BÀI 10. MỐI QUAN HỆ GIỮA KIỂU GENE, MÔI TRƯỜNG VÀ KIỂU HÌNH
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 10. MỐI QUAN HỆ GIỮA KIỂU GENE, MÔI TRƯỜNG VÀ KIỂU HÌNH
Khởi động
Giới thiệu bài
Ảnh
Giới thiệu bài
Mục tiêu
Ảnh
Mục tiêu:
Phân tích được sự tương tác giữa kiểu gene và môi trường. Nêu được khái niệm mức phản ứng. Lấy được các ví dụ minh họa. Trình bày được bản chất di truyền là di truyền mức phản ứng. Vận dụng được hiểu biết về thường biến và mức phản ứng của một kiểu gene giải thích một số ứng dụng trong thực tiễn. Thực hành trồng cây chứng minh được thường biến.
Khởi động
Ảnh
Khởi động
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?
Ảnh
Tương tác giữa kiểu gene và môi trường
Tương tác giữa kiểu gene và môi trường
Ảnh
Tương tác giữa kiểu gene và môi trường:
+ Tương tác giữa kiểu gene và môi trường là ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện thành kiểu hình của một kiểu gene. Với đa số tính trạng đơn gene, một kiểu gene thường biểu hiện thành một kiểu hình do không bị ảnh hưởng bởi môi trường. Tuy nhiên, một số tính trạng đơn gene có thể chịu ảnh hưởng của môi trường khác nhau. + Tính trạng đa gene do nhiều gene chi phối. Các tính trạng đa gene chịu sự ảnh hưởng đáng kể của yếu tố môi trường và có mức biến dị cao. Do vậy, một kiểu gene quy định tính trạng đa gene có thể biểu hiện thành các kiểu hình khác nhau ở các môi trường khác nhau. + Sự biến đổi về kiểu hình của cùng một kiểu gene ở các môi trường khác nhau được gọi là thường biến.
Câu hỏi 1
Ảnh
Câu hỏi: 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?
Trả lời: + Tương tác giữa kiểu gene và môi trường là ảnh hưởng của mỗi trường lên sự biểu hiện thành kiểu hình của một kiểu gene. + Ví dụ: Cáo tuyết bắc cực thường có lông màu trắng vào mùa đông lạnh, có lông màu sẫm hơn khi ở mùa hè; mèo Xiêm (Siamese) có kiểu gene đột biến mẫn cảm nhiệt độ có lông màu trắng ở các phần cơ thể ẩm nóng, lông màu đen sẫm ở các phần cơ thể lạnh hơn như chân, đuôi, tai,.....
Hình 10.2
Ảnh
Ảnh
Câu hỏi 2
Ảnh
Câu hỏi: Tính trạng năng suất ở vật nuôi, cây trồng có mức biến dị khác nhau phụ thuộc vào các nhân tố nào?
Trả lời: + Tính trạng năng suất ở vật nuôi, cây trồng có mức biến dị khác nhau phụ thuộc vào kiểu gene, môi trường và sự tương tác giữa kiểu gene và môi trường.
Tình huống
Ảnh
Câu hỏi: 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?
Trả lời: + 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.
Mức phản ứng
1. Khái niệm
Ảnh
1. Khái niệm:
+ Mức phản ứng là tập hợp kiểu hình của các cá thể có cùng một kiểu gene tương ứng với phạm vi biến đổi của các điều kiện môi trường sống khác nhau. Mức phản ứng cho biết ảnh hưởng của sự thay đổi môi trường đối với kiểu hình ở sinh vật. + Để xác định mức phản ứng, có thể theo dõi và ghi nhận kiểu hình của các cá thể có cùng một kiểu gene khi được nuôi, trồng ở một dãy điều kiện môi trường. + Sự tương tác giữa kiểu gene và môi trường sống của sinh vật được quan sát thông qua việc lập biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa sự thay đổi môi trường và biến đổi kiểu hình.
- Hình 10.3
Ảnh
- Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: 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?
Trả lời: + Nhiệt độ càng cao thì sự biến đổi về số lượng mắt đơn cấu thành mắt kép của ruồi giấm càng giảm.
- Tình huống
Ảnh
Câu hỏi: 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?
Trả lời: + Dòng 4 có mức phản ứng hẹp nhất. + Dòng 23 có mức phản ứng rộng nhất.
Ảnh
2. Bản chất di truyền của mức phản ứng
Ảnh
2. Bản chất di truyền của mức phản ứng:
- Kiểu gene mang thông tin di truyền, thông qua phiên mã tạo ra RNA và dịch mã tạo ra chuỗi polypeptide cấu thành protein. Protein thực hiện chức năng và biểu hiện thành kiểu hình mỗi tính trạng. Kiểu gene quy định kiểu hình ở sinh vật, từ đó quy định mức phản ứng. Nói cách khác, mức phản ứng có bản chất di truyền và được di truyền qua các thế hệ ở sinh vật. - 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.
- Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Trình bày bản chất di truyền của mức phản ứng. Nêu ví dụ minh hoạ?
Trả lời: + Mức phản ứng có bản chất di truyền được di truyền qua các thế hệ ở sinh vật (hay nói cách khác 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 tỉnh trạng di truyền đặc trưng ở loài cây này. Khi được trồng ở đất có độ pH khác nhau, các cây hoa cẩm tú cầu với cùng kiểu gene biểu hiện các màu hoa khác nhau. Với pH của đất là từ 4,5 đến 5,0, hoa có màu xanh. Ở pH là 6,5, sự hấp thu Al bị giảm và hoa có màu hồng và đỏ. Ở pH > 7,0, hoa cỏ màu tím.
Ứng dụng thực tiễn của thường biến và mức phản ứng
Ứng dụng thực tiễn của thường biến và mức phản ứng
Ảnh
Ứng dụng thực tiễn của thường biến và mức phản ứng:
+ Hiểu biết về tương tác giữa môi trường và kiểu gene của tính trạng đa gene trong sự biểu hiện kiểu hình có ý nghĩa qun trọng và được ứng dụng vào thực tiễn. Thường biến được áp dụng trong chăn nuôi, trồng trọt để đạt được năng suất tối đa. + Việc áp dụng đúng quy trình kĩ thuật có thể giúp tăng năng suất, tăng chất lượng sản phẩm của cùng một loại giống cây trồng hoặc vật nuôi. Các yếu tố môi trường như chế độ dinh dưỡng, chăm sóc y tế,...có thể tác động tích cực đối với sự biểu hiện kiểu hình của kiểu gene gây bệnh.
- Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Nêu các ví dụ minh hoạ ứng dụng hiểu biết về thường biến và mức phản ứng trong đời sống và sản xuất?
Trả lời: + Ví dụ: Giống lợn Móng Cái có thể đẻ 10 - 14 con/lứa, giống lợn Bản và lợn Cỏ chỉ đẻ 6 - 7 con/lứa; giống lợn ngoại Landrace có thể đạt 80 - 100 kg sau 5 - 6 tháng nhưng giống lợn Ỉ chỉ đạt khối lượng cơ thể tối đa 40 - 50 kg khi được nuôi trên 12 tháng. Dựa trên cơ sở đó, nhà chăn nuôi lựa chọn được giống lợn phù hợp với việc nuôi để lấy thịt hoặc để gia tăng kích thước đàn vật nuôi. Bên cạnh đó, các kĩ thuật chăn nuôi, trồng trọt được áp dụng phù hợp với đặc điểm di truyền của giống để đạt hiệu quả, tránh lãng phí.
- Tình huống
Ảnh
Câu hỏi: 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?
Trả lời: + 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. Do các tính trạng đều do gene quy định và chúng có giới hạn riêng.
Thực hành trồng cây để chứng minh thường biến
Cơ sở lí thuyết
Ảnh
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.
Chuẩn bị
Ảnh
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).
Các bước tiến hành
Ảnh
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.
Báo cáo
Ảnh
Báo cáo:
1. Nhận xét về sự sinh trưởng của các cây ở lô 1 và lô 2: + Cây lô 2 có khả năng sinh trưởng tốt hơn cây ở lô 1. 2. Giải thích sự khác nhau về các đặc điểm chiều cao cây, số lá/cây ở lô 1 và lô 2: + Do cây ở lô 2 được bón phân đầy đủ hơn cây ở lô 1 nên phát triển mạnh hơn.
Luyện tập
Bài 1
Bài tập trắc nghiệm
Thường biến có thể xảy ra khi?
A. Cơ thể trưởng thành cho đến lúc chết.
B. Cơ thể còn non cho đến lúc chết.
C. Mới là hợp tử.
D. Còn là bào thai.
Bài 2
Bài tập trắc nghiệm
Yếu tố "Giống" trong sản xuất nông nghiệp tương đương với?
A. Kiểu hình.
B. Kiểu gene.
C. Năng suất.
D. Môi trường.
Bài 3
Bài tập trắc nghiệm
Biến đổi nào sau đây không phải là sự biến đổi kiểu hình?
A. Xuất hiện bạch tạng trên da.
B. Chuột sa mạc thay màu lông vàng vào mùa hè.
C. Lá cây rau mác có dạng dài, mềm mại khi ngập nước.
D. Xù lông khi trời rét của một số loài thú.
Vận dụng
Vận dụng
Ảnh
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.
Cảm ơn
Ảnh