Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền – Sinh Học Lớp 12
Bài 13: Ảnh Hưởng Của Môi Trường Lên Sự Biểu Hiện Của Gen
Nội dung Bài 13: Ảnh Hưởng Của Môi Trường Lên Sự Biểu Hiện Của Gen thuộc Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền môn Sinh Học Lớp 12. Sau bài học này các bạn có khả năng hình thành khái niệm về mức phản ứng, sự mềm dẻo về kiểu hình và ý nghĩa của chúng. Thấy được vai trò của kiểu gen và vai trò cua môi trường đối với kiểu hình. Nêu được mối qua hệ giữa kiểu gen, môi trường trong sự hình thành tính trạng của cơ thể sinh vật và ý nghĩa của mối quan hệ đó trong sản xuất và đời sống. Hình thành năng lực khái quát hoá.
– Tập hợp các kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng với các môi trường khác nhau được gọi là mức phản ứng của kiểu gen.
– Hiện tượng kiểu hình của một cơ thể có thể thay đổi trước các điều kiện môi trường khác nhau được gọi là sự mềm dẻo kiểu hình.HocTapHay.Com
I. Mối Quan Hệ Giữa Gen Và Tính Trạng
Trong các thí nghiệm lai của mình, Menđen đã may mắn khi chọn được các tính trạng rất ít phụ thuộc vào điều kiện môi trường (tính trạng chất lượng). Giống đậu Hà Lan hoa đỏ trồng trong điều kiện nào cũng cho ra hoa đỏ. Trong trường hợp này, mối quan hệ giữa gen và tính trạng khá đơn giản. Thực tế, mối quan hệ giữa gen và tính trạng rất phức tạp và bị nhiều yếu tố chi phối. Ta có thể thấy mối quan hệ này qua sơ đồ sau:
Gen (ADN) → mARN → Pôlipeptit → Prôtêin → Tính trạng
Gen là một trình tự nuclêôtit cụ thể quy định trình tự của các axit amin trên chuỗi pôlipeptit. Từng chuỗi pôlipeptit riêng biệt hoặc kết hợp với nhau tạo nên một phân tử prôtêin. Các prôtêin quy định các đặc điểm của tế bào, tế bào lại quy định đặc điểm của các mô và sau đó là cơ quan. Các cơ quan lại quy định đặc điểm hình thái, sinh lí của cơ thể. 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
Nhiều yếu tố của môi trường có thể ảnh hưởng đến sự biểu hiện của kiểu gen. Để làm sáng tỏ điều này, chúng ta hãy xét một số ví dụ sau:
Ví dụ 1: 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. Tại sao các tế bào của cùng một cơ thể, có cùng một kiểu gen nhưng lại biểu hiện ra những kiểu hình khác nhau ở các bộ phận cơ thể khác nhau? Các nhà khoa học cho rằng những tế bào ở đầu mút cơ thể có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ở tế bào của phần thân nên chúng có khả năng tổng hợp được sắc tố melanin làm cho lông đen. Trong khi đó, các tế bào ở vùng thân có nhiệt độ cao hơn nhưng các gen của chúng lại không được biểu hiện (không tổng hợp được sắc tố melanin) nên lông có màu trắng. Để chứng minh giả thuyết này, người ta đã cạo phần lông trắng trên lưng thỏ và buộc vào đó một cục nước đá. Tại vị trí này, lông mọc lên lại có màu đen.
Câu hỏi 1 bài 13 trang 56 SGK sinh học lớp 12: Theo em nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến sự biểu hiện của gen tổng hợp mêlanin như thế nào?
Giải: Các vùng thân trên cơ thể thỏ có lông màu trắng nhưng các đầu mút tai, đuôi, chi lại có lông màu đen.
Những tế bào ở đầu mút cơ thể có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ở phần thân nên chúng có khả năng tổng hợp được sắc tố mêlanin làm cho lông đen. Các tế bào ở vùng thân có nhiệt độ cao hơn nhưng gen của chúng lại không được biểu hiện (không tổng hợp được sắc tố mêlanin) nên lông có màu trắng.
→ 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 protein 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.
→ Nhiệt độ cao làm các gen tổng hợp melanin không biểu hiện được nên lông có màu trắng.
Ví dụ 2: 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 tuỳ thuộc vào độ pH của đất. Trong trường hợp này, các cây tuy có cùng kiểu gen nhưng mức độ biểu hiện ra kiểu hình ở các cây là khác nhau.
Câu hỏi 2 bài 13 trang 56 SGK sinh học lớp 12: Hãy tìm thêm các ví dụ về mức độ biểu hiện của kiểu gen phụ thuộc vào điều kiện môi trường.
Giải: Tập hợp các kiểu hình của cùng 1 kiểu gen tương ứng với các môi trường khác nhau gọi là mức phản ứng của một kiểu gen.
– Lá cây rau mác trong 3 môi trường cho 3 dạng lá khác nhau:
+ Môi trường trên cạn: Lá có hình mũi mác.
+ Môi trường dưới nước: Có thêm lá hình bản dài.
+ Môi trường chìm trong nước: Chỉ có lá hình bản dài.
– Thỏ, chồn, cáo ở xứ lạnh:
+ Mùa đông: Lông trắng, dày.
+ Mùa hè: Lông vàng, thưa.
Ví dụ 3: Ở người, bệnh phêninkêtô niệu do một gen lặn nằm trên NST thường quy định. Bệnh này do rối loạn chuyển hoá axit amin phêninalanin. Nếu không được phát hiện và chữa trị kịp thời thì trẻ em bị bệnh sẽ bị thiểu năng trí tuệ và một loạt những rối loạn khác. Tuy nhiên, nếu phát hiện sớm và áp dụng chế độ ăn kiêng giảm bớt thức ăn có chứa phêninalanin thì trẻ em có thể phát triển bình thường.
III. Mức Phản Ứng Của Kiểu Gen
Cùng một kiểu gen nhưng có thể cho một dãy các kiểu hình khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện môi trường. Người ta gọi 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.
Kiểu gen 1 + môi trường 1 → kiểu hình 1
Kiểu gen 1 + môi trường 2 → kiểu hình 2
Kiểu gen 1 + môi trường 3 → kiểu hình 3
….
Kiểu gen 1 + môi trường n → kiểu hình n
Tập hợp các kiểu hình 1, 2, 3,… n nói trên của kiểu gen 1 tương ứng với n điều kiện môi trường được gọi là mức phản ứng của kiểu gen 1.
Những tính trạng có mức phản ứng rộng thường là những tính trạng số lượng như các tính trạng năng suất, khối lượng, tốc độ sinh trưởng, sản lượng trứng và sữa,… Những con bò có cùng một kiểu gen nhưng nếu điều kiện chăn nuôi khác nhau có thể cho sản lượng sữa rất khác nhau.
Để xác định được mức phản ứng của một kiểu gen cần phải tạo ra được các cá thể sinh vật có cùng một kiểu gen. Đối với những loài cây có khả năng sinh sản sinh dưỡng, có thể dễ dàng xác định được mức phản ứng của một kiểu gen bằng cách cắt các cành của cùng một cây đem trồng trong những điều kiện môi trường khác nhau rồi theo dõi các đặc điểm của chúng.
Câu hỏi 3 bài 13 trang 57 SGK sinh học lớp 12: 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?
Giải: Cùng 1 giống lúa duy nhất có nghĩa là các cây đều có kiểu gen giống nhau và mức phản ứng giống nhau với môi trường.
Bởi vì khi môi trường thay đổi theo hướng bất lợi có thể dẫn đến mất mùa vì tất cả các cây đều có kiểu gen giống nhau nên phản ứng giống nhau khi môi trường thay đổi có khả năng chết hàng loạt gây mất mùa.
Hiện tượng một kiểu gen có thể thay đổi kiểu hình trước các điều kiện môi trường khác nhau được gọi là sự mềm dẻo kiểu hình (hay còn gọi là thường biến).
Sự mềm dẻo kiểu hình có được là do có sự tự điều chỉnh về sinh lí giúp sinh vật thích nghi với sự thay đổi của môi trường. Tuy nhiên, mức độ mềm dẻo của kiểu hình lại phụ thuộc vào kiểu gen. Mỗi kiểu gen chỉ có thể điều chỉnh kiểu hình của mình trong một phạm vi nhất định.
Câu Hỏi Và Bài Tập
Hướng dẫn giải bài tập SGK Bài 13: Ảnh Hưởng Của Môi Trường Lên Sự Biểu Hiện Của Gen thuộc Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền môn Sinh Học Lớp 12. Các bài giải có kèm theo phương pháp giải và cách giải khác nhau.
Bài Tập 1 Trang 58 SGK Sinh Học Lớp 12
Thế nào là mức phản ứng của một kiểu gen?
Bài Tập 2 Trang 58 SGK Sinh Học Lớp 12
Muốn nghiên cứu mức phản ứng của một kiểu gen nào đó ở động vật, ta cần phải làm gì?
Bài Tập 3 Trang 58 SGK Sinh Học Lớp 12
Nói: Cô ấy được mẹ truyền cho tính trạng “má lum đồng tiền” có chính xác không? Nếu cần thì phải sửa lại câu nói này như thế nào?
Bài Tập 4 Trang 58 SGK Sinh Học Lớp 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 công ti giống đã cung cấp hạt giống đúng tiêu chuẩn. Hãy giải thích nguyên nhân dẫn đến tình trạng cây ngô không cho hạt trong trường hợp trên.
Tóm Tắt Lý Thuyết
Lý thuyết Bài 13: Ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện của gen sách giáo khoa Sinh học 12 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu có sơ đồ tư duy.
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 quy định khả năng phản ứng của cơ thể trước điều kiện môi trường.
– Với cùng một kiểu gen nhưng trong những điều kiện môi trường khác nhau cho những kiểu hình khác nhau.
– Kiểu hình là kết quả của sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường.
– Sự biểu hiện của 1 tính trạng ra ngoài thành kiểu hình ngoài phụ thuộc kiểu gen còn phụ thuộc: môi trường trong, môi trường ngoài, loại tính trạng.
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.
Những biến đổi kiểu hình của cùng một kiểu gen,phát sinh trong quá trình phát triển cá thể dưới ảnh hưởng của điều kiện môi trường, không do biến đổi trong kiểu gen được gọi là thường biến.
III. Mức Phản Ứng Của Kiểu Gen
1. Khái niệm
Tập hợp các kiểu hình của cùng 1 kiểu gen tương ứng với các môi trường khác nhau gọi là mức phản ứng của một kiểu gen.
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.
2. Đặc điểm của mức phản ứng
– Do gen quy định, trong cùng 1 kiểu gen mỗi gen có mức phản ứng riêng.
– Di truyền được vì do kiểu gen quy định.
– Thay đổi theo từng loại tính trạng.
3. Sự mềm dẻo về kiểu hình
Hiện tượng một kiểu gen có thể thay đổi kiểu hình trước những điều kiện môi trường khác nhau gọi là sự mềm dẻo về kiểu hình (hay còn gọi là thường biến).
4. Ý nghĩa của việc nghiên cứu mức phản ứng
Tìm được kiểu hình mong muốn từ kiểu gen, có biện pháp chăm sóc thích hợp để tăng năng suất.
Ở trên là nội dung Bài 13: Ảnh Hưởng Của Môi Trường Lên Sự Biểu Hiện Của Gen thuộc Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền môn Sinh Học Lớp 12. Sau bài học này các bạn có khả năng hình thành khái niệm về mức phản ứng, sự mềm dẻo về kiểu hình và ý nghĩa của chúng. Thấy được vai trò của kiểu gen và vai trò cua môi trường đối với kiểu hình. Nêu được mối qua hệ giữa kiểu gen, môi trường trong sự hình thành tính trạng của cơ thể sinh vật và ý nghĩa của mối quan hệ đó trong sản xuất và đời sống. Chúc các bạn học tốt Sinh Học Lớp 12.
Bài Tập Liên Quan:
- Bài 15: Bài Tập Chương I Và Chương II
- Bài 14: Thực Hành: Lai Giống
- Bài 12: Di Truyền Liên Kết Với Giới Tính Và Di Truyền Ngoài Nhân
- Bài 11: Liên Kết Gen Và Hoán Vị Gen
- Bài 10: Tương Tác Gen Và Tác Động Đa Hiệu Của Gen
- Bài 9: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li Độc Lập
- Bài 8: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li
Trả lời