Sinh Học 12 Bài 13: Ảnh Hưởng Của Môi Trường Lên Sự Biểu Hiện Của Gen
Ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện của gen là phần rất quan trọng trong di truyền học lớp 12. Để học tốt phần này, các em cần nắm rõ sự tương tác giữa gen với môi trường, từ đó hiểu được bản chất của thường biến, mức phản ứng. Bài viết của VUIHOC trình bày chi tiết những nội dung trên và có những câu hỏi trắc nghiệm để các em tham khảo.
1. Mối quan hệ giữa gen và tính trạng
Mối quan hệ được biểu diễn bằng sơ đồ sau:
Như chúng ta đã biết, gen là một đoạn phân tử ADN chứa thông tin di truyền mã hóa cho một sản phẩm từ đó quy định tính trạng của sinh vật.
Mối liên hệ thể hiện như sau:
- Trong quá trình dịch mã, ADN sẽ làm khuôn để tổng hợp ra ARN, như vậy thông tin di truyền trên ADN đã được chuyển sang mARN.
- mARN sau đó sẽ được dùng làm khuôn mẫu để tổng hợp nên chuỗi polypeptide chính là cấu trúc bậc 1 của protein.
- Các chuỗi này sẽ cuộn gập để hình thành protein có chức năng tham gia cấu trúc và hoạt động sinh lý của tế bào từ đó biểu hiện ra thành tính trạng.
Vậy trình tự các nuclêôtit của gen sẽ quy định tính trạng của cơ thể.
2. Sự tương tác giữa gen và môi trường
Kiểu gen, kiểu hình và môi trường có mối quan hệ mật thiết với nhau:
- Kiểu gen thể hiện khả năng phản ứng của cơ thể trước điều kiện môi trường nào đó.
- Trong những điều kiện môi trường khác nhau, với cùng một kiểu gen nhưng cho những kiểu hình khác nhau.
- Tương tác giữa kiểu gen và môi trường cho ra kết quả là kiểu hình.
- Sự biểu hiện của 1 tính trạng ra ngoài thành kiểu hình không chỉ phụ thuộc kiểu gen mà còn phụ thuộc vào môi trường trong, môi trường ngoài, loại tính trạng…
Ví dụ: Chồn ecmine: Theo National Geographic, loài chồn này sở hữu bộ lông màu hạt dẻ trong mùa hè và chuyển sang màu trắng nhằm ngụy trang vào màu trắng như tuyết vào mùa đông.
Những biến đổi kiểu hình của cùng một kiểu gen, xuất hiện trong quá trình phát triển cá thể dưới ảnh hưởng của điều kiện môi trường và không do sự biến đổi kiểu gen được gọi là thường biến.
Đặc điểm của thường biến:
- Chỉ biến đổi kiểu hình.
- Không biến đổi kiểu gen.
- Xuất hiện đồng loạt theo một hướng xác định.
- Không di truyền được.
- Chỉ có giá trị thích nghi.
Thường biến mang đến các ưu điểm và lợi ích cho sinh vật nhiều hơn so với đột biến gây thay đổi gen, ta có thể phân biệt giữa thường biến và đột biến như bảng dưới đây:
|
Thường biến |
Đột biến |
|
Thường biến xảy ra tập trung theo một hướng xác định. |
Đột biến xảy ra riêng lẻ không theo hướng nhất định. |
|
Thường biến làm biến đổi kiểu hình, không làm biến đổi kiểu gen -> không di truyền được. |
Đột biến làm biến đổi kiểu gen -> di truyền được. |
|
Do chịu sự ảnh hưởng trực tiếp của điều kiện môi trường sống. |
Do chịu sự tác động, kích thích gây nên từ các yếu tố vật lý và hóa học. |
|
Không được coi là nguyên liệu cho chọn giống mà mang ý nghĩa thích nghi với môi trường sống. |
Có ý nghĩa quan trọng với thực tiễn, là nguyên liệu cho chọn giống. |
|
Thường biến sẽ giúp sinh vật thích nghi tốt hơn với điều kiện môi trường sống -> hiện tượng này có lợi cho sinh vật. |
Hầu hết các quá trình đột biến đều có hại cho sinh vật, chỉ một số ít có lợi hoặc trung tính. |
Đăng ký ngay để được các thầy cô ôn tập và xây dựng lộ trình ôn thi THPT sớm ngay từ bây giờ
3. Mức phản ứng của kiểu gen
3.1. Khái niệm
Mức phản ứng của một kiểu gen được hiểu là tập hợp các kiểu hình của cùng 1 kiểu gen tương ứng với các môi trường thay đổi khác nhau.
Ví dụ: Tập hợp những kiểu hình của một con tắc kè tương ứng với sự thay đổi của môi trường được gọi là mức phản ứng.
Kiểu hình là tập hợp tất cả những đặc điểm hay còn gọi là tính trạng mà có khả năng quan sát được của một sinh vật.
Vì mỗi sinh vật có rất nhiều tính trạng, nên thực tế khi nói về kiểu hình của sinh vật thì người ta chỉ có thể nói về một hoặc vài tính trạng của sinh vật đó khi được xét đến. Ví dụ như khi nói về màu mắt của người, ta có thể nói bác A có kiểu hình mắt đen, chú B có kiểu hình mắt xanh, ông C có kiểu hình mắt nâu,...
Kiểu hình là biểu hiện bên ngoài của kiểu gen, bao gồm các đặc điểm về hình thái, đặc điểm phát triển, các tính chất về sinh hóa hoặc sinh lý mà có thể đo đạc và kiểm nghiệm được vì kiểu gen chi phối cùng với tác động của môi trường. Khi một tính trạng có nhiều biểu hiện ra bên ngoài khác nhau, tức là kiểu hình rất phong phú, thì tính trạng đó có thể được gọi là loại tính trạng đa hình.
| Đối tượng nghiên cứu | Điều kiện môi trường | Kiểu hình |
| Lá cây rau mác | Mọc trong không khí | Lá nhỏ, hình mũi mác |
| Mọc trên mặt nước | Lá lớn, hình mũi mác | |
| Mọc trong nước | Lá hình dải | |
| Cây dừa nước | Mọc trên bờ | Thân, lá nhỏ và chắc |
| Trải trên mặt nước | Thân, lá lớn hơn, 1 số rễ biến thành phao | |
| Cây su hào | Đúng quy trình kỹ thuật | Củ to |
| Sai quy trình kỹ thuật | Củ nhỏ, sâu bệnh |
3.2. Đặc điểm
- Mức phản ứng do gen quy định, trong cùng 1 kiểu gen thì mỗi gen sẽ có mức phản ứng riêng.
- Có 2 loại mức phản ứng:
+ Mức phản ứng rộng: thường là những tính trạng số lượng như: khối lượng, tốc độ sinh trưởng, sản lượng lúa,...
+ Mức phản ứng hẹp: là những tính trạng chất lượng như: tỉ lệ sữa, phần trăm thịt,...
- Mức phản ứng càng rộng thì khả năng thích nghi của sinh vật càng cao.
- Có thể di truyền được do mức phản ứng do kiểu gen quy định.
- Không cố định mà thay đổi theo từng loại tính trạng.
- Mức phản ứng được quy định bởi kiểu gen, thể hiện khả năng về năng suất của giống. Kỹ thuật sản xuất sẽ quy định năng suất riêng biệt của một giống.
- Như vậy để nâng cao năng suất thì cần có kỹ thuật chăm sóc tốt đồng thời kết hợp với việc làm thay đổi vốn gen (cải tạo giống).
Vậy mức phản ứng có những đặc điểm cơ bản như sau:
- Do gen quy định, trong cùng 1 kiểu gen mỗi gen đều có mức phản ứng riêng, không giống nhau.
- Di truyền được vì được quy định bởi kiểu gen.
- Biến đổi theo từng loại tính trạng.
3.3. Phương pháp xác định
Để xác định mức phản ứng của một kiểu gen, người ta sử dụng phương pháp tạo các cá thể có cùng kiểu gen sau đó đưa các cá thể đó vào môi trường khác nhau, cuối cùng là quan sát kiểu hình của chúng.
Với cây sinh sản sinh dưỡng có thể xác định mức phản ứng bằng cách cắt đồng thời một loạt cành của cùng 1 cây đem trồng và theo dõi đặc điểm của chúng.
Ví dụ: Để xác định mức phản ứng của một kiểu gen ở thực vật, người ta phải thực hiện các bước theo trình tự như sau:
Tạo ra được các cây có cùng một kiểu gen -> Trồng các cây trong những điều kiện môi trường khác nhau -> Theo dõi ghi nhận sự biểu hiện tính trạng của cây -> Xác định số kiểu hình tương ứng với những điều kiện môi trường cụ thể.
3.4. Sự mềm dẻo của kiểu hình
Sự mềm dẻo của kiểu hình là hiện tượng một kiểu gen có thể thay đổi kiểu hình trước những điều kiện môi trường khác nhau.
Sự mềm dẻo này xuất hiện là do có sự tự điều chỉnh trong cơ thể mà bản chất là sự tự điều chỉnh của kiểu gen giúp sinh vật thích nghi với những biến đổi của điều kiện môi trường. Mỗi một kiểu gen chỉ có thể điều chỉnh kiểu hình của chính nó trong một phạm vi nhất định.
Độ mềm dẻo của một kiểu gen được nhận biết cụ thể bằng số kiểu hình có thể có của chính kiểu gen đó. Để kiểm tra mức phản ứng của một kiểu gen, người ta tạo ra các cá thể mang kiểu hình khác nhau từ một kiểu gen duy nhất ban đầu.
3.5. Ý nghĩa
Nghiên cứu về mức phản ứng của kiểu gen giúp tìm được kiểu hình mong muốn từ kiểu gen, có biện pháp chăm sóc thích hợp để tăng năng suất.
Khi 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 đưa chúng sống ở các môi trường khác nhau. Việc tạo ra các con vật có cùng kiểu gen có thể được tiến hành bằng các phương pháp như nhân bản vô tính hoặc chia một phôi thành nhiều phôi nhỏ sau đó cho vào tử cung của các con mẹ khác nhau để tạo ra các con con.
Tham khảo ngay bộ tài liệu sổ tay ôn tập kiến thức và tổng hợp kỹ năng xử lý mọi dạng bài tập trong đề thi THPT Quốc gia và ĐGNL
4. Bài tập trắc nghiệm ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện của gen
Câu 1: Trường hợp không phải là thường biến là:
A. Màu sắc của tắc kè hoa thay đổi khi môi trường thay đổi.
B. Sâu ăn lá cây có màu xanh.
C. Số lượng hồng cầu trong máu người thay đổi khi ở các độ cao khác nhau.
D. Hình dạng lá rau mác thay đổi ở các môi trường khác nhau.
Đáp án: B
Câu 2: Mức phản ứng được hiểu là:
A. Tập hợp kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng với từng điều kiện môi trường thay đổi khác nhau.
B. Giới hạn phản ứng của kiểu hình trong từng điều kiện môi trường thay đổi.
C. Giới hạn phản ứng của kiểu gen trong từng điều kiện môi trường thay đổi.
D. Sự biến đổi đồng loạt kiểu hình của cùng một kiểu gen.
Đáp án: A
Câu 3: Khẳng định nào dưới đây là không đúng?
A.Tùy thuộc vào từng loại tính trạng mà mức phản ứng của kiểu gen có thể rộng hay hẹp.
B. Sự thay đổi của kiểu gen do ảnh hưởng từ môi trường được gọi là môi trường biến.
C. Mức phản ứng càng lớn thì sinh vật càng thích nghi tốt với môi trường.
D. Sinh vật thích nghi với sự thay đổi của môi trường nhờ sự mềm dẻo kiểu hình.
Đáp án: B
Câu 4: Loại tính trạng nào bị tác động bởi môi trường nhiều hơn so với từ ảnh hưởng của kiểu gen :
A. Tính trạng trội
B. Tính trạng lặn
C. Tính trạng số lượng
D. Tính trạng chất lượng
Đáp án: C
Câu 5: Những yếu tố nào ảnh hưởng đến kiểu hình?
A. Kiểu gen và môi trường
B. Điều kiện ngoại cảnh và môi trường sống
C. Các giai đoạn phát triển của cơ thể sinh vật
D. Kiểu gen thừa hưởng từ bố mẹ
Đáp án: A
Câu 6: Yếu tố gì quy định khả năng phản ứng của cơ thể sinh vật trước những thay đổi của môi trường?
A. Tác động của con người
B. Điều kiện môi trường
C. Kiểu gen của cơ thể
D. Kiểu hình của cơ thể
Đáp án: C
Câu 7: Thường biến xảy ra là do đâu?
A. Tác động trực tiếp của các tác nhân lý và hóa học.
B. Rối loạn phân ly và sự tổ hợp của NST.
C. Rối loạn trong quá trình trao đổi chất bên trong tế bào.
D. Tác động trực tiếp của điều kiện ngoại cảnh.
Đáp án: D
Câu 8: Một loài thỏ Himalaya có lông trắng trên toàn thân, chỉ các đầu mút của cơ thể như tai, bàn chân, đuôi và miệng mới có lông đen. Phát biểu không chính xác là?
A. Do các tế bào ở phần thân có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ các tế bào ở đầu mút cơ thể.
B. Nhiệt độ cao dẫn đến sự biến tính enzym điều hòa tổng hợp.melanin, do đó các tế bào ở phần thân không có khả năng tổng hợp melanin nên lông có màu trắng.
C. Enzym điều hòa tổng hợp melanin hoạt động ở nhiệt độ thấp nên ở các tế bào vùng đầu mút có khả năng tổng hợp melanin nên lông màu đen.
D. Do các tế bào ở phần thân có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ các tế bào ở phần đầu mút cơ thể.
Đáp án: D
Câu 9: Người ta phát biểu về mức phản ứng như sau:
(1) Mức phản ứng của một kiểu gen là tập hợp các kiểu hình tương ứng với điều kiện môi trường.
(2) Sự điều chỉnh của chính kiểu hình trong giới hạn tương ứng với môi trường hình thành nên mức phản ứng.
(3) Tính trạng chất lượng có mức phản ứng hẹp và tính trạng số lượng có mức phản ứng rộng.
(4) Mức phản ứng do môi trường quy định, di truyền được.
Hãy điền đúng (Đ) và sai (S) theo thứ tự vào từng phát biểu trên.
A. 1S 2Đ 3S 4Đ
B. 1S 2Đ 3S 4S
C. 1Đ 2S 3Đ 4S
D. 1Đ 2S 3S 4Đ
Đáp án: C
Câu 10: Ở loài hoa anh thảo (Primula sinensis), trong đó alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng. Tiến hành thí nghiệm như sau:
- Thí nghiệm 1: Cây có kiểu gen AA trồng ở nơi có nhiệt độ 20°C thì xuất hiện hoa đỏ, còn nơi có nhiệt độ 35°C thì xuất hiện hoa trắng. Sau đó đem trồng thế hệ sau của cây hoa trắng này ở nơi có nhiệt độ 20°C thì thấy ra hoa đỏ.
- Thí nghiệm 2: Lấy cây có kiểu gen aa trồng ở nơi có nhiệt độ 20°C hay 35°C đều ra hoa trắng.
Từ kết quả thí nghiệm có thể có những nhận xét dưới đây, có bao nhiêu kết luận sai?
1. Sự biểu hiện của kiểu gen AA bị ảnh hưởng khi nhiệt độ môi trường thay đổi.
2. Cây có kiểu gen AA khi trồng ở nơi có nhiệt độ 35°C ra hoa trắng. Lấy đời con của cây hoa trắng này đem trồng ở nơi có nhiệt độ 20°C thì lại ra hoa đỏ, điều này cho thấy bố mẹ không truyền đạt cho đời con tính trạng đã có sẵn.
3. Nhiệt độ môi trường là 20°C hay 35°C cũng không ảnh hưởng đến sự biểu hiện của kiểu gen Aa.
4. Khi nhiệt độ tăng cao thì alen quy định hoa đỏ bị đột biến thành alen quy định hoa trắng, ngược lại nhiệt độ thấp làm alen quy định hoa trắng bị đột biến tạo thành alen quy định hoa đỏ.
5. Kiểu gen quy định khả năng phản ứng của cơ thể trước sự thay đổi của môi trường, sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường tạo nên kiểu hình.
6. Môi trường thay đổi khiến màu hoa của cây có kiểu gen AA gọi là sự mềm dẻo kiểu hình (thường biến).
Số kết luận đúng là:
А. 1
В. 2
С. 3
D. 4
Đáp án: A
PAS VUIHOC – GIẢI PHÁP ÔN LUYỆN CÁ NHÂN HÓA
Khóa học online ĐẦU TIÊN VÀ DUY NHẤT:
⭐ Xây dựng lộ trình học từ mất gốc đến 27+
⭐ Chọn thầy cô, lớp, môn học theo sở thích
⭐ Tương tác trực tiếp hai chiều cùng thầy cô
⭐ Học đi học lại đến khi nào hiểu bài thì thôi
⭐ Rèn tips tricks giúp tăng tốc thời gian làm đề
⭐ Tặng full bộ tài liệu độc quyền trong quá trình học tập
Đăng ký học thử miễn phí ngay!!
Trên đây là toàn bộ những thông tin cần thiết về ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện của gen. Mục đích của bài này là để các em nắm được vai trò của môi trường, sự biến đổi kiểu hình có ý nghĩa trong thực tiễn. Để ôn tập tốt hơn sinh 12, em có thể truy cập ngay Vuihoc.vn để đăng ký tài khoản hoặc liên hệ trung tâm hỗ trợ để nhận thêm nhiều bài học hay và chuẩn bị được kiến thức tốt nhất cho kỳ thi THPT Quốc gia sắp tới nhé!
