BÀI 13: ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẾN SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN

BÀI 13: ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẾN SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN

I. MỐI QUAN HỆ GIỮA GEN VÀ TÍNH TRẠNG

- Sự biểu hiện của gen qua nhiều bước như vậy nên có thể bị nhiều yếu tố môi trường bên trong cũng như bên ngoài cơ thể chi phối

II. SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA KIỂU GEN VÀ MÔI TRƯỜNG

- Kiểu gen, môi trường và kiểu hình có mối quan hệ mật thiết với nhau. Kiểu gen qui định khả năng phản ứng của cơ thể trước môi trường. Môi trường tham gia vào sự hình thành kiểu hình cụ thể. Kiểu hình là kết quả tương tác của kiểu gen và môi trường

Ví dụ: sự thay đổi màu sắc của lông thỏ Hymalaya phụ thuộc vào nhiệt độ, màu sắc hoa cẩm tú cầu phụ t huộc pH của đất. àKiểu hình bị chi phối bởi môi trường

Ví dụ: Năng suất (kiểu hình) của một giống lúa bất kỳ bị chi phối bởi cả giống (kiểu gen) và kỹ thuật canh tác, chế độ chăm sóc (môi trường)

- Những biến đổi ở kiểu hình trong đời cá thể do ảnh hưởng của môi trường, không do biến đổi trong kiểu gen được gọi là thường biến. Tuy thường biến không được di truyền nhưng nhờ nó mà cơ thể có khả năng thích ứng với những biến đổi của môi trường

Ví dụ: những cây môn, cây ráy nếu trồng ở nơi ít nước, khô hạn thì lá sẽ nhỏ còn nếu trồng nơi mát mẻ ẩm ướt thì lá và thân sẽ rất to à thường biến

III. MỨC PHẢN ỨNG CỦA KIỂU GEN

- Tập họp các kiểu hình của một kiểu gen tương ứng với các môi trường khác nhau được gọi là mức phản ứng. Mức phản ứng do kiểu gen qui định và được di truyền cho thế hệ sau.

- 2 cá thể có cùng kiểu gen nhưng khi sống trong 2 môi trường khác nhau thì cũng hình thành nên những kiểu hình không giống nhau

Ví dụ: Tập hợp những kiểu hình của một con tắc kè tương ứng với các chế độ môi trường được gọi là mức phản ứng

Ví dụ: màu da dễ bị thay đổi bởi môi trường à mức phản ứng rộng; nhóm máu, màu tóc ít bị ảnh hưởng bởi môi trường à mức phản ứng hẹp

- Thường thì các tính trạng số lượng sẽ có mức phản ứng rộng như. Ví dụ: lượng thịt, sữa, số trứng, số hạt trên bông lúa…

Các tính trạng chất lượng thì lại có mức phản ứng hẹp. Ví dụ: hàm lượng bơ, prôtêin trong thịt bò …

BÀI TẬP TỰ LUẬN

Câu 1. Nhiệt độ cao ảnh hưởng như thế nào đến sự biểu hiện của gen tổng hợp sắc tố mêlanin ở thỏ Hymalaiya?

Lời giải

Nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim tham gia vào điều hòa biểu hiện gen. Nhiệt độ cao làm biến tính prôtêin đặc biệt là một số loại mẫn cảm với nhiệt độ. Khi enzim bị mất chức năng do nhiệt độ cao thì có thể mêlanin không được tổng hợp nên lông có màu trắng

Câu 2. Hãy phân tích mối quan hệ giữa kiểu gen, môi trường và kiểu hình thông qua một ví dụ cụ thể. Từ đó rút ra được những kết luận gì?

Lời giải

Ví dụ 1: Cây hoa anh thảo (Primula sinensis) có giống hóa đỏ thuần chủng AA và hoa trắng thuần chủng aa. Khi đem cây thuộc giống hoa đỏ thuần chủng trồng ở 35^oC thì ra hoa trắng. Thế hệ sau của cây hoa trắng này trồng ở 20^oC lại cho hoa màu đỏ. Trong khi đó giống hoa trắng trồng ở 20^oC và 35^oC đều chỉ cho hoa trắng.

- Bố mẹ không truyền đạt cho con những tính trạng đã hình thành sẵn mà chỉ truyền đạt kiểu gen. Kiểu gen quy định khả năng phản ứng của cơ thể trước môi trường. Trong quá trình biểu hiện kiểu hình, kiểu gen còn chịu nhiều tác động bởi môi trường bên trong và bên ngoài cơ thể.

Ví dụ 2: Cùng một giống lúa nếu chúng ta đem trồng trong 2 điều kiện khác nhau về thời tiết và kỹ thuật chăm sóc thì sẽ thu được năng suất khác nhau.

- Vậy, kiểu hình là kết quả của sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường.

Câu 3. Tại sao các nhà khoa học lại khuyên nông dân không nên chỉ trồng một giống lúa duy nhất (cho dù đó là giống lúa có năng suất cao) trên một diện tích rộng trong cùng một vụ?

Lời giải

Không có bất kì giống lúa nào có thể thích hợp với mọi điều kiện thời tiết, khí hậu cả. Vì vậy, nếu trên cả cánh đồng lớn mà chỉ trồng một giống lúa thì khi thời tiết thay đổi bất lợi đối với giống lúa đó người nông dân sẽ có nguy cơ mất trắng. Chỉ chọn một giống có nghĩalà “được ăn cả - ngã về không”. Chúng ta không thể dự đoán trước được điều kiện khí hậu, thời tiết cũng như dịch bệnh, vì thế, để đảm bảo không rơi vào tình trạng mất trắng, tốt nhất nên chọn trồng nhiều giống khác nhau.

Kết luận: mỗi kiểu gen chỉ có thể ra được kiểu hình tối ưu trong một kiểu môi trường nhất định.

Câu 4. Nêu những biến đổi kiểu hình do ảnh hưởng của môi trường ngoài cơ thể? Những biến đổi này có được di truyền không?

Lời giải

Ví dụ 1: những cây môn, cây ráy nếu trồng ở nơi ít nước, khô hạn thì lá sẽ nhỏ còn nếu trồng nơi mát mẻ ẩm ướt thì lá và thân sẽ rất to  thường biến

Ví dụ 2: một số loài chồn, cáo xứ lạnh về mùa đông có bộ lông dày màu trắng, về mùa hè lông thưa hơn và có màu vàng hoặc xám

Ví dụ 3: hoa cẩm tú cầu có màu sắc thay đổi phụ thuộc pH của môi trường đất.

- Thường biến là loại biến dị đồng loạt, theo một hướng xác định đối với một nhóm cá thể có cùng kiểu gen và sống trong điều kiện môi trường giống nhau. Các biến đổi này nhằm mục đích giúp sinh vật thích nghi với điều kiện môi trường và thường không phải do sự biến đổi trong kiểu gen nên không thể di truyền được.

Câu 5. Nêu những điểm khác nhau giữa thường biến và đột biến. Làm thế nào để biết một biến dị nào đó là thường biến hay đột biến?

Lời giải

Câu 6. Muốn nghiên cứu mức phản ứng của một kiểu gen nào đó ở động vật, ta cần phải làm gì?

Lời giải

- Muốn nghiên cứu mức phản ứng của một kiểu gen nào đó ở động vật ta cần phải tạo ra các con vật có cùng kiểu gen rồi đưa chúng vào sống ở các môi trường khác nhau.

- Việc tao ra các con vật có cùng kiểu gen có thể tiến hành bằng cách nhân bản vô tính hoặc chia một phôi thành nhiều phôi nhỏ rồi cho vào tử cung các con mẹ khác nhau để tạo ra các con con (phương pháp cấy truyền phôi)

Câu 7. Nói: Cô ấy được mẹ truyền cho tính trạng “má lúm đồng tiền” có chính xác không? Nếu cần thì phải sửa lại câu nói này như thế nào?

Lời giải

- Không chính xác. Mẹ chỉ truyền cho con thông tin qui định việc hình thành nên tính trạng “má lúm đồng tiền” dưới dạng trình tự các nuclêotit xác định mà không truyền cho con các kiểu hình đã có sẵn. Nói cách khác mẹ chỉ truyền cho con các alen qui định kiểu hình chứ không trực tiếp truyền cho con kiểu hình.

Câu 8. Một số bà con nông dân đã mua hạt ngô lai có năng suất cao về trồng, nhưng cây ngô lại không cho hạt. Giả sử công ty giống đã cung cấp hạt giống đúng tiêu chuẩn. Hãy giải thích nguyên nhân cây ngô không cho hạt trong trường hợp trên.

Lời giải

- Mỗi giống cây trồng đều đòi hỏi một loạt các điều kiện môi trường thích hợp. Việc giống ngô lai không cho thu hoạch hoặc năng suất quá thấp so với yêu cầu có thể là do chúng được gieo trồng trong điều kiện thời tiết không thích hợp.

Bài 9: Thế nào là mức phản ứng của một kiểu gen?

Lời giải

Cùng một kiểu gen nhưng có thể cho một dãy các kiểu hình khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện môi trường. Tập hợp các kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng với các môi trường khác nhau là mức phản ứng của kiểu gen.

Bài 10: Muốn nghiên cứu mức phản ứng của một kiểu gen nào đó ở động vật ta cần phải làm gì?

Lời giải

Muốn nghiên cứu mức phản ứng của một kiểu gen nào đó ở động vật ta cần phải tạo ra một loạt các con vật có cùng một kiểu gen rồi cho chúng sống ở các môi trường khác nhau. Việc tạo ra các con vật có cùng kiểu gen có thể được tiến hành bằng cách nhân bản vô tính hoặc chia một phôi thành nhiều phôi nhỏ rồi cho vào tử cung của các con mẹ khác nhau để tạo ra các con con.

Bài 11: Nói: Cô ấy được mẹ truyền cho tính trạng “má lúm đồng tiền” có chính xác không? Nếu cần thì phải sửa lại câu nói này như thế nào?

Lời giải

Nói cô ấy được mẹ truyền cho tính trạng “má lúm đồng tiền” thực ra là không hoàn toàn chính xác. Mẹ chỉ truyền cho con thông tin quy định việc hình thành nên tính trạng “má lúm đồng tiền” dưới dạng trình tự các nuclêôtit xác định (alen) mà không truyền cho con tính trạng đã có sẵn.

Bài 12: Một số bà con nông dân đã mua hạt ngô lai có năng suất cao về trồng nhưng cây ngô lại không cho hạt. Giả sử rằng công ti giống đã cung cấp hạt giống thứ thiệt đúng tiêu chuẩn. Hãy giải thích nguyên nhân dẫn đến tình trạng cây ngô không cho hạt trong trường hợp trên?

Lời giải

Mỗi giống cây trồng đều đòi hỏi một loạt các điều kiện môi trường thích hợp. Việc giống ngô lai không cho thu hoạch hoặc năng suất quá thấp so với yêu cầu có thể là do chúng được gieo trồng trong điều kiện thời tiết không thích hợp.

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Nguyên nhân của thường biến là do

A. tác động trực tiếp của các tác nhân lí, hóa học

B. rối loạn phân li và tổ hợp của NST

C. rối loạn trong quá trình trao đổi chất nội bào

D. tác động trực tiếp của điều kiện môi trường

Câu 2: Nhận định nào dưới đây không đúng?

A. Mức phản ứng của kiểu gen có thể rộng hay hẹp tùy thuộc vào từng loại tính trạng.

B. Sự biến đổi của kiểu gen do ảnh hưởng của môi trường là môi trường biến.

C. Mức phản ứng càng rộng thì sinh vật càng thích nghi với môi trường.

D. Sự mềm dẻo kiểu hình giúp sinh vật thích nghi với sự thay đổi của môi trường.

Câu 3: Giống thỏ Himalaya có bộ lông trắng muốt trên toàn thân, ngoại trừ các đầu mút của cơ thể như tai, bàn chân, đuôi và mõm có lông màu đen. Giải thích nào sau đây không đúng?

A. Do các tế bào ở đầu mút cơ thể có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ các tế bào ở phần thân.

B. Nhiệt độ cao làm biến tính enzim điều hòa tổng hợp melanin, nên các tế bào ở phân thân không có khả năng tổng hợp melanin làm cho lông có màu trắng.

C. Nhiệt độ thấp làm enzim điều hòa tổng hợp melanin hoạt động nên các tế bào vùng đầu mút tổng hợp được melanin làm lông đen.

D. Do các tế bào ở đầu mút cơ thể có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ các tế bào ở phần thân.

Câu 4: Các cây hoa cẩm tú cầu mặc dù có cùng một kiểu gen nhưng màu hoa có thể biểu hiện ở các dạng trung gian khác nhau giữa tím và đỏ tùy thuộc vào

A. nhiệt độ môi trường

B. cường độ ánh sáng

C. hàm lượng phân bón

D. độ pH của đất

Câu 5: Cho biết các bước của một quy trình như sau:

(1) Trồng những cây này trong những điều kiện môi trường khác nhau.

(2) Theo dõi, ghi nhận sự biểu hiện của tính trạng ở những cây trồng này.

(3) Tạo ra các cây có cùng một kiểu gen.

(4) Xác định số kiểu hình tương ứng với những điều kiện môi trường cụ thể.

Để xác định mức phản ứng của một kiểu gen quy định một tính trạng nào đó ở cây trồng, người ta phải thực hiện theo trình tự các bước là:

A. (1) → (2) → (3) → (4)

B. (3) → (1) → (2) → (4)

C. (1) → (3) → (2) → (4)

D. (3) → (2) → (1) → (4)

Câu 6: Hiện tượng nào dưới đây là ví dụ về sự mềm dẻo kiểu hình?

A. Tắc kè hoa thay đổi màu sắc theo nền môi trường.

B. Bố mẹ bình thường sinh ra con bạch tạng.

C. Lợn con sinh ra có vành tai xẻ thùy, chân dị dạng.

D. Trên cây hoa giấy đỏ xuất hiện cành hoa trắng.

Câu 7: Cho các phát biểu sau đây vè mức phản ứng:

(1) Mức phản ứng là tập hợp các kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng với điều kiện môi trường.

(2) Mức phản ứng là kết quả sự tự điều chỉnh của kiểu hình trong giới hạn tương ứng với môi trường.

(3) Tính trạng số lượng có mức phản ứng rộng, tính trạng chất lượng có mức phản ứng hẹp.

(4) Mức phản ứng do môi trường quy định, không di truyền.

Hãy đánh giá tính chính xác của các phát biểu trên.

A. (1) sai, (2) đúng, (3) sai, (4) đúng

B. (1) sai, (2) đúng, (3) sai, (4) sai

C. (1) đúng, (2) sai, (3) đúng, (4) sai

D. (1) đúng, (2) sai, (3) sai, (4) đúng

Câu 8: Ở hoa anh thảo (Primula sinensis), alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng. Các nhà khoa học đã tiến hành thí nghiệm:

- Thí nghiệm 1: Đem cây có kiểu gen AA trồng ở môi trường có nhiệt độ 20°C thì ra hoa đỏ, khi trồng ở môi trường có nhiệt độ 35°C thì ra hoa trắng. Thế hệ sau của cây hoa trắng này đem trồng ở môi trường có nhiệt độ 20°C thì lại ra hoa đỏ.

- Thí nghiệm 2: Đem cây có kiểu gen aa trông ở môi trường có nhiệt độ 20°C hay 35°C đều ra hoa trắng.

Trong các kết luận sau được rút ra khi phân tích kết quả của các thí nghiệm trên, có bao nhiêu kết luận đúng?

(1) Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến sự biểu hiện của kiểu gen AA.

(2) Cây có kiểu gen AA khi trồng ở môi trường có nhiệt độ 35°C ra hoa trắng. Thế hệ sau của cây hoa trắng này đem trồng ở môi trường có nhiệt độ 20°C thì lại ra hoa đỏ, điều này chứng tỏ bố mẹ không truyền cho con tính trạng đã hình thành sẵn

(3) Nhiệt độ môi trường là 20°C hay 35°C không làm thay đổi sự biểu hiện của kiểu gen Aa.

(4) Nhiệt độ cao làm cho alen quy định hoa đỏ bị đột biến thành alen quy định hoa trắng, nhiệt độ thấp làm cho alen quy định hoa trắng bị đột biến thành alen quy định hoa đỏ.

(5) Kiểu gen quy định khả năng phản ứng của cơ thể trước môi trường, kiểu hình là kết quả của sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường.

(6) Hiện tượng thay đổi màu hoa của cây có kiểu gen AA trước các điều kiện môi trường khác nhau gọi là sự mềm dẻo kiểu hình (thường biến).

A. 3 B. 4

C. 2 D. 5