. Trong những khu rừng nhỏ khí hậu nóng ẩm có một loại động vật bé bằng con cáo quen ăn cỏ và lá cây mềm, cơ thể mềm mại, có thể uốn mình nép trong bụi cây, lùm cỏ và nhanh nhẹn chạy thoát khi gặp hiểm nguy. Khí hậu đột ngột thay đổi từ nóng ẩm trở nên khô ráo; hệ sinh thái rừng ẩm bị thu hẹp lại và hệ sinh thái đồng cỏ khô cứng lan rộng nhanh chóng. Tác động của chọn lọc tự nhiên đã duy trì những cá thể có đặc điểm thích nghi với môi trường đồng cỏ khô cứng: bộ răng và hàm phát triển thích ứng với thức ăn cỏ khô cứng, chân dài chạy nhanh, tầm vóc cao lớn hơn giúp phát hiện kẻ thù từ xa. Cuộc sống gắn liền với hoạt động chạy nhanh thường xuyên trên đồng cỏ đã tạo nên giống ngựa có vóc dáng tương tự ngựa hiện nay. Thời đó đồng cỏ mênh mông. Thiên nhiên đã chứng kiến những cuộc đua ngựa hùng vĩ của hàng vạn con ngựa băng mình trong những cuộc hành hương ngàn dặm trốn tránh kẻ thù và tìm kiếm thức ăn. Khi đó ngựa là quần thể ưu thế trong quần xã của hệ sinh thái đồng cỏ. Qua 60 triệu năm đã có khoảng 200 nhánh con cháu dòng dõi, nhưng rồi quá trình diễn thế đã làm xuất hiện những hệ sinh thái mới. Phần lớn các nhánh đã tuyệt diệt, chỉ còn một nhánh ngựa hoang Trung Á tồn tại đến ngày nay và là tổ tiên của ngựa nuôi trên thế giới.52CHƯƠNG IIISINH QUYỂN VÀ CON NGƯỜI

BÀI 11SINH QUYỂN VÀ TÀI NGUYÊNI – SINH QUYỂNTrái Đất được bao quanh bởi nhiều lớp vật chất khác nhau. Lớp vỏ ngoài cứng nhất là thạch quyển. Toàn bộ đại dương, biển, sông, suối, ao, hồ hợp thành thủy quyển. Thủy quyển chiếm 70,8% bề mặt Trái Đất. Chiều sâu trung bình của đại dương là 3,8km, nơi sâu nhất là 11,034km. Bao ngoài thủy quyển và thạch quyển là lớp không khí dầy tới 100km gọi là khí quyển. Lớp ngoài cùng, từ trên 4 km, là lớp ôzôn (O3), có tác dụng như một lớp phản chiếu các tia vũ trụ, các tia tử ngoại từ Mặt Trời tỏa xuống.Sinh quyển là khoảng không gian có sinh vật cư trú, bao phủ bề mặt trái Đất, sâu tới 100m trong thạch quyển, toàn bộ thủy quyển tới đáy biển sâu trên 8km, lên cao tới 20km trong khí quyển. Ước tính có tới hai triệu loài sinh vật cư trú trong sinh quyển(h.35).53II – NGUỒN TÀI NGUYÊN KHÔNG TÁI SINH VÀ TÁI SINHTài nguyên không tái sinh tự nhiên được là khoáng sản và tài nguyên tái sinh được là đất, rừng, biển và các tài nguyên nông nghiệp.1. Tài nguyên khoáng sản và tình hình sử dụngKhoáng sản là nguyên liệu tự nhiên, có nguồn gốc hữu cơ hoặc vô cơ, phần lớn nằm trong đất. Sự hình thành khoáng sản có liên quan mật thiết với các quá trình địa chất trong một thời gian dài.54A) Khoáng sản nhiên liệuThan đá có nguồn gốc từ xác cây hóa đá. Ba nước có trữ lượng lớn trên 1000 tỉ tấn là Liên Xô (cũ), Mĩ và Trung Quốc. ở nước ta than đá là một khoáng sản quan trọng.

Dầu mỏ và khí cháy cũng có nguồn gốc từ thực vật hoặc các chất hữu cơ phân hủy dở dang ở trong đất. Khu vực có trữ lượng lớn nhất là Trung Cận Đông, Châu Phi và Liên Xô (cũ). Cho tới nay con người đã khai thác trên 50 tỉ tấn dầu mỏ và hàng chục ngàn tỉ mét khối khí cháy.Ngoài ra, trong sinh quyển còn có năng lượng ánh sáng Mặt Trời, gió, sóng biển, thủy triều. Con người đã nghiên cứu sử dụng được một phần các năng lượng này để có thể thay thế dần các nhiên liệu trong đất đang cạn kiệt và cũng hạn chế được tình trạng ô nhiễm môi trường.B) Khoáng sản nguyên liệuĐồng và vàng là hai kim loại được sử dụng đầu tiên vào thế kỉ V và IV trước Công Nguyên. Nhiều nước ở châu Á, châu Phi và châu Mĩ giàu khoáng sản đã trở thành thuộc địa, bị các nước tư bản phát triển khai thác và làm bần cùng. Việc khai thác nhiều khoáng sản như vàng, đồng, thiếc, chì, nhôm … đã ảnh hưởng mạnh mẽ tới môi trường, tác động rất lớn tới cuộc sống và sản xuất của con người. Việc đào đãi vàng trong hơn chục năm gần đây ở nhiều vùng trên dất nước ta như ở Bắc thái, Tây nguyên … đã phá hại nhiều hoa màu, làng mạc, sông núi.Việc khai thác tận lực khoáng sản (1) đang đặt ra nguy cơ tài nguyên cạn kiệt (2) và ô nhiễm môi trường ngày càng tăng.552. tài nguyên tái sinh và tình hình sử dụnga) rừng và lâm nghiệpKhi con người chưa hình thành, rừng bao phủ hầu khắp lục địa. Con người với dân số ngày càng tăng, hoạt động sống càng phong phú thì rừng ngày càng bị thu hẹp (phá rừng lấy đất trồng trọt, chặt cây làm thuyền, làm nhà, làm nguyên liệu công nghiệp …). Hiện nay, mỗi năm cây xanh chỉ còn sản sinh ra được 100 tỉ tấn chất hữu cơ.

Ngoài việc cung cấp gỗ, rừng còn có tác dụng rất lớn trong việc điều hòa lượng nước trên mạt đất: làm tăng độ ẩm không khí, làm giảm lượng nước chảy, hạn chế lũ lụt, hạn chế xói mòn.Loại rừng hỗn giao gồm nhiều loại cây, thuộc nhiều lứa tuổi, tuy sản lượng thấp nhưng lại có ý nghĩa sinh thái lớn hơn rừng độc canh. Việc quản lí rừng bao gồm cả động vật, có ý nghĩa sinh thái to lớn đối với sinh giới nói chung và con người nói riêng.B) đất và nông nghiệpĐất là nơi sản xuất ra lương thực, thực phẩm cho con người và gia súc. Đất còn là nơi để xây nhà, xây dựng các khu công nghiệp, làm đường xá …Đất nông nghiệp đang bị thu hẹp vì mật độ dân xố tăng nhanh, do bị lấy để xây dựng; phát triển công nghiệp giao thông vận tải. Một phần đất bị thoái hóa do không biết chăm bón tốt nên bị sa mạc hóa.Đất nông nghiệp của Việt Nam bình quân đầu người khoảng 0,1 ha.Phần lớn đất nông nghiệp của ta hiện nay được trồng lúa (64%) khoảng 20% trồng màu, 8% trồng cây lâu năm. 4% trồng cỏ, 3% là kênh mương, ao hồ. Nhiều vùng đất ở trung du đang bị xói mòn, thoái hóa (đất feralit); 46 vạn ha đất cát và nhiều vùng đất phèn chưa có điều kiện cải tạo tốt.Hình 36 – diện tích đất canh tác bình quân đầu người giảm dần do dân số tăng nhanhNăm 1940 :0,2 haNăm 1960: 0.16 haNăm 1970: 0,15 haNăm 1983: 0,13 haNăm 1990: 0,1 ha56C) tài nguyên thủy sản

Tài nguyên vùng cửa sông, ven biển rất đa dạng và phong phú, gồm nhiều sinh vật ở nước và trên cạn. Môi truờng cửa sông có nhiều loài động vật, thực vật chịu mặn và ưa lợ có giá trị kinh tế cao. Sản lượng hải sản ở vùng cửa sông của Mĩ và Mêhicô cao gấp 20 lần vùng biển khơi. Thành phần cơ bản của năng suất vùng ven biển là tảo hiển vi, chúng vừa là thức ăn, vừa là nguồn cung cấp ôxi to lớn cho các sinh vật trong nước. Tảo nâu (rong mơ), tảo đỏ (rau câu) … là nguồn thức ăn, nguồn dược liệu (chế biến iôt, brôm, thạch …) và nguồn phân bón có giá trị.Nhiều động vật đáy ở ven biển có giá trị kinh tế cao như trai, sò, tôm, cua, sao biển, hải sâm. Cá là nguồn tài nguyên phong phú ở vùng ven bờ và thềm lục địa. Chúng thường ăn nổi và đi từng đàn tùy thời tiết và theo mùa. Rùa biển, rắn biển, chim biển, thú biển đều là nguồn lợi ven biển. Chim biển có trên 200 loài, rùa biển (vich, đồi mồi, bà tam …) vừa là thực phẩm có giá trị, vừa là mặt hàng mĩ nghệ quý.Tài nguyên sinh vật biển vô cùng to lớn và được khai thác hằng năm tới 70 triệu tấn. Nhiều loại bị đánh bắt quá mức như cá voi, cá heo, cá thu, cá ngừ, cá chim, tôm hùm … đã trở nên hiếm.Tài nguyên nước ngọt ở Việt Nam đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống hằng ngày của nhân dân. Hiện có tới 500 loài cá nước ngọt, trong đó có trên 50 loài có giá trị kinh tế lớn (chép, trắm, trôi, mè, quả …). Phần lớn số loài cá sống trong các dòng chảy (sông, suối), chỉ có khoảng 50 loài cá phổ biến trong các ao hồ. Tôm, cua, trai, ốc cũng là tài nguyên đáng kể của vùng nước ngọt.Tài nguyên ao, hồ đóng góp một phần rất quan trọng và thiết thực đối với đời sống của nhân dân. Phong trào VAC (vườn – ao – chuồng) đã góp phần phát triển tài nguyên ao, hồ. Phương hướng khai thác hợp lí tài nguyên ao, hồ hiện nay là xây dựng một chuỗi thức ăn ngắn, nhằm nhanh chóng nâng cao sản lượng cá tôm; sử dụng phân bón, thức ăn và cá con ương nhân tạo theo quy trình; xử lí nguồn chất thải để biến chất ô nhiễm thành tài nguyên. Hạn chế

việc sử dụng thuốc trừ sâu bằng các chất độc hóa học và thay thế dần bằng thuốc trừ sâu thảo mộc nhằm phục hồi nguồn tài nguyên nước ngọt.57CÂU HỎI1. Sinh quyển là gì? Nêu mối tương quan giữa sinh quyển và các quyển khác của trái đất.2. Phân biệt tài nguyên không tái sinh và tài nguyên tái sinh. Nêu ví dụ.3. Trình bày tình hình sử dụng và nguy cơ cạn kiệt các nguồn tài nguyên (rừng và lâm nghiệp, đất và nông nghiệp, tài nguyên thủy sản). cần sử dụng hợp lí các nguồn tài nguyên như thế nào?BÀI 12TÁC ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI VÀ HẬU QUẢ CỦA NÓ ĐỐI VỚI SINH QUYỂNI – TÁC DỘNG CỦA CON NGƯỜI TỚI SINH QUYỂN DÂN SỐ VÀ MÔI TRƯỜNGTrong suốt thời gian tồn tại, con người đã thường xuyên tác động trực tiếp tới thiên nhiên và cải biến môi trường sống. Loài người đã khai thác khoảng 50 tỷ tấn than đá, 2 tỉ tấn sắt và hàng triệu tấn kim loại khác. Con người đã nắn dòng sông, đào kênh, bạt núi, xây dựng các trạm thủy điện với các hồ chứa nước nhân tạo … những hoạt động đó đã ảnh hưởng tới khí hậu, từ đó tác động mạnh tới sinh quyển. Trước đây rừng che phủ trên 50% diện tích Trái đất, nay chỉ còn khoảng 34% tổng diện tích. ở Việt Nam cũng vậy, trước đây ¾ đất đai là rừng, nay chỉ còn ¼ là rừng. Nhiều loại gỗ quý như gụ, lát hoa, giáng hương, sến, táu … đã bị khai thác đến mức gần như cạn kiệt (h. 37).Rừng bị triệt hạ nhiều làm cho lượng ôxi trong không khí và lượng chất hữu cơ sản sinh bị giảm sút rõ rệt. Lượng nước dự trữ do rừng giữ lại ngày càng ít dần, làm cho quá trình sa mạc hóa và thảo nguyên hóa càng tăng nhanh. Đất trồng được, nay chỉ còn chiếm

10% lục địa. Quá trình đô thị hóa nhanh làm cho diện tích đất trồng ngày càng bị thu hẹp. Sự phân phối nước ngọt cho người và cho vật nuôi, cây trồng cũng bị hạn chế. Có tới 60% diện tích đất trồng trên thế giới thiếu nước ngọt. Tiến bộ khoa học kĩ thuật được ứng dụng tích cực vào sản xuất đã kéo theo sự nhiễm bẩn của tất cả các quyển.58Do đốt than và dầu mỏ mà khói và khí đốt từ các nhà máy đã thải vào khí quyển hàng năm 6.109 tấn CO2 và gần 108 tấn SO2. Nhiều thành phố lớn ở Tây Âu và Mĩ đã có hiện tượng “sương mù hóa chất” gây độc hại cho người và sinh vật. Các chất thải ra biển cả bị nhiễm bẩn ngày càng nhiều. Các tàu biển đã thải ra biển và đại dương hàng năm chừng hơn 2 triệu tấn dầu, làm chết nhiều sinh vật nổi và những sinh vật khác ăn sinh vật nổi cũng chết theo …Dân số tăng qua nhanh trong mấy chục năm gần đây, với tốc độ gia tăng từ 1,7% đến 2%. Năm 1987 dân số thế giới đã tới 5 tỉ và ước tính sẽ lên tới hơn 6 tỉ vào năm 2000. Nạn dân số tăng quá nhanh làm ảnh hưởng trước tiên là diện tích rừng và đất trồng và làm tăng ô nhiễm môi trường sống.II – VẤN ĐỀ Ô NHIỂM MÔI TRƯỜNG A – KHÁI NIỆMÔ nhiễm môi trường là sự thay đổi không mong muốn tính chất vật lí, hóa học, sinh học của không khí, đất, nước của môi trường sống, gây tác động nguy hại tức thời hoặc trong tương lai đến sức khỏe và đời sống con người, làm ảnh hưởng đến quá trình sản xuất, đến các tài sản văn hóa và làm tổn thất nguồn tài nguyên dự trữ của con người.59Mức ô nhiễm môi trường được xác định bằng ba yếu tố:- Nguồn tài nguyên bị mất mát do dùng quá phí phạm, tạo ra lượng chất phế thải quá lớn.

- Mức đầu tư để trừ khử và phòng ngừa nạn ô nhiễm.- Mức giảm sức khỏe con người.B- CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM1. Các khí công nghiệp phổ biếnÔxit cacbon (CO), khí sunfurơ (SO2), khí cacbonic (CO2), ôxit nitơ (NO2), các loại hidrô cacbua đều độc cho cơ thể sinh vật. Ôxit nitơ và hiđrô cacbua thoát ra từ máy nổ, khi có ánh sáng Mặt Trời đã liên kết lại và tạo thành hợp chất mới, độc hơn, với tên: khói mù quang hóa học.2. Thuốc trừ sâu và chất độc hóa họcDDT và các chất độc hóa học được sử dụng rộng rãi đã làm ô nhiễm sinh quyển. Chúng phát tán theo nước và không khí, được tích lũy khi di chuyển theo chuỗi thức ăn, từ thực vật sang động vật ăn thực vật rồi sang động vật ăn thịt.Các chất này đã tàn phá nhiều quần xã sinh vật ở nhiều vùng trên thế giới.3. Thuốc diệt cỏCó hai nhóm thuốc diệt cỏ: nhóm hợp chất simazon monoron gây rối loạn quá trình quang hợp và nhóm 2, 4D, và 2, 4, 5 – T làm rụng lá cây và hủy diệt có hệ thống khi dùng với nồng độ cao. Tuy nhiên, loại thuốc diệt cỏ nguy hiểm nhất lại là sản phẩm cuối cùng khi sản xuất 2, 4, 5 – T tức là chất điôxin. Chất này ở nồng độ thấp cũng gây ra quái thai.Các chất diệt cỏ 2, 4 D và 2, 4, 5 – T có điôxin đã bị đế quốc Mỹ sử dụng bừa bãi để hủy diệt rừng và hoa màu ở miền Nam nước ta từ tháng 8 - 1961 đến tháng 12 – 1970, trên diện tích hơn 6 triệu ha, làm cho 50% số cây bị diệt, 1 triệu 62 vạn người bị nhiễm độc, nhiều người bị ung thư, chửa trứng và hàng nghìn trẻ em quái thai ra đời604. Các yếu tố gây đột biến

Sự phát triển mạnh mẽ công nghiệp hóa học đã tạo những hợp chất tổng hợp dùng trong cuộc sống hằng này, trong đó có một số chất có khả năng gây đột biến. Việc sử dụng năng lượng nguyên tử và các chất phóng xạ trong khoa học, y học, kĩ thuật và nông nghiệp đã làm tăng tác động của các bức xạ và yếu tố hóa học gây đột biến, ảnh hưởng tới khả năng di truyền của con người và những sinh vật khác.Sự tác động của các yếu tố gây đột biến đối với động vật và cây cối tạo nguồn nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên, còn đối với con người thì tác động này làm xuất hiện những đột biến có hại, gây chết cho trẻ sơ sinh hoặc làm ảnh hưởng tới sự phát triển bình thường về trí khôn và tâm lí của trẻ. Những kết quả nghiên cứu trên khỉ và tế bào người được nuôi cấy chỉ ra rằng, đối với người đã 30 tuổi nếu tiếp nhận thêm 10 rơnghen nữa thì tần số đột biến sẽ tăng lên gấp đôi, do đó số trẻ em quái dị do khuyết tật di truyền cũng tăng lên rõ rệt. Sau mỗi vụ nổ hạt nhân, các chất đồng vị phóng xạ sẽ thâm nhập vào thực vật qua không khí, nước và đất. Các chất này qua chuỗi thức ăn sẽ tích tụ trong cơ thể người và gây đột biến di truyền. Vụ nổ bom nguyên tử ở Hioshima và Nagasaki đã làm thiệt mạng hàng triệu người, cho tới bây giờ vẫn còn nạn nhân của đột biến di truyền do vụ nổ bom ba mươi nhăm năm trước. Loài người tiến bộ đang đấu tranh chống các vụ nổ hạt nhân. Ngay trong hòa bình, việc sử dụng năng lượng hạt nhân cũng phải rất thận trọng.CÂU HỎI1. Trình bày khái quát về hoạt động của con người và tác động của các hoạt động tới môi trường sống và sinh quyển. Đánh giá vai trò con người trong việc làm thay đổi môi trường sống.2. Thế nào là môi trường bị ô nhiễm? Hiện tượng này có nguyên nhân từ đâu? Tại sao tốc độ ô nhiễm môi trường ở trên thế giới và ở cả Việt Nam ngày càng tăng?

3. Trình bày các loại gây ô nhiễm chủ yếu và hậu quả của việc môi trường bị ô nhiễm các chất khí công nghiệp, thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ.61BÀI LÀM Ở NHÀSưu tầm số liệu về ô nhiễm môi trường và những tranh ảnh về ô nhiễm môi trường. Mỗi em hoặc một nhóm sưu tầm về một chủ đề hoặc một nước.

BÀI 13BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNGSự phát triển của mỗi quốc gia chỉ có thể bền vững khi môi trường sống và thiên nhiên được bảo vệ tốt, duy trì được mối cân bằng sinh thái, tránh bị ô nhiễm và biết cách khai thác, sử dụng, phục hồi một cách hợp lí nguồn tài nguyên thiên nhiên.I – CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG1. Các biện pháp hóa – công nghệSản xuất theo chu kì khép kín; khử và lọc nước và khí thải; nghiên cứu những nhiên liệu mới không hoặc ít gây ô nhiễm; thay thế dần các nhà máy công nghiệp đang dùng bằng các nhà máy có hệ thống cung cấp nước khép kín.2. Các biện pháp sinh – kĩ thuậtBảo đảm lọc nước theo hệ thống ao lọc; phủ xanh các cơ sở công nghiệp; vận dụng mạnh mẽ hơn các biện pháp đấu tranh sinh học; xây dựng những vùng liên hợp kinh tế rừng – săn bắn, hồ nuôi – đánh bắt cá, xây dựng nhiều khu rừng quốc gia. Ở những vùng liên hợp kinh tế này phải nghiên cứu song song việc quy hoạch nuôi trồng và khai thác theo phương án tối ưu.II – VIỆC BẢO VỆ RỪNG VÀ THIÊN NHIÊN HOANG DẠI

Rừng không chỉ là nguồn sản xuất ra gỗ mà còn là một cỗ máy không lồ của thiên nhiên làm điều hòa khí hậu, giữ ẩm cho đất, góp phần ngăn chặn các nạn lũ lụt, xói mòn đất đai. Rừng còn là nơi lưu trữ, nuôi sống và làm phát triển nhiều loài cây và động vật hoang dại quý hiếm. Do đó việc bảo vệ rừng và thiên nhiên hoang dại phải là một quốc sách, một công việc chiến lược sống còn của loài người.62Mỗi quốc gia cần có quy hoạch tổng thể khoa học, vừa khai thác rừng, vừa trồng rừng, vừa bảo vệ và nuôi động vật hoang dại, vừa cho phép săn bắn một lượng đã tính toán không làm ảnh hưởng tới quần thể … chính nhờ các biện pháp tổ chức kinh tế này mà nhiều nước công nghiệp đã gây lại được nhiều cây, con quý hiếm.Nhiều nước đã trồng rừng quanh các thành phố lớn để cải tạo khí hậu, chống ô nhiễm môi trường đo thị. Việc bảo vệ rừng bao gồm: xây dựng các khu rừng cấm quốc gia, quy định khai thác và nuôi giữ hợp lí các thực vật và động vật cư trú trong rừng, tăng cường sử dụng các biện pháp đấu tranh sinh học, bảo đảm sự cân bằng sinh học trong rừng sử dụng thuốc trừ sâu hợp lí khi cần thiết và chống nạn cháy rừng.III – SỰ CẢI BIẾN KHÍ HẬU VÀ KHỬ MẶN NƯỚC BIỂNCon người đã có nhiều cố gắng trong việc cải biến khí hậu theo các hướng:- Tăng cường trồng rừng ở các vùng đồi trọc (Việt Nam, Thái Lan, Nhật Bản, Inđônêxia …), ở sa mạc (Ôman, Angiêria … ).- Tạo nên những kênh đào nhân tạo (điển hình là kênh đào Suêz) vì mục đích giao thông, thủy lợi; cải tạo các vùng hoang và cải tạo khí hậu. Việc xây dựng các nhà máy thủy điện cũng có tác dụng gián tiếp cải tạo khí hậu, tuy nhiên cần chú ý tới việc điều hòa lượng nước cung cấp cho vùng hạ lưu chống sự xâm nhập của nước biển. Ví dụ, vùng Xuân Thủy (hạ lưu của nhà máy thủy điện

Hòa Bình) và vùng duyên hải thành phố Hồ Chí Minh (hạ lưu của nhà máy thủy điện Trị An).Con người cũng đã thử “thay trời làm mưa”, tuy nhiên, kết quả có khi ngược lại: tuy có tạo được mưa tức thời nhưng cả mùa hè lượng mưa lại giảm. Dường như mưa nhân tạo đã làm trời trở lạnh, hạn chế sự hình thành mây của những cơn mưa rào.Một số nước công nghiệp phát triển đã khử mặn nước biển với quy mô nhỏ để lấy nước ăn cho vùng dân cư đông đúc ven biển. Tuy nhiên khi khử mặn nước biển với quy mô lớn để lấy nước ngọt dùng cho công nghiệp và nông nghiệp thì lại nảy sinh vấn đề giá thành nước ngọt để sử dụng trong sản xuất quá đắt, thêm nữa chỗ muối bị tích tụ lại gây nhiễm bẩn môi trường. 63IV – CÁC HỆ SINH THÁI TRAO ĐỔI CHẤT NHÂN TẠOCùng với tiến bộ khoa học kĩ thuật, con người đi tới những nơi chưa từng có người ở, không có đất để trồng (ở Bắc Cực, Nam cực và những đảo đá). Để trồng rau ở những nơi đó (nguồn vitamin tự nhiên), các nhà khoa học đã nghiên cứu thành công một môi trường nước nhân tạo để bảo đảm đủ ánh sáng và nhiệt độ thích hợp, sử dụng biện pháp làm cho không khí bão hòa CO2. Từ lượng thực vật được sản sinh người ta đã chế biến được nhiều loại thức ăn khác nhau.Thành tựu trồng cây trong môi trường nước cũng tạo ra khả năng giải quyết vấn đề thức ăn trong du hành vũ trụ.V- SỬ DỤNG HỢP LÍ, BẢO VỆ VÀ PHỤC HỒI NGUỒN TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN1. Sử dụng các biện pháp nhằm nâng cao năng suất sinh học của hệ sinh thái:- Bảo vệ rừng già, rừng trên nguồn và trên sườn đồi, núi để ngăn lũ, không cày xới đất khi làm ruộng nương trên sườn đồi dốc quá 15 độ. Tiến hành trồng cây, gây rừng.

- Cải tạo điều kiện tự nhiên của hệ sinh thái (bón phân, làm thủy lợi); luân canh hợp lí, chọn giống thích hợp và có năng suất cao.(1)- Đẩy mạnh việc thuần hóa động vật, thực vật.- Đẩy mạnh biện pháp đấu tranh sinh học, bảo đảm sự cân bằng sinh học trong tự nhiên.2. Đẩy mạnh cải tạo thiên nhiên, hoang mạc, sông ngòi, biển nhằm mở rộng diện tích nuôi trồng. Sa mạc karakun, sa mạc nội mông và tân cương (trung quốc), sa mạc saraha đã được cải tạo một bộ phận; kế hoạch cải tạo bắc băng dương – một vùng rất giàu khoáng sản, đang được đề xuất.643. Xây dựng các khu vực bảo vệ tự nhiên và các khu rừng cấm. Nhiều nước xây dựng các vườn quốc gia hoặc rừng cấm như kiểu vườn quốc gia cúc phương để bảo vệ các nguồn gen quý; bảo vệ và khai thác hợp lí các khu vực sông hồ, ven biển … tiến tới mở rộng các bãi nuôi nhân tạo …VI – LUẬT BẢO VỆ MÔI TRƯỜNGViệc sử dụng bừa bãi nguồn năng lượng và các nguồn tài nguyên khác trên Trái đất đã gây nên hậu quả nặng nề (tầng ôzôn bị phá hủy; đất đai, không khí, nguồn nước bị ô nhiễm nghiêm trọng; các vụ nổ hạt nhân và dò rỉ ở các nhà máy điệ nguyên tử làm nhiều vùng Trái Đất bị nhiễm xạ … ). Việc bảo vệ môi trường đã trở nên một yêu cầu cấp bách của toàn thế giới.Năm 1971, tổ chức UNESCO đã thông qua chương trình sinh học quốc tế mang tên “con người và sinh quyển”, nghiên cứu những đổi thay của sinh quyển và tài nguyên dưới những tác động của con người. Năm 1975, hội nghị An ninh và Hợp tác châu Âu họp ở Helsinki (phần Lan) đã ghi rõ trong hiệp ước là phải hết sức bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên của thiên nhiên.Nhiều nước đã công bố luật bảo vệ môi trường và ra những sách đỏ, cấm không được săn bắn, thu hái những động vạt và thực vật quý hiếm trong nứoc. Năm 1963, nhà nước ta đã ban hành “điều lệ

tạm thời về săn bắn chim thú rừng và khai thác, bảo vệ nguồn lợi thủy sản” ngăn cấm việc phá rừng, khai thác gỗ bừa bãi và đốt rừng.Đất nước ta sau hơn 30 năm bị tàn phá hủy diệt nặng nề, nhân dân chưa có thói quen và ý thức bảo vệ môi trường. Luật bảo vệ môi trường của nước ta đã được quốc hội thông qua năm 1993 nêu lên những quy định tập trung vào các vấn đề sau: bảo vệ các thành phần cơ bản của môi trường, bảo vệ môi trường tổng hợp tại các khu vực khác nhau, phòng chống ô nhiễm và tai biến môi trường.Luật bảo vệ môi trường bao gồm các quy định về việc sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên và môi trường, ngăn chặn các tác động tiêu cực, hồi phục các tổn thất, không ngừng cải thiện tiềm năng tài nguyên thiên nhiên và chất lượng môi trường, nhằm nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân. Bảo vệ môi trường bằng pháp luật là biện pháp hết sức quan trọng.65Mỗi học sinh phải có trách nhiệm bảo vệ môi trường, tuyên truyền mọi người có ý thức và hành động bảo vệ môi trường theo luật, cụ thể là:- Phải tuyên truyền, giáo dục cho mọi người có những hiểu biết cần thiết về môi trường, về sinh thái học và di truyền học.- Tuyên truyền và tham gia việc chống thử và sử dụng vũ khí hóa học và vũ khí hạt nhân.- Tuyên truyền và thực hiện luật bảo vệ môi trường.CÂU HỎI1. Trông tình hình môi trường bị ô nhiễm và bị phá hủy như hiện nay cần có những biện pháp gì để bảo vệ môi trường?2. Trình bày những cố gắng của con người trong việc cải biến khí hậu và khử mặn nước biển?3. Tại sao phải có luật bảo vệ môi trường? luật bảo vệ môi trường nhằm mục đích gì?

4. Nêu ý nghĩa của việc sáng tạo ra các hệ sinh thái trao đổi chất nhân tạo.BÀI 14THỰC HÀNH: TÌM HIỂU VÀ THỐNG KÊ TÁC ĐỘNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG CON NGƯỜINội dung IChọn môi trường là một nhà máy (rượu, xi măng, hóa chất, nhựa) vơi quần thể nhà chung quanh (ở thành thị); xưởng thuốc trừ sâu, một chuồng trại mất vệ sinh cùng với quần thể nhà chung quanh (ở nông thôn).1. Điều tra thành phần của hệ sinh tháiA) Các nhân tố vô sinh: nhiệt độ ánh sáng, độ ẩm, nhà của, ruộng đất, sông ngòi, gió, chất thải, thuốc trừ sâu …B) Các nhân tố hữu sinh: thống kê các loại thực vật, động vật, con người, quan hệ giữa các nhân tố.C) Điều tra những mối liên hệ giữa môi trường và sinh vật. Xác định chuỗi thức ăn có liên quan đến con người.662. Điều tra tình hình nhiễm bẩn môi trườngA) Mức độ nhiễm bẩn (ít, nhiều, rất bẩn)b) Nguyên nhân nhiễm bẩnC) Xác định tác động của môi trường đối với đời sống con người.D) Biện pháp, kiến nghị chống ô nhiễm môi trường.Nội dung IIChọn môi trường đã bị con người tác động mạnh như một khu rừng đã bị con người chặt phá, một khu rừng (hay đồi trọc) đã được trồng lại (hoặc phủ xanh), một khoảng rừng bị đốt cháy hay phát quang làm nương rẫy, khu VAC …1. Điều tra thành phần hệ sinh thái

a) Trước khi bị tác động (điều tra qua bố mẹ, nhân dân, … ): các nhân tố vô sinh, các nhân tố hữu sinh, các mối quan hệ giữa các nhân tố trên với con người (như hướng dẫn ở nội dung I)b) Hiện trạng (sau khi tác động): như trên.2. Điều tra và phân tích tác động của con người đến môi trường- Làm thay đổi thành phần loài sinh vật, thêm hoặc bớt các loài cây, các động vật hoang dại hoặc vật nuôi; độ nhiều của từng quần thể.- Làm thay đổi các điều kiện khí hậu trong vùng hoặc chỉ trong phạm vi không gian bị tác động (ví dụ, nóng hơn hay mát hơn bao nhiêu độ, có bóng râm, ẩm hay khô ráo hơn …).- Phân tích kết quả tác động của con người lên môi trường.Cách tiến hành:- Mỗi nhóm 3 người cùng làm một nội dung.- Thực hiện nội dung thực hành dưới dạng bài làm ở nhà.- Bản tường trình của một số nhóm sẽ được trình bày và được đánh giá trong giờ thực hành.67BÀI ĐỌC THÊMRỪNG XANH KÊU CỨUCách đây vài triệu năm, khi loài người chưa xuất hiện, rừng xanh bạt ngàn bao phủ Trái Đất. Rừng không những che chở mà còn là nơi cung cấp thức ăn và làm trong sạch nguồn không khí bảo đảm sự sống cho muôn loài động vật. Biết bao loài sinh vật, trong đó có tổ tiên của loài người đã được sinh ra từ các khu rừng rậm. Rừng xanh đã cung cấp thức ăn. Nguyên liệu và nhiên liệu cho con người trong suốt hai triệu năm lịch sử. Trải qua thời kì nguyên thủy, cộng đồng xã hội loài người bước vào nền văn minh nông nghiệp. Rừng vẫn là cái nôi hào phóng và gần như vô tận.Rừng không những là một nhà máy vĩ đại sản xuất chất hữu cơ cho sinh giới mà còn là một cỗ máy khổng lồ điều hòa khí hậu, giữ ấm

và ẩm cho đất, chống hạn hán, lũ lụt và làm trong sạch không khí. Mỗi năm rừng hấp thụ 400 tỉ tấn CO2, 6 tỉ tấn đạm, 1 tỉ tấn lân 10 đến 15 tấn các chất khác để tạo nên 450 tỉ tấn chất hữu cơ; thải vào không khí 500 tỉ tấn ôxi và làm bốc hơi 10. 10 mũ 12 tấn nước góp phần điều hòa khí hậu.Bước sang nền văn minh công nghiệp từ thế kỉ XVIII, với những tiến bộ khoa học kĩ thuật mới và những lợi nhuận kếch sù từ rừng (rừng vàng biển bạc), con người đã ra tay khai thác rừng không chút thương tiếc. Trước đây diện tích rừng bao phủ tới 50 % lục địa, nhưng trong các thế kỉ qua đã có khoảng 1800 triệu ha rừng bị hủy hoại. Có nhiều nguyên nhân (sét đánh, núi lửa phun, băng hà …) nhưng già nửa diện tích mất đi là do tác động của con người, đặc biệt là chỉ trong khoảng hai thế kỉ XIX, XX đã có trên 500 triệu ha rừng bị triệt hạ.Ở Anh trước đại chiến thế giới lần hai, diện tích rừng tới 2,4 triệu ha, nay còn khoảng 1,2 triệu ha.Nước Mĩ cũng chỉ trong vòng gần 2 thế kỉ đã phá tới 150 triệu ha rừng. Vào thế kỉ XVIII, nước Pháp có 17 triệu ha rừng thì đầu thế kỉ XIX chỉ còn 8 triệu ha. Cứ đà phá hủy rừng như hiện nay thì ước tính mỗi năm diện tích rừng thế giới sẽ bị thu hẹp khỏang 2 triệu ha. Tốc độ phá rừng ngày càng nhanh vì dân số tăng nhanh, nhu cầu về gỗ càng lớn, không những để dùng trong xây dựng mà còn là nhiên liệu và nguyên liệu chế biến của gần 20000 sản phẩm khác nhau.68Việc phá rừng đã gây ra nhiều hậu quả tai hại: làm phá hủy nhiều hệ sinh thái tự nhiên, làm cạn kiệt nguồn nước, khí hậu trở nên khô nóng, gây ra lũ lụt, hạn hán, đẩy mạnh quá trình sa mạc hóa.Biết bao giống gỗ quý, cây quý đã bị triệt hạ. Cách đây 5000 năm libăng là nước rất giàu gỗ bá hương (một thứ gỗ thường dùng để xây cất cung điện, lấy dầu để ướp xác, nhựa bá hưong thường cùng với vải dùng để bó xác ướp). Nay rừng gỗ bá hương bạt ngàn chỉ còn rớt lại vài mảng vạt rừng nhỏ không đáng kể ở libăng.

Việc phá rừng còn làm tiêu diệt một số loài vật vốn có cuộc sống trong rừng xanh. Theo Dót (1968), con người đã làm tuyệt chủng khoảng 120 loài động vật có vú, 150 loài chim, 13 loài bò sát … loài chim bồ câu hạn lương ở Châu Mĩ ở thế kỉ XVIII nhiều đến mức đậu gãy cả cành to. Nhưng những đoàn người Châu Âu tới Châu Mĩ đã tiêu diệt chúng trong suốt thế kỉ XIX và mẫu vật cuối cùng của loài chim này đã chết trong vườn bách thú năm 1940(!). Nhiều loài động vật quý hiếm như sư tử, bò rừng, ngựa rừn ... ở Châu Âu cũng đã bị tuyệt chủng.Nước ta nằm ở vùng nhiệt đới bốn mùa có ánh nắng, cây cỏ tươi tốt phát triển quanh năm. Tuy nhiên, rừng xanh ở Việt Nam cũng bị tàn phá ghê gớm. Năm 1943 Việt Nam có 14,3 triệu ha rừng, chiếm 48,3% diện tích (theo Mauraud) nhưng đến năm 1982 thì chỉ còn khoảng một nửa, chiếm khoảng 28% diện tích. Do phá rừng mà hằng năm xói mòn cuốn trôi một lớp đất dày 1 cm tức là mất 100 tấn/ha/năm (Nguyễn Quang Mĩ. 1984) làm cho đất đai trở nên cằn cỗi.Mức rừng bị phá hoại hằng năm là khoảng 200000 ha gồm 50000 ha diện tích bị chặt phá làm nông nghiệp, 50000 ha do cháy rừng, 100000 ha do khai thác gỗ và chặt làm củi đốt. Trong khi đó hằng năm chỉ trồng được khoảng 50000 đến 100000 ha, không đủ bù về số lượng diện tích, chưa nói đến chất lượng rừng. Rừng nguyên thủy bị phá hủy tàn tệ, nhường chỗ cho rừng thứ sinh và đồi trọc. Rừng nước ta đang ở trong nguy cơ hủy diệt.69Cần có ngay một chương trình hành động để cứu lấy rừng, bảo vệ nguồn sống của chúng ta. Cần thực hiện ngay một chương trình bảo vệ rừng nguyên thủy, rừng hiện có, rừng trồng lại và tái sinh tự nhiên.Cần chú ý phát triển các rừng hỗn hợp giao các loài bản xứ hơn là rừng thuần chủng và loài nhập từ nước ngoài.Cần khôi phục rừng đầu nguồn. Cấm khai thác gỗ thương mại ở vùng rừng đầu nguồn, cấm khai thác bừa bãi gỗ thương mại ở các

vùng rừng tự nhiên. Nhà nước ta đã quy định 97 vùng rừng cấm và khu vực cần bảo vệ, mỗi người chúng ta cần phải trở thành một người lính bảo vệ và tuyên truyền cho mọi người cùng tham gia bảo vệ các vùng rừng cấm này.70CƠ SỞ DI TRUYỀN HỌCDI TRUYỀN HỌC – KHOA HỌC VỀ CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊSinh sản là một đặc tính cơ bản của cơ thể sống. Trong quá trình sinh sản, một hiện tượng kì lạ luôn nhận thấy là con sinh ra nhất định giống cha mẹ ở mức độ nào đó. Sự “sao chép” lại các tính trạng và tính chất của cơ thể từ thế hệ này sang thế hệ khác được gọi là hiện tượng di truyền.Thông thường các tính trạng và tính chất của cơ thể được sao chép lại qua sinh sản một cách rất bền vững, song không tuyệt đối. Con của cùng cha mẹ vẫn có những sai khác nào đó. Đó là hiện tượng biến dị.Môn khoa học nghiên cứu các quy luật di truyền và biến dị được gọi là di truyền học.Tuy mới chính thức ra đời vào đàu thế kỉ này, nhưng di truyền học đã phát triển mạnh và đạt được những thành tựu to lớn. Đặc biệt trong mấy chục năm gần đây, nhờ vận dụng các thành tựu của nhiều ngành khoa học chính xác như toán học, vật lí học, hóa học … đồng thời sử dụng các phương pháp và kĩ thuật hiện đại, di truyền học đã đi sâu nghiên cứu cơ sở tế bào, cơ sở phân tử của sự di truyền, đề cập tới những vấn đề cơ bản nhất của sự sống.Bên cạnh những giá trị lí thuyết, di truyền học cũng có vai trò rất to lớn đối với thực tiễn, giúp loài người nâng cao sản lượng nông nghiệp, công nghiệp vi sinh và đấu tranh chống các bệnh di truyền.71CHƯƠNG ICƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN

BÀI 15CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ - AXIT NUCLÊICNhân các tế bào đều chứa axit nuclêic. Đó là những phân tử lớn có cấu trúc đa phân, bao gồm nhiều đơn phân là các nuclêic. Có 2 loại axit nuclêic là axit đêôxiribônuclêic (ADN) và axit ribônuclêôic (ARN).I – NUCLÊÔTIT – ĐƠN PHÂN CỦA AXIT NUCLÊICMỗi nuclêôtit có khối lượng phân tử trung bình là 300 đơn vị cacbon (1) và bao gồm 3 thành phần (h.38): - Đường đêôxiribô (trong ARN được thay bằng đường ribô).- Axit photphoric.- Một trong bốn loại bazơ nitric: ađênin (A), guanin (G), xitôzin (X), timin (T). trong ARN timin được thay bằng uaxin (U).72Có 4 loại nuclêôtit khác nhau về bazơ nitric nên người ta gọi tên chúng bằng tên các bazơ nitric tương ứng.Nhờ mối liên kết hóa trị giữa axit photphoric của nuclêôtit này với đường của nuclêôtit này với đường của nuclêôtit tiếp theo mà các nuclêôtit liên kết với nhau tạo nên chuỗi pôlinuclêôtit (h.39).Cách sắp xếp khác nhau của 4 loại nuclêôtit sẽ tạo nên vô số loại phân tử ADN khác nhau.Số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong chuỗi pôlinuclêôtit là đặc trưng cho mỗi loại phân tử ADN. Chỉ cần thêm, bớt hoặc thay thế 1 nuclêôtit là đã xuất hiện một phân tử ADN khác mang những đặc tính khác. Tính đa dạng và tính dặc thù đa dạng và tính đặc thù của các loài sinh vật.II- CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA ADN1. Cấu trúc

Năm 1953 J.Oatxơn và F.Cric đã xây dựng mô hình cấu trúc không gian của phân tử ADN (h.40).Theo mô hình này, ADN là 1 chuỗi xoắn kép gồm 2 mạch pôlinuclêotit xoắn đều quanh 1 trục theo chiều từ trái sang phải như 1 cái thang dây xoắn, mà hai tay thang là 1 cặp bazơ nitric đứng đối diện và liên kết với nhau bằng các liên kết hiđrô theo nguyên tắc bổ sung, nghĩa là 1 bazơ lớn (A hoặc G) được bù bằng 1 bazơ bé (T hoặc X) hay ngược lại. Do đặc điểm cấu trúc, ađênin chỉ liên kết với timin bằng 2 liên kết hiđrô và guanin chỉ liên kết với xitôzin bằng 3 liên kết hiđrô.73Theo nguyên tắc bổ sung, nếu biết được trình tự xắp xếp các nuclêôtit trong mạch đơn này thì có thể suy ra trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong mạch đơn kia. Ví dụ, trên 1 mạch đơn chuỗi nuclêôtit sắp xếp theo thứ tự: A – G – G – X – T – A - X thì đoạn mạch đơn tương ứng có trình tự T – X – X – G – A – T - G. Một hệ quả nữa của nguyên tắc bổ sung là trong phân tử ADN số ađênin bằng số xitôzin và do đó A + G = T + X. Tỉ số A + T/ G + X trong các ADN khác nhau thì khác nhau và đặc trưng cho từng loài.Mô hình Oatxơn – Cric cũng chỉ ra rằng đường kình vòng xoắn của phân tử ADN là 20A, nhưng chiều dài có thể đạt tới hàng chục, thậm chí hàng trăm micrômet (phân tử prôtêin lớn nhất cũng chỉ có chiều dài 0,1 micrômet). Mỗi vòng xoắn của chuỗi xoắn lớn kép ADN dài 34 A và gồm 10 cặp nuclêôtit. Như vậy mỗi cặp nuclêôtit ứng với 3,4 A.2. chức năng của ADNBằng lí thuyết và cả thực nghiệm, người ta đã chứng minh rằng chức năng của ADN là bảo quản và truyền đạt thông tin về cấu trúc toàn bộ các loại prôtêin của cơ thể sinh vật, do đó quy định các tính trạng và đặc tính của cơ thể.74

Theo ngôn ngữ thông tin thì thông tin di truyền (thông tin về cấu trúc của các Prôtêin) được mã hóa trong ADN, tức là trình tự sắp xếp các axit amin trong prôtêin được quy định bởi trình tự sắp xếp các nulêôtit trong ADN. Mỗi đoạn của phân tử ADN mang thông tin quy định cấu trúc của một loại prôtêin được gọi là gen cấu trúc. Thông thường, một gen cấu trúc gồm khoảng 600 - 1500 cặp nuclêôtit.Mỗi axit amin trong phân tử prôtêin được xác định bằng 3 nulêôtit kế tiếp nhau trong ADN. Đó là sự mã hóa bộ ba, còn tổ hợp ba nuclêôtit ứng với 1 axit amin là đơn vị mã (bộ ba mã hóa hay codon). Ta đễ dàng nhận thấy số tổ hợp các bộ ba từ 4 loại nuclêôtit là 4 3 = 64.Thực nghiệm đã chứng minh rằng chỉ có 61 tổ hợp được sử dụng để mã hóa axit amin vì trong một số trường hợp, một axit amin tương ứng với nhiều bộ ba mã hóa khác nhau. Mặt khác, có những bộ ba không xác định một axit amin nào mà làm nhiệm vụ kết thúc sự tổng hợp chuỗi pôlipeptit.CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP1. Trình bày cấu trúc hóa học của nuclêôtit. Vì sao nói nó là đơn vị cấu trúc cơ bản của axit nuclêic?2.Axit nuclêic gồm những loại nào? Trình bày cấu trúc và chức năng của ADN. 3. Yếu tố nào quy định tính đặc thù và tính đa dạng của axit nuclêic. Thông tin di truyền là gì? Phân biệt sự mã hóa bộ ba và bộ ba mã hóa.4. Trong 1 phân tử ADN, số nuclêôtit loại timin là 100000 và chiếm 20% tổng số nuclêôtit. a) Tính số nuclêôtit thuộc các loại A, X và G.b) Tính chiều dài của phân tử ADN đó bằng micrômet.5. Một phân tử ADN có chiều dài 1,02 mm.a) Tính số nuclêôtit trong phân tử ADN đó.

b) Biết rằng trong phân tử ADN này, số nuclêôtit loại A bằng 10% tổng số nuclêôtit. Hãy tính số nuclêôtit thuộc mỗi loại.75BÀI 16AXIT NUCLÊIC (tiếp theo) VÀ PRÔTÊINIII – CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐÔI CỦA ADNMột đặc tính quan trọng của ADN là khả năng tự nhân đôi. Quá trình này xảy ra chủ yếu trong nhân tế bào, tại các nhiễm sắc thể ở kì trung gian giữa 2 lần phân bào (tức là lúc nhiễm sắc thể còn duỗi ra).Khi bước vào quá trình tự nhân đôi, dưới tác dụng của enzim ADN – pôlime và các enzim khác, chuỗi xoắn kép ADN duỗi ra, sau đó hai mạch tách nhau dần. Mỗi nuclêôtit trong mỗi mạch đơn này kết hợp với 1 nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung để tạo nên mạch đơn mới. Cuối cùng tạo thành 2 phân tử ADN “con”. Chính điều này đảm bảo cho tính chất bảo thủ di truyền một cách kì lạ ở sinh vật.Trong mỗi phân tử ADN “con” thì có một mạch pôlinuclêôtit là của ADN “mẹ” (mạch cũ), còn mạch kia là mới được tổng hợp (nguyên tắc giữ lại một nửa) (h.41).IV – CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA ARNTùy theo chức năng của chúng, người ta chia các ARN thành 3 loại chủ yếu:1. ARN thông tin (marn) là một mạch pôlinuclêôtit sao chép đúng 1 mạch ADN nhưng trong đó uraxin thay cho timin và làm nhiệm vụ truyền đạt thông tin quy định cấu trúc của prôtêin cần tổng hợp.762. ARN ribôxôm (rarn) là thành phần cấu tạo nêm ribôxôm và cũng có cấu trúc một mạch.3. ARN vận chuyển (tarn) có chức năng vận chuyển axit amin tương ứng tới nơi tổng hợp prôtêin. Đó là một mạch

pôliribônuclêôtit, nhưng cuộn lại một đầu. Trong mạch, có đoạn các cặp bazơ nitric liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung (A - U; G -X), nhưng có đoạn không và tạo thành những thùy tròn (h.42).ở 1 dầu của phân tử có bộ ba đối mã gồm 3 ribônuclêôtitclêôtit đặc hiệu đối với axit amin mà nó phải vận chuyển. Nhờ đó nó có thể nhận ra bộ ba mã hóa tương ứng trên marn theo nguyên tắc bổ sung trong quá trình tổng hợp prôtêin.Đầu đối diện có vị trí gắn axit amin đặc hiệu.V – CƠ CHẾ TỔNG HỢP ARNĐa số các ARN đều được tổng hợp trên khuôn ADN, trừ ARN là bộ gen của một số virut.Dưới tác dụng của enzim ARN – pôlimeraza, một đoạn của phân tử ADN tương ứng với một hay một số gen được tháo xoắn, hai mạch đơn tương ứng với một hay một số gen được tháo xoắn, hai mạch đơn tách nhau ra và mỗi nuclêôtit trên mạch mang mã gốc kết hợp với 1 ribônuclêôtit trong môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung (A - U; G - X), tạo nên chuỗi pôliribônuclêôtit của ARN (h.43). Sau đó, đối với rarn và tarn thì mạch pôlinu tiếp tục hình thành cấu trúc bậc cao hơn để tạo thành phân tử ARN hoàn chỉnh.Sau khi được tổng hợp, ở tế bào có nhân chính thức marn rời khỏi nhân tới tế bào chất để tham gia vào quá trình tổng hợp prôtêin.77VI – CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA PRÔTÊINPrôtêin là thành phần quan trọng của tế bào. Nó giữ những chức năng khác nhau trong cơ thể như: là hợp phần cấu tạo chủ yếu của tế bào (prôtêin cấu tạo), xúc tác các phản ứng hóa sinh (enzim), điều hòa sự trao đổi chất (hoocmôn), làm nhiệm vụ bảo vệ cơ thế (kháng thể) …

Như vậy, prôtêin có liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của mọi tế bào, chúng được biểu hiện thành những đặc điểm về cấu tạo và hoạt động sinh lí của tế bào cũng như của toàn bộ cơ thể sinh vật, nói cách khác chúng biểu hiện thành các tính trạng của sinh vật.Về cấu trúc, prôtêin cũng là loại phân tử lớn, được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân là các axit amin. Mỗi axit amin có khối lượng phân tử trung bình là 110 đơn vị cacbon. Có hơn 20 loại axit amin khác nhau nhưng đặc điểm chung của chúng là đều có nhóm amin (-NH2) và nhóm cacbôxil (-COOH), phần còn lại thì rất khác nhau gọi là gốc (-R). Công thức chung của axit amin là:Sau đây là công thức khai triển của một vài axit amin (h.44)78Các axit amin liên kết với nhau bằng các liên kết peptit tạo nên chuối pôlipeptit. Liên kết peptit được tạo thành do nhóm cacbôxil của axit amin này liên kết với nhóm amin của axit amin tiếp theo và giải phóng 1 phân tử nước (h.45).Mỗi phân tử prôtêin có thể gồm một hay nhiều chuỗi pôlipeptit cùng loại hay khác loại.Hơn 20 loại axit amin kết hợp với nhau theo những cách khác nhau đã tạo nên vô số loại prôtêin khác nhau (trong các cơ thể động vật, thực vật ước tính có khoảng 1014 – 1015 loại prôtêin).Mỗi loại prôtêin đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp cac axit amin trong phân tử. Điều đó giải thích tại sao trong thiên nhiên các prôtêin vừa rất đa dạng, lại vừa mang tính đặc thù.Prôtêin có 4 bậc cấu trúc cơ bản (h.46). Cấu trúc bậc 1 chính là trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi pôlopeptit.Prôtêin còn có những bậc cấu trúc cao hơn (bậc 2, bậc 3, bậc 4) làm cho chuỗi pôlipeptit có dạng xoắn, bó hoặc cuộn. Mỗi thay đổi về nhiệt độ, áp suất, độ ph, đều có thể dẫn đến sự thay đổi cấu trúc bậc 2, bậc 3, bậc 4 của prôtêin và do đó làm thay đổi cả hoạt tính sinh học của nó.

Hình 45 – sơ đồ sự tạo thành 1 đoạn của phân tử prôtêinHình 46 – các bậc cấu trúc khác nhau của phân tử prôtêin1. Cấu trúc bậc 12. Cấu trúc bậc 23.cấu trúc bậc 3 4. Cấu trúc bậc 4.79CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP1. Trình bày cấu trúc và chức năng của ARN. So sánh với ADN.2. Nêu những nét khái quát về cấu trúc và chức năng của prôtêin 3 yếu tố nào quyết định tính đặc thù và tính đa dạng của prôtêin4. Một phân tử ARN có u = 150000, chiếm 20% tổng số ribônuclêôtitclêôtita) tính số nuclêôtit trong gen đã tổng hợp nên phân tử ARN đó.b) chiều dài của gen đã tổng hợp nên phân tử ARN đó là bao nhiêu micrômet?5. Trong một phân tử ARN, tỉ lệ các loại ribônuclêôtitclêôtit như sau: U = 20%; X = 30%; G = 10%.a) Xác định tỉ lệ mỗi loại nuclêôtit trong đoạn ADN đã tổng hợp nên phân tử ARN này?b) Nếu cho biết tỉ lệ các nuclêôtit trong ADN thì có thể xác định được tỉ lệ các loại ribônuclêôtit trong ARN được không?80BÀI 17TỔNG HỢP PRÔTÊINI – QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PRÔTÊIN TRONG TẾ BÀONhư đã biết, ADN quy định cấu trúc của prôtêin thông qua marn. Bởi vậy, quá trình sinh hợp prôtêin bao gồm 2 giai đoạn chủ yếu:

1. Sao mã: chính là quá trình sinh tổng hợp marn theo cơ chế đã xét ở trên. Sau khi được tổng hợp, phân tử marn ra khỏi nhân tới ribôxôm đẻ tham gia vào giai đoạn giải mã.2. Giải mã: giai đoạn này gồm 2 bước chính:A) Hoạt hóa axit amin: các axit amin tự do có trong bào chất được hoạt hóa, nhờ gắn với hợp chất giàu năng lượng ađênôzintriphôtphat (ATP) dưới tác dụng của một số loại enzim. Sau đó, nhờ một loại enzim đặc hiệu khác, axit amin đã được hoạt hóa lại liên kết với tarn tương ứng để tạo nên phức hợp axit amin – tarn (aa - tarn).B) Tổng hợp chuỗi pôlipeptit: đầu tiên, marm tiếp xúc với ribôxôm ở vị trí mở đầu (h.47a). Tiếp đó, tarn mang axit amin mở đầu tiến vào ribôxôm, đối mã của nó khớp với mã mở đầu của marn theo nguyên tắc bổ sung. Aa1 - tarn tới vị trí bên cạnh, đối mã của nó khớp với mã của axit amin thứ nhất trên marn theo nguyên tắc bổ sung. Aa1 - tarn tới vị trí bên cạnh, đối mã của nó khớp với mã của axit amin thứ nhất trên marn theo nguyên tắc bổ sung. Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và axit amin thứ nhất. Ribôxôm dịch chuyển đi 1 bộ ba trên marn (sự chuyển vị) làm cho tarn mở đầu rời khỏi ribôxôm (h.47b). Tiếp đó, aa2-tarn tiến vào ribôxôm, đối mã của nó khớp với mã của axit amin thứ hai trên marn theo nguyên tắc bổ sung.81Liên kết peptit giữa aa1 và aa2 được tạo thành. Sự chuyển vị lại xảy ra, và cứ tiếp tục như vậy cho đến khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc của marn thì tarn cuối cùng rời khỏi ribôxôm, đồng thời chuỗi pôlipeptit được giải phóng (h.47c).Trong các tế bào động vật, chuỗi pôlipêptit được kéo dài trung bình 7 axit amin/giây. ở vi khuẩn, quá trình này diễn ra nhanh hơn 2 - 3 lần.82

Dưới tác dụng của enzim đặc hiệu, axit amin mở đầu bị tách khỏi chuỗi pôlipêptit vừa được tổng hợp. Sau đó, chuỗi pôlipêptit tiếp tục hình thành cấu trúc bậc cao hơn để tạo thành prôtêin hoàn chỉnh.Đời sống của mỗi phân tử marn rất ngắn. Nó chỉ được sử dụng để tổng hợp xong vài chục chuỗi pôlipêptit cùng loại rồi tự hủy. Các ribôxôm thì được sử dụng nhiều lần, qua nhiều thế hệ tế bào và chúng có thể tham gia tổng hợp bất cứ loại prôtêin nào.Marn có thể không gắn với từng ribôxôm riêng rẽ, mà đồng thời với một nhóm ribôxôm (5 - 20 ribôxôm) được gọi là pôlixôm (h.48). Sau khi ribôxôm thứ nhất dịch chuyển được 50 - 100 A0 thì ribôxôm thứ 2 lại gắn vào marn. Tiếp đó đến ribôxôm thứ 3, thứ 4… khi đã dịch chuyển hết chiều dài của marn thì nhóm ribôxôm này đã tổng hợp liên tiếp được nhiều phân tử prôtêin cùng loại.Như vậy, giữa sao mã và giải mã có mối liên quan chặt chẽ (h.49)83II – SỰ ĐIỀU HÒA QUÁ TRÌNH SINH TỔNG HỢP PRÔTÊINBộ nhiễm sắc thể của mỗi tế bào ở sinh vật sinh sản hữu tính được sao chép nguyên vẹn từ bộ nhiễm sắc thể của hợp tử. Vì vậy, AND trong mỗi tế bào của cơ thể đều chứa đầy đủ toàn bộ các gen quy định cấu trúc tất cả các loại prôtêin của cơ thể, nhưng trong quá trình phát triển cá thể, tùy tế bào trong đó hoạt động, tức là tế bào chỉ tổng hợp loại prôtêin nào đó điều hòa quá trình sinh tổng hợp prôtêin. Năm 1965, hai nhà khoa học pháp Jacôp và Mônô đã phát hiện ra cơ chế này ở vi khuẩn.Mỗi một đoạn mạch của phân tử AND có chức năng di truyền được gọi là gen. Các gen trên phân tử AND gồm nhiều loại, giữ những chức năng khác nhau như gen cấu trúc làm nhiễm vụ mã hóa thông tin cấu trúc của các prôtêin, gen vận hành làm nhiệm vụ vận hành các gen cấu trúc, gen điều hòa điều hòa hoạt động của cá gen cấu trúc…

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1. Quá trình tổng hợp marn xảy ra trong tế bào sống như thế nào? Vì sao nói quá trình tổng hợp marn là quá trình “sao mã”?2. Quá trình tổng hợp chuỗi pôlipeptit trong tế bào sống diễn ra như thế nào? Vì sao gọi quá trình này là quá trình “giải mã”?3 Một phân tử AND chứa 650000 nuclêôtit loại xitôzin, số nuclêôtit loại timin bằng 2 lần số nuclêôtit loại xitôzin.a) Tính chiều dài phânt ử AND đó. b) Khi phân tử AND này tự nhân đôi thì nó cần bao nhiêu nuclêôtit tự do?4. Cho biết các axit amin dưới đây tương ứng với các bộ ba mã hóa trên mARN như sau:

Valin :GUUAlanin: GXXLơxin:UUGLizin: AAA

a) Hãy xác định trình tự các axit amin trong đoạn phân tử prôtêin được tổng hợp từ 1 đoạn gen có trình tự các cặp nuclêôtit như sau:- XGG – TTT – XAA – AAX-GXX – AAA – GTT – TTGb) Một đoạn phân tử prôtêin có trình tự axit amin như sau: lơzin – alanin – valin – lizin. Hãy xác định trình tự các cặp nuclêôtit trong đoạn ADN mang thông tin quy định cấu trúc của phân tử prôtêin đó.84BÀI 18CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀOI – NHIỄM SẮC THỂ

A – NHIỄM SẮC THỂ Ở SINH VẬT CÓ NHÂN CHÍNH THỨC1. Đại cương về nhiễm sắc thểỞ sinh vật có nhân chính thức nhiễm sắc thể là những cấu trúc nằm trong nhân tế bào, có khả năng nhuộm màu đặc trưng về số lượng, hình thái và cấu trúc, được duy trì ổn định qua các thế hệ.Thông thường, trong tế bào sinh dưỡng (tế bào xôma), hầu như tất cả các nhiễm sắc thể đều tồn tại thành từng cặp. mỗi cặp gồm 2 nhiễm sắc thể giống nhau về hình dạng, kích thước và cấu trúc đặc trưng, được gọi là cặp nhiễm sắc thể tương đồng, trong đó, một có nằm trong nhân tế bào hợp thành bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của loài (2n).Ví dụ, ở người 2n = 46;ở ruồi giấm 2n = 8; ở ngô 2n = 20…85Bảng số lượng nhiễm sắc thể (2n) của một số loài sinh vậtGiun đũa có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 4Ruồi giấm có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 8Cá chép có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 104Vịt nhà có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 80Gà có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 78Người có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 46Lợn có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 38Bò co số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 60Trâu có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 50Ngô có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 20Cà chua có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 24Đậu hà lan có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 14Khoai tây có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 48

Lúa nước có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 24Bông có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 52Củ cải có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 18Cải bắp có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 18Dưa chuột có số lượng nhiễm sắc thể (2n) là 14.Nhiễm sắc thể của các loài sinh vật khác nhau không phải chỉ ở số lượng và hình thái, mà chủ yếu là ở các gen trên đó.Trong các tế bào sinh dục (giao tử), số lượng nhiễm sắc thể chỉ bằng một nửa số nhiễm sắc thể trong tế bào sinh dưỡng và được gọi là bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n).Ví dụ, ở người bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n) = 23; ở ruồi giấm bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n) = 4; ở ngô bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n) = 10 …862. Hình thái nhiễm sắc thểHình thái nhiễm sắc thể nhìn rõ nhất ở kì giữa của nguyên phân khi chúng đã xoắn và rút ngắn ở mức cực đại.Nhiễm sắc thể có dạng hạt, que hoặc chữ V, có chiều dài 0,2 đến 50 micrômét, đường kính 0,2 đến 2 micrômét. Mỗi nhiễm sắc thể giữ vững hình thái, cấu trúc đặc thù của nó liên tục qua nhiều thế hệ tế bào, nhưng có biến đổi qua các kì của quá trình phân bào (h.50)Trong quá trình nguyên phân, ở kì trung gian, nhiễm sắc thể có dạng sợi mảnh gọi là sợi nhiễm sắc. Trên sợi nhiễm sắc có các hạt nhiễm sắc là những chỗ sợi nhiễm sắc bắt đầu xoắn. Cũng trong kì trung gian, mỗi nhiễm sắc thể tự nhân đôi thành một nhiễm sắc thể kép gồm 2 crômatit giống hệt nhau, dính nhau ở tâm động.Bước vào kì trước, các crômatit tiếp tục xoắn, sự xoắn đạt tới mức tối đa vào kì giữa.

Đến kì sau, các crômatit tách nhau ở tâm động, mỗi crômatit trở thành nhiễm sắc thể đơn đi về 1 cực của thoi vô sắc. Tới kì cuối, các nhiễm sắc thể lại tháo xoắn và trở về dạng sợi mảnh.873. cấu trúc nhiễm sắc thểỞ kì giữa của nguyên phân, nhiễm sắc thể có cấu trúc điển hình gồm hai crômatit gắn với nhau ở eo thứ nhất hay tâm động, chia nó thành hai cánh. Tâm động là trung tâm vận động, là điểm trượt của nhiễm sắc thể trên dây tơ vô sắc đi về các cực trong phân bào. Một số nhiễm sắc thể còn có eo thứ hai và thể kèm. Có người cho rằng, eo thứ hai là nơi tổng hợp ARN ribôxôm, trước khi đi ra bào chất để góp phần tạo nên ribôxôm, chúng tạm thời tích tụ lại ở eo này và tạo thành nhân con (h.51)Nhiễm sắc thể được cấu tạo từ chất nhiễm sắc bao gồm chủ yếu là ADN và prôtêin loại histôn.Phân tử ADN quấn quanh các khối cầu prôtêin tạo nên chuỗi nuclêôxôm. Chuỗi nuclêôxôm là một khối dạng cầu, bên trong chứa 8 phân tử histôn, còn bên ngoài được quấn quanh bởi 1 đoạn ADN chứa khoảng 140 cặp nuclêôtit (h.52a).Tổ hợp ADN với histôn trong chuỗi nuclêôtit tạo thành sợi cơ bản có đường kính 100 A0 (h.52b). Sợi cơ bản xoắn lại một lần nữa, là xoắn bậc 2, tạo nên sợi nhiễm sắc có đường kính 250 A0 (h.52c). sự xoắn tiếp theo của sợi nhiễm sắc tạo thành cấu trúc crômatit (h.52d, e).884 chức năng của các nhiễm sắc thểChỉ ở kì trung gian của quá trình phân bào, các nhiễm sắc thể mới tháo xoắn cực đại và ở trạng thái hoạt tính về di truyền và sinh lí, vì trong kì này ADN của chúng mới có thể thực hiện được vai trò làm khuôn cho sự tự nhân đôi cũng như tổng hợp các phân tử ARN (tự sao mã).

Ở trạng thái phân bào, các nhiễm sắc thể không có hoạt tính di truyền và cũng được phân phối đều đặn cho các tế bào conB – NHIỄM SẮC THỂ Ở SINH VẬT CHƯA CÓ NHÂN VÀ SINH VẬT CÓ CẤU TẠO TẾ BÀO.Ở các sinh vật chưa có nhân như vi khuẩn, nhiễm sắc thể chỉ gồm 1 phân tử ADN dạng vòng do hai cầu nối lại với nhau.Ở các sinh vật chưa có cấu tạo tế bào như virut và thể ăn khuẩn, vật chất di truyền cũng chỉ là phân tử ADN. Riêng ở một số loài virut thì đó là ARN .II – CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀOỞ các loài sinh sản vô tính, trong nguyên phân các nhiễm sắc thể đơn tự nhân đôi thành các nhiễm sắc thể kép (gồm 2 crômatit). Sau đó, các crômatit phân li về các tế bào con theo cơ chế rất chặt chẽ và chính xác. Chính vì vậy mà quá trình nguyên phân đảm bảo sự phân phối đều các nhiễm sắc thể cho các tế bào con.Ở các loài sinh sản hữu tính, sự ổn định về số lượng và chất lượng các nhiễm sắc thể của loài trong các thế hệ được đảm bảo nhờ sự kết hợp 3 quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh.Giảm phân thực chất gồm 2 lần phân bào liên tiếp, nhưng các nhiễm sắc thể chỉ có 1 lần tự nhân đôi, do vậy số lượng nhiễm sắc thể trong mỗi tế bào con giảm đi một nửa. Mặt khác, trong giảm phân các nhiễm sắc thể tương đồng sau khi tự nhân đôi có sự tiếp hợp với nhau và có thể có sự trao đổi với nhau những đoạn tương đồng. Kết quả là sau 2 lần phân bào liên tiếp, từ 1 tế bào mẹ lưỡng bội (trong quá trình sinh trứng, trong 4 tế bào con đơn bội này chỉ có 1 phát triển thành tế bào trứng và trực tiếp tham gia vào thụ tinh). Tiếp đến, trong thụ tinh, sự phối hợp của nhân 2 tế bào đơn bội (tinh trùng và trứng) tạo thành hợp tử mà bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của loài được phục hồi.89CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. Nhiễm sắc thể là gì? Nêu những đặc trưng chủ yếu của nó trong tế bào sinh vật có nhân chính thức.2. Trình bày những đặc điểm hình thái và cấu trúc nhiễm sắc thể ở sinh vật có nhân chính thức. So sánh với nhiễm sắc thể ở sinh vật chưa có nhân và sinh vật chưa có cấu trúc tế bào.3. Ý nghĩa di truyền học của nguyên phân, giảm phân và thụ tinh.4. Ở lúa nước 2n = 24. Hãy chỉ rõ:a) Số tâm động ở kì sau của nguyên phânb) Số tâm động ở kì sau của giảm phân 1c) Số crômatit ơ kì giữa của nguyên phând) Số crômatit ở kì sau của nguyên phâne) Số nhiễm sắc thể ở kì sau của nguyên phânf) Số nhiễm sắc thể ở kì giữa của nguyên phân 1g) Số nhiễm sắc thể ở kì cuối của giảm phân 1h) Số nhiễm sắc thể ở kì cuối của giảm phân 2Nếu cho rằng sự phân chia bào chất xảy ra ở kì cuối.5. Giả sử 1 động vật chỉ có 1 cặp nhiễm sắc thể tương đồng hình chữ V; ở một trong các lần phân bào đã xuất hiện giai đoạn được thể hiện trên hình 53.a) hãy xác định đây là giai đoạn nào trong nguyên phân hoặc trong giảm phân.b) Sau khi sự phân bào hoàn thành, hai tế bào sẽ được tạo ra. Hãy chỉ rõ các kết quả về nhiễm sắc thể khi hai tế bào này phân chia để tạo 4 tế bào con.90BÀI 19THỰC HÀNH: LÀM TIÊU BẢN VÀ QUAN SÁT NHIỄM SẮC THỂI – YÊU CẦU

Biết làm tiêu bản tạm thời để xác định hình thái và số lượng nhiễm sắc thể ở châu chấu đực.Quan sát hình thái và đếm số lượng nhiễm sắc thể của một số loài động vật, thực vật trên tiêu bản mẫu có sẵn.II – VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ- Châu chấu đực (đầu nhỏ, mình thon)- Nước cất- Oocxêin – axêtic 4 - 5%- Kính hiển vi- Lam- Lamen- Tiêu bản cố định nhiễm sắc thể của một loài động vật, thực vật (giun đũa, trâu, bò, lợn, người, hành tây, hành ta, lúa nước…)- Kim phân tích-KéoIII – CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH1. Làm tiêu bản nhiễm sắc thể tế bào tinh hoàn châu chấu đực.- Dùng kéo cắt bỏ cánh, chân của chấu chấu đực.- Tay trái cầm phần đầu ngực, tay phải kéo phần bụng ra (tách khỏi ngực), sẽ có một sỗ nội quan, trong đó có tinh hoàn bung ra.- Đưa tinh hoàn lên lam kính. Nhỏ vào đó vài giọt nước cất.- Dùng kim phân tích tách mỡ xung quanh tinh hoàn (làm nhanh và chú ý tránh làm rách tinh hoàn), gạt sạch mỡ khỏi lam kính.- Nhỏ vài giọt Oocxêin – axêtic 4 - 5% lên tinh hoàn để nhuộm trong 15 - 20 phút.- Đậy lamen, ấn nhẹ lên mặt lamen cho tế bào dàn đều và vỡ để nhiễm sắc thể tung ra.- Đưa lên kính hiển vi để quan sát. Lúc đầu sử dụng bội giác bé để xác định những tế bào tốt. Sau đó dùng bội giác lớn. Đếm số lượng, quan sát kĩ hình thái từng nhiễm sắc thể và vẽ vào vở.

2. Quan sát hình thái, đếm số lượng nhiễm sắc thể ở một số loài động vật, thực vật trên tiêu bản cố định có sẵn rồi vẽ vào vở. giải thích.91BÀI TẬP CHƯƠNG I1. Tham khảo bảng số lượng nhiễm sắc thể một số loài sinh vật, hãy xác định:a) Số kiểu giao tử được hình thành với các tổ hợp khác nhau về nguồn gốc bố, mẹ của tất cả các nhiễm sắc thể ở một vài loài vật nuôi và cây trồng? Tỉ lệ mỗi kiểu giao tử khác nhau bằng bao nhiêu?b) Tìm công thức tổng quát về số lượng các kiểu giao tử và tỉ lệ của từng kiểu phát sinh từ cơ thể lưỡng bội.c) Tính tỉ lệ kiểu giao tử chứa tất cả các nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố.d) Tỉ lệ con sinh ra chứa ½ số nhiễm sắc thể là của “bà nội”.e) Tỉ lệ con sinh ra chứa ½ số nhiễm sắc thể là của “bà ngoại”(cho rằng giữa các nhiễm sắc thể tương đồng không xảy ra trao đổi các đoạn tương ứng).2. Một xí nghiệp vịt giống trong một lần ra lò đã thu được 10800 vịt con giống Anh Đào. Những kiểm tra sinh học cho biết rằng khả năng thụ tinh của chúng là 100%, đàn vị giống được xác định là hoàn toàn khỏe mạnh và tỉ lệ nở so với số trứng có phôi là 90%.Hãy xác định:a) Số lượng tế bào sinh tinh và số lượng tế bào sinh trứng để tạo nên đàn vịt con này.b) Số lượng nhiễm sắc thể bị tiêu biến trong các thể định hướng.3. Tính phân tử lượng của một gen quy định cấu trúc của một loài prôtêin gồm 40000 axit amin.

4. Chiều dài của gen cấu trúc phải là bao nhiêu mới đủ mã quy định sự tổng hợp 1 loại prôtêin gồm 158 axit amin?5. Những phân tích hóa sinh đã chỉ ra rằng 34% tổng số ribônuclêôtit cảu một mARN là guanin, 18% là uraxin, 28% là xitôzin và 20% là ađênin.Xác định tỉ lệ % các loại bazơ nitric của chuỗi xoắn kép ADN làm khuôn mẫu để tổng hợp nên mARN đó.6. Biết rằng khoảng cách giữa 2 nuclêôtit cạnh nhau trong phân tử ADN đo dọc theo trục của chuỗi xoắn là 34.10-11m.hai gen xác định sự tổng hợp phân tử hêmôglôbin gồm 287 axit amin có chiều dài là bao nhiêu?92BÀI ĐỌC THÊMSINH HỌC PHÂN TỬ - CƠ SỞ CỦA CUỘC CÁCH MẠNG TRONG SINH HỌCTừ những năm 50 của thế kỉ 20, với sự ra đời của sinh học phân tử, trong sinh học đang diễn ra một cuộc cách mạng sôi nổi và những thành tựu của nó hầu như đã làm lu mờ những gì mà khoa học nghiên cứu về cơ thể sống đã đạt được trong mấy thế kỉ qua, đã đưa sinh học vốn là một môn học mô tả thành ngành khoa học chính xác, là trung tâm chú ý của loài người.Trước hết, sinh học phân tử đã làm bùng nổ một cuộc cách mạng trong nhận thức về sự sống, mang lại những quan niệm mới mẻ và sâu sắc hơn về bản chất các quá trình sống.Các đại phân tử sinh học đều do các nguyên tố trong hơn 100 nguyên tố tạo nên. Như vậy, vật chất sống được tạo thành từ các chất không sống chứ không phải do “Thượng đế” sáng tạo ra.Các hoạt động sống là do sự tương tác giữa các đại phân tử sinh học với nhau chứ không phải do một “lực sống” mơ hồ nào điều khiển. Các quy luật sinh học ở mức phân tử quy định bản chất, cấu trúc, chúng có khả năng tự tổ chức, tự sao chép và điều hòa. Các

axit nuclêic, các prôtêin, được xây dựng từ hàng trăm, hàng ngàn đơn phân. Cấu trúc của chúng rất phức tạp và đa dạng vì số lượng thành phần và trình tự sắp xếp các đơn phân khác nhau sẽ tạo nên vô số các loại phân tử khác nhau. Sự đa dạng của các đại phân tử sinh học dẫn đên sự đa dạng của sinh giới. Hàng ngàn, hàng vạn loài sinh vật khác từ vi khuẩn đến loài người, mỗi loài có những đại phân tử riêng khác với những đại phân tử của các loài khác. Sinh giới đa dạng và phong phú như vậy nhưng lại thống nhất: các sinh vật đều được xây dựng từ prôtêin, axit nulêic… các phân tử này đến lượt mình lại được tạo nên từ những đơn vị cấu trúc giống nhau (20 loại axit amin, 4 loại nuclêôtit). Mã di truyền là chung cho mọi sinh vật.93Sinh vật có tiến hóa và sự tiến hóa đó cũng được thể hiện ở cấu trúc phân tử. Ví dụ, nhiễm sắc thể của sinh vật có nhân chính thức khác nhiễm sắc thể của sinh vật chưa có nhân không những ở hàm lượng của ADN ( ADN của sinh vật bậc cao chứa hàng triệu gen trong khi ADN của vi khuẩn chỉ chứa vài ngàn gen) mà còn ở sự kết hợp với prôtêin loại histôn. Điều này liên quan đến sự “đóng”, “mở” gen và quá trình phân hóa của cơ thể sinh vật bậc cao thành các mô khác nhau, một hình thức tổ chức cao hơn của sinh vật đơn bào.“Sự nhận biết” lẫn nhau giữa các đại phân tử sinh học khiến cho chúng có khả năng tự tổ chức, tức là kết hợp với nhau theo những quy tắc nhất định (prôtêin kết hợp với rarn tạo thành ribôxôm, prôtêin kết hợp với lipit tạo thành lipôprôtêin tham gia cấu tạo màng tế bào và màng các bào quan …). Sự nhận biết lẫn nhau giữa các đại phân tử sinh học còn giúp cho các đại phân tử đó thực hiện được những chức năng nhất định.… Các đại phân tử sinh học kết hợp với nhau thành các bào quan và thành tế bào hoàn chỉnh. Các tế bào tập hợp lại thành các mô và cuối cùng thành cơ thể. Cơ thể lại nhận biết các đại phân tử đặc hiệu của chính mình. Ví dụ, khi tiêm prôtêin lạ vào cơ thể thì cơ

thể “phát hiện” ra ngay và sản sinh kháng thể để chống lại. Đó là cơ sở của phản ứng bảo vệ chống các tác nhân gây bệnh …Các đại phân tử ADN có khả năng tự nhân đôi và do đó các đại phân tử prôtêin đặc hiệu do tế bào tổng hợp giống các prôtêin đặc hiệu của tế bào mẹ. Khả năng tự nhân đôi chính là một đặc tính cơ bản của sự sống. ở những thời xa xưa, người ta quan niệm sinh vật ra đời là do “số trời” quyết định (cho làm người hay bắt làm súc vật). Với sự ra đời của sinh học phân tử, con người đã nắm được những nét cơ bản của quá trình sinh sản. Mô hình cấu trúc phân tử ADN với nguyên tắc cấu trúc bổ sung khiến ta hiểu được quá trình tự nhân đôi của phân tử ADN, tự nhân đôi của nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào; cơ chế truyền thông tin di truyền trong sinh tổng hợp prôtêin khiến ta hiểu được cơ chế sản sinh ra các phân tử prôtêin đặc thù của tế bào con giống hệt prôtêin của bố, mẹ. Từ đó hiểu được vấn đề: tế bào loại nào thì sản sinh ra tế bào con thuộc loại đó, sinh vật thuộc loài nào thì sinh ra sinh vật con thuộc loài đó.94Ngoài việc làm nảy sinh một cuộc cách mạng trong nhận thức về sự sống, sinh học phân tử còn tạo cơ sở cho việc áp dụng những thành tựu của nó trong thực tiễn nhằm cải biến tính di truyền của sinh vật, gây ra những ảnh hưởng tích cực và sâu xa đối với sản xuất nông nghiệp, công nghiệp vi sinh và y học. Trong lĩnh vực này, sinh học phân tử đã mở ra nhiều hướng mới, trong đó có một hướng quan trọng mới ra đòi gần đây là kĩ thuật di truyền. Nó cho phép tạo ra nhiều vật liệu di truyền mới và trong một số trường hợp đã xóa bỏ được hố ngăn cách giữa các loài, chuyển được các gen từ cơ thể này sang cơ thể khác. Theo hướng này, đầu tiên người ta tiến hành các công trình tách những gen thuần khiết ra khỏi bộ gen nào đó hay tổng hợp gen trong ống nghiệm, sau đó đưa chúng vào cơ thể khác và tạo điều kiện cho chúng hoạt động trong môi trường gen mới. Bằng cách này, các nhà khoa học đã sản xuất được prôtêin có hoạt tính sinh học nhằm phục vụ chăn nuôi cũng như điều trị các bệnh hiểm nghèo.

Hiện tại người ta đã tách được các gen chịu trách nhiệm sản xuất những prôtêin quan trọng từ tế bào người như huyết sắc tố, inteferon. Những gen này được lắp vào ADN của những vi sinh vật sinh trưởng nhanh và nhờ đó ta thu được các chất nói trên để điều trị bệnh thiếu máu, bệnh do virut và ung thư.Người ta cũng ghép thành công gen điều khiển sản xuất insulin của người vào vi khuẩn E.coli, bắt nó tự động sản xuất ra insulin người một cách vô tận như một “nhà máy” chuyên sản xuất hoocmôn này, giúp cho 30 triệu người mắc bệnh đái đường trên khắp thế giới có thuốc sử dụng.Người ta hi vọng rằng kĩ thuật gen sẽ đem lại một lợi nhuận lớn cho thế giới bằng cách sử dụng nó để sản xuất hàng loạt prôtêin quý có hoạt tính sinh học cao trong điều trị các bệnh, cũng như tăng năng suất vật nuôi, cây trồng. 95Một hướng khác là sử dụng kĩ thuật di truyền để nghiên cứu điều trị các bệnh di truyền mà cho tới nay, y học vẫn phải bó tay chờ “số mệnh” quyết định. Chẳng hạn, giáo sư Clotdơ Nicô (Pháp) đã gắn gen điều khiển sản xuất insulin của chuột bình thường vào ADN của vi khuẩn, rồi sau đó nhờ vi khuẩn đưa vào gan chuột mắc bệnh đái đường, trong những thí nghiệm đầu tiên, gen bắt đầu hoạt động được một thời gian. Trong nông nghiệp cũng đã hé mở những phương hướng sử dụng kĩ thuật di truyền phục vụ công tác giống, chẳng hạn như tại một viện nghiên cứu ở Oaxinhtơn các nhà nghiên cứu đã lấy gen sản xuất hoocmôn sinh trưởng đưa vào trứng đã thụ tinh ở chuột. Kết quả là những con chuột sinh ra lớn mau và tăng trọng khỏe. Vấn đề đưa các gen cố định đạm từ vi kuẩn hoặc các gen kháng sâu bọ vào ngũ cốc là khao khát mãnh liệt của nhiều nhà khoa học và cũng là nội dung của nhiều chương trình nghiên cứu mang tính chất hợp tác quốc tế rộng lớn… Với tất cả những lí do đã được đề cập sơ bộ ở trên, rõ ràng sinh học phân tử là cơ sở của cuộc cách mạng trong sinh học hiện nay.

Sinh học phân tử mới ra đời và cuộc cách mạng trong sinh học cũng mới chỉ bắt đầu mấy chục năm nay. Với đà phát triển mạnh mẽ của nó, trong những năm còn lại của thế kỉ XX và sang thế kỉ XXI chắc chắn sẽ có những thành tựu khó lường hết trong sinh học.CHƯƠNG IICÁC QUY LUẬT DI TRUYỀNBÀI 20MENDEN VÀ DI TRUYỀN HỌCI – SƠ LƯỢC TIỂU SỬ MENDENGrêgo Menden (hình 54) sinh ra trong một gia đình nông dân ở xứ Môravi (thuộc Tiệp Khắc cũ) ngày 22 tháng 7 năm 1822. Những năm đi học, ông đã sớm tỏ ra là một người yêu thích khoa học, yêu thích thiên nhiên, bộc lộ những năng khiếu bẩm sinh và có thành tích xuất sắc. Tuy nhiên. Tuy nhiên, do hoàn cảnh gia đình túng thiếu nên khi học hết cấp trung học (1843) Menden bước vào tu viện thánh Phoma tại thành phố nhỏ Bronô yên tĩnh vùng Bôhêm (tiệp Khắc cũ). Với đẳng cấp của người tu hành trong tu viện, Menden nhận tên mới Grêgo, với tên này người ta đã biết đến ông cho đến ngày nay.96Mơ ước của Menden là trở thành thầy giáo. Lúc bấy giờ nhà dòng phải chuẩn bị một số thầy giáo cho trường trung học, thế là Menden có điều kiện thực hiện ước mơ của mình. Từ năm 1851 đến 1853 Menden tiếp tục học ở trường đại học Tổng hợp Viên, ở đây ông học vật lí, toán học, nghe các bài giảng về hóa học, động vật học, thực vật học và cổ sinh học, làm quen với các phương pháp của khoa học thực nghiệm. Sau đó ông trở thành thầy giáo ở trường Cao đẳng thực hành tại Brơnôvà làm việc ở đó trong 14 năm. Là một nhà sư phạm xuất sắc (giảng dạy vật lí, toán học và các khoa học khác), tốt bụng và trung thực, ông đã được học trò hết sức yêu mến. Trong những năm đó, Menden tiến hành những thí nghiệm kinh điển của mình trên đậu Hà Lan (1856-1863) ở một

khu đất nhỏ trong tu viện. Năm 1865 được xem là năm ra đời của di truyền học. Trong năm này, Menden đọc bản báo cáo có tính chất lịch sử “Thí nghiệm về các cơ thể lai thực vật” tại hội nghị của Hội các nhà tự nhiên học thành phố Brơnô. Tuy nhiên, phát minh của Menden đã không được người đương thời hiểu thấu.Năm 1879 Menden được chỉ định làm tu viện trưởng và đời sống của ông thay đổi về cơ bản: công việc lãnh đạo tu viện và các công việc quản lí sự vụ đã làm ông phải bỏ dở công việc giảng dạy và nghiên cứu. Hơn nữa, một điều không may đã đến với ông: công trình lai giống thực vật buộc ông mất hàng giờ quan sát những đối tượng rất nhỏ trong suốt hàng chục năm đã làm cho mắt ông bị mờ.Menden qua đời ngày 6-1-1884 do viêm thận nặng.Công trình của ông chỉ tóm tắt trong 50 trang nhưng chứa đựng tất cả những gì là nội dung cơ bản của di truyền học.II – PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CƠ THỂ LAI CỦA MENĐENTrước Menđen, nhiều nhà khoa học cũng đã lai giống để nghiên cứu sự di truyền các tính trạng, nhưng cùng một lúc nghiên cứu sự di truyền của tất cả các tính trạng của cơ thể bố mẹ nên không rút ra được các quy luật. Menđen đã dùng phương pháp phân tích cơ thể lai mà nội dung chủ yếu gồm những điểm sau:97- Trước khi tiến hành lai, Menđen đã chọn lọc và kiểm tra những thứ đậu thu thập được để có những dòng thuần, nghĩa là khi đem gieo thì sinh ra đời con hoàn toàn giống bố mẹ.- Lai các cặp bố mẹ thuần chủng khác nhau về một hoặc một vài ba cặp tính trạng tương phản, theo dõi riêng con cháu của từng cặp bố mẹ.- Sử dụng thống kê toán học trên một số lượng các cơ thể lai khác nhau theo từng cặp tính trạng tương phản qua nhiều thế hệ để phân tích quy luật di truyền các tính trạng của bố mẹ cho các thế hệ sau.

Nhờ phương pháp đúng mà Menđen đã khám phá được những định luật rất cơ bản của di truyền, làm cho di truyền học trở thành một khoa học thật sự.III – MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ KÍ HIỆU THƯỜNG DÙNG1. Cặp tính trạng tương phản là hai trạng thái khác nhau của cùng một tính trạng nhưng biểu hiện trái ngược nhau. Ví dụ, ở đậu Hà Lan màu hạt vàng và xanh là hai trạng thái khác nhau của cùng tính trạng màu sắc hạt; thân cao và thân lùn là hai trạng thái khác nhau của tính trạng chiều cao thân …2. Alen và cặp alen: Mỗi trạng thái khác nhau (ví dụ A lớn, a nhỏ) của cùng một gen được gọi là alen. Có trường hợp người ta dùng thuật ngữ “gen” và “alen” với ý nghĩa giống nhau.Cặp alen: Hai alen giống nhau hay khác nhau thuộc cùng một gen trên cặp nhiễm sắc thể tương đồng ở sinh vật lưỡng bội. Ví dụ AA, aa, Aa.3. Kiểu gen và kiểu hình: Kiểu gen là toàn bộ các gen nằm trong tế bào của cơ thể sinh vật. Trong thực tế, khi nói tới kiểu gen của một cơ thể, người ta chỉ xét một vài cặp gen nào đó liên quan tới các cặp tính trạng nghiên cứu. Ví dụ, ruồi giấm có kiểu gen BBVV, bbvv.Kiểu hình là tổ hợp toàn bộ các tính trạng và đặc tính của cơ thể. Trong thực tế, khi nói tới kiểu hình của một cơ thể, người ta chỉ xét một vài tính trạng đang nghiên cứu. Ví dụ, ruồi giấm có kiểu hình thân xám, cánh dài hay thân đen, cánh cụt …984. Thể đồng hợp và thể dị hợp: Thể đồng hợp là cá thể mang 2 alen giống nhau thuộc cùng một gen. Ví dụ, AA, BB, aa, bb …Thể dị hợp là cá thể mang 2 alen khác nhau thuộc cùng một gen. Ví dụ Aa, Bb, …5. Các kí hiệu thường dùngP (chữ P in hoa): thế hệ cha mẹ

G (chữ G in hoa): giao tửF (chữ F in hoa): thế hệ con (trong các phép lai của Menđen),F1 (chữ F in hoa): biểu thị đời con của hai bố mẹ thuần chủng khác nhau.F2 (chữ F in hoa): biểu thị đời sau của các cây lai F1

FB (chữ F in hoa cùng chữ B in hoa nhỏ hơn đứng bên cạnh ở dưới chân): biểu thị thế hệ con của phép lai phân tíchVòng tròn với 1 mũi tên trên đầu biểu thị giống đựcVòng tròn với dấu cộng gắn liền bên dưới giống như 1 cái gương soi biểu thị giống cáix (chữ x viết thường) là kí hiệu sự lai giống.CÂU HỎI1. Trình bày nội dung phương pháp phân tích cơ thể lai.2. Thế nào là cặp tính trạng tương phản. Thế nào là alen và cặp alen. Cho ví dụ minh họa.3. Phân biệt các khái niệm kiểu gen và kiểu hình, thể đồng hợp và thể dị hợp.

BÀI 21LAI MỘT CẶP TÍNH TRẠNGI – KHÁI NIỆM VỀ LAI MỘT CẶP TÍNH TRẠNGLai một cặp tính trạng là phép lai trong đó cặp bố mẹ thuần chủng đem lai khác biệt nhau về 1 cặp tính trạng tương phản.II – ĐỊNH LUẬT 1 VÀ ĐỊNH LUẬT 2 CỦA MENĐENKhi tiến hành lai nhiều thứ đậu hà lan thuần chủng khác nhau về 1 cặp tính trạng tương phản Menđen đều thấy các cơ thể lai F1 chỉ biểu hiện tính trạng của một bên bố hoặc mẹ (định luật Menđen 1 hay định luật đồng tính). Chẳng hạn như khi dùng đậu hạt vàng

làm mẹ lai với đậu hạt xanh làm bố mẹ hoặc ngược lại, ông đều thu được các cây lai F1 chỉ có hạt vàng.99Ông gọi tính trạng được biểu hiện ở cơ thể lai F1 là tính trạng trội (như tính trạng hạt vàng trong thí nghiệm trên) còn tính trạng không được biểu hiện ở F1 là tính trạng lặn (hạt xanh).Tiếp đó, bằng cách để cho các cây lai F1 tự thụ phấn hoặc giao phấn với nhau thì ở F2 ông thu được cả cây mang tính tạng trội lẫn các cây mang tính trạng lặn với tỉ lệ trung bình 3 trội 1 lặn (định luật Menđen 2 hay định luật phân tính).Menđen đã giải thích đúng đắn các kết quả nghiên cứu của mình khi cho rằng, các tính trạng được xác định bởi các nhân tố di truyền (mà sau này người ta gọi là các gen) và có hiện tượng giao tử thuần khiết khi F1 hình thành giao tử. Tuy nhiên, lúc đó người ta chưa thể đánh giá hết tầm quan trọng của chúng vì ông đã đi trước quá xa so với trình độ khoa học đương thời. Chỉ sau này, các thành tựu của tế bào học mới cho phép hiểu thấu giả thuyết của ông.III – TRỘI KHÔNG HOÀN TOÀNĐịnh luật Menđen 1 tỏ ra đúng với mọi đối tượng động vật, thực vật và vi sinh vật. Song, những nghiêm sứu sau này đã chỉ ra rằng cơ thể lai F1 không phải luôn luôn biểu hiện tính trạng của một bên bố hoặc mẹ mà có khi biểu hiện tính trạng trung gian giữa bố và mẹ (trội không hoàn toàn). Chẳng hạn khi lai giữa 2 thứ hoa dạ lan thuần chủng: là thứ hoa đỏ (AA) với thứ hoa trắng (aa) thì ở F1 lại thu được các cây đồng loạt có hoa màu hồng (trung gian giữa đỏ và trắng). Vậy, trội không hoàn toàn là hiện tượng di truyền trong đó kiểu hình của cơ thể lai F1 biểu hiện tính trạng trung gian giữa bố và mẹ.IV – GIẢI THÍCH ĐỊNH LUẬT 1 VÀ 2 CỦA MENĐEN THEO THUYẾT NHIỄM SẮC THỂ

Vào đầu thế kỉ XX, khi phát hiện rõ cấu trúc của tế bào và đặc biệt là các nhiễm sắc thể trong nhân tế bào, phát hiện ra các hiện tượng nguyên phân, giảm phân, phát sinh giao tử và thụ tinh thì thấy rằng sự vận động của các nhiễm sắc thể cũng giống như sự vận động của các nhân tố di truyền mà Menđen giả định. Chính các nhiễm sắc thể cũng tồn tại thành từng cặp trong các tế bào lưỡng bội trong cơ thể của hầu hết các động vật, thực vật bậc cao. Chúng cũng phân li trong giảm phân khi hình thành giao tử và tổ hợp lại trong thụ tinh.100Sự di truyền màu hạt vàng và xanh trong thí nghiệm của Menđen được giải thích hết sức đơn giản nếu cho rằng, trong 2 nhiễm sắc thể tương đồng ở tế bào mẹ hạt vàng đều mang alen A ( A lớn in hoa), hai nhiễm sắc thể tương đồng ở tế bào cha hạt xanh đều mang hai alen a (a nhỏ in thường) ở vị trí tương ứng.Hình 55 cho thấy sự hoạt động của các nhiễm sắc thể và các gen trên đóCho thế hệ bố và mẹ là: mẹ hạt vàng mang cặp nhiễm sắc thể tương đồng AA và bố hạt xanh mang cặp nhiễm sắc thể tương đồng aa.Bố cho 2 giao tử A lớn và mẹ cho 2 giao tử a nhỏ. Qua quá trình lai giống, thu được đời con của bố và mẹ thuần chủng là đời F1, thu được tất cả đều là hạt vàng nhưng cơ thể đời F1 có cặp nhiễm sắc thể tương đồng Aa chứa 1 alen A lớn và 1 alen a nhỏ. Các cơ thể đời F1 cho lai với nhau thì ở cả bố và mẹ mỗi bên đều cho giao tử gồm A lớn và a nhỏ như nhau.Kết quả thu được ở đời F2 ở kiểu hình là 3 vàng 1 xanh và ở kiểu gen là 1 chứa cặp AA lớn, 2 chứa cặp Aa (A lớn a nhỏ), 1 chứa cặp aa nhỏ.Từ kết quả trên ta thấy, các cơ thể lai F1 có cặp nhiễm sắc thể tương đồng mang cặp alen Aa. Vì A lấn át a nên F1 mang tính trạng của A (tất cả hạt có màu vàng).

Ở F2 tỉ lệ phân li kiểu gen và kiểu hình như sau:Kiểu gen: 1AA:2Aa:1aaKiểu hình: 3A - : 1aa101Trong cách viết ở trên, dấu gạch ngang (-) thay cho gen trội hoặc gen lặn vì thể đồng hợp và thể dị hợp về gen trội có kiểu hình giống nhau.Tỉ lệ này hoàn toàn phù hợp với kết quả thí nghiệm.Như vậy có thể nói, định luật Menđen 1 và 2 đã được giải thích bằng cơ sở tế bào học.V – NHỮNG ĐIỀU KIỆN NGHIỆM ĐÚNG ĐỊNH LUẬT 1 VÀ 2 CỦA MENĐENĐịnh luật 1 và 2 của Menđen chỉ nghiệm đúng trong các điều kiện sau:- Các cặp bố mẹ phải thuần chủng về tính trạng đem lai.- Tính trạng trội phải trội hoàn toàn.- Số cá thể phân tích phải lớn.VI – Ý NGHĨA CỦA ĐỊNH LUẬT 1 VÀ 2 CỦA MENĐEN1. Như đã biết, cơ thể mang kiểu hình của gen trội A có thể có kiểu gen đồng hợp AA hoặc dị hợp Aa. Vì vậy, muốn phân biệt chúng người ta phải dùng phép lai phân tích.Lai phân tích là phep lai giữa cơ thể mang tính trạng trội với cơ thể mang tính trạng lặn để kiểm tra kiểu gen.Trong phép lai phân tích, nếu đời sau (FB) là đồng tính thì chứng tỏ cơ thể mang tính trạng trội là thể đồng hợp (ứng dụng định luật Menđen 1):Thế hệ bố mẹ trội hoàn toàn: bố mang gen AA, mẹ mang gen aa nhỏ, chúng cho giao tử A lớn và a nhỏ, kết quả thu được ở thế hệ con của phép lai phân tích tất cả đều mang gen Aa.Nếu FB phân li theo tỉ lệ 1 : 1 thì chứng tỏ cơ thể mang tính trạng trội là thể dị hợp (áp dụng định luật Menđen 2).

Thế hệ bố và mẹ có mẹ thuần chủng aa và bố không thuần chủng Aa. Cơ thể bố cho 2 loại giao tử là A lớn và a nhỏ, cơ thể mẹ cho 1 loại giao tử … nhỏ. Kết quả thu được ở thế hệ con của phép lai phân tích là 1 không thuần chủng mang gen Aa và 1 thuần chủng mang gen aa.2. Trong thực tiễn sản xuất người ta thường dùng nhiều giống khác nhau cho lai với nhau để tập trung tính trội của bố và mẹ cho cơ thể lai F1. Đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến hiện tượng ưu thế lai. Người ta không dùng cơ thể lai F1 để nhân giống vì tính di truyền không ổn định, thế hệ sau sẽ phân li.102CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP1. Phát biểu nội dung và những điều kiện nghiệm đúng của định luật Menđen 1 và 2. giải thích cơ sở tế bào học của 2 định luật này.2. Phân biệt các khái niệm: tính trạng trội và tính trạng lặn; trội hoàn toàn và trội không hoàn toàn. Cho ví dụ minh họa.3. Lai phân tích là gì? Cho ví dụ minh họa. Tại sao nói lai phân tích là ứng dụng định luật 1 và 2 của Menđen?4. Khi lai 2 dòng chuột thuần chủng (dòng lông xám và dòng lông trắng):a) Đầu tiên, cần làm thế nào để khẳng định là giống thuần chủng?b) Tất cả các con lai thu đượ từ phép lai này đều có lông xám. Từ đấy có thể rút ra kết luận gì? Người ta gọi những chuột lông xám là gì?c) Cho những chuột lông xám này giao phối với nhau. Hãy chỉ ra kết quả thống kê của phép lai.d) Có cần kiểm tra sự thuần chủng của chuột trắng hay không?e) Làm thế nào để biết chuột xám có thuần chủng hay không?5. Khi lai 1 gà trống trắng với 1 gà mái đen đều thuần chủng, người ta đã thu được các con lai đồng loạt có lông xanh da trời.

a) Tính trạng trên được di truyền theo kiểu nào?b) Cho những gà lông xanh da trời này giao phối với nhau, sự phân li những tính trạng trong quần thể gà con thu được sẽ như thế nào?c) Cho lai gà trống lông xanh với gà mái lông trắng, sự phân li ở đời sau sẽ ra sao? Có cần kiểm tra độ thuần chủng của giống ban đầu hay không?

BÀI 22LAI HAI VÀ NHIỀU CẶP TÍNH TRẠNGI – KHÁI NIỆM VỀ LAI HAI VÀ NHIỀU CẶP TÍNH TRẠNGPhép lai trong đó cặp bố mẹ thuần chủng đem lai phân biệt nhau về hai hay nhiều cặp tính trạng tương phản được gọi là phép lai hai hay nhiều cặp tính trạng.Ví dụ, phép lai giữa thứ đậu Hà Lan hạt vàng, trơn với thứ xanh nhăn; lai chuột lông đen, ngắn với chuột lông trắng, dài …103II – ĐỊNH LUẬT 3 CỦA MENĐEN (ĐỊNH LUẬT VỀ SỰ PHÂN LI ĐỘC LẬP CỦA CÁC CẶP TÍNH TRẠNG)A – THÍ NGHIỆMMenđen lai hai thứ đậu Hà Lan thuần chủng khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản: một thứ có hạt vỏ trơn, màu vàng và một thứ có hạt vỏ nhăn, màu xanh.B – KẾT QUẢMenđen nhận thấy F1 đều đồng tính hạt trơn, màu vàng. Kết quả này rất phù hợp với định luật đồng tính và chứng tỏ rằng các tính trạng hạt trơn, màu vàng đều là tính trạng trội.Menđen cho 15 cây F1 tự thụ phần hoặc giao phần với nhau thì ở F2 ông thu được tất cả 556 hạt gồm 4 loại kiểu hình như sau:

315 hạt vàng, trơn101 hạt vàng, nhăn108 hạt xanh, trơn32 hạt xanh, nhănĐến đây lại thấy định luật Menđen 2 nghiệm đúng: thế hệ thứ hai phân li kiểu hình phức tạp hơn trong lai một cặp tính trạng. ở trường hợp này có đến 4 loại kiểu hình: hai loại kiều hình giống thế hệ xuất phát P là vàng, trơn và xanh, nhăn; đồng thời xuất hiện 2 loại kiểu hình mới: vàng, nhăn và xanh, trơn. Sự xuất hiện các tổ hợp mới của các tính trạng ở bố mẹ do lai giống như vậy gọi là biến dị tổ hợp.Nếu xét riêng từng cặp tính trạng tương phản thì sẽ thấy:Về màu sắc hạt: Tỉ lệ vàng so với xanh được tính bằng tổng của 315 cộng với 102 chia cho tổng của 108 và 32 tương đương với 416 chia cho 140, từ phép tính trên ta được kết quả gần bằng 3 trên 1.Về hình dạng hạt:Tỉ lệ trơn so với nhăn được tính bằng tổng của 315 cộng với 108 chia cho tổng của 101 và 32 tương đương với 423 chia cho 133, từ phép tính đó ta thu được kết quả gần bằng 3 trên 1.Như vậy, mỗi cặp tính trạng tương phản đều phân li theo đúng định luật Menđen 2 và không phụ thuộc vào nhau.Tiến hành nhiều thí nghiệm khác, ông cũng thu được kết quả tương tự.104C – ĐỊNH LUẬT 3 CỦA MENĐENKhi lai hai cơ thể thuần chủng khác nhau về hai hay nhiều cặp tính trạng tương phản thì sự di truyền của cặp tính trạng này không phụ thuộc vào sự di truyền của cặp tính trạng kia.D – GIẢI THÍCH ĐỊNH LUẬT 3 CỦA MENĐEN THEO THUYẾT NHIỄM SẮC THỂ

Định luật 3 của Menđen về sự phân li độc lập của các cặp tính trạng tương phản có thể được giải thích bằng sự phân li độc lập và sự tổ hợp tự do của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng khi con lai F1 hình thành giao tử, đồng thời có sự kết hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử trong thụ tinh.Điều kiện cần thiết để có sự phân li độc lập là các cặp alen xác định các cặp tính trạng tương phản phải nằm trên các cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau. Ví dụ: sự di truyền các tính trạng màu sắc và hình dạng hạt đậu trong thí nghiệm của Menđen. ( hình 56).Cặp nhiễm sắc thể tương đồng mang gen A lớn (xác định hạt vàng) hay gen a nhỏ (xác định hạt xanh) trong khi một cặp khác mang gen B (xác định hạt trơn) hay gen B nhỏ (xác định hạt nhăn).105Tỉ lệ phân li kiểu gen và kiểu hình ở các cây lai F2 trong thí nghiệm lai hai cặp tính trạng của Menđen là như sau:Về kiểu gen: nhóm gen1 AABB2 AABb2 AaBB4 AaBbKiểu hình tương ứng 4 kiểu gen trên là kiểu hình : 9(A –B -) vàng, trơnNhóm gen:1 AAbb 2 Aabb Kiểu hình tương ứng 2 kiểu gen trên là: 3(A –bb) vàng, nhănNhóm kiểu gen:1 aaBB2 aaBb

Kiểu hình tương ứng với 2 kiểu gen trên là: 3 (aaB -) xanh, trơnNhóm kiểu gen cuối cùng là: 1 aabb có kiểu hình tương ứng là 1 (aabb) xanh, nhăn106III – CÔNG THỨC TÔNG QUÁTKhi so sánh lai một cặp tính trạng và lai hai cặp tính trạng ta thấy rằng trong lai một cặp tính trạng F2 phân li thành 2 loại kiểu hình theo tỉ lệ 3 : 1, trong khi ở lai hai cặp tính trạng chúng phân li thành 4 loại kiểu hình theo tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1. tỉ lệ này ứng với bình phương của hai biểu thức (3 + 1).(3 + 1)2 = 9 + 3 + 3 + 1.Một cách tương tự trong lai 3 cặp tính trạng sự phân li kiểu hình ở F2 cho 8 loại kiểu hình có tỉ lệ ứng với:(3 + 1)3 = 27 + 9 + 9 + 9 + 3 + 3 + 3 + 3 +1.Từ đó có thể nêu nhận xét khái quát: trong lai n cặp tính trạng thì tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2 ứng với công thức (3 + 1)n.Menđen đã rút ra những điều khái quát sau đây đối với n cặp gen dị hợp phân li độc lập: Nếu Số cặp gen dị hợp là 1, số lượng các loại giao tử là 21, số lượng các loại kiểu hình 21, tỉ lệ phân li kiểu hình (3 + 1)1, số lượng các loại kiểu gen 31, tỉ lệ phân li kiểu gen (1 + 2 + 1)1.Nếu số cặp gen dị hợp 2 thì, số lượng các loại giao tử 22, số lượng các loại kiểu hình 22, tỉ lệ phân li kiểu hình (3 + 1)2, số lượng các loại kiểu gen 32, tỉ lệ phân li kiểu gen (1 + 2 + 1).Nếu số cặp gen dị hợp là 3 thì, số lượng các loại giao tử 23, số lượng các loại kiểu hình 23, tỉ lệ phân li kiểu hình (3 + 1)3, số lượng các loại kiểu gen 33, tỉ lệ phân li kiểu gen (1 + 2 + 1)3.Nếu số cặp gen dị hợp là n thì, số lượng các loại giao tử 2n, số lượng các loại kiểu hình 2n, tỉ lệ phân li kiểu hình (3 + 1)n, số lượng các loại kiểu gen 3n, tỉ lệ phân li kiểu gen (1 + 2 + 1)n.

IV – NHỮNG ĐIỀU KIỆN NHIỆM ĐÚNG ĐỊNH LUẬT 3 CỦA MENĐENNgoài những điều kiện đã nêu trong định luật Menđen 1 và 2 còn thêm các điều kiện sau:- Các cặp gen xác định các cặp tính trạng tương phản phải nằm trên các cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau.- Các cặp gen phải tác động riêng rẽ lên sự hình thành tính trạng.107V – Ý NGHĨA ĐỊNH LUẬT 3 CỦA MENĐENĐịnh luật phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp tính trạng tương phản (do sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp alen) làm xuất hiện biến dị tổ hợp. Đó là một trong những nguyên nhân làm cho sinh vật đa dạng và phong phú.Trong thiên nhiên, ở bất kì sinh vật nào, đặc biệt là các sinh vật bậc cao cũng có số gen rất lớn, do vậy số kiểu tổ hợp các gen lại càng lớn hơn. Ví dụ, ở người có 23 cặp nhiễm sắc thể tương đồng, số gen trong đó có đến mấy vạn nên có thể tổ hợp thành vô số kiểu gen khác nhau. Vì vậy ta hiểu được tại sao không tìm được 2 người có kiểu gen hoàn toàn giống nhau (trừ sinh đôi cùng trứng).Tính đa dạng, phong phú của sinh vật có lợi cho tiến hóa vì, nhờ nhiều cơ cấu di truyền khác nhau nên sinh vật có nhiều tính trạng khác nhau và vì thế có nhiều khả năng thích nghi hơn với các điều kiện khác nhau của môi trường.Tính đa dạng của sinh vật cũng có ý nghĩa thực tiễn lớn. Từ tính đa dạng của sinh vật giúp con người dễ tìm ra những tính trạng có lợi cho mình. Nhờ lai giống, người ta có thể tổ hợp lại các gen để tạo nhiều giống mới có năng suất cao, phẩm chất tốt.CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP1. Phát biểu định luật 3 của Menđen. Giải thích cơ sở tế bào học. ý nghĩa lí luận và thực tiễn.2. Nêu những điều kiện nghiệm đúng định luật 3 của Menđen.

1083. Khi lai chuột côbay lông đen, ngắn với chuột lông trắng, dài người ta thu được thế hệ con đồng loạt lông đen, ngắn.a) Có thể rút ra kết luận gì từ kết quả này, nếu biết các cặp tính trạng được xác định bởi các cặp gen di truyền độc lập và tác động riêng rẻ.b) Cho các chuột thu được giao phối với nhau, sự phân li thống kê của các tính trạng trong quần thể đời sau sẽ như thế nào?c) Làm thế nào để xác định được một con chuột côbay lông đen, ngắn là thuộc dòng thuần ?4. Khi lai hai dòng ngô thuần chủng (dòng hạt xanh, trơn và dòng hạt vàng, nhăn) người ta thu được F1 đồng loạt có hạt tím, trơn.a) Nêu những kết luận có thể rút ra từ phép lai này?b) Khi cho các cây F1 giao phối với nhau, các loại giao tử nào đã được sinh ra, tỉ lệ mỗi loại là bao nhiêu? Lập sơ đồ lai từ P đến F2.Ở F2 có 6 loại kiểu hình là những loại nào? Tỉ lệ mỗi loại là bao nhiêu?Khi kiểm tra thấy có ½ số hạt màu tím. Kết quả này có thể dự đoán được không? Cho biết tỉ lệ các hạt vàng, xanh và nhăn, trơn.c) Những hạt F2 thuộc dòng thuần về 1 hay 2 tính trạng được biểu hiện bằng kiểu hình nào?d) Nếu giao phấn các cây hạt nhăn, tím với nhau, sự phân li sẽ xảy ra như thế nào?e) Lai cây hạt trơn, xanh vơi cây hạt nhăn, vàng thu được những cây hạt trơn, màu sắc hạt của chúng sẽ như thế nào? Có thể rút ra kết luận gì về kiểu gen của cây hạt trơn đã sử dụng?

BÀI 23LIÊN KẾT GEN

Như đã biết, các cặp gen chỉ phân li độc lập với nhau khi chúng nằm trên các cặp nhiễm sắc thể khác nhau. Các gen trên một nhiễm sắc thể không phân li độc lập mà có hiện tượng liên kết gen. Hiện tượng liên kết gen do nhà di truyền học nổi tiếng người Mĩ T.H. Moocgan (Thomas Hunt Morgan) phát hiện đầu tiên trên ruồi giấm (Drosophila melanogaster) vào năm 1910.I – THÍ NGHIỆM CỦA MOOCGANRuồi giấm là đối tượng thuận lợi để nghiên cứu di truyền vì dễ nuôi trong ống nghiệm, đẻ nhiều, vòng đời ngắn (10 – 14 ngày đã cho 1 thế hệ), có nhiều biến dị quan sát, số lượng nhiễm sắc thể ít, 2n = 8.Moocgan đã lai hai dòng ruồi giấm thuần chủng khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản thân xám, cánh dài và thân đen, cánh cụt.Ở F1, ông thu được toàn ruồi thân xám, cánh dài. Để phân tích cấu trúc di truyền của con lai F1, moocgan đã dùng phép lai phân tích, ruồi đực F1 được lai với ruồi cái đồng hợp lặn thân đen, cánh cụt. phép lai này đã cho ½ số cá thể thân xám, cánh dài và ½ là thân đen, cánh cụt.109II – GIẢI THÍCHTrong thí nghiệm trên, F1 đồng loạt thân xám, cánh dài chứng tỏ tính trạng thân xám (B lớn) là trội so với tính trạng thân đen (b nhỏ), cánh dài (V lớn) là trội so với cánh cụt (v nhỏ).Vì thế hệ xuất pháp P là thuần chủng và khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản nên con lai F1 là thể dị hợp kép (BV/bv).Tỉ lệ phân li trong lai phân tích 1:1 phù hợp với phép lai một cặp tính trạng, vì nếu các gen phân li độc lập thì tỉ lệ phân tính ở FB phải là 1 : 1 : 1 : 1. Do vậy, điều này chỉ có thể xảy ra khi các gen B lớn xác định tính trạng thân xám và V lớn xác định tính trạng cánh dài, cũng như các gen b nhỏ – thân đen và v nhỏ – cánh cụt liên kết với nhau như sơ đồ lai dưới đây:

110Cho bố mẹ thuần chủng: bố thân xám, cánh dài có bộ gen (B lớn V lớn/B lớn V lớn), mẹ thân đen, cánh cụt có bộ gen (b nhỏ vnhỏ/ b nhỏ v nhỏ) lai với nhau. Chúng cho 2 loại giao tử là BV lớn, và bv nhỏ, kết quả thu được ở đời F1 là toàn ruồi thân xám, cánh dài, có bộ gen (B lớn V lớn/ b nhỏ v nhỏ).Lai phân tích:Thế hệ xuất phát là mẹ thân đen, cánh cụt có bộ gen là (b nhỏ v nhỏ/b nhỏ v nhỏ) bố thân xám, cánh dài có bộ gen là ( B lớn V lớn/ b nhỏ v nhỏ). Chúng cho 3 loại giao tử trong đó mẹ cho 1 loại giao tử là bv nhỏ và bố cho 2 loại giao tử là BV lớn và bv nhỏ. Kết quả thu được ở đời sau của phép lai phân tích là ruồi thân xám, cánh dài có bộ gen (BV lớn/ bv nhỏ) chiếm 50 %, ruồi thân đen, cánh cụt có bộ gen (bv nhỏ/bv nhỏ) chiếm 50% còn lại.Kết quả thí nghiệm này cũng có thể dễ dàng giải thích nếu chúng ta cho rằng, các gen B lớn và V lớn cùng nằm trên một nhiễm sắc thể, các gen b nhỏ và v nhỏ cũng như vậy. Do đó, cơ sở tế bào của hiện tượng liên kết gen trong thí nghiệm này có thể hình dung theo sơ đồ lai như ở hình 58. III – KẾT LUẬN Các gen phân bố trên nhiễm sắc thể tại những vị trí xác định gọi là lôcut. Vì trong tế bào, số lượng gen lớn hơn số lượng nhiễm sắc thể rất nhiều nên trên mỗi nhiễm sắc thể phải mang nhiều gen. 111Các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể thì phân li cùng nhau trong quá trình phân bào và làm thành nhóm liên kết.Số nhóm liên kết ở mỗi loài thường ứng với số nhiễm sắc thể đơn bội (n) của loài.Nếu sự phân li độc lập của các gen làm xuất hiện biến dị tổ hợp thì sự liên kết gen hạn chế sự xuất hiện biến dị tổ hợp.

Hiện tượng di truyền liên kết đảm bảo sự di truyền bền vững của từng nhóm tính trạng, do vậy trong thực tiễn chọn giống có thể chọn được các giống có những nhóm tính trạng tốt luôn luôn đi kèm với nhau.112CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP1. Thế nào là hiện tượng di truyền liên kết? Hiện tượng di truyền liên kết bổ sung cho định luật Menđen như thế nào?2. Làm thế nào để phát hiện hiện tượng di truyền liên kết?3. Ý nghĩa của hiện tượng di truyền liên kết.4. Khi lai giữa hai dòng đậu (một dòng có hoa đỏ, đài ngả và dòng kia có hoa xanh, đài cuốn) người ta đã thu được các cây lai đồng loạt có hoa xanh, đài ngả.a) Những kết luận có thể rút ra từ kết quả của phép lai này là gì?b) Cho các cây F1 giao phấn với nhau đã thu được:98 cây hoa xanh, đài cuốn104 cây hoa đõ, đài ngả209 cây hoa xanh, đài ngảCó thể rút ra kết luận gì từ phép lai này? Viết sơ đồ lai từ P đến F2.

BÀI 24HOÁN VỊ GENI – THÌ NGHIỆM CỦA MOOCGANTiếp tục thí nghiệm trên ruồi giấm, nhưgn lần này trong lai phân tích, ông lấy ruồi cái F1 cho giao phối với ruồi đực đồng hợp lặn thân đen, cánh cụt b nhỏ v/b nhỏ v nhỏ thì kết quả lại khác. Ở FB ông thu được 4 kiểu hình, phân phối theo tỉ lệ sau:Thân xám, cánh dài = 0,41Thân đen, cánh cụt = 0,412 loại trên có kiểu hình giống bố, mẹ = 82%

Thân xám, cánh cụt = 0,09Thân đen, cánh dài = 0,092 kiểu hình trên có kiểu hình giống bố, mẹ = 18%II – GIẢI THÍCHVì ruồi đực thân đen, cánh cụt b nhỏ v nhỏ/b nhỏ v nhỏ chỉ cho một loại giao tử b nhỏ v nhỏ, nên kết quả trong lai phân tích ở trên chứng tỏ ruồi cái F1 B lớn V lớn/b nhỏ v nhỏ đã cho ra bốn loại giao tử B lớn V lớn, b nhỏ v nhỏ, B lớn v nhỏ, b nhỏ V lớn nhưng không theo tỷ lệ 1 : 1 : 1 : 1 mà theo tỷ lệ 0,41 : 0,41 : 0,09 : 0,09.113Như vậy, trong quá trình phát sinh giao tử của ruồi cái F1, các gen B lớn và V lớn cũng như b nhỏ và v nhỏ đã liên kết không hoàn toàn: ngoài hai loại giao tử B lớn V lớn và b nhỏ v nhỏ giống bố, mẹ (mỗi loại chiếm 41%), còn xuất hiện hai loại khác B lớn v nhỏ và b nhỏ V lớn (mỗi loại chiếm 9%) do xảy ra sự hoàn vị (đổi chỗ) giữa 2 gen tương ứng B lớn và b nhỏ. Có thể hình dung phép lai trên theo sơ đồ sau:Cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gen là do sự trao đổi chéo giữa các crômatit trong cặp nhiễm sắc thể kép xảy ra ở kì đầu của giảm phân I trong quá trình phát sinh giao tử (hình 59).Đáng chú ý là sự trao đổi chéo chỉ xảy ra ở từng đoạn tương ứng giữa 2 trong số 4 crômatit của cặp nhiễm sắc thể kép cho nên ở trường hợp này, trong 4 loại giao tử thì 2 loại có gen liên kết, luôn luôn bằng nhau (% B lớn V lớn = % b nhỏ v nhỏ), hai loại giao tử có gen hoán vị luôn luôn bằng nhau (% B lớn v nhỏ = % b nhỏ V lớn). Tỉ lệ % các loại giao tử phụ thuộc vào tần số hoán vị gen.114Tần số hoán vị gen được tính bằng tỉ lệ % cả hai loại giao tử có gen hoán vị (% B lớn v nhỏ + % b nhỏ V lớn), như trong thí nghiệm trên thì tần số hoán vị gen giữa gen B lớn và b nhỏ là 0,18 (hay 18%).

Trong thí nghiệm này của Moocgan, hoán vị gen chỉ xảy ra trong quá trình phát sinh giao tử cái, nhưng đây không phải là trường hợp tổng quát, vì thực tế, có những loài sự trao đổi chéo chỉ xảy ra trong quá trình phát sinh giao tử đực (như ở tằm dâu), lại có những loài xảy ra cả ở phát sinh giao tử đực lẫn phát sinh giao tử cái (như ở đậu Hà Lan, người …).Đối với các gen liên kết ở trạng thái đồng hợp, sự hoán vị gen nếu xảy ra sẽ không gây hiệu quả gì. Do vậy, trong phép lai nhằm phát hiện hoán vị gen người ta thường dùng thể đồng hợp về các gen lặn.115III – KẾT LUẬNCác gen trên cùng cặp nhiễm sắc thể có thẻ đổi chỗ cho nhau do sự trao đổi chéo giữa các crômatit gây nên hiện tượng hoán vị gen.Tần số trao đổi chéo (tần số hoán vị gen) thể hiện lực liên kết giữa các gen. Nói chung, các gen trên nhiễm sắc thể có xu hướng chủ yếu là liên kết cho nên tần số hoán vị gen không vượt quá 50%.Tần số hoán vị gen thể hiện khoảng cách tương đối giữa các gen: các gen càng nằm xa nhau thì tần số hoán vị gen càng lớn và ngược lại các gen càng nằm gần nhau thì tần số hoán vị gen càng nhỏ.Như vậy, hoán vị xảy ra trong quá trình phát sinh giao tử ở kì trước I của giảm phân. Song, đôi khi còn thấy cả hoán vị gen xảy ra trong nguyên phân.Nếu liên kết gen hạn chế sự xuất hiện biến dị tổ hợp thì hoán vị gen lại làm tăng biến dị tổ hợp. Nhờ hoán vị gen mà những gen quý nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau có thể tổ hợp với nhau làm thành một nhóm liên kết. Điều đó rất có ý nghĩa trong tiến hóa và trong chọn giống.IV – BẢN ĐỒ DI TRUYỀN

Bản đồ di truyền (bản đồ gen) là sự sắp xếp vị trí tương đối của các gen trong nhóm liên kết.116Bản đồ di truyền nhìm chung được thiết lập cho mỗi cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Các nhóm liên kết được đánh số theo thứ tự của nhiễm sắc thể trong bộ nhiễm sắc thể của loài (hình 60).Khi lập bản đồ phải ghi nhóm liên kết, tên đầy đủ hay kí hiệu của gen, khoảng cách tính bằng đơn vị bản đồ bắt đầu từ 1 đầu mút của nhiễm sắc thể, đôi khi người ta cũng tính bắt đầu từ tâm động.Đơn vị bản đồ là 1% hoán vị gen. Đơn vị này cũng có thể biểu thị bằng đơn vị Moocgan (để tỏ lòng kính trọng đối với những cống hiến của ông). Một đơn vị Moocgan biểu thị 100% hoán vị gen. Như vậy, 1% hóan vị gen có thể được tính bằng 1 centimoocgan (1 cm), 10% hoán vị gen bằng 1 đêximoocgan …Bản đồ di truyền cho phép đoán trước được tính chất di truyền của các tính trạng mà các gen của chúng đã được thiết lập trên bản đồ. Trong công tác giống, nhờ bản đồ gen có thể giảm bớt thời gian chọn đôi giao phối một cách mò mẫm và do vậy nhà tạo giống rút ngắn được thời gian tạo giống.117CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP1. Hoán vị gen là gì? Trường hợp nào có hoán vị gen? Hoán vị gen xảy ra trong quá trình nào? Ý nghĩa của hoán vị gen?2. Hai hiện tượng liên kết và hoán vị gen có quan hệ với nhau như thế nào? Phương pháp phát hiện hoán vị gen.3. Thế nào là bản đồ di truyền? Ý nghĩa của nó.4. Ở ruồi giấm, gen B lớn quy định tính trạng mình xám, b nhỏ: mình đen, V lớn: cánh dài, v nhỏ: cánh cụt. Hai cặp gen B lớn b nhỏ, V lớn v nhỏ nằm trên cùng 1 cặp nhiễm sắc thể tương đồng nhưg liên kết không hoàn toàn. Trong quá trình phát sinh giao tử có sự hoán vị gen giữa B lớn và b nhỏ với tần số 20%.

a) Người ta lai ruồi đực mình xám, cánh dài thuần chủng với ruồi cái mình đen, cánh cụt rồi lại cho các con lai F1 giao phối với nhau. Hãy xác định tỉ lệ phân tính ở F2.b) Trong một thí nghiệm khác, cho ruồi cái F1 giao phối với ruồi đực mình đen, cánh cụt người ta đã thu được ở đời con 4 loại kiểu hình như sau:mình xám, cánh dài: 128 conmình đen, cánh dài: 124 conmình xám, cánh cụt: 21 conXác định bản đồ di truyền của gen B lớn và V lớn.

BÀI 25 TÁC ĐỘNG QUA LẠI GIỮA CÁC GENTrong các công trình nghiên cứu của mình, Menđen cho rằng một nhân tố di truyền (gen) chỉ quy định sự hình thành một tính trạng và ngược lại, một tính trạng chỉ được quy định bới một gen. Các cặp gen phân li độc lập và tác động riêng rẽ.Tuy nhiên, những công trình sau đó đã chỉ ra rằng mối quan hệ giữa gen và tính trạng không đơn giản như vậy mà sự hình thành 1 tính trạng nào đó trong quá trình phát triển cá thể có thể được xác định bởi một số gen hoặc toàn bộ kiểu gen tác động qua lại với nhau và với môi trường xung quanh. Mặt khác, một gen cũng có thể đồng thời tác động lên nhiều tính trạng.Chúng ta sẽ xét những kiểu tác động qua lại chủ yếu giữa các gen.118I – TÁC ĐỘNG CỦA NHIỀU GEN LÊN MỘT TÍNH TRẠNGA – TÁC ĐỘNG BỔ TRỢTác động bổ trợ là kiểu tác động qua lại của hai hay nhiều gen thuộc những lôcut khác nhau (không alen) làm xuất hiện một tính trạng mới.

Ví dụ, lai hai thứ bí quả tròn có tính di truyền ổn định, các cây lai F1 đều có quả dẹt. Khi cho các cây F1 giao phấn với nhau thì ở F2 xuất hiện 3 loại kiểu hình theo tỉ lệ:9/16 quả dẹt6/16 quả tròn1/16 quả dàiF2 gồm 16 kiểu tổ hợp các giao tử của F1, chứng tỏ rằng đây là phép lai hai cặp tính trạng. Tuy nhiên, tỉ lệ phân li không phải là 9 : 3 : 3 : 1 mà là 9 : 6 : 1. Kết quả này có thể giải thích bằng tác động bổ trợ của 2 gen không alen như sau:Hai gen trội không alen D lớn và F lớn tác động riêng rẽ (D lớn – f nhỏ f nhỏ và d nhỏ d nhỏ - F lớn -) sẽ quy định tính trạng quả tròn, hai gen D lớn và F lớn ở trong cùng 1 kiểu gen D lớn – F lớn – sẽ có tác động bổ trợ, hình thành tính trạng mới là quả dẹt, còn 2 gen lặn d nhỏ và f nhỏ tác động bổ trợ làm xuất hiện tính trạng mới là quả dài.Trong trường hợp này, 2 cặp gen D lớn d nhỏ và F lớn f nhỏ cũng phân li độc lập vơi snhau nhưng không tác động riêng rẻ mà có sự tác động qua lại theo kiểu bổ trợ trong việc xác định tính trạng hình dạng quả. Bới vậy tỉ lệ 9 : 6 : 1 chỉ là một biến dạng của tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1.119B – TÁC ĐỘNG CỘNG GỘPTác động cộng gộp là kiểu tác động của nhiều gen trong đó mỗi gen đóng góp một phần như nhau vào sự phát triển của cùng một tính trạng.Ví dụ, khi lai hai thứ lúa mì, hai màu đỏ và hạt màu trắng. ở F2 thấy phân li theo tỉ lệ 15 đỏ : 1 trắng (các cây hạt màu đỏ có mức độ đậm nhạt khác nhau từ đỏ sẫm đến đỏ nhạt).

Như vậy, màu hạt ở đây phụ thuộc vào 2 cặp gen không alen có tác động cộng gộp, tức là màu đỏ sẫm hay nhạt phụ thuộc vào số gen trội có mặt trong kiểu gen.Các tính trạng năng suất của nhiều vật nuôi hay cây trồng như năng suất lúa, ngô, sản lượng trứng ở gia cầm, sản lượng sữa ở bò … cũng là những tính trạng bị chi phối bởi nhiều cặp gen như trên và được gọi là những tính trạng số lượng. Chúng thường tạo nên 1 phổ biến dị rộng lớn trong quần thể và có thể nhận biết bằng cách cân, đo, đong, đếm.Trên đây là một số ví dụ về các kiểu tương tác gen. Còn nhiều kiểu tương tác khác và tùy theo từng kiểu giữa 2 cặp gen mà tỉ lệ phân tính sẽ là những biến dạng khác nhau của tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1.Nếu sự phân li độc lập của các gen và sự hoán vị gen chỉ tạo ra các biến dị tổ hợp, nghĩa là sự xắp xếp lại các tính trạng đã có sẵn ở bố, mẹ theo những trính trạng mới chưa có ở bố, mẹ, hoặc làm cho một tính trạng đã có ở bố, mẹ không biểu hiện ở đời lai. Điều này tạo khả năng cho các nhà chọn giống tìm hiểu những đặc tính mới trong công tác lai tạo.II – TÁC ĐỘNG CỦA MỘT GEN LÊN NHIỀU TÍNH TRẠNGTrong thực tế, ngoài hiện tượng nhiều gen tác động lên sự hình thành một tính trạng còn gặp hiện tượng ngược lại, một gen tác động đồng thời lên sự hình thành của nhiều tính trạng.120Ví dụ, khi tiến hành lai đậu, Menđen đã nhận thấy rằng thứ có hoa tím thì hạt có màu nâu, trong nách lá có một chấm đen, thứ có hoa trắng thì hạt màu nhạt, nách lá không có chấm.Để giải thích kết quả này, người ta cho rằng mỗi nhóm tính trạng trên đều do một gen khống chế.Khi nghiên cứu biến dị ở ruồi giấm, Moogan cũng đã thấy, ruồi có gen cánh cụt thì không những cánh ngắn lại, mà nhiều đốt thân cũng ngắn lại, lông cứng ra, hình dạng cơ quan sinh dục thay đổi,

trứng đẻ ít đi, tuổi thọ rút ngắn, ấu trùng yếu … tất cả các tính trạng này đều do gen cánh cụt gây ra.Tóm lại, kiểu gen của một cá thể không phải là một tổ hợp các gen tác động riêng rẽ, giữa gen và tính trạng hay giữa kiểu gen và kiểu hình có mối quan hệ phức tạp, chịu ảnh hưởng của sự tác động qua lại với nhau và với môi trường xung quanh.CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP1. Phân biệt các gen alen và các gen không alen.2. So sánh sự phân li ở F2 trong lai hai tính phân li độc lập tác động riêng rẽ với các trường hợp có tác động qua lại giữa các gen.3. Trong một phép lai giữa 2 giống gà thuần chủng màu lông trắng khác nhau về nguồn gốc, người ta đã thu được các con lai F1 đồng loạt có lông màu, F2 phân li theo tỉ lệ 180 lông màu, 140 lông trắng.a) Xác định kiểu gen của hai giống bố, mẹ P (thế hệ xuất phát).b) Nêu đặc điểm di truyền màu sắc lông ở gà trong thí nghiệm này.c) Viết sơ đồ lai từ P (thế hệ xuất phát) đến F2.4. Khi lai chó nâu với chó trắng thuần chủng, ở F1 người ta thu được toàn chó trắng. cho các con F1 giao phối với nhau thì thấy F2 phân li theo tỉ lệ 37 trắng, 9 đen, 3 nâu.a) Xác định kiểu gen của 2 giống bố, mẹ thuần chủng.b) Nêu đặc điểm di truyền màu lông của 2 giống chó nói trên.c) Viết sơ đồ lai từ P (thế hệ xuất phát) đến F2.5. Ở ngô có 3 gen (mỗi gen gồm 2 alen) phân li độc lập, tác động qua lại với nhau để hình thành chiều cao cây. Cho rằng cứ mỗi alen trội làm cho cây lùn đi 20 centimét. Người ta tiến hành lai cây thấp nhất với cây cao nhất có chiều cao 210 centimét. Hãy xác định.a) Kiểu gen của cây thấp nhất và cây cao nhất.b) Chiều cao của cây thấp nhất.c) Kiểu gen và chiều cao các cây F1.

d) Sự phân tính về kiểu gen và chiều cao của các cây F2.121BÀI 26SỰ DI TRUYỀN GIỚI TÍNHVấn đề quyết định tính đực, cái đã được loài người quan tâm từ lâu. Nhiều giả thuyết đã được đưa ra, trong đó, thuyết nhiễm sắc thể xác định giới tính giải thích được khá rõ ràng vì sao ở nhiều loài sinh vật số cá thể đực và cái sinh ra với tỉ lệ xấp xỉ 1 : 1.I – NHIỄM SẮC THỂ GIỚI TÍNHNhờ kĩ thuật tế bào học, người ta đã phát hiện 2 loại nhiễm sắc thể trong tế bào:- Nhiễm sắc thể thường (kí hiệu là A lớn in hoa) hoàn toàn giống nhau ở cả 2 giới.- Nhiễm sắc thể giới tính là những nhiễm sắc thể đặc biệt, khác nhau giữa giống đực và giống cái.Ví dụ, ở ruồi giấm, trong tế bào sinh dưỡng có 2n = 8.Trong 4 cặp nhiễm sắc thể này, 3 cặp là những nhiễm sắc thể thường giống nhau ở cả con đực và con cái; còn 1 cặp là những nhiễm sắc thể giới tính. Ở con cái, cặp này có hình que gọi là XX; còn ở con đực, một chiếc hình que là X, nhưng chiếc kia nhỏ hơn và hình móc gọi là nhiễm sắc thể Y.Trong tế bào sinh dưỡng, các nhiễm sắc thể thường tồn tại thành từng cặp tương đồng; nhưng các nhiễm sắc thể giới tính khi thì tương đồng, khi thì không tương đồng tùy theo giới tính của từng nhóm loài. Các gen trên nhiễm sắc thể giới tính không chỉ quy định tính đực, cái mà còn quy định một số tính trạng khác nhưng liên kết với một giới tính nhất định.122II – CƠ CHẾ NHIỄM SẮC THỂ XÁC ĐỊNH GIỚI TÍNH

Trong thiên nhiên, đã gặp một số kiểu cơ chế nhiễm sắc thể xác định giới tính:A – KIỂU XX, XY1. Ở người:Tế bào sinh dưỡng có 2n = 46.Trong tế bào sinh trứng có 44 nhiễm sắc thể thường (44 A lớn) và 2 nhiễm sắc thể giới tính giống nhau là XX.Khi giảm phân, các tế bào sinh trứng chỉ tạo một loại tế bào trứng có n = 23 gồm 22 nhiễm sắc thể thường và 1 nhiễm sắc thể giới tính X (22 A + X). Phụ nữ chỉ tạo một loại tế bào trứng nên gọi là giới đồng giao tử.Trong tế bào sinh tinh cũng có 44 nhiễm sắc thể thường (44 A lớn) và 2 nhiễm sắc thể giới tính nhưng gồm 2 chiếc khác nhau (1 X và 1 Y). Khi giảm phân, các tế bào sinh tinh tạo 2 loại tinh trùng: 1 loại có 22 nhiễm sắc thể thường và 1 nhiễm sắc thể giới tính X (22 A lớn + X); loại kia có 22 nhiễm sắc thể thường và 1 nhiễm sắc thể giới tính Y (22 A lớn + Y).Đàn ông có 2 loại tinh trùng khác nhau nên gọi là giới dị giao tử.Khi thụ tinh, nếu tinh trùng có 22 A + X phối hợp với tế bào trứng có 22 A + X thì hợp tử sẽ có cặp nhiễm sắc thẻ giới tính XX và phát triển thành con gái. Nếu tinh trùng có 22 A + Y phối hợp với tế bào trứng có 22 A + X thì hợp tử có cặp nhiễm sắc thể giới tính XY và phát triển thành con trai ( hình 61).Vì tỉ lệ tinh trùng mang Y và mang X bằng nhau nên tỉ lệ con trai và con gái sinh ra cũng bằng nhau (tỉ lệ 1 : 1). Tuy nhiên, theo thống kê thì tỉ lệ con trai/ con gai lúc sinh ra là 106/100, còn tỉ lệ hợp tử trai/gái còn cao hơn nữa. một trong những lí do dẫn đến hiện tượng này là vì nhiễm sắc thể Y nhỏ và nhẹ hơn nhiễm sắc thể X nên các tinh trùng chứa nó có thể bơi nhanh hơn và thụ tinh với tế bào trứng nhiều hơn.123

Mặc dù ở tuổi sơ sinh, số lượng con trai nhiều hơn, nhưng mức tử vong của chúng lại cao hơn so với con gái, nên ở 10 tuổi tỉ lệ giữa 2 giới là bằng nhau. Về sau. Mức tử vong không cân nhau đó sẽ dẫn đến kết quả là số cụ bà nhiều hơn số cụ ông.Trong xã hội thường có quan niệm sinh con trai hay con gái là do phụ nữ. điều nay hoàn toàn không đúng vì thực tế thì ngược lại, sinh con trai hay con gái phụ thuộc vào loại tinh trùng nào được phối hợp với tế bào trứng.1242. Ở các loài sinh vật khác:Ở động vật có vú, ruồi giấm, một số thực vật (gai, chua me), nhiễm sắc thể giới tính của cá thể cái cũng là XX, của cá thể đực cũng là XY như ở người. Trái lại, ở các loài chim, ếch nhái, bò sát, bướm, dâu tây … nhiễm sắc thể giới tính của cá thể cái là XY, của cá thể đực là XX.B – KIỂU XX, XOỞ bọ xít, châu chấu, rệp … cặp nhiễm sắc thể giới tính của con cái là XX, nhưng của con đực là XO nên cho ra 2 loại giao tử: một loại mang X, loại kia không mang nhiễm sắc thể giới tính nào. Trái lại, ở bọ nhậy, con đực là XX, con cái là XO. Tổng kết trên nhiều loài sinh vật, người ta cũng thấy tỉ lệ đực cái trung bình là 1 : 1.Tóm lại, sự phân li và tổ hợp của cặp nhiễm sắc thể giới tính là cơ sở tế bào học của sự hình thành tính đực, cái.III – CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG LÊN SỰ PHÂN HÓA GIỚI TÍNHNhư đã thấy, giới tính được xác định khi thụ tinh do sự tổ hợp của các nhiễm sắc thể giới tính. Tuy nhiên, thuyết nhiễm sắc thể xác định giới tính không loại trừ ảnh hưởng của các nhân tố môi trường trong và ngoài lên sự phân hóa giới tính.Các hoocmôn sinh dục và ngay cả các điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, sự chiếu sáng, dinh dưỡng và các điều kiện khác đều có

ảnh hưởng lên sự phát triển các tính trạng giới tính. Dưới ảnh hưởng của chúng có thể làm thay đổi giới tính trong đời sống cá thể và cả tỉ lệ bằng nhau của các cá thể đực và cái khi sinh.IV – Ý NGHĨA CỦA DI TRUYỀN HỌC GIỚI TÍNHA – ĐỐI VỚI SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆPNắm được cơ chế xác định giới tính ở sinh vật giúp cho người ta có thể chủ động điều khiển tỉ lệ đực, cái ở đời sau nhằm đưa lại hiệu quả sản xuất cao. 125Ở tằm dâu, viện sĩ Axtaurôp (Liên Xô cũ) đã dùng tác nhân phóng xạ làm chết nhân của tế bào trứng, sau đó cho thụ tinh bằng 2 tinh trùng mang nhiễm sắc thể X, hợp tử có cặp nhiễm sắc thể giới tính XX và phát triển thành toàn tằm đực (tằm đực cho nhiều tơ hơn tằm cái).Trong chăn nuôi cá, người ta cũng đã dùng tác nhân vật lí để tạo được các cái theo ý muốn bằng “mẫu sinh lưỡng bội hóa” ở một số trường hợp như ở cá chép và cá chạch.Ngoài ra, trong sản xuất cũng đã thành công trong việc thay đổi giới tính bằng tác động của các nhân tố môi trường.B – ĐỐI VỚI Y HỌCNhờ nắm được cơ chế xác định giới tính ở người, người ta đã hiểu được nguyên nhân và đề xuất phương pháp phát hiện một số bệnh hiểm nghèo về sinh lí và tâm thần do rối loạn cơ chế phân li và tổ hợp của các nhiễm sắc thể giới tính như hội chứng Tơcnơ (XO), hội chứng Claiphentơ (XXY, XXXY, XXXXY).CÂU HỎI VA BÀI TẬP1. Nhiễm sắc thể giới tính là gì? Phân biệt nhiễm sắc thể giới tính với nhiễm sắc thể thường.2. Trình bày cơ chế nhiễm sắc thể xác định giới tính ở các loài sinh vật và chứng minh tỉ lệ phân li đực cái 1 : 1 ở các loài bằng sơ đồ lai.

3. Những hiểu biết về cơ chế xác định giới tính ở các loài sinh vật đã được vận dụng trong thực tiễn sản xuất và đời sống như thế nào?4. Trong giờ thực hành, một học sinh đếm được trong tế bào xôma của 1 con châu chấu chứa 23 nhiễm sắc thể.a) Con châu chấu này thuộc giới tính nào?b) Xác định các loại giao tử sẽ tạo ra trong quá trình phát sinh giao tử của con châu chấu này.c) Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội ở giới tính kia là bao nhiêu?126BÀI 27 DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNHCác nhiễm sắc thể giới tính không chỉ mang các gen quy định tính trạng giới tính mà con mang một số gen quy định các tính trạng khác đưa đến hiện tượng di truyền liên kết vơi giới tính.Hiện tượng di truyền liên kết với giới tính là hiện tượng di truyền các tính trạng mà các gen xác định chúng nằm trên nhiễm sắc thể giới tính.Đặc điểm di truyền của những tính trạng này có khác với những tính trạng do các gen trên nhiễm sắc thể thường quy định và đã được Moocgan phát hiện đầu tiên trên ruồi giấm.I – CÁC GEN TRÊN NHIỄM SẮC THỂ XMoocgan đã lai ruồi giấm mắt đỏ với ruồi mắt trắng.Lai thuận: cho mẹ mắt đỏ, bố mắt trắng, lai với nhau thu được đời F1 đồng loạt ruồi mắt đỏ.Lai nghịch: cho mẹ mắt trắng, bố mắt đỏ lai với nhau, thu được ở đời F1 50% là ruồi cái mắt đỏ, 50% là ruồi đực mắt trắng.Đời F2 thu 25% là ruồi cái mắt đỏ, 25% là ruồi cái mắt trắng, 25% là ruồi đực mắt đỏ, 25% là ruồi đực mắt trắng.

Moocgan cho rằng mắt đỏ được quy định bởi gen trội W (W in hoa, lớn), mắt trắng được quy định bởi gen lặn w ( in thường, nhỏ).Nhiễm sắc thể Y không mang alen tương ứng nên con đực chỉ có 1 gen lặn w nhỏ cũng đã biểu hiện tính trạng mắt trắng (hình 62).Trong phép lai thuận (hình 62 A), con cái mắt đỏ có 2 nhiễm sắc thể X mang alen W lớn (XWXW). Con đực nhiễm sắc thể X mang gen ư nhỏ (Xw) nhiễm sắc thể Y không có alen tương ứng nên biểu hiện kiểu hình mắt trắng.Khi giảm phân hình thành giao tử, ruồi cái mắt đỏ chỉ cho 1 loại giao tử (XW lớn), ruồi đực cho 2 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhaulà Xw nhỏ và Y.127Trong thụ tinh, sự kết hợp ngẫu nhiên giữa các loại giao tử này tạo nên các hợp tử XW lớn Xw nhỏ của con cái và XW lớn Y của con đực, nhưng về kiểu hình thì tất cả đều mắt đỏ.128Khi F1 hình thành giao tử thì ruồi lai cái cho 2 loại trứng là XW lớn

và Xw nhỏ. Ruồi đực lai cũng cho 2 loại giao tử là XW lớn và Y.Trong thụ tinh, sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử này tạo nên 4 loại hợp tử XW lớn XW lớn con cái : XW lớn Xw nhỏ con cái : XW lớn Y con đực : Xw nhỏ Y con đực. Về kiểu hình, thì F2 gồm 3 đỏ : 1 trắng, trong đó ruồi mắt trắng toàn là ruồi đực.129Mặt khác, sự di truyền tính trạng mắt trắng trong phép lai này là di truyền chéo vì alen w nhỏ quy định mắt trắng được truyền từ “ông ngoại” (con đực P thế hệ xuất phát) cho “con gái” (con cái F1) rồi sau đó cho “cháu trai” (con đực F2). Một cách tương tự (hình 62 B) cũng cho phép ta lí giải một cách lôgic kết quả của phép lai nghịch.Cuối cung cần lưu ý là sự di truyền các tính trạng liên kết với giới tính theo kiểu này có 2 đặc điểm quan trọng:

- Kết quả của phép lai thuận và lai nghịch là khác nhau.- Có hiện tượng di truyền chéo.Nhờ các đặc điểm trên ta có thể phát hiện nhanh chóng hiện tượng này, khác với hiện tượng các gen trên nhiễm sắc thể thường.Ở người, các gen lặn gây bệnh mù màu “”(không phân biệt được màu đỏ với màu lục), bệnh màu khó đông (vì máu khó đông, nên 1 vết thương nhỏ mà không chăm sóc cẩn thận cũng dể sinh tai nạn) cũng là những gen nằm trên nhiễm sắc thể X không có alen tương ứng trên nhiễm sắc thể Y và do vậy được di truyền tương tự như gen mắt trắng ở ruồi giấm.II – CÁC GEN TRÊN NHIỄM SẮC THỂ YNhiễm sắc thể Y ở đa số loài hầu như không mang gen. Tuy nhiên, ở một số loài có một số gen nằm trên nó, nhưng không có alen tưong ứng trên nhiễm sắc thể X. Nhưng tính trạng được quy định bởi những gen như vậy được truyền cho 100% số cá thể của giới có cặp nhiễm sắc thể giới tính XY (di truyền thẳng).Ở người, gen xác định túm lông trên tai, gen xác định tật dính ngón tay 2 và 3 chỉ nằm trên nhiễm sắc thể Y nên chỉ biểu hiện ở nam giới.III – Ý NGHĨA CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNHTrong thực tiễn sản xuất, để có hiệu quả kinh tế đôi khi cần tiến hành sớm sự chọn lọc các cá thể thuộc giới tính này hay khác, nhưng điều này gặp khó khăn do hình thái giới tính chưa thể hiện rõ ở giai đoạn sớm của sự phát triển cá thể. Người ta đã khắc phục khó khăn này bằng cách đánh dấu con đực và con cái nhờ các gen liên kết với giới tính.130Chẳng hạn, trong chăn nuôi tằm, tằm đực khi làm kén cho 45% tơ nhiều hơn tằm cái. Người ta đã sử dụng gen A (in hoa, lớn) gây trứng sẫm nằm trên nhiễm sắc thể X làm tín hiệu để phân biệt con đực và con cái ngay từ giai đoạn trứng: lấy ngài cái XA lớny (trứng

sẫm) lai với ngài đực Xa nhỏxa nhỏ (trứng sáng). Kết quả là ở F1 trứng phát triển thành con cái hay con đực phân biệt nhau theo màu sắc.ở gà, người ta sử dụng gen trội A (in hoa, lớn) xác định màu lông vằn trên nhiễm sắc thể X để sớm phân biệt con trống và con mái ngay từ khi gà mới nở. Gà trống con mang 2 gen A lớn A lớn có khoang vằn ở đầu rõ hơn so với con mái chỉ mang 1 gen A lớn.CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP1. Hiện tượng di truyền liên kết với giới tính là gì? Cho ví dụ minh họa.2. Hiện tượng di truyền liên kết với giới tính có những đặc điểm gì? Chứng minh.3. Nêu ý nghĩa thực tiễn của hiện tượng di truyền liên kết với giới tính.4. Ở người, bệnh máu khó đông do gen lặn (h nhỏ) liên kết với giới tính gây ra.a) Một người đàn ông bị máu khó đông lấy vợ là người mang gen gây bệnh đó. Họ có thể có con trai, con gái bình thường được không?b) Trong một gia đình, bố bị bệnh máu khó đông, còn người mẹ bình thường, có 2 con: người con trai bị bệnh máu khó đông, người con gái bình thường. kiểu gen của người mẹ phải như thế nào?c) Kiểu gen và kiểu hình của bố mẹ phải như thé nào nếu con trong gia đình sinh ra với tỉ lệ 3 bình thường : 1 bị bệnh máu khó đông là con trai?d) Bằng sơ đồ, hãy chứng minh, nếu như gen quy định bệnh máu khó đông ở người không nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X thì sự di truyền tính trạng này không liên quan gì đến giới tính và nó cũng tuân theo các định luật Menđen.5. Trong một thí nghiệm, khi lai ruồi giấm mắt đỏ với ruồi giấm mắt đỏ, ở đời sau thu được 69 con đực mắt đỏ và mắt trắng và 71 con cái mắt đỏ.

Viết kiểu gen của cha mẹ và các con nếu biết rằng mắt đỏ là trội so với mắt trắng, còn gen xác định màu mắt nằm trên nhiễm sắc thể X.131BÀI 28 SỰ DI TRUYỀN QUA TẾ BÀO CHẤTI – VÍ DỤ DI TRUYỀN QUA TẾ BÀO CHẤTCôren và Bo (1909) độc lập với nhau cùng phát hiện ra sự di truyền không tuân theo các định luật Menđen ở cây hoa loa kèn.Hoa loa kèn có 2 giống: giống loa kèn xanh có mầm màu xanh và loa kèn vàng có mầm màu vàng.Lai thuận: Cho mẹ loa kèn xanh lai với bố loa kèn vàng, thu được ở đời F1 đồng loạt loa kèn xanh.Lai nghịch: Cho mẹ loa kèn vàng lai với bố loa kèn xanh, thu được ở đời F1 đồng loạt loa kèn vàng.Trong 2 phép lai trên, hợp tử lai đều chứa một bộ nhiễm sắc thể như nhau về số lượng cũng như về cấu trúc. Chỉ có khác là hợp tử phát triển trong tế bào chất của noãn cây màu nào thì mầm của cây lai mang đặc điểm của cây màu ấy (vì phần tế bào chất của hạt phấn đưa vào hợp tử coi như không đáng kể).Sự khác nhau về tính trạng của hai loại cây lai này chỉ có thể là do tế bào chất của noãn, tức là tế bào chất của cây mẹ.Khi lai các thứ táo với nhau, người ta cũng thấy tính chịu rét của cây lai khác nhau rất nhiều tùy theo thứ táo nào được chọn làm mẹ.Ngày nay, nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh sự sai khác giữa kết quả lai thuận và nghịch ở thực vật cũng như ở động vật. con lai, giữa lừa cái và ngựa đực là con bác – đô, còn giữa lừa đực và ngựa cái là con la. Hai con vật này khác nhau nhiều về hình dạng ngoài, về thể chất cũng như nhiều đặc điểm khác.Qua những ví dụ trên ta thấy rõ rằng tính di truyền của con lai không chỉ phụ thuộc vào bộ nhiễm sắc thể của hợp tử mà còn chịu

ảnh hưởng của tế bào chất trong đó hợp tử lai phát triển. đó là sự di truyền theo mẹ hay di truyền qua bào chất.II – GEN NGOÀI NHIỄM SẮC THỂTế bào chất không chỉ là môi trường hoạt động của hệ gen trong nhân mà trong đó còn có những bào quan cũng chứa những gen gọi là gen ngoài nhân hay gen ngoài nhiễm sắc thể.132Gen ngoài nhiễm sắc thể có trong lạp thể, ti thể, các plasmit ở vi khuẩn là những bòa quan có khả năng tự nhân đôi. Bản chất của gen ngoài nhân cũng là ADN.Lượng ADN trong tế bào chất ít hơn nhiều so với lượng ADN trong nhân, đồng thời khác cả ở một vài tính chất. Ví dụ, ADN của lạp thể ở tế bào thực vật có dạng vòng giống ADN của một số vi khuẩn và virut. ADN plasmit ở vi khuẩn là những phân tử nhỏ dạng vòng, chứa các gen kháng thuốc, bền vững với các ion kim loại … và có vai trò quan trọng trong kĩ thuật di truyền.ADN ngoài nhiễm sắc thể cũng có đột biến và những biến đổi này cũng di truyền được. Chẳng hạn, ADN của lục lạp bị đột biến làm mất khả năng tổng hợp chất diệp lục, do vậy lục lạp trở thành màu trắng. Lục lạp trắng lại sinh ra những lục lạp trắng. Do vậy, trong cùng một tế bào lá có cả 2 loại lạp thể, xanh và trắng. Sự phân phối ngẫu nhiên và không đều hai loại lạp thể này qua các lần phân bào sinh ra hiện tượng lá có đốm xanh, trắng (ví dụ ở các cây vạn niên thanh). Trường hợp trên không giống đột biến bạch tạng của gen trong nhân làm cho toàn cây hóa trắng. Một số loại cây cảnh lá có nhiều màu lốm đốm cũng là do phân li không đều của các loại sắc lạp trong tế bào chất.III – ĐẶC ĐIỂM CỦA SỰ DI TRUYỀN QUA TẾ BÀO CHẤT.Trong sự di truyền qua nhân, vai trò của tế bào sinh dục đực và cái là ngang nhau, mỗi bên góp 1 nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng, 1 gen trong cặp alen.

Các tính tạng di truyền qua tế bào chất được truyền theo dòng mẹ (nhưng không nhất thiết mọi đặc điểm di truyền theo mẹ đều liên quan tới bào chất vì còn những nguyên nhân khác). Các tính trạng di truyền qua tế bào chất không tuân theo các định luật chặt chẽ như sự di truyền qua nhiễm sắc thể vì khi phân bào thì tế bào chất không được chia đều cho 2 tế bào con một cách chính xác như các nhiễm sắc thể.Tóm lại, trong di truyền, nhân có vai trò chính nhưng tế bào chất cũng có vai trò nhất định. Trong tế bào có hai hệ thống di truyền: di truyền qua nhiễm sắc thể và di truyền ngoài nhiễm sắc thể.133CÂU HỎI1. Vì sao trong sự di truyền màu sắc mầm cây hoa loa kèn kết quả lai thuận và lai nghịch lại khác nhau?Tại sao sự di truyền qua tế bào chất còn được gọi là sự di truyền theo mẹ?2. So sánh đặc điểm di truyền qua tế bào chất và di truyền qua nhân.3. Phân biệt gen ngoài nhiễm sắc thể và gen trên nhiễm sắc thể.

BÀI 29 THỰC HÀNH: LAI GIỐNG CÀ CHUAI – YÊU CẦUGiúp học sinh làm quen với thao tác lai hữu tính, biết đặt 1 thí nhiệm lai, theo dõi, chăm sóc các lô thí nghiệm để thu được kết quả.II – CHUẨN BỊ1. Vật liệu và dụng cụ cần thiết- Cây bố, mẹ - Kép

- Kéo- Kim mũi mác- Đĩa kính đồng hồ- Bao cách li- Nhãn- Bút chì- Bút lông- Bông- Hộp pêtri2. Chuẩn bị cây bố, mẹNên chọn các giống khác nhau rõ ràng về hình dạng hoặc màu sắc quả mà ta có thể dễ dàng phân biệt bằng mắt thường chứ không cần sự trợ giúp của các thiết bị phức tạp.Gieo hạt để có những cây dùng làm bố trước những cây dùng làm mẹ 8 – 15 ngày.Khi cây đã ra hoa, nên tỉa bớt số hoa trong chùm và ngắt bỏ các quả non để tập trung lấy được phấn tốt.Khi cây mẹ ra được 9 lá thì bấm ngọn và chỉ để lại hai cành, mỗi cành lấy 3 chùm hoa, mỗi chùm hoa lấy từ 3 – 5 quả.134III – CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH LAI A – KHỬ NHỊTìm những hoa còn là nụ có màu vàng nhạt để khử nhị (hoa chưa tự thụ phấn). Để kiểm tra chắc chắn, dùng kin mũi mác tách 1 bao phấn ra nếu phấn còn là một chất sữa trắng, hay là những hạt màu xanh thì chắc chắn chưa xảy ra sự tự thụ phấn. Nếu phấn đã là những hạt màu trắng thì hoa có thể đã tự thụ phấn, mặc dầu lúc đó hoa chưa nở.Dùng ngón trỏ và ngón cái của tay trái giữ lấy nụ hoa.

Tay phải cầm kẹp, tách bao hoa ra, tỉa từng nhị một. Cần làm nhẹ tay, tránh để đầu nhụy và bầu nhụy bị thương tổn.Trên mỗi chùm chọn lấy 4 – 6 hoa cùng lúc và là những hoa mập để khử nhị, còn các hoa khác thì tỉa đi.Bao các hoa đã khử nhị bằng túi cách li.B – THỤ PHẤNTìm những hoa mẹ đã nở xòe, đầu nhụy to, màu xanh thẫm và có dịch nhờn (tức là lúc nó sẵn sàng có thể thụ phấn).Chú ý là nếu đầu nhụy khô, màu xanh nhạt thì hoa còn non, còn đầu nhụy màu nâu và đã bắt đầu héo thì thụ phấn không kết quả.Thông thường nên thụ phấn vào ngày thứ hai khi khử nhị là tốt.Trong vòng 24 giờ sau khi thụ phấn mà gặp mưa thì phải làm lại.135Hạt phấn được chọn trên các cây bố có hoa vừa nở, cánh hoa và bao phấn màu vàng tươi. Khi chín, hạt phấn tròn và trắng.Dùng kẹp ngắt nhị để vào đĩa kính đồng hồ. Nếu có nhiều hoa thì dùng bút lông chà nhẹ lên các bao phấn để hạt phấn tung ra, rồi dùng bút lông chấm hạt phấn cây bố lên đầu nhụy hoa cây mẹ đã khử nhị.Nếu ít hoa thì có thể lấy 1 bao phấn, dùng kim mũi mác lách vào đường nứt của bao phấn để lấy hạt phấn ra, đặt hạt phấn nằm gọn trên mũi kim rồi bôi lên đầu nhụy một cách nhẹ nhàng. Số hạt phấn chấm lên đầu nhụy càng nhiều càng tốt vì sẽ tạo điều kiện chọn lọc của nhụy. Nếu ít phấn quá, quả lai sẽ có nhiều hạt lép và quả bị rụng khi còn non.Hạt phấn dùng không hết có thể để sang ngày hôm sau nhưng không để quá hai ngày và phải bảo quản trong hộp pêtri ở nơi khô ráo.Sau khi thụ phấn cho một chùm hoa nào xong, cần bao bằng túi cách li và buộc nhãn ghi ngày và công thức lai.C – CHĂM SÓC VÀ THU HOẠCH HẠT LAI

Sau khi lai, cần chăm sóc chu đáo, hằng ngày tưới đủ nước. Khi quả lai đã chín thì thu hoạch. Cần làm cẩn thận để không nhầm lẫn giữa các công thức lai.Bổ từng quả và trải hạt lên tờ giấy lọc. Ghi công thức lai, số thứ tự quả vào ngay tờ giấy đó.Phơi khô hạt ở chỗ mát.Khi cần gieo thì ngâm tò giấy đó vào nước là hạt tách ra.Nếu lấy nhiều hạt lai cùng công thức thì bổ quả, lấy hạt bỏ vào đĩa, để vài hôm cho chất dính quanh hạt lên men, sau đó rửa sạch dưới vòi nước trên 1 cái rây hoặc 2 lớp vải màn. Các hạt sạch được hong gió cho khô rồi cất đi.BÀI TẬP CHƯƠNG III – LAI MỘT CẶP TÍNH TRẠNGA. Như Menđen đã phát hiện, màu xám ở hạt đậu Hà Lan là trội so với hạt trắng. trong các thực nghiệm sau, bố mẹ có kiểu hình đã biết nhưng chưa biết kiểu gen, đã sinh ra đời con được thống kê như sau:a) bố, mẹ: xám lai trắng. con xám: 82, trắng: 78.b) bố, mẹ: xám lai xám. Con xám: 118, trắng: 39.c) bố, mẹ: trắng lai trắng. con xám: 0, trắng: 50.d) bố, mẹ: xám lai trắng. con xám: 74, trắng: 0.e) bố, mẹ: xám lai xám. Con xám: 90, trắng: 0.1361. Hãy viết các kiểu gen có thể có của mỗi cặp cha mẹ trên.2. Trong các phép lai bố, mẹ, d và e có thể dự đoán bao nhiêu hạt xám và những cây sinh ra từ chúng, khi tự thụ phấn sẽ cho cả các hạt xám và hạt trắng.B. Một trâu đực trắng (1) giao phối với 1 trâu cái đen (2), đẻ lần thứ nhất 1 nghé trắng (3) và lần thứ hai 1 nghé đen (4). Con nghé

đen này lớn lên giao phối với 1 trâu đực đen (5) sinh ra 1 nghé trắng (6). Hãy xác định kiểu gen của 6 con trâu trên.II – LAI HAI CẶP TÍNH TRẠNG VÀ LAI NHIỀU CẶP TÍNH TRẠNGA - Ở chó, màu lông đen là trội so với màu lông trắng ngắn là trội so với lông dài. Nếu các tính trạng này được quy định bởi 2 cặp gen phân li độc lập, hãy viết các kiểu gen có thể ở các cặp cha mẹ của mỗi phép lai sau:a) Kiểu hình cha, mẹ: đen, ngắn lai đen, ngắn. Kiểu hình con: đen, ngắn 89; đen, dài 31; trắng, ngắn 29; trắng, dài 11.b) Kiểu hình cha, mẹ: đen, ngắn lai đen, dài. Kiểu hình con: đen, ngắn 18; đen, dài 31; trắng, ngắn 29; trắng, dài 11.c) Kiểu hình cha, mẹ: đen, ngắn lai trắng, ngắn. Kiểu hình con: đen, ngắn 20; đen, dài 0; trắng,ngắn 21; trắng, dài 0.d) kiểu hình cha, mẹ: trắng, ngắn lai trắng, ngắn. Kiểu hình con: đen,ngắn 0; đen, dài 0; trắng, ngắn 28; trắng, dài 9.e) Kiểu hình cha, mẹ: đen, dài lai đen, dài. Kiểu hình con: đen, ngắn 0; đen, dài 32; trắng, ngắn 0; trắng, dài 10.f) Kiểu hình cha, mẹ: đen, ngắn lai đen, ngắn. Kiểu hình con: đen, ngắn 46; đen, dài 16; trắng, ngắn 0; trắng, dài 0.g) Kiểu hình cha, mẹ: đen, ngắn lai đen, dài. Kiểu hình con: đen, ngắn 29; đen, dài 31; trắng, ngắn 9; trắng,dài 11.B – Trong phép lai giữa 2 cây khác nhau về 4 cặp gen phân li độc lập AABBCCDD lớn lai aabbccdd nhỏ. Để cho các cây F1 tự thụ phấn. nếu các chữ hoa biểu thị gen trội. hãy xác định:1) Số kiểu gen có thể có ở F2.2) Tỉ lệ kiểu gen có kiểu hình lặn về cả 4 gen ở F2.3) Tỉ lệ kiểu gen là đồng hợp về tất cả các gen trội ở F2.4) Trả lời như các câu 1, 2, 3 nếu phép lai bắt nguồn là AAbbCCdd lai aaBBccDD.

C – Một phụ nữ dị hợp về 4 cặp gen và đồng hợp về 6 cặp gen.1. Bà ta có thể tạp thành bao nhiêu loại tế bào trứng khác nhau?2. Nếu người chồng có trạng thái di truyền tương tự như vợ thì có bao nhiêu loại kiểu gen có thể có ở đời con của họ?D – Mỗi cặp trong 3 cặp gen A lớn a nhỏ, B lớn bố, mẹ nhỏ và C lớn c nhỏ quyết định tính trạng khác nhau và phân li độc lập. Các gen kí hiệu bằng chữ hoa là trội so với các alen kí hiệu bằng chữ thường. hãy xác định:1371. Tỉ lệ loại giao tử ABC từ cá thể AaBbCc.2. Tỉ lệ loại giao tử ABC từ cá thể AABBCc3. Tỉ lệ loại hợp tử AABBCC từ phép lai AaBbCc x AaBbCc4. Tỉ lệ loại hợp tử AABBcc từ phép lai aaBBcc x AAbbCC5. Tỉ lệ loại kiểu hình A-B-C từ phép lai AaBbCC x AaBbcc6. Tỉ lệ loại kiểu hình A-B-C từ phép lai aabbCC x AABBcc7. Tỉ lệ loại kiểu hình aaB-C từ phép lai AaBbCC x AaBbcc8. Tỉ lệ loại kiểu hình aabbcc từ phép lai AaBbCc x AaBbCc9. Tỉ lệ loại kiểu hình aabbcc từ phép lai AaBbCc x aabbCc10. Tỉ lệ loại kiểu hình aabbcc từ phép lai aaBbCc x AABbcc

III – LIÊN KẾT VÀ HOÁN VỊ GENA - Ở cà chua, tính trạng thân cao là trội so với thân lùn, quả hình câu trội so với quả hình quả lê. Các gen xác định chiều cao thân và hình dung quả là liên kết và ở cách nhau 20cm. Nếu lai cây dị hợp về 2 tính trạng với cây thân lùn, dạng quả lê, hãy dự đoán tỉ lệ phân li các tính trạng ở đời con của phép lai này.B - Ở ngô, dạng hạt trơn là trội so với dạng hạt nhăn, hạt có màu là trội so với hạt không màu. Cả hai tính tạng là liên kết. Khi lai ngô

hạt trơn, có màu với cây ngô hạt nhăn, không màu người ta thu được đời con như sau:Trơn, có màu: 4152; trơn, không màu:152.Nhăn, có màu: 149; nhăn, không màu: 4163.Thiết lập bản đồ di truyền của 2 gen trên.C – TRên 1 nhóm liên kết của bản đồ di truyền, người ta thấy gen A ở vị trí 15 cM, gen B ở vị trí 25 cM. Giả sử rằng cá thể đực AB/AB được lai với cá thể cái ab/ab.Tính tỉ lệ các loại kiểu hình khác nhau ở F2.IV – TÁC ĐỘNG QUA LẠI GIỮA CÁC GENA – Bộ lông trắng của gà được xác định bởi 2 cặp gen không alen di truyền độc lập. Ở một cặp, gen trội xác định bộ lông màu, gen lặn xác định bộ lông trắng. Ở cặp kia gen trội át chế màu, gen lặn không át chế màu.1. Trong một phép lai các gà trắng, đời sau thu được 1275 gà con trong đó 315 con có màu, những con còn lại là trắng. xác định kiểu gen của cha và mẹ và những gà con có màu.2. Từ phép lai giữa gà có lông trắng và gà có lông màu đã thu được 915 gà con có lông màu và 916 có lông trắng.138B - Ở kiều mạch màu hạt được xác định bởi 2 gen không alen với nhau. Một gen trội xác định màu đen, gen kia – màu xám. Gen màu đen át chế gen màu xám. Cả 2 alen lặn xác định màu trắng.1. Trong phép lai kiều mạch hạt đen với nhau thì ở đời sau tỉ lệ phân li là 12 đen : 3 xám : 1 trắng. hãy xác định kiểu gen của các cá thể đem lai và đời con của chúng.2. Trong phép lai kiều mạch hạt trắng với kiều mạch hạt đen người ta đã nhận được một nửa số cây có hạt đen, một nửa số cây có hạt xám. Hãy xác định kiểu gen của các cây đem lai. C – Khi lai bí quả vàng với bí quả trắng thì đời con cho quả trắng, khi lai các cây con quả trắng với nhau đã thu được 204 cây có quả

trắng, 53 cây có quả vàng, 17 cây có quả xanh. Hãy xác định kiểu gen của bố, mẹ và đời con.D – Chiều cao của người được xác định bởi một sô cặp gen không alen di truyền độc lập mà các cặp gen này tác động qua lại với nhau theo kiểu cộng gộp. nếu bỏ qua ảnh hưởng của các nhân tố môi trường và chỉ hạn chế bởi 3 cặp gen xác định tính trạng này thì có thể cho rằng trong 1 nhóm người nào đó những người lùn nhất có tất cả các gen lặn với chiều cao 150cm, người cao nhất có tất cả các gen trội và cao 180cm.1. Xác định chiều cao của những người dị hợp về cả 3 gen.2. Người đàn bà lùn lấy một người chồng cao trung bình. Họ có 4 con với chiều cao là 165cm, 160cm, 155cm và 150cm. hãy xác định kiểu gen và chiều cao của họ.V- DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNHA - Ở một số giống gà, các gen xác định bộ lông trắng và bộ lông sọc vằn nằm trên thể nhiễm sắc X, tính trạng sọc vằn của bộ lông là trội so với lông trắng.1. Tại một trại gà khi lai gà mái trắng với gà trống sọc vằn đã thu được ở đời con bộ lông sọc vằn cả ở gà trống, cả ở gà mái. Sau đó người ta lai những cá thể thu được từ phép lai đầu với nhau và nhận được 594 gà trống sọc vằn và 607 gà mái sọc vằn và trắng.Hãy xác định kiểu gen của cha, mẹ và đời con của thế hệ lai thứ nhất và thứ hai.2. Người ta cho lai những gà trống sọc vằn và những gà mái trắng với nhau và nhận được 40 gà trống và gà mái sọc vằn và 38 gà trống và gà mái trắng. Xác định kiểu gen của bố, mẹ và con.B – Bệnh máu chảy không đông được di truyền như một tính trạng lặn liên kết với nhiễm sắc thể X.1. Một người đàn ông bị bệnh máu khó đông lấy một người phụ nữ không có bệnh này. học sinh ra những con trai và con gái bình thường. những người con này lại được kết hôn với những người

không mắc bệnh. ở cháu của họ có phát hiện được bệnh hay không và khả năng xuất hiện những con trai và con gái bị bệnh trong các gia đình này là như thế nào?2. Một người đàn ông mắc chứng máu khó đông kết hôn với một phụ nữ bình thường mà ch của cô ta mắc bệnh. xác định tỉ lệ sinh ra những trẻ khỏe mạnh trong gia đình.139BÀI ĐỌC THÊMT. MOOCGAN VỚI DI TRUYỀN HỌCT. Moocgan (hình 63) sinh ngày 25 – 9 – 1866 tại bang Kentuca (Mĩ). Năm 20 tuổi, ông tốt nghiệp đại học xuất sắc, 24 tuổi nhận học vị Tiến sĩ khoa học và năm 25 tuổi trở thành Giáo sư trường Đại học Tổng hợp Côlômbia ở Niuoóc. Ông được tặng giải thưởng Nôben năm 1933, là Chủ tịch Viện Hàn lâm khao học Mĩ (1927 – 1931), dự Viện hàn lâm khoa học Liên Xô (cũ) (1932). N. I. Vavilôp đã từng đánh giá: “trong số những nhà sinh học của thế kỉ XX, T. Moocgan nổi bật như một nhà di truyền học lỗi lạc, một nhà nghiên cứu có tầm cỡ cực kì rộng lớn”.Từ năm 1890, Moocgan nghiên cứu Phôi sinh học thực nghiệm. vào thập kỉ đầu của thế kỉ này, ông mới quan tâm đến các vấn đề di truyền học.Ở thời kì đầu hoạt động khoa học của mình, Moocgan là một người chống đối kịch liệt học thuyết Menđen và chuẩn bị các thí nghiệm nhằm bác bỏ các định luật menđen trên những đối tượng nghiên cứu ở động vật. Moocgan và những người cộng tác đã chọn một đố tượng nghiên cứu hết sức độc đáo là ruồi giấm (Drosophila melanogaster). Cũng chính vì vậy mà phòng thí nghiệm của ông đã trở nên nổi tiếng với biệt hiệu “căn phòng ruồi” và cho tới nay, ruồi giấm vẫn được sử dụng trong các phòng thí nghiệm di truyền học ở khắp nơi trên thế giới.140

Về sau, không những ông không phủ nhận các định luật Menđen mà còn trở thành một người kế tục xứng đáng của học thuyết Menđen. Công trình đầu tiên của ông trên lãnh vực này là bài “Sự di truyền liên kết với giới tính ở ruồi giấm” công bố vào năm 1910. Trong các thí nghiệm với ruồi giấm, ông đã xây dựng nên thuyết nhiễm sắc thể của tính di truyền, một phát minh vĩ đại mà theo N. K. Kônxôp, nó đã chiếm “một vị trí trong sinh học như học thuyết phân tử trong hóa học và thuyết cấu trúc nguyên tử trong vật lí học”.Có thể nói, T. Moocgan và các chọ trò xuất sắc của ông đã để lại một di sản quý báu cho di truyền học, chính xác hơn là đã “cứu vớt” di truyền học. Sau khi ba nhà khoa học Corenxơ (Đức), Secmac (Áo) và Đơvri (Hà Lan) độc lập với nhau, cùng công bố những kết quả nghiên cứu của mình trên các dối tượng khác nhau, người ta mới nhớ lại những kết quả nghiên cứu mà Menđen công bố tại Brơnô từ năm 1865. 141Nhưng rồi trong thực tiễn nghiên cứu, người ta càng ngày càng thu thập được nhiều số liệu về các hiện tượng mâu thuẫn với ba định luật di truyền nổi tiếng của Menđen. Thế là, học thuyết Menđen có nguy cơ bị phủ nhận. Những “nhân tố di truyền” của Menđen tiếp tục bị coi là thần bí và duy tâm. Thế nhưng, chính các công trình của T. Moocgan đã giải thích thỏa đáng cơ chế của các định luật Menđen ở cấp độ tế bào, gắn “nhân tố di truyền của Menđen với cấu trúc bên trong tế bào, tạo nên sự liên minh khăng khít giữa di truyền học và tế bào học. Thật may mắn cho Menđen và cho nhân loại nói chung: 7 cặp alen quy định 7 cặp tính trạng tương phản ở đậu Hà Lan được lựa chọn để nghiên cứu đều nằm trên những cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau mà sau này tế bào học đã xác nhận. Nhờ vậy, Menđen đã khái quát hóa được kết quả nghiên cứu của mình thành các quy luật di truyền nổi tiếng dựa vào sự phân li độc lập và phối hợp ngẫu nhiên của các cặp tính trạng trên. Không hiểu Menđen sẽ

nghĩ sao, nếu một trong các tính trạng nói trên liên kết với một tính trạng khác nào đó? Vả lại, với số các thể ít (102 – 103), Menđen chỉ có thể nghiên cứu quy luật di truyền riêng rẽ của từng cặp tính trạng, chứ không chú ý đến những trường hợp tổ hợp lại xảy ra với tần số thấp. Còn trên đối tượng ruồi giấm, người ta dễ thu được 103 – 105 cá thể từ một vài cặp cá thể ban đầu trong khoảng thời gian tương đối ngắn. Điều này cho phép Moogan đi sâu phân tích tỉ mỉ sự biểu hiện của các tính trạng khác nhau qua nhiều thế hệ cũng như theo dõi được các tính trạng mới xuất hiện với tần số thấp.Trên cơ sở thuyết đột biến của Đơvri, T. Moocgan đã nghiên cứu những đột biến ngẫu nhiên và đột biến nhân tạo ở ruồi giấm khi tác động lên chúng các tác nhân lí, hóa như nhiệt độ, phóng xạ, các hóa chất … Trong cuốn sách “cơ chế của di truyền Menđen” xuất bản năm 1915, Moogan và những người cộng tác đã tổng kết một cách xúc tích toàn bộ các công trình nghiên cứu trên ruồi giấm và đưa ra nhiều dẫn liệu để chứng minh rằng cái gọi là nhân tố di truyền không nhìn thấy của Menđen thực chất là những nhân tố có thể nhìn thấy, di truyền được và phân bố thẳng hàng trên các nhiễm sắc thể, những vật thể có số lượng nhất định trong nhân tế bào của mỗi loài sinh vật. Đó là một bước tiến quan trọng của di truyền học sau khi phát hiện lại các quy luật Menđen.142Năm 1926, Môcgan cho xuất bản cuốn “họcthuyết về gen”. Chỉ 2 năm sau, cuốn sách đã được tái bản. Trong cuốn sách này, ông đã chỉ rõ rằng định luật Menđen 3 cần có sự bổ sung quan trọng: các nhân tố di truyền không phải bao giừo cũng di truyền một cách dộc lập, đôi khi chúng được di truyền thao cả nhóm, di truyền liên kết với nhau và trong những nhóm như vậy, chúng có thể đổi chỗ cho nhau khi các nhiễm sắc thể tương đồng tiếp hợp với nhau trong giảm phân. Như vậy, thuyết nhiễm sắc thể của tính di truyền không những giải thích được các quy luật di truyền của Menđen mà còn giải thích cả một số hiện tượng di truyền dường như mâu thuẫn với các quy luật đó.

Từ năm 1933, Moocgan đã có những nhận định: gen là đơn vị của tính di truyền và là những phân tử có mạch phức tạp và có khả năng tái tạo lại chính mình. Gen là đơn vị của tính di truyền và thành phần cấu trúc của nhiễm sắc thể. Trong những trường hợp cá biệt, gen có thể bị biến đổi và những biến đổi đó có thể duy trì cho thế hệ sau. Những nhận định đó sau này đã được nhiều công trình xác nhận và giữ nguyên giá trị cho tới nay.Tên tuổi của Moocgan mãi gắn liền với tên tuổi của Menđen như những người sáng lập ra di truyền học.143MỤC LỤCSINH THÁI HỌC 3CHƯƠNG 1SINH THÁI HỌC CÁ THỂBài1. Môi trường và các nhân tố sinh thái 3Bài 2. Môi trường và các nhân tố sinh thái (tiếp theo) 8Bài 3. Sự thích nghi của sinh vật với môi trường sống 12Bài 4. Thực hành: nhận biết môi trường và ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái lên sinh vật 18CHƯƠNG IIQUẦN XÃ VÀ HỆ SINH THÁIBài 5. Quần thể 20Bài 6. Quần xã sinh vật 24Bài 7. Diễn thế sinh thái 28Bài 8. Hệ sinh thái 32Bài 9. Hệ sinh thái (tiếp theo) 41Bài 10. Thực hành: Quan sát một quần xã. Lập sơ đồ về mối quan hệ

dinh dưỡng trong hệ sinh thái thông qua chuỗi và lưới thức ăn49

bài đọc thêm: Những hệ sinh thái trên Trái Đất thưở xa xưa 50CHƯƠNG IIISINH QUYỂN VÀ CON NGƯỜIBài 11. Sinh quyển và tài nguyên 52Bài 12. Tác động của con người và hậu quả của nó đối với sinh quyển 57Bài 13. Bảo vệ môi trường và phát triển bền vững 61Bài 14. Thực hành: tìm hiểu và thống kê tác động của môi trường đối với đời sống con người 65Bài đọc thêm: Rừng xanh kêu cứu 67CƠ SỞ DI TRUYỀN HỌCCHƯƠNG ICƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀNBài 15. Cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử 71Bài 16. Axit nuclêôtit (tiếp theo) và prôtêin 75Bài 17. Sinh tổng hợp prôtêin 80Bài 18. Cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ tế bào84Bài 19. Thực hành: làm tiêu bản và quan sát nhiễm sắc thể 90Bài tập chương I 91Bài đọc thêmSinh học phân tử - cơ sở của cuộc cách mạng trong sinh học 92CHƯƠNG IICÁC QUY LUẬT DI TRUYỀNBài 20. Menđen và di truyền học 95Bài 21. Lai một cặp tính trạng 98Bài 22. Lai hai và nhiều cặp tính trạng 102

Bài 23. Liên kết gen 108Bài 24. Hoán vị gen 112Bài 25. Tác động qua lại giữa các gen 117Bài 26. Sự di truyền giới tính 121Bài 27. Di truyền liên kết với giới tính 126Bài 28. Sự di truyền qua tế bào chất 131Bài 29. Thực hành: Lai giống cà chua 133Bài tập chương II 135Bài đọc thêm: T. Moocgan với Di truyền học 139

Bản quyền thuộc Nhà Xuất bản Giáo dục – Bộ Giáo dục và Đào tạoBan Biên tập:HOÀNG ĐỨC NHUẬN – ĐẶNG HỮU LANHBiên tập lần đầu:ĐÀO XUÂN LONGBiên tập tái bản:NGUYỄN THỊ BẢO KHANHBiên tập mĩ thuật:TÀO THANH HUYỀNTrình bày bia:ĐẶNG XUÂN HÒABiên tập kĩ thuật:ĐOÀN HỒNGSửa bản in:VƯƠNG TRÌNHChế bản:PHÒNG CHẾ BẢN (NXB GIÁO DỤC)

Chịu trách nhiệm xuất bản:Chủ tịch HĐQT kiêm Tổng Giám đốc NGÔ TRẦN ÁIPhó Tổng Giám đốc kiêm Tổng Biên tập: NGUYỄN QUÝ THAO

SINH HỌC 11 – Mã số: 3H114t6. Số XB: 1517/328-05. Số in: 056/HĐGC. In xong và nộp lưu chiểu tháng 01 năm 2006.