I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM.
1. Mối quan hệ giữa kiểu gen - môi trường - kiểu hình
- Mối quan hệ:
Gen/NST [tự nhân đôi]--> phiên mã --> mARN --> dịch mã --> chuỗi polypeptide --> loại bỏ acid amin mở đầu --> protein --> tương tác với môi trường --> tính trạng [kiểu hình].
- Mối quan hệ giữa kiểu gen, môi trường, kiểu hình được thể hiện:
+ Kiểu gen quy định khả năng phản ứng của cơ thể trước điều kiện môi trường.
+ Môi trường tham gia vào sự hình thành kiểu hình cụ thẻ.
+ Kiểu hình là kết quả của sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường cụ thể.
Chú ý: Bố mẹ không truyền cho con những tính trạng đã hình thành sẵn mà chỉ truyền cho con kiểu gen.
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự biểu hiện kiểu gen [môi trường trong và ngoài]
a. Yếu tố bên trong:
- Mối quan hệ giữa các gen với nhau: gen alen [trội lặn hoàn toàn, không hoàn toàn, đồng trội, gây chết], gen không alen.
- Môi quan hệ giữa các gen trong nhân và các gen trong tế bào chất.
- Mối quan hệ giữa các gen với giới tính của cơ thể.
Ví dụ: biểu hiện của tính trạng do ảnh hưởng của giới tính như ở thể dị hợp có sự biểu hiện khác nhau ở 2 giới: ở cừu, cặp gen HH: quy định cừu có sừng, hh: quy định cừu không sừng. Kiểu gen Hh biểu hiện có sừng ở con đực và không sừng ở con cái.
Ví dụ: hiện tượng tính trạng bị hạn chế bởi giới tính. Đây là các tính trạng chỉ biểu hiện ở 1 trong 2 giới như các tính trạng về khả năng cho sữa ở bò đực hoặc khả năng đẻ trứng ở gà trống… Không được biểu hiện mặc dù cá thể này mang gen quy định tính trạng.
b. Yếu tố bên ngoài: Nhiệt độ, ánh sáng, độ pH, chất dinh dưỡng…
3. Tính trạng số lượng và tính trạng chất lượng
a. Tính trạng số lượng:
- Là loại tính trạng khi biểu hiện ra kiểu hình có thể xác định bằng cân, đo, đong, đếm…
- Thường là các tính trạng đa gen, nó chịu ảnh hưởng nhiều bởi yếu tố môi trường, ít chịu ảnh hưởng của kiểu gen, có mức phản ứng rộng.
b. Tính trạng chất lượng:
- Là những tính trạng: hình dạng, màu sắc,… ta có thể nhận biết bằng mắt thường hoặc không thể xác định bằng phương pháp cân, đo, đong, đếm… thông thường mà phải dùng 1 phương pháp khác.
- Tính trạng này chịu ảnh hưởng nhiểu bởi kiểu gen, ít ảnh hưởng bởi môi trường, có mức phản ứng hẹp.
4. Thường biến
a. Khái niệm:
Thường biến là những biến đổi về kiểu hình của cùng 1 kiểu gen, phát sinh trong quá trình phát triển của cá thể dưới ảnh hưởng của môi trường, không làm biến đổi kiểu gen nên không di truyền được. Ví dụ: lá cây lá mác…
b. Đặc điểm:
- Là biến dị đồng loạt theo 1 hướng xác định đối với các cá thể có cùng kiểu gen và sống trong điều kiện môi trường giống nhau.
- Các cá thể biến đổi tương ứng với điều kiện môi trường.
- Không làm thay đổi kiểu gen, không thể di truyền được.
- Thường biến có lợi cho đời sống cá thể, đảm bảo cho cá thể thích ứng linh hoạt với các biến đổi của điều kiện môi trường.
5. Mức phản ứng:
a. Khái niệm:
Mức phản ứng là tập hợp tất cả các kiểu hình của cùng 1 kiểu gen tương ứng với các điều kiện môi trường khác nhau.
b. Đặc điểm của mức phản ứng:
- Mức phản ứng do kiểu gen quyết định nên mức phản ứng di truyền được.
- Trong 1 kiểu gen, mỗi gen có 1 mức phản ứng riêng.
- Tính trạng số lượng có mức phản ứng rộng.
- Tính trạng chất lượng có mức phản ứng hẹp.
- Mức phản ứng về mỗi tính trạng thay đổi tùy theo kiểu gen của từng cá thể.
Chú ý: Để nghiên cứ mức phản ứng của 1 giống
+ Đối với thực vật: người ta phải tạo ra những cá thể có kiểu gen giống nhau bằng nhân giống sinh dưỡng [giâm, chiết, nuôi cấy tế bào, mô…] từ 1 cá thể ban đầu, sau đó nuôi trồng trong các môi trường khác nhau. Sau đó, tập hợp các kiểu hình khác nhau có được của kiểu gen này ở các môi trường khác nhau tạo nên mức phản ứng của kiểu gen.
+ Đối với động vật: Tạo nhiều cá thể có kiểu gen giống nhau bằng cách tách phôi, cấy truyền phôi, nhân bản vô tính…
6. Sự mềm dẻo kiểu hình, sự mềm dẻo kiểu gen.
a. Sự mềm dẻo kiểu hình [thường biến]
- Là sự phản ứng thành những kiểu hình khác nhau của cùng 1 kiểu gen trước những điều kiện môi trường khác nhau.
- Sự mềm dẻo kiểu hình có được là do sự tự điều chỉnh của kiểu gen giúp cơ thể sinh vật thích nghi với những thay đổi của điều kiện môi trường sống.
b. Sự mềm dẻo kiểu gen: được xác định bằng số kiểu hình có thể có của kiểu gen đó tương ứng với những điều kiện môi trường khác nhau.
7. Mối quan hệ giữa giống, kĩ thuật chăm sóc, năng suất của 1 giống vật nuôi, cây trồng.
- Giống: là kiểu gen quy định khả năng hình thành năng suất của 1 giống vật nuôi, cây trồng.
- Kĩ thuật sản xuất [môi trường]: quy định năng suất cụ thể của 1 giống trong mức phản ứng do kiểu gen quyết định.
- Năng suất là kết quả tác động của cả giống và kĩ thuật chăm sóc.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Bài 1:
Hãy nêu các ví dụ để làm rõ mối quan hệ giữa kiểu gen và môi trường môi trường trong việc qui định kiểu hình ở cơ thể sinh vật.
Hướng dẫn giải
1] Các ví dụ về sự tương tác giữa kiểu gen với môi trường:
Ví dụ 1: + Cạo lông trắng trên thân của thỏ Himalaya và buộc đá làm lạnh vùng đã cạo lông, sau đó thỏ mọc lông đen tại vùng này.
+ Vậy, cùng kiểu gen nhưng nếu nhiệt độ cao, thỏ mọc lông trắng; ngược lại, nếu nhiệt độ thấp, thỏ mọc lông đen.
Ví dụ 2: + Ở cây hoa cẩm tú thường cho hoa tím và đỏ. Tuy nhiên, nếu thay đổi độ pH của đất. Chúng sẽ cho các màu trung gian khác nhau giữa tím và đỏ.
+ Vậy, cùng kiểu gen nhưng màu hoa cẩm tú thay đổi tùy thuộc vào độ pH của đất.
Ví dụ 3: Ở người có kiểu gen mắc bệnh phêninkêtô niệu. Tuy nhiên, nếu phát hiện sớm và cho chế độ thức ăn, thiếu loại axit amin phêninalanin, trẻ sẽ triển triển bình thường.
2] Kết luận:
+ Bố mẹ không truyền cho con các tính trạng được hình thành sẵn, mà chỉ truyền một kiểu gen.
+ Kiểu gen qui định mức phản ứng của tính trạng.
+ Môi trường sống qui định kiểu hình cụ thể, trong giới hạn cho phép của kiểu gen.
Do vậy, có thể nói: Một tính trạng nói riêng hay kiểu hình nói chung của sinh vật là kết quả tác động tương hỗ giữa kiểu gen với môi trường sống.
Kiểu gen + Môi trường = Kiểu hình
Bài 2:
Trình bày về các biến dị không làm thay đổi cấu trúc và số lưựng NST. So sánh các loại biến dị đó.
Hướng dẫn giải
1] Thường biến và các biến dị tổ hợp:
Những biến dị không làm thay đổi cấu trúc và số lượng NST là thường biến và biến dị tổ hợp.
a] Thường biến: Thường biến là sự biến đổi kiểu hình của cùng 1 kiểu gen phát sinh trong quá trình phát triển của cá thể, dưới tác động trực tiếp của điều kiện môi trường, không liên quan gì đến biến đổi kiểu gen.
b] Biến dị tổ hợp: Là sự tổ hợp lại vật chất di truyền vốn có ở bố mẹ theo nhiều cách khác nhau trong sinh sản hữu tính.
2] So sánh thường biến và biến dị tổ hợp:
a] Giống nhau:
- Đều chịu tác động môi trường.
- Đều có sự biến đổi kiểu hình nhưng không biến đổi vật chất di truyền.
- Đều góp phần làm tăng tính đa dạng cho loài.
b] Khác nhau:
| Thường biến | Biến dị tổ hợp |
| - Không di truyền. | - Di truyền được. |
| - Biến đổi kiểu hình không liên quan đến biến đổi vật chất di truyền. | - Biến đổi kiểu hình do tổ hợp lại vật chất di truyền hay do tương tác gen |
| - Do tác động trực tiếp của điều kiện môi trường. | - Do sự phân li tổ hợp NST → phân li tổ hợp các gen trong giảm phân tương tác hay do tác động qua giữa các gen. |
| - Phát sinh trong quá trình phát triển của cá thể. | - Xuất hiện ở các thế hệ sau. |
| - Xuất hiện đồng loạt, định hướng. | - Xuất hiện ở từng cá thể, nhiều hướng. |
| - Giúp sinh vật thích nghi, nên có vai trò gián liếp trong chọn giống và tiến hóa. | - Có thể có lợi, hại, trung tính và là nguồn nguyên liệu quan trọng cung cấp cho quá trình chọn giống và tiến hóa. |
Câu hỏi:Mức phản ứng là gì?
A.Là tập hợp các kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng với các điều kiện môi trường khác nhau
B.Là giới hạn phản ứng của kiểu gen trong điều kiện môi trường khác nhau.
C.Là giới hạn phản ứng của kiểu hình trong điều kiện môi trường khác nhau.
D.Là những biến đổi đồng loạt về kiểu hình của cùng một kiểu gen.
Lời giải:
Đáp án đúng:A -Là tập hợp các kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng với các điều kiện môi trường khác nhau
Mức phản ứng là tập hợp các kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng với các điều kiện môi trường khác nhau
Giải thích:
Mức phản ứng là tập hợp các kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng với các điều kiện môi trường khác nhau
Trong ngànhdi truyền học, thuật ngữmức phản ứngcó nghĩa là tập hợp cáckiểu hìnhcủa mộtkiểu gentương ứng với cácmôi trườngkhác nhau.
Sự phản ứng thành những kiểu hình khác nhau của một kiểu gen trước những môi trường khác nhau được gọi là sự mềm dẻo kiểu hình. Sự mềm dẻo này có được là do có sự tự điều chỉnh trong cơ thể mà về bản chất là sự tự điều chỉnh của kiểu gen giúp sinh vật thích nghi với sự thay đổi của điều kiện môi trường. Mỗi kiểu gen chỉ có thể điều chỉnh kiểu hình của mình trong một phạm vi nhất định. Độ mềm dẻo của một kiểu gen được xác định bằng số kiểu hình có thể có của kiểu gen đó. Để kiểm tra mức phản ứng của một kiểu gen, người ta có thể tạo ra các cá thể có kiểu hình khác nhau từ một kiểu gen ban đầu.
Ví dụ: Giống lúa DR2 được tạo ra từ dòng tế bào [2n] biến đổi, có thể đạt năng suất tối đa gần 8 tấn/ha/vụ trong điều kiện gieo trồng tốt nhất, chỉ đạt 4,5-5 tấn/ha/vụ trong điều kiện bình thường.
Kiến thức mở rộng:
Mức phản ứng của kiểu gen
1. Khái niệm mức phản ứng của một kiểu gen:
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
- Kiểu hìnhlà tập hợp tất cả những đặc điểm [thường gọi làtính trạng] có thể quan sát được của một sinh vật.
Vì mỗi sinh vật có rất nhiều tính trạng, nên trong thực tế khi nói về kiểu hình của sinh vật thì người ta chỉ nói về một hoặc vài tính trạng của sinh vật đó đang được xét đến.Ví dụ như khi nói về màu mắt của người, ta có thể nói anh X có kiểu hình mắt đen, chị Y có kiểu hình mắt nâu, bà Z có kiểu hình mắt xanh, v.v.
Kiểu hình là biểu hiện ra bên ngoài của kiểu gen. Có thể bao gồm các đặc điểm hình thái học, đặc điểm phát triển, các tính chất sinh hóa hoặc sinh lý có thể đo đạc và kiểm nghiệm,hành viv.v do kiểu gen chi phối cùng với tác động của môi trường. Khi một tính trạng có nhiều biểu hiện ra ngoài rất khác nhau, nghĩa là kiểu hình rất phong phú, thì tính trạng đó có thể được gọi là loại tính trạngđa hình
2. Đặc điểm của mức phản ứng
- Mức phản ứng do gen quy định, trong cùng 1 KG mỗi gen có mức phản ứng riêng.
- Có 2 loại mức phản ứng:
+ Mức phản ứng rộng : thường là những tính trạng về số lượng như: năng suất sữa, khối lượng, tốc độ sinh trưởng, sản lượng trứng, sữa.
+ Mức phản ứng hẹp : là những tính trạng chất lượng như: tỉ lệ bơ sữa...
* Mức phản ứng càng rộng sinh vật càng dễ thích nghi.
- Di truyền được vì do KG quy định
- Thay đổi theo từng loại tính trạng.
Kiểu gen quy định mức phản ứng, khả năng về năng suất của giống. Kỹ thuật sản xuất quy định năng suất cụ thể của một giống.
Như vậy để nâng cao năng suất cần có kỹ thuật chăm sóc cao đồng thời với việc làm thay đổi vốn gen [cải tạo giống].
* Phương phápxác định mức phản ứng:Để xác định mức phản ứng của 1 KG cần phải tạo ra các cá thể sinh vật có cùng 1 KG, với cây sinh sản sinh dưỡng có thể xác định mức phản ứng bằng cách cắt đồng loạt cành của cùng 1 cây đem trồng và theo dõi đặc điểm của chúng
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.
Muốn nghiên cứu mức phản ứng của một kiểu gen nào đó ở động vật ta cần phải tạo ra một loạt các con vật có cùng một kiểu gen rồi cho chúng sống ở các môi trường khác nhau. Việc tạo ra các con vật có cùng kiểu gen có thể được tiến hành bằng cách nhân bản vô tính hoặc chia một phôi thành nhiều phôi nhỏ rồi cho vào tử cung của các con mẹ khác nhau để tạo ra các con con.