Lý thuyết Sinh 12-loga.vn Ảnh hưởng của môi trường lên 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 thuộc pH của đất.  Kiểu 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 => 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: màu da dễ bị thay đổi bởi môi trường  mức phản ứng rộng; nhóm máu, màu tóc ít bị ảnh hưởng bởi môi trường => 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 vận dụng

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

 

-        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 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

 

Thường biến	Đột biến
-        Biến đổi kiểu hình không liên quan đến biến đổi kiểu gen -        Mang tính đồng loạt, theo hướng xác định thích ứng với môi trường -        Thường có lợi -        Không di truyền được	-        Biến đổi kiểu gen dẫn đến thay đổi kiểu hình -        Mang tính cá biệt, xuất hiện ngẫu nhiên, không định hướng -        Thường có hại, một số có lợi -        Di truyền được

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 viết gợi ý: