Lý thuyết Sinh học 12 Bài 24: Các bằng chứng tiến hóa + 12 câu trắc nghiệm

1. Bằng chứng tiến hóa là gì? Phân loại thế nào?

Bằng chứng tiến hóa là những dữ kiện khoa học cho thấy các loài ngày nay được hình thành từ loài tổ tiên qua một quá trình biến đổi lâu dài. Người ta chia bằng chứng tiến hóa thành hai nhóm chính.

• Bằng chứng trực tiếp: hóa thạch, tức di tích của sinh vật sống ở các thời đại trước được lưu lại trong lớp đất đá, băng hoặc hổ phách.
• Bằng chứng gián tiếp: rút ra khi so sánh các loài đang sống, gồm giải phẫu so sánh, phôi sinh học, địa lí sinh vật học, tế bào học và sinh học phân tử.

Gọi là “gián tiếp” vì ta không nhìn thấy tổ tiên. Ta chỉ suy luận ra tổ tiên chung từ những điểm giống nhau giữa các loài còn sống.

2. Bằng chứng giải phẫu so sánh

a) Cơ quan tương đồng

Cơ quan tương đồng là những cơ quan ở các loài khác nhau, cùng bắt nguồn từ một cơ quan ở loài tổ tiên. Chúng có kiểu cấu tạo giống nhau, dù ngày nay có thể làm những chức năng rất khác nhau.

• Chi trước của người (cầm nắm), cánh dơi (bay), vây ngực cá voi (bơi), chân trước mèo (chạy): đều có xương cánh tay, xương cẳng tay, xương cổ tay, xương bàn và xương ngón, xếp theo cùng một trật tự.
• Tuyến nọc độc của rắn và tuyến nước bọt của các động vật khác.
• Gai xương rồng, tua cuốn của đậu Hà Lan và lá cây: đều có nguồn gốc từ lá.

Ý nghĩa: cơ quan tương đồng phản ánh tiến hóa phân li. Một tổ tiên chung tỏa ra nhiều hướng, mỗi nhánh thích nghi với một môi trường riêng, nên cùng một “bản thiết kế” bị biến đổi theo các cách khác nhau.

b) Cơ quan thoái hóa

Cơ quan thoái hóa cũng là một dạng cơ quan tương đồng. Chúng bắt nguồn từ một cơ quan của tổ tiên, nhưng ở loài hiện nay thì đã tiêu giảm, không còn chức năng hoặc chức năng yếu đi.

• Ở người: ruột thừa (tương đồng với manh tràng phát triển ở thú ăn cỏ như thỏ), xương cùng – cụt (dấu vết của đuôi), nếp thịt nhỏ ở khóe mắt (dấu vết mí mắt thứ ba), răng khôn.
• Ở cá voi: di tích xương đai hông và xương chi sau nằm trong cơ thể.
• Ở thực vật: dấu vết nhụy trong hoa đực của cây ngô.

Cơ quan thoái hóa là bằng chứng rất “đắt giá”. Nếu mỗi loài được tạo ra riêng rẽ thì không có lí do gì để mang theo một bộ phận vô dụng. Sự tồn tại của nó chỉ giải thích được khi loài đó thừa hưởng bộ phận này từ tổ tiên.

c) Cơ quan tương tự

Cơ quan tương tự là những cơ quan có nguồn gốc khác nhau. Do làm chức năng giống nhau nên chúng có hình dạng bên ngoài tương tự.

• Cánh chim (biến đổi từ chi trước) và cánh côn trùng (nếp gấp của thành cơ thể).
• Mang cá và mang tôm.
• Gai xương rồng (biến dạng của lá) và gai hoa hồng (phát triển từ lớp biểu bì thân).
• Chân chuột chũi và chân dế dũi (cùng để đào đất).

Cơ quan tương tự phản ánh tiến hóa đồng quy: các loài khác xa nhau, sống trong điều kiện giống nhau, được chọn lọc tự nhiên giữ lại những đặc điểm giống nhau. Vì vậy cơ quan tương tự không chứng minh nguồn gốc chung.

So sánh nhanh ba loại cơ quan

Tiêu chí	Tương đồng	Thoái hóa	Tương tự
Nguồn gốc	Chung	Chung	Khác nhau
Chức năng	Có thể khác nhau	Tiêu giảm hoặc mất	Giống nhau
Kiểu tiến hóa phản ánh	Phân li	Phân li	Đồng quy
Chứng minh tổ tiên chung?	Có	Có	Không

Mẹo nhớ: “Tương đồng – đồng gốc; tương tự – tự giống ngoài.” Khi gặp một cặp cơ quan, hãy hỏi: chúng sinh ra từ bộ phận nào? Nếu cùng một bộ phận gốc thì là tương đồng, khác bộ phận gốc thì là tương tự. Đừng dựa vào chức năng để phán đoán.

3. Bằng chứng phôi sinh học

Phôi của các loài thuộc những nhóm phân loại khác nhau lại rất giống nhau ở giai đoạn sớm. Chẳng hạn, phôi cá, kì nhông, rùa, gà, lợn, người ở giai đoạn đầu đều có khe mang và có đuôi. Điều đó cho thấy các loài này có chung nguồn gốc.

• Hai loài càng giống nhau nhiều điểm, và sự giống nhau càng kéo dài đến giai đoạn muộn của phôi, thì quan hệ họ hàng càng gần.
• Ví dụ: phôi người và phôi tinh tinh còn giống nhau đến giai đoạn rất muộn, trong khi phôi người và phôi cá sớm tách biệt.

Lưu ý: phôi người có khe mang không có nghĩa là người từng là cá. Nó chỉ cho thấy người và cá có chung một tổ tiên xa xưa thuộc động vật có dây sống.

4. Bằng chứng địa lí sinh vật học

Địa lí sinh vật học nghiên cứu sự phân bố của các loài trên Trái Đất. Khi quan sát sinh vật ở các đảo (nổi tiếng nhất là quần đảo Galápagos), Đacuyn rút ra hai nhận xét quan trọng:

1. Sinh vật ở các vùng giống nhau chủ yếu là do có chung nguồn gốc, chứ không phải chỉ vì sống trong môi trường giống nhau.
2. Sinh vật trên các đảo bị cách li với đất liền và với nhau, mỗi đảo lại có điều kiện riêng. Vì vậy từ một tổ tiên chung đã hình thành nhiều loài khác nhau, trong đó có nhiều loài đặc hữu.

Ngoài ra, có thể phân biệt hai loại đảo:

• Đảo lục địa (tách ra từ đất liền): hệ sinh vật gần giống với đất liền gần đó.
• Đảo đại dương (do núi lửa nhô lên): hệ sinh vật nghèo, thường thiếu lưỡng cư và thú lớn vì chúng khó vượt biển. Các loài ở đây phần lớn là những loài có khả năng bay hoặc trôi dạt đến, rồi biến đổi thành loài đặc hữu.

5. Bằng chứng tế bào học và sinh học phân tử

a) Tế bào học

• Mọi sinh vật đều được cấu tạo từ tế bào, và tế bào chỉ sinh ra từ tế bào có trước (nội dung của học thuyết tế bào).
• Tế bào của mọi loài đều có những thành phần cơ bản giống nhau: màng sinh chất, tế bào chất, vật chất di truyền.

b) Sinh học phân tử

• Vật chất di truyền của các loài đều là axit nuclêic (ADN, ARN). ADN được cấu tạo từ 4 loại nuclêôtit A, T, G, X.
• Prôtêin của mọi loài đều được cấu tạo từ khoảng 20 loại axit amin.
• Hầu hết các loài dùng chung một bộ mã di truyền (mã di truyền có tính phổ biến) và đều dùng ATP làm “đồng tiền” năng lượng.
• So sánh trình tự nuclêôtit hoặc trình tự axit amin của cùng một loại prôtêin: hai loài càng ít khác biệt thì họ hàng càng gần. Ví dụ, chuỗi β-hemôglôbin của người và tinh tinh có trình tự axit amin giống hệt nhau.

Vì sao bằng chứng phân tử mạnh nhất? Nó định lượng được (đếm số nuclêôtit hay axit amin khác nhau), áp dụng được cho mọi sinh vật, kể cả vi khuẩn không có “xương” hay “phôi” để so sánh. Ngoài ra, việc tất cả dùng chung một bộ mã gần như không thể là ngẫu nhiên.

6. Bằng chứng trực tiếp: hóa thạch

Hóa thạch là di tích của sinh vật để lại trong các lớp đất đá của vỏ Trái Đất. Hóa thạch có thể là xương, vỏ, dấu chân, hoặc cả xác sinh vật được bảo quản trong băng hay hổ phách. Dựa vào tuổi của lớp đất đá chứa hóa thạch, người ta biết loài nào xuất hiện trước, loài nào sau. Nhờ đó dựng lại được lịch sử phát triển của sinh giới.

Lỗi sai thường gặp: xác ướp Ai Cập và rìu đá của người cổ không phải hóa thạch. Xác ướp do con người bảo quản và còn quá gần đây. Rìu đá là công cụ do người làm ra, không phải di tích của cơ thể sinh vật.

7. Những lỗi học sinh hay mắc

• Thấy hai cơ quan cùng chức năng là cho ngay là tương đồng. Thực ra cùng chức năng thường là dấu hiệu của cơ quan tương tự.
• Quên rằng cơ quan thoái hóa thuộc nhóm cơ quan tương đồng.
• Xếp hóa thạch vào bằng chứng gián tiếp. Hóa thạch là bằng chứng trực tiếp duy nhất.
• Nghĩ rằng bằng chứng địa lí cho thấy môi trường giống nhau tạo ra sinh vật giống nhau. Kết luận đúng là sự giống nhau chủ yếu do chung nguồn gốc.

8. Bài tập tự luận vận dụng (có đáp án)

Bài 1. Bảng giả định dưới đây cho số axit amin khác nhau giữa một chuỗi prôtêin của người và của các loài khác (số liệu tự đặt để luyện tập): loài P: 12; loài Q: 1; loài R: 25; loài S: 5. Xếp các loài theo mức họ hàng với người, từ gần đến xa.

Đáp án: càng ít axit amin khác nhau thì càng gần. Thứ tự là Q (1) → S (5) → P (12) → R (25).

Bài 2. Vì sao cánh dơi và cánh chim là cơ quan tương đồng khi xét bộ xương, nhưng cánh dơi và cánh bướm lại là cơ quan tương tự?

Đáp án: cánh dơi và cánh chim đều biến đổi từ chi trước của tổ tiên có xương sống, nên có cùng kiểu xương chi. Cánh bướm không có xương, hình thành từ nếp gấp thành cơ thể, nên có nguồn gốc khác. Nó chỉ giống cánh dơi ở chức năng bay.

Bài 3. Ở trăn có di tích xương chi sau. Đây là loại bằng chứng gì và nó gợi ý điều gì về tổ tiên của trăn?

Đáp án: đây là cơ quan thoái hóa, thuộc bằng chứng giải phẫu so sánh. Nó gợi ý tổ tiên của trăn từng có chân.

9. 12 câu trắc nghiệm Sinh 12 Bài 24 có đáp án

Câu 1. Cặp cơ quan nào sau đây là cơ quan tương đồng?
A. Cánh chim và cánh bướm
B. Gai xương rồng và tua cuốn của đậu Hà Lan
C. Mang cá và mang tôm
D. Chân chuột chũi và chân dế dũi

Đáp án B. Cả hai cùng có nguồn gốc từ lá. Ba cặp còn lại khác nguồn gốc, nên là cơ quan tương tự.

Câu 2. Cặp cơ quan nào sau đây là cơ quan tương tự?
A. Cánh dơi và tay người
B. Tuyến nọc độc của rắn và tuyến nước bọt
C. Gai xương rồng và gai hoa hồng
D. Ruột thừa ở người và manh tràng ở thỏ

Đáp án C. Gai xương rồng do lá biến đổi, còn gai hoa hồng do biểu bì thân. Hai loại gai khác gốc nhưng cùng chức năng bảo vệ. A, B, D đều là cặp tương đồng.

Câu 3. Cơ quan nào sau đây ở người là cơ quan thoái hóa?
A. Ruột thừa
B. Răng hàm
C. Xương đùi
D. Tuyến giáp

Đáp án A. Ruột thừa là dấu vết của manh tràng, hiện gần như không còn chức năng tiêu hóa. Các cơ quan còn lại đều hoạt động bình thường.

Câu 4. Cơ quan tương đồng phản ánh hướng tiến hóa nào?
A. Phân li
B. Đồng quy
C. Thoái bộ sinh học
D. Không phản ánh hướng tiến hóa nào

Đáp án A. Từ một tổ tiên chung, các nhánh biến đổi theo các hướng khác nhau. Đồng quy là hướng tiến hóa ứng với cơ quan tương tự.

Câu 5. Bằng chứng nào sau đây là bằng chứng tiến hóa trực tiếp?
A. Mọi loài dùng chung mã di truyền
B. Xác sâu bọ còn nguyên trong hổ phách
C. Phôi các loài có xương sống đều có khe mang
D. Di tích xương chậu ở cá voi

Đáp án B. Đây là hóa thạch. A là bằng chứng phân tử, C là bằng chứng phôi sinh học, D là bằng chứng giải phẫu, cả ba đều gián tiếp.

Câu 6. Cho các dữ liệu: (1) sinh vật hóa đá trong lòng đất; (2) xác ướp Pharaon trong kim tự tháp; (3) xác sâu bọ trong hổ phách; (4) xác voi ma mút trong băng; (5) rìu đá của người cổ. Có bao nhiêu dữ liệu là hóa thạch?
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5

Đáp án B. Các dữ liệu (1), (3), (4) là di tích của sinh vật được tự nhiên bảo quản. (2) do con người ướp, (5) là công cụ, nên không phải hóa thạch.

Câu 7. Phôi người ở giai đoạn sớm có khe mang và đuôi. Đây là bằng chứng
A. giải phẫu so sánh
B. phôi sinh học
C. địa lí sinh vật học
D. sinh học phân tử

Đáp án B. Bằng chứng này dựa trên sự giống nhau trong quá trình phát triển phôi.

Câu 8. Bằng chứng nào cho thấy rõ nhất mọi sinh vật có chung nguồn gốc?
A. Các loài đều dùng chung một bộ mã di truyền
B. Cánh chim và cánh côn trùng cùng dùng để bay
C. Các loài sống cùng môi trường có hình dạng giống nhau
D. Đảo đại dương có ít loài thú lớn

Đáp án A. Mã di truyền chung áp dụng cho hầu hết mọi sinh vật, từ vi khuẩn đến người. B và C phản ánh đồng quy. D chỉ nói về khả năng phát tán của sinh vật.

Câu 9. Để xác định mức độ họ hàng giữa các loài một cách chính xác nhất, nên dựa vào
A. hình dạng bên ngoài
B. chức năng các cơ quan
C. mức độ giống nhau về trình tự ADN, prôtêin
D. nơi sống của các loài

Đáp án C. Bằng chứng phân tử định lượng được và ít bị nhiễu bởi hiện tượng đồng quy.

Câu 10. Hệ động vật trên đảo đại dương thường có đặc điểm
A. giàu thú lớn và lưỡng cư
B. giống hệt đất liền gần nhất
C. nghèo loài, thiếu thú lớn và lưỡng cư, có nhiều loài đặc hữu
D. hoàn toàn không có chim

Đáp án C. Thú lớn và lưỡng cư khó vượt biển. Các loài đến được đảo bị cách li lâu dài nên hình thành loài đặc hữu.

Câu 11. Nội dung “mọi tế bào đều sinh ra từ tế bào có trước” thuộc loại bằng chứng
A. tế bào học
B. phôi sinh học
C. giải phẫu so sánh
D. hóa thạch

Đáp án A. Đây là một nội dung của học thuyết tế bào.

Câu 12. Theo Đacuyn, các loài ở những vùng khác nhau giống nhau chủ yếu là do
A. sống trong môi trường giống nhau
B. có chung nguồn gốc
C. cùng chịu đột biến giống nhau
D. được con người di nhập

Đáp án B. Đây là kết luận rút ra từ bằng chứng địa lí sinh vật học.

10. Học tiếp chương Tiến hóa

• Giải Sinh học 12 Bài 24: Các bằng chứng tiến hóa
• Trắc nghiệm Sinh học 12 Bài 24 có đáp án
• Lý thuyết Bài 25: Học thuyết Lamac và học thuyết Đacuyn
• Lý thuyết Bài 26: Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại
• Lý thuyết Bài 27: Quá trình hình thành quần thể thích nghi
• Lý thuyết Bài 28: Loài
• Lý thuyết Bài 29: Quá trình hình thành loài

Câu hỏi thường gặp

Cơ quan thoái hóa có phải là cơ quan tương đồng không?

Có. Cơ quan thoái hóa bắt nguồn từ một cơ quan của loài tổ tiên, nên thuộc nhóm cơ quan tương đồng. Điểm khác là ở loài hiện nay nó đã tiêu giảm hoặc mất chức năng, ví dụ ruột thừa và xương cụt ở người.

Làm sao phân biệt nhanh cơ quan tương đồng và cơ quan tương tự?

Hãy xét nguồn gốc, đừng xét chức năng. Cùng bắt nguồn từ một bộ phận của tổ tiên là tương đồng (ví dụ gai xương rồng và tua cuốn đậu Hà Lan đều từ lá). Khác nguồn gốc nhưng giống chức năng là tương tự (ví dụ cánh chim và cánh bướm).

Bằng chứng tiến hóa nào là trực tiếp?

Hóa thạch là bằng chứng trực tiếp duy nhất, vì đó là di tích thật của sinh vật cổ. Giải phẫu so sánh, phôi sinh học, địa lí sinh vật học, tế bào học và sinh học phân tử đều là bằng chứng gián tiếp.

Vì sao bằng chứng sinh học phân tử có sức thuyết phục nhất?

Vì nó áp dụng được cho mọi sinh vật và định lượng được: đếm số nuclêôtit hoặc axit amin khác nhau để biết họ hàng gần hay xa. Ngoài ra, việc hầu hết các loài dùng chung một bộ mã di truyền là dấu hiệu rất rõ của nguồn gốc chung.

Bài học liên quan

• Trắc nghiệm Sinh 12 Bài 18 có đáp án: Chọn giống từ biến dị tổ hợp (20 câu)
• 24 câu trắc nghiệm Sinh 12 Bài 19 có đáp án: Gây đột biến và công nghệ tế bào
• Nguồn nguyên liệu sơ cấp của quá trình tiến hóa là gì? Đáp án và giải thích
• Ưu thế lai biểu hiện cao nhất ở F1 vì sao? Giải thích và ví dụ
• Tần số tương đối của một alen được tính bằng gì? Công thức và ví dụ Sinh học 12