Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại
Tiến hóa nhỏ, các nhân tố tiến hóa, hình thành đặc điểm thích nghi, loài sinh học, cách li sinh sản và các cơ chế hình thành loài mới
Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại ra đời những năm 1930, kết nối học thuyết chọn lọc tự nhiên của Darwin với di truyền học. Theo đó, toàn bộ sinh giới đều tiến hóa từ tổ tiên chung (thống nhất trong đa dạng).
▸ Đặc điểm của tiến hóa nhỏ
Diễn ra trong phạm vi hẹp (một quần thể hoặc nhóm quần thể), thời gian tương đối ngắn, có thể nghiên cứu bằng thực nghiệm; kết quả là biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể, hình thành loài mới.
▸ Quần thể là đơn vị tiến hóa nhỏ
| Cá thể KHÔNG là đơn vị tiến hóa vì | Quần thể LÀ đơn vị tiến hóa vì |
|---|---|
| Có đời sống hữu hạn, kiểu gene không đổi suốt đời, không tự tạo biến đổi di truyền qua các thế hệ | Là đơn vị tồn tại, sinh sản của loài; có vốn gene đặc trưng và biến đổi được qua các thế hệ; cách li sinh sản ở mức độ nhất định với quần thể khác |
Nhân tố tiến hóa là nhân tố làm thay đổi tần số allele hoặc tần số kiểu gene của quần thể. Có 5 nhân tố: đột biến, phiêu bạt di truyền, dòng gene, chọn lọc tự nhiên, giao phối không ngẫu nhiên.
▸ Đột biến
Đột biến gene làm xuất hiện allele mới hoặc biến allele này thành allele khác → thay đổi tần số allele. Đặc điểm: phát sinh ngẫu nhiên, vô hướng, tần số tự phát rất thấp ($10^{-6}$ đến $10^{-4}$), thay đổi tần số allele chậm.
▸ Phiêu bạt di truyền (biến động di truyền)
Là quá trình thay đổi tần số allele của quần thể gây nên bởi các yếu tố ngẫu nhiên (bão tố, lũ lụt, hỏa hoạn…) làm chết các cá thể bất kể mang gene có lợi hay có hại. Tính chất vô hướng, làm thay đổi đột ngột tần số allele; quần thể càng nhỏ thì tác động càng mạnh.
Hậu quả: có thể đào thải hoàn toàn một allele (kể cả có lợi), làm nghèo vốn gene, giảm đa dạng di truyền. Hai dạng:
| Dạng | Đặc điểm |
|---|---|
| Hiệu ứng sáng lập | Một nhóm nhỏ cá thể tách khỏi quần thể gốc, di cư đến nơi mới, lập quần thể mới với vốn gene khác biệt |
| Hiệu ứng thắt cổ chai | Thiên tai, dịch bệnh làm quần thể giảm kích thước nghiêm trọng, chỉ còn ít cá thể sống sót → quần thể mới có cấu trúc di truyền khác hẳn |
▸ Dòng gene (di – nhập gene)
Là sự di chuyển các allele vào hoặc ra khỏi quần thể thông qua sự di cư của cá thể hữu thụ hoặc giao tử. Tính chất vô hướng. Vai trò: có thể mang allele mới đến quần thể nhận, làm tăng/giảm tần số allele, làm giảm sự khác biệt vốn gene giữa các quần thể, có thể tăng đa dạng di truyền.
▸ Chọn lọc tự nhiên (CLTN)
Là quá trình làm tăng dần tần số allele và kiểu gene quy định đặc điểm thích nghi, đồng thời giảm dần tần số allele/kiểu gene quy định đặc điểm không thích nghi.
CLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình, qua đó gián tiếp làm thay đổi tần số kiểu gene và allele. Tốc độ thay đổi phụ thuộc loại allele (tác động lên kiểu hình trội làm đổi tần số nhanh hơn lặn) và áp lực chọn lọc. Thường làm giảm đa dạng di truyền, nhưng một số trường hợp vẫn duy trì (khi kiểu hình thích nghi là dị hợp).
Giao phối không ngẫu nhiên gồm giao phối cận huyết (tự thụ phấn, giao phối họ hàng gần) và giao phối có chọn lọc (chọn bạn tình theo đặc điểm nhất định).
▸ Bảng tổng hợp 5 nhân tố tiến hóa
| Nhân tố | Đổi tần số allele | Có hướng? | Tạo allele mới |
|---|---|---|---|
| Đột biến | Có (chậm) | Vô hướng | Có |
| Phiêu bạt di truyền | Có (đột ngột) | Vô hướng | Không |
| Dòng gene | Có | Vô hướng | Có thể |
| Chọn lọc tự nhiên | Có | Có hướng | Không |
| Giao phối không ngẫu nhiên | Không | — | Không |
KHÔNG đổi tần số allele: Giao phối không ngẫu nhiên · Tạo allele mới: Đột biến
Đặc điểm thích nghi là đặc điểm di truyền làm tăng khả năng sống sót và sinh sản của cá thể trong môi trường nhất định. Mức độ thích nghi đo bằng giá trị thích nghi (số con sống sót đến lúc sinh sản).
▸ Cơ chế hình thành (3 nhân tố: đột biến – giao phối – CLTN)
→ CLTN là nhân tố tiến hóa duy nhất làm cho một đặc điểm trở nên phổ biến (đặc điểm thích nghi) trong quần thể.
▸ Tính tương đối của đặc điểm thích nghi
Mọi đặc điểm thích nghi chỉ mang tính tương đối vì: (1) CLTN chỉ chọn lọc biến dị có sẵn (không hẳn tối ưu – ví dụ dơi không thể có cánh như chim); (2) đặc điểm mang tính dung hòa (chim công đực sặc sỡ thu hút bạn tình nhưng dễ bị săn mồi); (3) đặc điểm chỉ có lợi trong môi trường nhất định (chuột chũi thị giác kém, khi ra khỏi hang lại bất lợi).
Tiêu chuẩn quan trọng nhất để xác định hai cá thể có cùng loài hay không là cách li sinh sản.
Cách li sinh sản là những đặc điểm sinh học ngăn cản các cá thể giao phối với nhau, hoặc có giao phối cũng không sinh ra đời con hữu thụ.
▸ Cách li trước hợp tử (ngăn cản giao phối/hình thành hợp tử)
| Loại | Ví dụ |
|---|---|
| Cách li nơi ở | Cá tầng mặt không giao phối với cá tầng đáy |
| Cách li tập tính | Các loài chim có tiếng hót, điệu múa ve vãn khác nhau |
| Cách li thời gian (mùa vụ) | Loài ếch này sinh sản mùa xuân, loài khác mùa hè |
| Cách li cơ học | Cấu tạo cơ quan sinh sản không phù hợp (gà và vịt) |
▸ Cách li sau hợp tử (ngăn cản tạo con lai/con lai hữu thụ)
| Loại | Ví dụ |
|---|---|
| Con lai không sống được | Cừu × dê tạo hợp tử nhưng hợp tử chết |
| Con lai sống nhưng bất thụ | Ngựa × lừa → con la (bất thụ) |
| Con lai giảm khả năng sinh sản | Một số con lai thực vật |
▸ Hình thành loài KHÁC khu vực địa lí (dị địa lí)
▸ Hình thành loài CÙNG khu vực địa lí (đồng địa lí)
| Cơ chế | Nội dung |
|---|---|
| Tự đa bội | Cây tứ bội xuất hiện → lai với cây lưỡng bội cho tam bội bất thụ → tứ bội cách li sinh sản với lưỡng bội → loài mới |
| Lai xa + đa bội hóa (dị đa bội) | Hai loài lai cho con lai bất thụ → đa bội hóa nhân đôi bộ NST → con lai đa bội giảm phân, sinh sản bình thường, cách li sinh sản với bố mẹ → loài mới |
| Cách li sinh thái | Các cá thể chiếm các ổ sinh thái khác nhau → phân hóa di truyền → cách li sinh sản → loài mới |
▸ Dạng 1: Nhận biết & phân biệt các nhân tố tiến hóa
| Câu hỏi | Nhân tố |
|---|---|
| Tạo ra allele mới? | Đột biến |
| Có hướng? | Chọn lọc tự nhiên |
| Không đổi tần số allele? | Giao phối không ngẫu nhiên |
| Thay đổi đột ngột tần số allele do ngẫu nhiên? | Phiêu bạt di truyền |
| Liên quan di cư/nhập cư? | Dòng gene |
▸ Dạng 2: Giải thích cơ chế hình thành đặc điểm thích nghi
Theo 4 bước: xác định nguồn biến dị (đột biến) → áp lực chọn lọc (môi trường) → phân tích biến dị có lợi/bất lợi → kết quả tích lũy qua các thế hệ.
▸ Dạng 3: Phân biệt cách li trước & sau hợp tử
Dựa vào thời điểm: trước hợp tử = ngăn cản giao phối/hình thành hợp tử (nơi ở, tập tính, mùa vụ, cơ học); sau hợp tử = hợp tử đã hình thành nhưng con lai không sống được hoặc bất thụ.
Đột biến · Phiêu bạt · Dòng gene · Chọn lọc tự nhiên · Giao phối không ngẫu nhiên
▸ So sánh học thuyết Darwin & tiến hóa tổng hợp hiện đại
| Dấu hiệu | Darwin | Tổng hợp hiện đại |
|---|---|---|
| Nguyên liệu | Biến dị cá thể | Đột biến và biến dị tổ hợp |
| Đơn vị tiến hóa | Cá thể | Quần thể |
| Thực chất | Sống sót của cá thể thích nghi nhất | Thay đổi tần số allele và thành phần kiểu gene của quần thể |
▸ Những lỗi sai thường gặp
| Lỗi sai | Cần nhớ đúng |
|---|---|
| Giao phối không ngẫu nhiên làm đổi tần số allele | Chỉ đổi thành phần kiểu gene, KHÔNG đổi tần số allele |
| Mọi nhân tố tiến hóa đều vô hướng | CLTN là nhân tố duy nhất có hướng |
| Cách li địa lí là đủ để hình thành loài | Là điều kiện cần nhưng chưa đủ; phải có nhân tố tiến hóa và cách li sinh sản |
| Cá thể hoặc loài là đơn vị tiến hóa nhỏ | Đơn vị tiến hóa nhỏ là quần thể |
Cùng luyện Bài 21 – Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại!
27 câu: 22 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 3 tự luận
Tuyệt vời!

Cô Nguyễn Ngọc Châu
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú
