Nội dung

31/05/2012 CHƢƠNG 5 NGUỒN GỐC SỰ SỐNG Quá trình tiến hóa của sự sống trên trái đất có thể chia thành các giai đoạn: 1. Tiến hóa hóa học: Hình thành nên các hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ 2. Tiến hóa tiền sinh học: Hình thành nên các tế bào sơ khai và sau đó hình thành nên những tế bào sống đầu tiên 3. Tiến hóa sinh học: Tiến hóa từ những tế bào đầu tiên hình thành nên các loài sinh vật dưới tác động của các nhân tố tiến hóa Đây là bức tranh toàn cảnh của trái đất nguyên thủy trước khi xuất hiện sự sống 1 31/05/2012 I. Tiến hóa hóa học 1. Giả thiết + Quả đất hình thành cách đây khoảng 4,7 tỉ năm, trong khí quyển nguyên thủy của quả đất có các khí: CH4, NH3, C2N2 CO, hơi nước + Dưới tác dụng của các nguồn năng lượng tự nhiên ( bức xạ, núi lửa, sấm sét…) hình thành các chất hữu cơ: từ các chất vô cơ chất hữu cơ 2 nguyên tố (C,H)hợp chất 3 nguyên tố (C, H, O) hợp chất 4 nguyên tố (C, H, O, N): như axitamin, nuclêôtit… các hệ đại phân tử Prôtêin, axitnuclêic…Những chất này theo nước mưa tích luỹ trong đại dương. I. Tiến hóa hóa học Từ các giả thiết, các nhà khoa học đã chứng minh bằng thực nghiệm như thế nào? Em hãy quan sát và trình bày khái quát bằng sơ đồ ở thí nghiệm nói trên? 2.Thực nghiêm: Điện cao thế Hỗn hợp CO2, CH4, NH3 Thu được các axit amin Thiết bị kín Tia tử Hỗn hợp hơi Nước, ngoại CO, CH4, NH3 Thu được các axit amin 2 31/05/2012 Sự tạo thành các mạch polypeptit chứng minh điều gì? Liệu ta có thể tạo ra các chất sống nhân tạo đƣợc không? Vì sao? Sự tạo thành các polypeptit chứng minh từ các chất vô cơ có thể tạo thành các chất hữu cơ, không thể tạo chất sống theo kiểu như vậy vì thiếu những điều kiện lịch sử ban đầu của trái đất, hơn nữa nếu tổng hợp thì bị các vi khuẩn phân huỷ. II. Tiến hoá tiền sinh học 1. Sự tạo thành giọt côaxecva II. Tiến hoá tiền sinh học 1. Sự tạo thành giọt côaxecva Từ các chất hữu cơ cao phân tử có hiện tượng đông tụ thành giọt keo gọi là giọt côaxecva dấu hiệu sơ khai của sự sống (trao đổi chất, lớn lên, phân chia) 2. Sự hình thành lớp màng prôtêin- lipit  phân biệt côaxecva với môi trường tạo thành thể sống độc lập, giảm bớt lệ thuộc với môi trường. 3 31/05/2012 3. Sự xuất hiện enzyme Thúc đẩy quá trình tổng hợp và phân giải chất hữu cơ theo phương thức sinh học trtao đổi chất và năng lượng diễn ra chủ động, cung cấp năng lượng cho sự tái tạo sự sống. 4. Xuất hiện cơ chế tự sao chép Xuất hiện cơ chế tự sao chép dẫn đến di truyền đặc điểm các dạng sống cho thế hệ sau. II. Tiến hoá tiền sinh học Thực nghiệm chứng minh hỗn hợp hai dung dịch keo khác nhau sẽ tạo ra hiện tượng đông tụ thành những giọt nhỏ gọi là côaxecva, có khả năng hấp thụ chất hữu cơ trong dung dịch lớn lên, phân chia và tạo được những côaxecva có màng bán thấm. III. Tiến hoá sinh học. Là một quá trình lịch sử tiến hoá rất lâu dài từ côaxecva hình thành những dạng sống chưa có cấu tạo tế bào, đến đơn bào, và sinh vật đa bào như ngày nay. 4 31/05/2012 III. Tiến hoá sinh học. Có thể tóm tắt các giai đoạn chính trong quá trình phát sinh sự sống? Chất vô cơ QL Lí, hoá Chất hữu cơ Bắt đầu có sự chi phối của QL sinh học Trên 2 tỉ năm Sinh vật đầu tiên Hoàn toàn chịu chi phối của QL sinh học Sinh vật ngày nay Trên 2 tỉ năm Khoảng 4,7 tỉ năm Câu hỏi  Dấu hiệu sơ khai của sự sống là gì?  Sự xuất hiện cơ chế tự sao chép có ý nghĩa gì?  Nguồn gốc sự sống trải qua những giai đoạn tiến hóa nào?  Giải thích giai đoạn trong quá trình phát sinh sự sống?  So sánh tiến hóa tiền sinh học và sinh học về đặc điểm: nhân tố tác động và kết quả? Lịch sử của học thuyết tiến hoá 5 31/05/2012 I.Các học thuyết trƣớc Darwin:  Aristote (384-322 trước công nguyên) các loài là cố định và không có sự tiến hóa  Thuyết tự nhiên thần luận (Natural theology) các loài do chúa tạo ra và bất biến  Buffon (1707-1788)  Carolus Linnaeus (1707-1778) là người đã sáng lập ra cách phân loại hiện đại - chúa đã sáng tạo ra tất cả các dạng sinh vật và chúng không thay đổi. HỌC THUYẾT TIẾN HÓA CỦA LAMARCK Jean Baptiste de Lamarck (1744 – 1829) Thuyết tiến hóa của Lamarck Ñieàu kieän ngoaïi caûnh khoâng ñoàng nhaát vaø thöôøng xuyeân thay ñoåi laø nguyeân nhaân laøm caùc loaøi bieán ñoåi daàn daø vaø lieân tuïc. Taùc ñoäng ngoaïi caûnh leân sinh vaät laøm thay ñoåi taäp quaùn soáng cuûa chuùng - Moät vaøi cô quan hoaït ñoäng nhieàu hôn laøm cho noù phaùt trieån hoaëc bieáân ñoåi. - Ngöôïc laïi, nhöõng cô quan khoâng hoaït ñoäng seõ bò thoaùi hoaù hoaëc tieâu bieán ñi. - Nhöõng thay ñoåi trong ñôøi soáng caù theå seõ ñöôïc di truyeàn vaø tích luõy qua caùc theá heä. 6 31/05/2012 Thuyết tiến hóa theo Lamarck 1.Ƣu điểm: - Nêu lên những khái niệm tiến hoá một cách có hệ thống - Nhấn mạnh đến vai trò của môi trường 2.Khuyết điểm: - Cho rằng ngoại cảnh thay đổi dần đã tạo nên sinh vật luôn thích nghi kịp thi với thay đổi của môi trường và không bị đào thải. - Cơ chế thích nghi là do ý thức tới hoàn thiện của sinh vật, đây là quan điểm duy tâm. - Các biến đổi trong đời cá thể đều di truyền laị cho đời sau, di truyền tạp nhiễm là không đúng. GIAÛI THÍCH VEÀ SÖÏ HÌNH THAØNH ÑAËC ÑIEÅM THÍCH NGHI THEO LAMARCK 7 31/05/2012 Thuyết tiến hóa theo Darwin Ñôn vò tieán hoaù laø caù theå Cô cheá tieán hoaù - Bieán dò caù theå : sai khaùc cuûa con sinh ra so cha meï hoaëc caù theå cuøng loaøi. Ñaây laø bieán dò khoâng xaùc ñònh. - Choïn loïc nhaân taïo : hai maët song song giöõ laïi bieán dò coù lôïi vaø ñaøo thaûi bieán dò baát lôïi cho nhu caàu con ngöôøi. - Choïn loïc töï nhieân : hai maët song song giöõ laïi bieán dò coù lôïi vaø ñaøo thaûi bieán dò baát lôïi cho sinh vaät, laø keát quaû cuûa daïng thích nghi nhaát. Thuyết tiến hóa của Darwin - Choïn loïc töï nhieân taùc ñoäng thoâng qua ñaëc tính bieán dò vaø di truyeàn ñaõ laø nhaân toá chính trong quaù trình hình thaønh ñaëc ñieåm thích nghi treân cô theå sinh vaät. - Loaøi môùi ñöôïc hình thaønh daàn daàn qua nhieàu daïng trung gian, döôùi taùc duïng cuûa choïn loïc töï nhieân theo con ñöôøng phaân ly tính traïng. - Toaøn boä sinh giôùi ngaøy nay laø keát quaû quaù trình tieán hoùa töø moät goác chung. Thuyết tiến hóa của Darwin 1.Öu ñieåm - Giaûi thích khaù thaønh coâng söï hình thaønh ñaëc ñieåm thích nghi cuûa sinh vaät. - Thaønh coâng trong vieäc xaây döïng luaän ñieåm veà nguoàn goác thoáng nhaát cuûa caùc loaøi. 2.Khuyeát ñieåm - Chöa theå giaûi thích ñöôïc nguyeân nhaân phaùt sinh bieán dò vaø cô cheá quaù trình di truyeàn. 8 31/05/2012 SO SAÙNH QUAN ÑIEÁM TIEÁN HOÙA CUÛA LAMARCK VAØ DARWIN Thuyết tiến hóa hiện đại 1.Thuyết tiến hóa tổng hợp - Ñöôïc thieát laäp treân cô sôû nhöõng thaønh töïu cuûa caùc ngaønh khoa hoïc khaùc, nhö: phaân loaïi hoïc, coå sinh vaät hoïc, di truyeàn hoïc, sinh thaùi hoïc… - Phaân bieät 2 loaïi tieán hoùa: * Tieán hoùa nhoû: tieán hoùa trong loaøi ñeå taïo ra loaøi môùi. * Tieán hoùa lôùn: tieán hoùa treân loaøi, taïo ra hoï, boä, lôùp… a.Tieán hoùa nhoû - Ñôn vò tieán hoùa : Quaàn theå - Nguyeân nhaân: * Quaù trình phaùt sinh ñoät bieán * Quaù trình phaùt taùn ñoät bieán qua giaophoái. * Söï choïn loïc caùc ñoät bieán coù lôïi * Söï caùch ly sinh saûn giöõa quaàn theå bieán ñoåi vôùi quaàn theå goác. - Dieãn ra trong phaïm vi phaân boá töông ñoái heïp, trong thôøi gian lòch söû töông ñoái ngaén, coù theå nghieân cöùu baèng thöïc nghieäm. 9 31/05/2012 b.Tieán hoùa lôùn - Laø quaù trình hình thaønh caùc nhoùm phaân loaïi treân loaøi - Qui moâ roäng lôùn, qua thôøi gian ñòa chaát raát daøi, neân khoâng theå thöïc nghieäm. - Laø heä quaû tieán hoùa nhoû vaø caû 2 ñeàu theo cô cheá chung. 2.Thuyết tiến hóa bằng các đột biến trung tính - M. Kimura (1971) döïa treân caùc nghieân cöùu veà nhöõng bieán ñoåi trong caáu truùc protein cho raèng ñaïi ña soá caùc ñoät bieán ôû caáp ñoä phaân töû laø trung tính. - Thí duï: phaân tích 59 maãu Hemoglobin,trong ñoù sai khaùc 1 acid amin naøo ñoù, thì coù tôùi 43 maãu khoâng gaây aûnh höôûng leân cô theå. - Kimura ñeà ra thuyeát tieán hoùa baèng caùc ñoät bieán trung tính, söï tieán hoùa dieãn ra baèng söï cuûng coá ngaãu nhieân nhöõng ñoät bieán trung tính, khoâng lieân quan vôùi taùc duïng cuûa choïn loïc töï nhieân. - Thuyeát cuûa Kimura khoâng phuû nhaän maø boå sung thuyết tieán hoùa cuûa Darwin. MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HỌA Tƣợng đài của Lamarck 10