Sinh học 12 Bài 13: Ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện của gen

 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

- 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:

• 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

a. Khái niệm mức phản ứng của kiểu gen

- Là Tập hợp các kiểu hình của cùng 1 KG tương ứng với các môi trường khác nhau gọi là mức phản ứng của một KG

- 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

b. Đặc điểm của mức phản ứng

- Do gen quy định, trong cùng 1 KG mỗi gen có mức phản ứng riêng

- Di truyền được vì do KG quy định

- Thay đổi theo từng loại tính trạng

c. Phương pháp xác định mức phản ứng

Để xác định mức phản ứng của 1 kiểu gen cần phải tạo ra các cá thể SV có cùng 1 kiểu gen, theo dõi đặc điểm của chúng trong những điều kiện môi trường khác nhau

d. Sự mềm dẻo về kiểu hình

- Hiện tượng một KG có thể thay đổi KH trước những điều kiện môi trường khác nhau gọi là sự mềm dẻo về KH (hay còn gọi là thường biến)

- Ví dụ:

- Nguyên nhân: Do sự tự điều chỉnh về sinh lí giúp sinh vật thích nghi với những thay đổi của môi trường

- Mỗi KG chỉ có thể điều chỉnh kiểu hình của mình trong 1 phạm vi nhất định

- Đặc điểm: Có tính đồng loạt, theo hướng xác định tương ứng với điều kiện môi trường, không di truyền

e. Ý nghĩa của mức phản ứng

Giống → kỹ thuật → năng suất

• Đẩy mạnh việc thực hiện: chọn, cải tạo và lai giống
• Tăng cường các biện pháp kỹ thuật xử lí, chăm sóc, phòng trừ bệnh,...
• Xác định thời gian thu hoạch

Câu 1: Theo em nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến sự biểu hiện của gen tổng hợp melanin như thế nào?

Hướng dẫn giải

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 mêlanin làm cho lông đen.Trong khi 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 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 mêlanin không tổng hợp được mêlanin nên lông có màu trắng.

Câu 2: Hãy tìm thêm các ví dụ về mức độ biểu hiện của kiểu gen phụ thuộc vào điều kiện môi trường?

Hướng dẫn giải

• Ví dụ 1: Cây hoa anh thảo (Primula sinensis) có giống hoa đỏ thuần chủng AA và hoa trắng thuần chủng aa. Khi đem cây thuộc giống hoa đỏ thuần chủng trồng ở 35°C thì ra hoa trắng. Thế hệ sau của cây hoa trắng này trồng ở 20°C lại cho hoa màu đỏ. Trong khi đó giống hoa màu trắng trồng ở 20°C và 35°C đều chỉ cho hoa trắng.
• Ví dụ 2: 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.
• Ví dụ 3: 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 4: hoa cẩm tú cầu có màu sắc thay đổi phụ thuộc pH của môi trường đất.

Câu 1: Vận dụng khái niệm "mức phản ứng" để phân tích vai trò của giống và kĩ thuật sản xuất trong việc tăng năng suất vật nuôi và cây trồng?

Câu 2: 

1. Người ta đã cắt một cây thành nhiều đoạn, mỗi đoạn được đem trồng vào nơi có điều kiện chiếu sáng khác nhau. Các đoạn này đã phát triển thành các cây trưởng thành khác nhau về kích thước và số cụm hoa.

a) Các cây này có kiểu gen giống nhau hay khác nhau? Giải thích.

b) Liệu có lí do để xác định rằng điều kiện chiếu sáng đã làm biến đổi kiểu gen của các cây này hay không? Giải thích.

c) Hãy xác định những nguyên nhân khác có thể của biến đổi này.

2. Cây đã mọc lên những cụm hoa màu xanh đẹp. Từ cây này đã cắt đoạn đem trồng vào những vườn khác và cụm hoa đầu tiên được tạo ra lại có màu hồng. Cây tiếp tục mọc hoa màu hồng trong một số vụ, khi cắt các đoạn cây này đem trồng trở lại vào vườn ban đầu thì chúng lại mọc ra những cụm hoa xanh.

a) Đây có phải là đột biến không? Giải thích.

b) Trong điều kiện ánh sáng tiếp tục như vậy, bạn có cho rằng nó là nguyên nhân của biến đổi này hay không?

Câu 1: Mức phản ứng của kiểu gen sẽ thay đổi trong trường hợp nào sau đây?

A. Nguồn thức ăn thay đổi

B. Nhiệt độ môi trường thay đổi

C. Độ ẩm môi trường thay đổi

D. Kiểu gen bị thay đổi

Câu 2: Trong các trường hợp sau đây, trường hợp nào là thường biến?

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

B. Bố mẹ bình thường nhưng sinh con bạch tạng

C. lượng hồng cầu trong máu tăng khi người lên sống ở vùng núi cao

D. Trẻ em sinh ra khóc tiếng mèo kêu

Câu 3: Biến đổi nào sau đây không phải là thường biến?

A. Xù lông khi gặp trời lạnh

B. Thể bạch tạng ở cây lúa

C. Hồng cầu tăng khi di chuyển lên vùng cao

D. Tắc kè đổi màu theo nền môi trường

Câu 4: Nhận xét nào sau đây không đúng về mức phản ứng?

A. Mức phản ứng là giới hạn thường biến của một kiểu gen trước những điều kiện môi trường khác nhau

B. Mức phản ứng của một tính trạng do kiểu gen quy định

C. Tính trạng số lượng thường có mức phản ứng rộng, tính trạng chất lượng thường có mức phản ứng hẹp

D. Năng suất vật nuôi, cây trồng phụ thuộc chủ yếu vào mức phản ứng ít phụ thuộc vào môi trường

Sau khi học xong bài này các em cần:

• Nêu được những ảnh hưởng của điều kiện môi trường trong và ngoài đến sự biểu hiện của gen và mối quan hệ giữa kiểu gen, môi trường và kiểu hình thông qua một ví dụ
• Nêu khái niệm mức phản ứng
• Giải thích được mối quan hệ giữa kiểu gen và môi trường trong việc hình thành kiểu hình