Hướng dẫn giải bài tập SGK Cơ bản và Nâng cao Sinh học 12 chương 1 Bằng chứng và cơ chế tiến hoá Bài 30: Quá trình hình thành loài
Bài tập 1 trang 132 SGK Sinh học 12: Từ một loài sinh vật không có sự cách li về mặt địa lí có thể hình thành nên các loài khác nhau được không? Giải thích.
Để trả lời câu hỏi này, trước hết chúng ta cần hiểu rõ khái niệm "cách li địa lí" và "hình thành loài". Cách li địa lí xảy ra khi một loài bị ngăn cách về mặt không gian hoặc địa lý, dẫn đến sự phân chia quần thể ban đầu thành các quần thể con không có khả năng giao phối với nhau. Sự cách li này có thể là do các yếu tố tự nhiên như núi non, sông ngòi, biển cả hoặc thậm chí các thay đổi khí hậu. Quá trình hình thành loài là quá trình mà từ một loài ban đầu, thông qua các cơ chế khác nhau (như cách li sinh sản, đột biến, chọn lọc tự nhiên), có thể hình thành nên các loài mới.
Tuy nhiên, trong trường hợp một loài không có sự cách li về mặt địa lí, việc hình thành loài mới vẫn có thể xảy ra, nhưng điều này sẽ phải dựa vào các yếu tố khác ngoài cách li địa lí. Một trong các yếu tố quan trọng trong trường hợp này là sự khác biệt trong cách li sinh sản. Mặc dù các quần thể sinh sống trong cùng một khu vực địa lý, chúng vẫn có thể phát triển các cơ chế cách ly sinh sản, như sự khác biệt trong mùa giao phối, sự khác biệt về hành vi hay sự khác biệt trong quá trình hình thành giao tử, khiến cho các quần thể không thể giao phối với nhau dù chúng có chung môi trường sống.
Một yếu tố khác cũng rất quan trọng trong việc hình thành loài mà không cần cách li địa lí chính là sự biến động di truyền do các yếu tố ngẫu nhiên hoặc chọn lọc tự nhiên tác động. Sự xuất hiện của các đột biến, sự chọn lọc tự nhiên, hay các yếu tố khác như dòng gen hay sự giao phối với các quần thể khác có thể tạo ra sự khác biệt di truyền, dẫn đến sự phát sinh các đặc điểm mới và dần dần có thể hình thành loài mới.
Tóm lại, mặc dù cách li địa lí là một yếu tố quan trọng trong quá trình hình thành loài, nhưng không có sự cách li về mặt địa lí không đồng nghĩa với việc không thể hình thành loài mới. Các yếu tố khác như cách li sinh sản, sự đột biến, chọn lọc tự nhiên và các yếu tố di truyền có thể góp phần vào việc hình thành các loài mới ngay cả khi các quần thể không bị cách li về mặt địa lý.
Bài tập 2 trang 132 SGK Sinh học 12: Loài bông trồng ở Mĩ có bộ NST 2n = 52 trong đó có 26 NST lớn và 26 NST nhỏ. Loài bông của châu Âu có bộ NST 2n = 26 gồm loàn NST lớn. Loài bông hoang dại ở Mĩ có bộ NST 2n = 26 NST nhỏ. Hãy giải thích cơ chế hình thành loài bông mới có bộ NST 2n = 52.
Trong trường hợp này, chúng ta thấy rằng loài bông ở Mĩ có bộ NST 2n = 52, trong đó có 26 NST lớn và 26 NST nhỏ. Loài bông của châu Âu chỉ có bộ NST 2n = 26, gồm toàn bộ là NST lớn, trong khi loài bông hoang dại ở Mĩ có bộ NST 2n = 26 NST nhỏ. Việc hình thành loài bông mới có bộ NST 2n = 52 là kết quả của quá trình lai giống giữa các loài bông có sự khác biệt về số lượng và loại NST.
Quá trình hình thành loài mới này có thể được giải thích bằng cơ chế đa bội hoá, cụ thể là quá trình lai giữa loài bông của châu Âu (có bộ NST lớn) và loài bông hoang dại ở Mĩ (có bộ NST nhỏ). Khi hai loài này giao phối, một sự kết hợp đặc biệt có thể xảy ra, tạo ra một loài lai có bộ NST 2n = 52, với 26 NST lớn và 26 NST nhỏ.
Sự hình thành loài mới thông qua quá trình đa bội hoá là một hình thức biến đổi di truyền, trong đó số lượng NST của loài lai tăng lên so với loài mẹ. Loài bông mới có bộ NST 2n = 52 có thể sinh sản và tiếp tục phát triển, nhưng có thể không thể giao phấn với các loài bông mẹ do sự khác biệt về số lượng và cấu trúc của NST. Đây là một ví dụ điển hình của việc hình thành loài mới thông qua quá trình đa bội hoá.
Bài tập 3 trang 132 SGK Sinh học 12: Giải thích cơ chế hình thành loài mới bằng con đường đa bội hoá.
Đa bội hoá là một quá trình trong đó số lượng nhiễm sắc thể (NST) của một sinh vật tăng lên một cách đột ngột, dẫn đến sự hình thành các loài mới. Có hai dạng chính của đa bội hoá: đa bội hoá tự nhiên và đa bội hoá nhân tạo. Cả hai dạng này đều có thể góp phần vào quá trình hình thành loài mới.
Cơ chế đa bội hoá xảy ra khi một quần thể sinh vật có sự thay đổi đột ngột về số lượng NST, có thể do sự phân ly không hoàn toàn trong quá trình phân chia tế bào (như phân bào giảm phân hoặc phân bào nguyên phân), dẫn đến một tế bào con mang số lượng NST gấp đôi hoặc gấp ba so với tế bào mẹ.
Đa bội hoá có thể hình thành loài mới theo hai cách chính:
Đa bội hoá đồng bội: Khi một loài sinh vật có số lượng NST bình thường (2n) trải qua một sự thay đổi, dẫn đến số lượng NST của nó tăng gấp đôi, tạo thành một cá thể đa bội với bộ NST 2n = 4n. Những cá thể này có thể tạo ra loài mới nếu chúng không thể giao phấn với các cá thể của loài ban đầu vì sự khác biệt về số lượng NST.
Đa bội hoá dị bội: Đây là tình huống khi hai loài khác nhau giao phối và tạo ra một loài lai có bộ NST tổng hợp từ cả hai loài. Sự kết hợp này có thể dẫn đến việc hình thành loài lai với bộ NST khác biệt so với loài mẹ, ví dụ như loài lai có bộ NST 2n = 3n hoặc 4n, và do đó không thể giao phấn với các loài mẹ.
Trong cả hai trường hợp, loài mới hình thành nhờ đa bội hoá sẽ có một bộ NST khác biệt so với loài ban đầu. Những loài mới này có thể duy trì sự sống và sinh sản nếu chúng có các đặc điểm sinh học đặc thù giúp chúng thích nghi với môi trường mới.
Bài tập 4 trang 132 SGK Sinh học 12: Tại sao lại phải bảo vệ sự đa dạng sinh học của các loài cây hoang dại cũng như các giống cây trồng nguyên thuỷ?
Đa dạng sinh học là tài sản vô cùng quý giá đối với sự phát triển của sự sống trên trái đất. Việc bảo vệ sự đa dạng sinh học của các loài cây hoang dại và giống cây trồng nguyên thủy là rất quan trọng, vì chúng đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì các hệ sinh thái ổn định, cung cấp các nguồn tài nguyên quý giá và có thể giúp chúng ta giải quyết nhiều vấn đề trong tương lai.
Cây hoang dại và các giống cây trồng nguyên thủy là nguồn gốc của nhiều loài cây trồng hiện nay. Các giống cây này thường có khả năng chống chịu tốt với các điều kiện khắc nghiệt, các loại bệnh tật hoặc sâu bọ, và do đó, việc bảo vệ chúng giúp duy trì nguồn gen quý giá. Hơn nữa, các loài cây hoang dại cũng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ đất, duy trì sự cân bằng của các hệ sinh thái và cung cấp các dịch vụ sinh thái quan trọng khác như lọc nước, làm giảm xói mòn đất và cung cấp thức ăn cho động vật hoang dã.
Ngoài ra, sự đa dạng sinh học của cây hoang dại và giống cây trồng nguyên thủy có thể là nguồn tài nguyên để cải tạo giống cây trồng mới. Khi các giống cây trồng hiện đại gặp phải vấn đề về bệnh tật hoặc thay đổi môi trường, các giống cây hoang dại có thể được sử dụng để lai tạo hoặc cải thiện giống cây trồng mới có khả năng chống chịu tốt hơn.
Bài tập 5 trang 132 SGK Sinh học 12: Hãy chọn câu đúng nhất.
Từ quần thể cây 2n người ta tạo ra được quần thể cây 4n quần thể cây 4n có thể xem là một loài mới, vì sao?
A. Quần thể cây 4n có sự khác biệt với quần thể cây 2n về số lượng NST.
B. Quần thể cây 4n không thể giao phấn được với các cây của quần thể cây 2n.
C. Quần thể cây 4n giao phấn được với các cây của quần thể cây 2n cho ra cây lai 3n bị bất thụ.
D. Quần thể cây 4n có các đặc điểm hình thái như kích thước các cơ quan sinh dưỡng lớn hơn hẳn các cây của quần thể 2n.
Câu trả lời đúng là C. Quần thể cây 4n có thể giao phấn với các cây của quần thể cây 2n nhưng sẽ tạo ra cây lai 3n bị bất thụ do sự khác biệt về số lượng và cấu trúc của NST.
