BÀI 10. MỐI QUAN HỆ GIỮA KIỂU GENE, MÔI TRƯỜNG VÀ KIỂU HÌNH

Mở đầu: Quan sát hình 10.1 và so sánh màu lông của con cáo bắc cực vào mùa đông và vào mùa hè. Màu sắc lông của cáo thay đổi theo mùa do ảnh hưởng của yếu tố nào?

Giải nhanh:

- Yếu tố nhiệt độ.

I. TƯƠNG TÁC GIỮA KIỂU GENE VÀ MÔI TRƯỜNG 

Câu 1: Nêu sự tương tác giữa kiểu gene và môi trường trong biểu hiện kiểu hình ở một số tính trạng của sinh vật. Cho ví dụ minh hoạ.

Giải nhanh:

- Tương tác giữa kiểu gene và môi trường là ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện của một kiểu gene.

- Ví dụ: Cáo tuyết bắc cực thường có lông màu trắng vào mùa đông lạnh và có lông màu sẫm hơn vào mùa hè; mèo Xiêm (Siamese) có kiểu gene đột biến mẫn cảm với nhiệt độ, có lông màu trắng ở các phần cơ thể ẩm ấm và lông màu đen sẫm ở các phần cơ thể lạnh hơn như chân, đuôi, tai,...

Câu 2: Tính trạng năng suất ở vật nuôi, cây trồng có mức biến dị khác nhau phụ thuộc vào các nhân tố nào?

Giải nhanh:

Tính trạng năng suất ở vật nuôi và cây trồng phụ thuộc vào kiểu gene, môi trường và tương tác giữa kiểu gene và môi trường.

Tìm hiểu thêm: Hãy tìm hiểu ảnh hưởng của các nhân tố (giống, điều kiện chăm sóc) đối với hiệu quả chăn nuôi lợn, gà,...; trồng lúa, ngô,... ở địa phương em.

Giải nhanh:

Giống ngô lai F1 NK7328 BT/GT chịu hạn tốt, kháng sâu đục thân và kháng lại thuốc diệt cỏ glyphosate. Năng suất sinh khối cao, trái và tinh bột cao.

Luyện tập: Giải thích vì sao điều kiện sống (chế độ dinh dưỡng, tập luyện,..) có thể ảnh hưởng đến khả năng biểu hiện chiều cao tối đa của một người.

Giải nhanh:

Chiều cao của một người bị ảnh hưởng bởi kiểu gene và môi trường. Kiểu gene đóng vai trò quan trong nhất, quy định chiều cao tối đa con người có thể đạt được. Môi trường thuận lợi sẽ giúp chiều cao phát triển mạnh trong khoảng mà gene quy định và ngược lại.

II. MỨC PHẢN ỨNG

Câu 1: Quan sát hình 10.3 và mô tả sự biến đổi về số lượng mắt đơn cấu thành mắt kép của ruồi giấm ở các nhiệt độ khác nhau. 

Giải nhanh:

Nhiệt độ càng cao thì sự biến đổi về số lượng mắt đơn cấu thành mắt kép của ruồi giấm càng giảm. 

Luyện tập: So sánh chiều cao của mỗi dòng cỏ thi (hình 10.4) ở các độ cao khác nhau để xác định trong ba dòng, dòng nào có mức phản ứng rộng nhất, dòng nào có mức phản ứng hẹp nhất.

Giải nhanh:

- Dòng 4 có mức phản ứng hẹp nhất.

- Dòng 23 có mức phản ứng rộng nhất.

Câu 2: Trình bày bản chất di truyền của mức phản ứng. Nêu ví dụ minh hoạ.

Giải nhanh:

- Mức phản ứng có bản chất di truyền được di truyền qua các thế hệ ở sinh vật (hay còn gọi là kiểu gen).

- Ví dụ: Hoa cẩm tú cầu có mức phản ứng liên quan đến khả năng thay đổi màu hoa khi được trồng ở đất có pH khác nhau là một tính trạng di truyền đặc trưng ở loài cây này. Ở pH đất từ 4,5 đến 5,0, hoa có màu xanh. Ở pH đất là 6,5, hấp thu Al bị giảm và hoa có màu hồng và đỏ. Ở pH đất lớn hơn 7,0, hoa có màu tím.

III. ỨNG DỤNG THỰC TIỄN CỦA THƯỜNG BIẾN VÀ MỨC PHẢN ỨNG

Câu 1: Nêu các ví dụ minh hoạ ứng dụng hiểu biết về thường biến và mức phản ứng trong đời sống và sản xuất.

Giải nhanh:

Nhà chăn nuôi lựa chọn giống lợn phù hợp với mục đích nuôi nhờ vào các đặc điểm di truyền như sau:

- Giống lợn Móng Cái đẻ được 10 - 14 con/lứa, trong khi giống lợn Bản và Cỏ chỉ đẻ 6 - 7 con/lứa.

- Giống lợn ngoại Landrace có thể đạt 80 - 100 kg sau 5 - 6 tháng nuôi, trong khi giống lợn Ỉ chỉ đạt tối đa 40 - 50 kg sau 12 tháng nuôi.

Các kĩ thuật chăn nuôi và trồng trọt được áp dụng phù hợp với đặc tính di truyền của từng giống để đạt hiệu quả cao và tránh lãng phí.

Luyện tập: Các tính trạng như chiều cao cây và năng suất hạt có luôn tăng tỉ lệ thuận với việc tăng hàm lượng dinh dưỡng cho cây trồng hay không? Vì sao?

Giải nhanh:

Các tính trạng như chiều cao cây và năng suất hạt không luôn tăng tỉ lệ thuận với việc tăng hàm lượng dinh dưỡng cho cây trồng, vì chúng được quy định bởi gene và có giới hạn riêng.

IV. THỰC HÀNH TRỒNG CÂY ĐỂ CHỨNG MINH THƯỜNG BIẾN

1. Cơ sở lí thuyết

Các cá thể có cùng một kiểu gene có thể biểu hiện thành các kiểu hình khác nhau ở những môi trường khác nhau, phụ thuộc mức phản ứng của kiểu gene đó.

2. Các bước tiến hành

• Chuẩn bị:

• Dụng cụ: chậu trồng cây, giá thể (cát sạch, xơ dừa), cốc đong 50 mL có chia vạch, thước đo chính xác đến 1 mm, phương tiện chụp ảnh, bút, giấy.

• Hoá chất: nước sạch, 2 L dung dịch phân NPK (nồng độ pha trong nước: 1g/L).

• Mẫu vật: 20 cây khoai lang (nguồn gốc từ giâm hom một củ khoai lang) có chiều cao 10 cm. Mỗi cây trồng trong một chậu riêng biệt hoặc trồng trong khay (5 cây/chậu (khay), mật độ 20 × 20 cm).

• Tiến hành:

• Đặt các chậu hoặc khay trồng cây ra ngoài sáng.

• Chia các cây thành 2 lô (lô 1 và lô 2), mỗi lô trồng 10 cây, đánh số thứ tự các cây (từ 1 đến 10) theo từng lô.

• Xác định kích thước cây: đo chiều dài thân, đếm số lá ở thời điểm bắt đầu trồng (ngày 1). Chụp ảnh.

• Chế độ chăm sóc:

• Lô 1: Vào ngày 1, tưới 50 mL nước sạch/cây. Từ ngày 2, mỗi ngày tưới đủ ẩm 30 50 mL nước sạch/cây, đều nhau giữa các cây.

• Lô 2: Vào ngày 1, tưới 50 mL dung dịch phân NPK/cây (tưới vào gốc cây). Từ ngày 2, mỗi ngày tưới đủ ẩm 30 – 50 mL nước sạch/cây, đều nhau giữa các cây.

• Lặp lại ở ngày 10 với lượng nước (lô 1) hoặc dung dịch phân NPK (lô 2) như trên. 

• Theo dõi sự sinh trưởng của cây: đo chiều dài thân cây, ghi số lá cây ở lô 1 và lộ 2 ở các thời điểm sau 1, 2 và 3 tuần. Chụp ảnh.

• Vẽ biểu đồ sinh trưởng của cây ở mỗi lô và trình bày cùng báo cáo.

3. Báo cáo

Câu 1: Nhận xét về sự sinh trưởng của các cây ở lô 1 và lô 2.

Giải nhanh:

Cây lô 2 có khả năng sinh trưởng tốt hơn cây ở lô 1.

Câu 2: Giải thích sự khác nhau về các đặc điểm chiều cao cây, số lá/cây ở lô 1 và lô 2.

Giải nhanh:

Do cây ở lô 2 được bón phân đầy đủ hơn cây ở lô 1 nên phát triển mạnh hơn.

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

- Tên thí nghiệm: Trồng cây để chứng minh thường biến. 

- Nhóm thực hiện:

- Kết quả và thảo luận: cây trồng ở hai lô phát triển khác nhau.

- Giải thích: Do cây ở lô 2 được bón phân đầy đủ hơn cây ở lô 1 nên phát triển mạnh hơn.

- Kết luận: phân bón là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng.

Vận dụng: 

- Hiểu biết về vai trò của môi trường đối với sự biểu hiện kiểu hình ở người có kiểu gene gây bệnh có ý nghĩa như thế nào đối với việc chăm sóc sức khoẻ?

- Hãy nêu ví dụ về một biện pháp cải tiến năng suất trong trồng trọt hoặc chăn nuôi.

Giải nhanh:

- Hiểu biết về vai trò của môi trường đối với sự biểu hiện kiểu hình ở người có kiểu gene gây bệnh giúp mọi người hiểu rõ hơn về các tác nhân gây ảnh hưởng đến sức khỏe và bệnh tật, từ đó áp dụng biện pháp phòng ngừa và chăm sóc sức khỏe hợp lý.

- Ví dụ: Việc bón phân đầy đủ trong nông nghiệp, trồng cây cùng với các cây họ Đậu để cải thiện sự phát triển và chống lại các tác nhân gây bệnh là những ví dụ điển hình.