Giáo án Bài 20. Quan niệm của Darwin về chọn lọc tự nhiên và hình thành loài

Huy động kiến thức sẵn có về sự khác nhau giữa các cá thể trong quần thể; nêu được vấn đề “vì sao màu sắc của cá thể có thể thay đổi tần số qua các thế hệ” để dẫn dắt vào bài.

GV chiếu tình huống: một quần thể côn trùng có hai màu di truyền, màu sáng và màu tối. Chim ăn côn trùng dễ phát hiện màu sáng trên nền tối. HS trả lời câu hỏi: (1) Trong quần thể, các cá thể có giống hệt nhau không? (2) Cá thể nào dễ bị chim bắt hơn khi nền là màu tối? (3) Sau nhiều thế hệ, tần số màu sắc trong quần thể có thể thay đổi như thế nào?

Sản phẩm là câu trả lời ghi trên bảng con hoặc vở: (1) Không giống hệt nhau, các cá thể khác nhau về màu sắc. (2) Cá thể màu sáng dễ bị phát hiện hơn trên nền tối. (3) Tần số có thể thay đổi nếu cá thể màu tối sống sót và sinh sản nhiều hơn. HS ghi câu hỏi trọng tâm: “Khác biệt giữa các cá thể được chọn lọc như thế nào?”

Nêu được khái niệm biến dị cá thể và giải thích được vai trò của nó là nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên; phân biệt được biến dị có sẵn với đặc điểm “tạo ra khi cần”.

HS làm việc theo cặp với Phiếu học tập số 1, phần A. Cặp đôi đọc mục “Biến dị cá thể” trong sách hoặc trang bài học NeoEdu, sau đó trả lời: (1) Biến dị cá thể là gì? (2) Vì sao biến dị có trước vai trò của môi trường trong lập luận của Darwin? (3) Trong mô hình hạt hai màu, mỗi “hạt” khác nhau ở đặc điểm nào?

Khái niệm: biến dị cá thể là khác biệt giữa các cá thể cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc. Kết luận HS rút ra: biến dị có sẵn trong quần thể trước khi môi trường tác động; môi trường không tạo ra biến dị đúng nhu cầu. Mô hình hạt: khác nhau về màu sắc (sáng/tối), đó là biến dị cá thể.

Giải thích được chọn lọc tự nhiên là khác biệt về sống sót và sinh sản gắn với đặc điểm di truyền trong môi trường; nêu được vì sao đặc điểm có lợi có thể tích lũy qua thế hệ.

Nhóm 4 HS thực hiện mô phỏng: một HS đóng vai “chim”, nhặt trong 10 giây các hạt; hạt sáng trên nền tối dễ bị nhặt hơn (GV quy định nền khay tối, hạt sáng bị lộ). Mỗi lượt, nhóm ghi số hạt tối và sáng còn lại (được “sống sót”), sau đó các hạt còn lại “sinh sản” theo tỉ lệ: mỗi hạt sống sót tạo thêm đúng 1 hạt cùng màu. Nhóm thực hiện 2 thế hệ và trả lời: (1) Khác biệt nào làm một số cá thể sống sót nhiều hơn? (2) Tần số hạt tối thay đổi thế nào sau mỗi thế hệ? (3) Đặc điểm nào được gọi là có lợi, và nó có gắn với di truyền không? Ghi kết luận bằng câu hoàn chỉnh theo Phiếu học tập số 1, phần B.

Dự kiến kết quả: sau thế hệ 1, số hạt tối còn lại nhiều hơn hạt sáng; sau thế hệ 2, tần số hạt tối tăng thêm. Kết luận HS rút ra: chọn lọc tự nhiên là khác biệt về sống sót và sinh sản giữa các cá thể có đặc điểm di truyền khác nhau trong cùng một môi trường; đặc điểm có lợi được tích lũy qua thế hệ; môi trường không tạo ra màu tối theo nhu cầu.

Nêu được khái niệm tổ tiên chung: các dòng có thể phân nhánh từ một nguồn gốc chung; biểu diễn được ý tưởng này bằng sơ đồ phân nhánh đơn giản.

HS làm việc cá nhân rồi chia sẻ theo cặp: vẽ sơ đồ phân nhánh gồm một nguồn gốc chung ở gốc và ba dòng con ở các nhánh, ghi chú dòng nào đang được phân nhánh. Trả lời: (1) Tổ tiên chung nghĩa là gì? (2) Vì sao sơ đồ phân nhánh giúp hiểu được quan niệm của Darwin về nguồn gốc các dòng?

Sơ đồ phân nhánh có gốc là tổ tiên chung, các nhánh là các dòng có thể phân nhánh từ đó. Kết luận HS rút ra: tổ tiên chung là các dòng có thể phân nhánh từ một nguồn gốc chung; sơ đồ thể hiện quan hệ chung nguồn gốc giữa các dòng, không thể hiện mục tiêu của tiến hóa.

Vận dụng được ba khái niệm để chọn đúng đáp án, ghép đúng thuật ngữ và nhận ra quan niệm sai “chọn lọc làm cá thể chủ động tạo đột biến đúng khi cần”.

HS làm bài tập trắc nghiệm và ghép đôi (các câu 1–5), GV dùng bài tương tác trên trang NeoEdu nếu có thời gian. Nội dung: Câu 1: Biến dị cá thể được hiểu đúng như thế nào? A. mọi biến đổi đồng loạt do nhu cầu cá thể tạo ra; B. khác biệt giữa các cá thể cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc; C. mọi khác biệt có lợi phát sinh đúng khi cần. Câu 2: Chọn lọc tự nhiên được hiểu đúng như thế nào? A. môi trường trực tiếp tạo allele cần thiết cho cá thể; B. mọi cá thể tự đổi kiểu gene để sống sót; C. khác biệt sống sót và sinh sản gắn đặc điểm di truyền trong môi trường. Câu 3: Ghép Biến dị cá thể, Chọn lọc tự nhiên, Tổ tiên chung với nội dung tương ứng. Câu 4: Đúng hay sai: “Biến dị di truyền có trước có thể được chọn lọc qua thành công sinh sản khác nhau.” Câu 5: Nếu nền môi trường đổi từ tối sang sáng, ưu thế màu tối có nhất thiết giữ nguyên không? A. Có, mọi thích nghi đều tuyệt đối; B. Có, vì cá thể tự tạo gene cần thiết; C. Không, lợi thế phụ thuộc điều kiện và khả năng sinh sản.

Đáp án: Câu 1: B. Câu 2: C. Câu 3: Biến dị cá thể – khác biệt giữa các cá thể cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc; Chọn lọc tự nhiên – khác biệt sống sót và sinh sản gắn đặc điểm di truyền trong môi trường; Tổ tiên chung – các dòng có thể phân nhánh từ nguồn gốc chung. Câu 4: Đúng; môi trường chọn lọc qua khác biệt về sinh sản, không tạo allele đúng nhu cầu. Câu 5: C; lợi thế phụ thuộc điều kiện và khả năng sinh sản, không phải mục tiêu định trước. Quan niệm sai cần sửa: chọn lọc không làm cá thể chủ động tạo đột biến đúng khi cần.

Vận dụng quan niệm của Darwin để dự đoán sự thay đổi tần số màu sắc trong quần thể khi môi trường đổi; tính được sự thay đổi tần số bằng điểm phần trăm; nêu được điều kiện cần kiểm tra trước khi kết luận nguyên nhân.

Nhóm 4 HS làm Phiếu học tập số 2 với ba tình huống: (1) Mô hình quần thể có hai màu di truyền, chim phát hiện màu sáng dễ hơn trên nền tối. Dự đoán điều gì xảy ra qua các thế hệ và nêu giới hạn của dự đoán. (2) Vì sao một đặc điểm từng có lợi có thể bất lợi khi môi trường đổi? (3) Mô hình ban đầu có 40 cá thể màu tối trong 100 cá thể; sau một thế hệ có 60 cá thể màu tối trong 100 cá thể. Tần số màu tối tăng bao nhiêu điểm phần trăm? Điều đó đã chứng minh nguyên nhân là chọn lọc chưa? Cần kiểm tra thêm những yếu tố nào?

Dự đoán (1): nếu các yếu tố khác như nhau, màu tối có thể để lại nhiều con hơn và tăng tần số; không khẳng định mọi cá thể sáng tự đổi gene thành tối; cần xác nhận di truyền và sinh sản. Ý (2): lợi ích mang tính tương đối, phụ thuộc môi trường và tương tác; khi nền đổi, thành công sinh sản thay đổi; không có đặc điểm hoàn hảo cho mọi hoàn cảnh. Tính toán (3): $60\%-40\%=20$ điểm phần trăm; con số này chưa tự chứng minh nguyên nhân; cần so tần số trước và sau, kiểm soát di nhập và ngẫu nhiên nếu có.