I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
A. Hóa thạch và phân chia thời gian địa chất.
1. Hóa thạch
a. Khái niệm
Hóa thạch là 1 trong nhiều bằng chứng của tiến hóa và phát triển của sinh vật bởi vì hóa thạch là di tích của các sinh vật từng sống trong các thời đại địa chất được lưu tồn trong các lớp đất đá của vỏ Trái Đất.
b. Ý nghĩa của hóa thạch
Hóa thạch có ý nghĩa to lớn trong nghiên cứu sinh học và địa chất học:
– Căn cứ vào hóa thạch trong các lớp đất đá có thể suy ra lịch sử phát sinh, phát triển và diệt vong của sinh vật. Bằng phương pháp địa tầng học và phương pháp đo thời gian phân rã của các nguyên tố phóng xạ, người ta có thể xác định được tuổi của đại tầng, từ đó xác định được tuổi của sinh vật đã bị chết và ngược lại nếu biết tuổi của hóa thạch sẽ suy ra tuổi của địa tầng.
– Hóa thạch là dẫn liệu quý để nghiên cứu lịch sử vỏ Trái Đất. Ví dụ: sự có mặt của các hóa thạch quyết thực vật chứng tỏ thời đại đó khí hậu ẩm ướt; sự có mặt và phát triển của bò sát chứng tỏ khí hậu khô ráo… Ở Việt Nam, ví dụ ở vùng gần thành phố Lạng Sơn tìm thấy hóa thạch động vật biển chứng tỏ 1 thời kì vùng này đã là biển. Rất nhiều hóa thạch thực vật được tìm thấy trong than đá ở Quảng Ninh chứng tỏ nơi này đã có thời kì là 1 vùng đầm lầy phủ kín bởi những cánh rừng rậm.
2. Sự phân chia thời gian địa chất.
a. Phương pháp xác định tuổi các lớp đất đá và hóa thạch.
– Để xác định tuổi tương đối của các lớp đất đá và hóa thạch chứa trong đó, người ta thường căn cứ vào thời gian lắng đọng của lớp trầm tích (địa tầng) phủ lên nhau theo thứ tự từ nông đến sâu. Lớp càng sâu có tuổi cổ hơn, nhiều hơn (sớm hơn) so với lớp nông.
– Để xác định tuổi tuyệt đối (bao nhiêu năm) người ta thường sử dụng phương pháp đồng vị phóng xạ, căn cứ vào thời gian bán rã của 1 chất đồng vị phóng xạ nào đó có trong hóa thạch. Thời gian bán rã (số năm) qua đó 50% lượng chất phóng xạ ban đầu bị phân rã. Tỉ lệ phân rã này xảy ra từ từ và không phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất cũng như các điều kiện môi trường. Ví dụ Carbon 14 có thời gian bán rã là 5730 năm, Urani 238 có thời gian bán rã là 4,5 tỉ năm.
+ Sử dụng Carbon 14 chỉ có thể xác định tuổi của các hóa thạch có độ tuổi khoảng 75.000 năm. Ở Việt Nam, các nhà khảo cổ học đã xác định được độ tuổi của các hạt cây trồng trong di chỉ văn hóa Hòa Bình (tỉnh Hòa Bình) có niên đại 11.237 năm.
+ Để xác định các hóa thạch có độ tuổi nhiều hơn (hàng trăm triệu hoặc hàng tỉ năm) người ta thường sử dụng Urani 238 vì chúng có thời gian bán rã 4,5 tỉ năm. Ví dụ: xác định được hóa thạch động vật không xương sống Brachiopoda có tuổi 375 triệu năm, hóa thạch vi khuẩn có độ tuổi 3,5 tỉ năm.
– Phương pháp xác định tuổi bằng chất đồng vị phóng xạ có độ sai số dưới 10%
b. Căn cứ để phân định các mốc thời gian địa chất
– Sự phân định các mốc thời trong lịch sử Trái Đất được căn cứ vào những biến đổi lớn về địa chất, khí hậu.
– Căn cứ và những biến đổi lớn về địa chất, khí hậu, vào các loại hóa thạch điển hình, người ta chia lịch sử Trái Đất kèm theo sự sống thành 5 đại: đại Thái cổ, đại Nguyên sinh, đại Cổ sinh, đại Trung sinh và đại Tân sinh. Mỗi đại lại được chia thành các kỉ. Mỗi kỉ mang tên của loại đá điển hình cho lớp đất đá thuộc kỉ đó (ví dụ: kỉ carbon, kỉ Kreta) hoặc tên địa phương mà ở đó lần đầu tiên người ta nghiên cứu lớp đất đá thuộc kỉ đó (ví dụ kỉ Đevon, kỉ Jura).
B. Sinh vật trong các đại địa chất.
|
Đại |
Kỉ |
Tuổi (cách đây triệu năm) |
Đặc điểm địa chất, khí hậu |
Sinh vật điển hình |
|
|
|
4600 |
Trái Đất hình thành |
|
|
Thái cổ |
|
3500 |
|
Hóa thạch sinh vật nhân sơ cổ nhất |
|
Nguyên sinh |
|
2500 |
Tích lũy oxi trong khí quyển |
Động vật không cương sống thấp ở biển. Tảo Hóa thạch động vật cổ nhất. Hóa thạch sinh vật nhân thực cổ nhất |
|
Cổ sinh |
Cambri |
542 |
Phân bố lục địa và đại dương khác xa hiện nay. Khí quyển nhiều CO2. |
Phát sinh các ngành động vật. Phân hóa tảo. |
|
Ocdovic |
488 |
Di chuyển lục địa. Băng hà. Mực nước biển giảm. Khí hậu khô |
Phát sinh thực vật. Tảo biển ngự trị. Tuyệt diệt nhiều sinh vật. |
|
|
Silua |
444 |
Hình thành lục địa. Mực nước biển dâng cao. Khí hậu nóng và ẩm. |
Cây có mạch và động vật lên cạn |
|
|
Đevon |
416 |
Khí hậu lục địa khô hanh, ven biển ẩm ướt. Hình thành sa mạc. |
Phân hóa cá xương. Phát sinh lưỡng cư, côn trùng. |
|
|
Carbon |
360 |
Đầu kỉ ẩm nóng, về sau lạnh khô. |
Dương xỉ phát triển mạnh. Thực vật có hạt xuất hiện. Lưỡng cư ngự trị. Phát sinh bò sát. |
|
|
Pecmi |
300 |
Các lục địa liên kết với nhau. Băng hà. Khí hậu khô lạnh. |
Phân hóa bò sát. Phân hóa côn trùng. Tuyệt diệt nhiều động vật biển. |
|
|
Trung sinh |
Triat |
250 |
Lục địa chiếm ưu thế. Khí hậu khô. |
Cây hạt trần ngự trị. Phân hóa bò sát. Cá xương phát triển. Phát sinh thú và chim. |
|
Jura |
200 |
Hình thành 2 lục địa Bắc và Nam. Biển tiến vào lục địa. Khí hậu ấm áp. |
Cây hạt trần ngự trị. Bò sát cổ ngự trị. Phân hóa chim. |
|
|
Kreta |
145 |
Các lục địa bắc liên kết với nhau. Biển thu hẹp. Khí hậu khô. |
Xuất hiện thực vật có hoa. Tiến hóa động vật có vú. Cuối kỉ tuyệt diệt nhiều sinh vật kể cả bò sát cổ |
|
|
Tân sinh |
Đệ tam |
65 |
Các lục địa gần giống hiện nay. Khí hậu đầu kỉ ấm áp. Cuối kỉ lạnh. |
Phát sinh các nhóm linh trưởng. Cây có hoa ngự trị. Phân hóa các lớp thú, chim, côn trùng. |
|
Đệ tứ |
1,8 |
Băng hà. Khí hậu lạnh, khô. |
Xuất hiện loài người. |
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Bài 1:
Trình bày về sự hình thành các dạng hóa thạch và nêu ý nghĩa của việc nghiên cứu các hóa thạch.
Hướng dẫn giải
1) Sự hình thành các loại hóa thạch:
– Sau khi thực vật và động vật chết, phần mềm của chúng bị phân hủy, phần cứng gồm xương, vỏ đá vôi được giữ lại trong đất. Trong những điều kiện nhất định cơ thể hóa đá.
Ví dụ: Xác sinh vật chìm xuống nước bị cát, bùn, đất sét bao phủ, sau đó phần mềm bị phân hủy để lại khoang trống. Nếu gặp ôxit silit lấp đầy khoang trống sẽ đúc thành sinh vật bằng đá giống với sinh vật trước lúc chết. Loại này thường gặp ở từng phần của cơ thể.
– Trường hợp cơ thể được bảo toàn nguyên vẹn.
Ví dụ: Xác voi mamut sống cách đây hàng trăm ngàn năm vẫn còn tươi nguyên trong các tảng băng hà hoặc xác sâu bọ, còn giữ nguyên hình dạng, màu sắc khi được phủ kín trong nhựa hổ phách.
2) Vai trò nghiên cứu hóa thạch:
– Dựa vào hóa thạch tìm thấy trong các lớp đất đá, con người có thể biết được lịch sử phát sinh phát triển và diệt vong của chúng.
– Bằng các phương pháp địa tầng học, đo thời gian phóng xạ, có thể xác định được tuổi của hóa thạch cũng là tuổi của lớp đất đá chứa chúng.
– Hóa thạch là dẫn liệu quý, giúp nghiên cứu lịch sử vỏ Trái Đất.
Ví dụ: Sự có mặt của hóa thạch quyết thực vật cho biết thời đại đó khí hậu ẩm ướt; bò sát phát triển mạnh giúp ta suy ra khí hậu rất khô. Hóa thạch động vật biển được tìm thấy trên vùng núi gần thành phố Lạng Sơn chứng tỏ xưa vùng này là biển.
Bài 2:
Trình bày sự phát triển của sinh vật trong đại tiền Cambri và đại Cổ sinh.
Hướng dẫn giải
I/ Đại tiền Cambrỉ:
– Cách đây 4500 triệu năm: Hình thành Trái Đất.
– Cách đây 3500 triệu năm: Hình thành hóa thạch nhân sơ cổ nhất.
– Cách đây 2500 triệu năm: Trong khí quyển có ôxi, phương thức tự dưỡng ra đời.
– Cách đây 1700 triệu năm: Tìm thấy hóa thạch sinh vật nhân chuẩn cổ nhất.
– Cách đây 700 triệu năm: Xuất hiện hóa thạch động vật cổ nhất.
– Cách đây 610 triệu năm: Xuất hiện tảo biển, động vật không xương sống bậc thấp.
Kết luận: Xuất hiện sự sống nguyên thủy.
II/ Đại Cổ sinh: Có 6 kỉ:
1) Kỉ Cambri:
– Xuất hiện cách đây 570 triệu năm.
– Phân bố đại lục, đại dương khác xa hiện nay. Trong khí quyển có nhiều khí CO2.
– Tảo phân hóa.
– Phát sinh các ngành động vật với đầy đủ các đại diện của động vật không xương sống.
2) Kỉ Ocđôvic:
– Cách đây 510 triệu năm.
– Có sự dịch chuyển đại lục, băng hà. Mực nước biển giảm, khí hậu khô.
– Ở biển, tảo phát triển mạnh, thực vật phát sinh. Là giai đoạn tuyệt diệt nhiều sinh vật.
3) Kỉ Silua:
– Cách đây 439 triệu năm.
– Hình thành đại lục lớn. Mực nước biển dâng cao. Khí hậu nóng và ẩm.
– Xuât hiện cây có mạch ở cạn và động vật lên cạn.
4) Kỉ Đêvôn:
– Cách đây 409 triệu năm.
– Khí hậu lục địa khô hanh, ven biển ẩm ướt. Hình thành sa mạc.
– Phân hóa cá xương, phát sinh lưỡng cư và côn trùng,
5) Kỉ Than đá:
– Cách đây 363 triệu năm.
– Đầu kỉ khí hậu ẩm nóng, cuối kỉ khí hậu khô và lạnh.
– Dương xỉ phát triển mạnh, thực vật có hoa xuất hiện. Lưỡng cư phát triển phồn thịnh và bò sát phát sinh.
6) Kỉ Pecmi:
– Cách đây 290 triệu năm.
– Các đại lục liên kết với nhau. Băng hà phát triển và khí hậu khô lạnh.
-Xuất hiện hạt trần, phân hóa bò sát và côn trùng. Tuyệt diệt nhiều động vật biển.
Kết luận: Điều đáng chú ý trong đại cổ sinh là sự tiến lên cạn hàng loạt của thực vật và động vật đã được vi khuẩn, tảo xanh và địa y chuẩn bị trước.