Giải chi tiết Sinh học 12 Cánh diều 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?

Bài làm chi tiết:

Màu lông của cáo bắc cực vào mùa đông có màu trắng, mùa hè có màu nâu đen.

Màu sắc lông của cáo thay đổi theo mùa do ảnh hưởng của 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.

Bài làm chi tiết:

• 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,.…

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

Bài làm chi tiết:

Tính trạng năng suất ở vật nuôi, cây trồng có mức biến dị khác nhau phụ thuộc vào:

+ kiểu gen

+ môi trường

+ sự tương tác giữa kiểu gene 

+ 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.

Bài làm chi tiết:

• Giống ngô lai F1 NK7328 BT/GT có khả năng chịu hạn tốt, kháng sâu đục thân, kháng lại thuốc diệt cỏ thành phần glyphosan. 

• Cây 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.

Bài làm chi tiết:

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. 

Bài làm chi tiết:

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.

Bài làm chi tiết:

• 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.

Bài làm chi tiết:

• 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.

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.

Bài làm chi tiết:

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. 

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?

Bài làm chi tiết:

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.

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.

Bài làm chi tiết:

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.

Bài làm chi tiết:

Có sự khác nhau đó là vì 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.

Bài làm chi tiết:

• 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 hơn về các tác nhân gây ảnh hưởng đến bệnh, từ đó có biện pháp phòng tránh và chế độ chăm soc sức khỏe hợp lý.

• Ví dụ về một biện pháp cải tiến năng suất trong trồng trọt: bón phân đầy đủ, trồng cây cùng với các cây họ Đậu,...