Mở đầu: Tại sao xác sinh vật, đặc điểm giải phẫu của sinh vật là những bằng chứng được sử dụng trong nghiên cứu tiến hóa?
Lời giải:
Xác sinh vật và đặc điểm giải phẫu là những bằng chứng quan trọng trong nghiên cứu tiến hóa vì:
- Các xác sinh vật (hóa thạch) là bằng chứng trực tiếp của sự tiến hóa và cung cấp nhiều thông tin trong nghiên cứu: xác định được loài sinh vật từng sống ở những địa điểm và thời gian cụ thể nhờ xác định niên đại của những hóa thạch thu thập được; cho phép so sánh đặc điểm tiến hóa giữa các dạng sinh vật tổ tiên với các dạng sinh vật đang tồn tại để phán đoán tổ tiên chung và chiều hướng tiến hóa của các loài; cho phép tìm hiểu nguyên nhân tồn tại và biến mất của những loài sinh vật trước đây và trong hiện tại.
- Những đặc điểm giống nhau về giải phẫu giữa các loài là bằng chứng tiến hóa gián tiếp, chỉ ra các loài sinh vật có chung tổ tiên ban đầu.
I. Bằng chứng hóa thạch
Câu hỏi 1: Quan sát và cho biết đặc điểm chung của các hóa thạch trong hình 15.1.
Lời giải:
- Đều là dấu tích của các sinh vật để lại trong các lớp địa chất của vỏ Trái Đất hoặc xác sinh vật hóa đá.
II. Các bằng chứng giải phẫu học so sánh
Câu hỏi 2: Quan sát hình 15.3, cho biết điểm tương đồng trong hình thái và giải phẫu chi trước hoặc cánh của một số nhóm động vật.
Lời giải:
- Điểm tương đồng: đều có cấu tạo chi trước giống nhau, gồm xương cánh tay, xương cẳng tay, xương cổ tay, xương bàn tay, xương ngón tay.
Luyện tập 1: Lấy ví dụ một số cơ quan tương đồng, cơ quan thoái hóa, hiện tượng lại tổ và cơ quan tương tự ở sinh vật.
Lời giải:
- Cơ quan tương đồng: xương chi trước của chuột, xương cánh của chim và xương tay ở người.
- Cơ quan thoái hóa: ruột thừa ở người là dấu vết của manh tràng ở động vật ăn cỏ.
- Hiện tượng lại tổ: xuất hiện đuôi ở người.
III. Bằng chứng tế bào học và sinh học phân tử
Câu hỏi 3: Công nghệ DNA tái tổ hợp cho phép biến nạp gene insulin của người vào tế bào E. coli. Dù không có các enzyme, RNA, amino acid của người, vì sao E. coli tái tổ hợp có thể tổng hợp được insulin của người?
Lời giải:
- E. coli tái tổ hợp có thể tổng hợp được insulin của người mặc dù không có các enzyme, RNA, amino acid của người là vì: Hầu hết các sinh vật đều có chung bảng mã di truyền, protein đều được cấu tạo từ 20 loại amino acid, có cơ chế phiên mã và dịch mã diễn ra tương tự nhau. Do đó, dựa vào thông tin mã hóa trên gene insulin được biến nạp và sử dụng bộ máy phiên mã, dịch mã trong cơ thể E. coli, chúng có thể tổng hợp được insulin của người.
Luyện tập 2: Đọc thông tin trong bảng 15.1, nhận xét mối quan hệ họ hàng giữa các loài thực vật sau đây:
Lời giải:
+ Đu đủ, gừng, lúa và thông có mối quan hệ họ hàng với nhau.
+ Lúa và gừng có mối quan hệ gần gũi với nhau nhất, sau đó đến đu đủ và cuối cùng là thông.
Vận dụng 1: Phản ứng tổng hợp DNA in vitro bằng kĩ thuật PCR được áp dụng nhằm khuếch đại (gia tăng số bản sao) một đoạn DNA hoặc một gene nghiên cứu. Người ta sử dụng một trình tự nucleotide mạch đơn bắt cặp bổ sung với mạch DNA khuôn, có vai trò là mồi cho phản ứng kéo dài mạch đơn polynucleotide. Dựa vào thông tin đã cho, hãy giải thích vì sao PCR sử dụng cùng trình tự mồi được áp dụng để nghiên cứu nguồn gốc tiến hóa giữa các loài (đơn vị phân loại).
Lời giải:
- Kỹ thuật PCR sử dụng các mồi DNA ngắn, có trình tự bổ sung với các đoạn DNA mục tiêu. Khi sử dụng cùng trình tự mồi cho các mẫu DNA từ các loài khác nhau, PCR sẽ khuếch đại các đoạn DNA có trình tự tương đồng với mồi.
→ Điều này cho phép so sánh các đoạn DNA tương đồng giữa các loài, giúp xác định mối quan hệ họ hàng và nguồn gốc tiến hóa của chúng.
Vận dụng 2: Trong năm 2018, xác ướp sư tử Sparta được phát hiện trong lớp băng vĩnh cửu ở Siberi. Hãy suy luận ý nghĩa của xác ướp này trong nghiên cứu tiến hóa.
Lời giải:
Xác ướp sư tử Sparta trong lớp băng vĩnh cửu chính là một dạng hóa thạch → Ý nghĩa của xác ướp này trong nghiên cứu tiến hóa:
- Xác định được loài sư tử Sparta từng sống ở những địa điểm và thời gian cụ thể nhờ xác định niên đại của những hóa thạch thu thập được.
- Cho phép so sánh đặc điểm tiến hóa giữa các dạng sinh vật tổ tiên với các dạng sinh vật đang tồn tại để phán đoán tổ tiên chung và chiều hướng tiến hóa của các loài sư tử.
- Cho phép tìm hiểu nguyên nhân tồn tại và biến mất của sư tử Sparta.