Hướng dẫn giải bài tập SGK Cơ bản và Nâng cao Sinh học 12 Bài 13 Ảnh hưởng của môi trường lên sự Biểu hiện của gen
Bài tập 1 trang 58 SGK Sinh học 12 Thế nào là mức phản ứng của một kiểu gen?
Mức phản ứng của một kiểu gen là khả năng thay đổi của kiểu hình dưới ảnh hưởng của các yếu tố môi trường khác nhau. Mức phản ứng phản ánh sự thay đổi của các đặc điểm của một sinh vật khi môi trường tác động vào, đồng thời cho thấy sự linh hoạt của gen trong việc đáp ứng và thích nghi với các yếu tố môi trường. Nói cách khác, mức phản ứng là giới hạn phạm vi kiểu hình mà một kiểu gen có thể biểu hiện trong các điều kiện môi trường khác nhau. Mức phản ứng phụ thuộc vào khả năng di truyền của sinh vật và đặc điểm của môi trường xung quanh.
Mức phản ứng có thể được chia thành hai loại: mức phản ứng rộng và mức phản ứng hẹp. Mức phản ứng rộng có nghĩa là kiểu gen có thể tạo ra nhiều kiểu hình khác nhau khi đối mặt với những môi trường khác nhau. Ngược lại, mức phản ứng hẹp có nghĩa là kiểu gen này ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của môi trường, tức là kiểu hình của nó không có nhiều sự biến đổi khi môi trường thay đổi. Sự hiểu biết về mức phản ứng có thể giúp các nhà khoa học và nông dân lựa chọn các giống cây trồng và vật nuôi phù hợp với điều kiện sống, từ đó tối ưu hóa năng suất và chất lượng.
Bài tập 2 trang 58 SGK Sinh học 12 Muốn nghiên cứu mức phản ứng của một kiểu gen nào đó ở động vật ta cần phải làm gì?
Để nghiên cứu mức phản ứng của một kiểu gen ở động vật, đầu tiên chúng ta cần chọn một giống động vật cụ thể có kiểu gen rõ ràng và đã được xác định. Sau đó, tiến hành cho động vật đó sống trong các điều kiện môi trường khác nhau như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, chế độ dinh dưỡng, các yếu tố xã hội, hoặc thậm chí là các yếu tố hoá học. Mục đích là để quan sát sự thay đổi của kiểu hình (các đặc điểm về ngoại hình, sinh lý, hành vi, v.v.) khi những yếu tố môi trường này thay đổi.
Quá trình nghiên cứu có thể được thực hiện theo phương pháp so sánh, tức là quan sát và đo lường các kiểu hình của động vật trong các điều kiện môi trường khác nhau và đối chiếu kết quả với nhau. Ngoài ra, để đảm bảo tính chính xác và khách quan của kết quả, có thể cần đến các thí nghiệm điều khiển, trong đó nhóm động vật được kiểm soát môi trường để so sánh với nhóm không được kiểm soát. Việc phân tích các kết quả thu được sẽ giúp chúng ta hiểu được mức độ ảnh hưởng của môi trường đối với kiểu gen và cách mà gen phản ứng trước các điều kiện sống khác nhau.
Bài tập 3 trang 58 SGK Sinh học 12 Nói: Cô ấy được mẹ truyền cho tính trạng "má lúm đồng tiền" có chính xác không? Nếu cần thì phải sửa lại câu nói này như thế nào?
Câu nói "Cô ấy được mẹ truyền cho tính trạng 'má lúm đồng tiền'" không hoàn toàn chính xác, vì theo quy luật di truyền, tính trạng này không hoàn toàn do mẹ truyền cho con mà là kết quả của sự tương tác giữa các gen di truyền từ cả bố và mẹ. Tính trạng má lúm đồng tiền là một tính trạng di truyền theo kiểu trội, và nó có thể được di truyền từ cả bố và mẹ. Vậy, để câu nói trở nên chính xác hơn, chúng ta cần sửa lại như sau: "Cô ấy được di truyền tính trạng 'má lúm đồng tiền' từ cả bố và mẹ."
Tính trạng này có thể được giải thích là do sự hiện diện của một alen trội (đối với má lúm đồng tiền) từ một trong hai cha mẹ. Nếu cả hai cha mẹ đều mang alen trội hoặc một trong hai người có alen trội và truyền cho con, thì con cái sẽ biểu hiện tính trạng này. Do đó, thay vì chỉ nói "mẹ truyền", cần phải đề cập đến cả sự đóng góp của bố và mẹ trong việc di truyền tính trạng này.
Bài tập 4 trang 58 SGK Sinh học 12 Một số bà con nông dân đã mua hạt ngô lai có năng suất cao về trồng nhưng cây ngô lại không cho hạt. Giả sử rằng công ti giống đã cung cấp hạt giống thứ thiệt đúng tiêu chuẩn. Hãy giải thích nguyên nhân dẫn đến tình trạng cây ngô không cho hạt trong trường hợp trên?
Nguyên nhân cây ngô không cho hạt dù đã sử dụng giống ngô lai có năng suất cao có thể là do hiện tượng "không phải giống lai thuần" hoặc do các yếu tố môi trường tác động đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây. Mặc dù giống ngô lai được cung cấp có thể là giống thuần và có khả năng năng suất cao, nhưng nếu cây trồng không được chăm sóc đúng cách, hoặc môi trường không phù hợp, thì cây sẽ không cho ra hạt. Một số nguyên nhân có thể kể đến như sau:
Môi trường không phù hợp: Ngô cần điều kiện đất đai, ánh sáng và khí hậu ổn định để phát triển. Nếu đất không đủ dinh dưỡng, độ ẩm không phù hợp, hoặc ánh sáng không đủ, cây ngô sẽ không thể sinh trưởng tốt, dẫn đến việc không ra hạt.
Sự mất giống lai: Cây ngô lai có thể mất đặc tính lai nếu không được trồng theo đúng quy trình hoặc nếu giống không được duy trì một cách nghiêm ngặt qua các thế hệ. Nếu hạt giống đã bị lai tạp trong quá trình nhân giống hoặc do điều kiện trồng không đảm bảo, cây ngô sẽ không cho ra hạt.
Thiếu thụ phấn: Ngô là cây thụ phấn chéo, tức là cần có sự thụ phấn giữa các cây khác nhau để tạo ra hạt. Nếu không có đủ số lượng cây ngô khác giống hoặc không có đủ lượng gió để thụ phấn, cây ngô sẽ không thể tạo hạt.
Sự ảnh hưởng của sâu bệnh: Nếu cây bị nhiễm bệnh hoặc côn trùng tấn công, quá trình hình thành hạt có thể bị ảnh hưởng. Một số loại sâu bệnh có thể phá hủy hoa hoặc quả, dẫn đến việc cây không ra hạt.
Bài tập 3 trang 68 SGK Sinh học 12 Nâng cao Nêu những điểm khác nhau giữa di truyền ngoài NST và di truyền NST.
Di truyền ngoài NST và di truyền NST là hai loại di truyền khác nhau, chúng có sự phân biệt rõ rệt về đối tượng di truyền cũng như cơ chế di truyền.
Di truyền NST (di truyền trên nhiễm sắc thể): Đây là hình thức di truyền mà các gen nằm trên các nhiễm sắc thể trong nhân tế bào. Di truyền này tuân theo các quy luật di truyền cơ bản như quy luật phân ly, độc lập, liên kết gen, di truyền liên kết giới tính, v.v. Các đặc điểm di truyền liên quan đến NST có thể di truyền theo kiểu đồng trội, trội, lặn, hoặc liên kết với giới tính.
Di truyền ngoài NST (di truyền ngoài nhân): Di truyền ngoài NST liên quan đến những yếu tố di truyền nằm ngoài nhiễm sắc thể trong nhân tế bào. Một trong những ví dụ điển hình là di truyền qua tế bào chất, trong đó các bào quan như ti thể và lục lạp mang gen riêng biệt. Di truyền ngoài NST không tuân theo các quy luật di truyền cơ bản của Mendel, mà thường có những đặc điểm di truyền đặc biệt như di truyền mẹ truyền cho con qua trứng.
Điểm khác biệt rõ ràng nhất giữa di truyền NST và di truyền ngoài NST là di truyền NST liên quan đến các gen trên nhiễm sắc thể trong nhân tế bào, còn di truyền ngoài NST liên quan đến các yếu tố di truyền nằm ngoài nhân tế bào như trong ti thể, lục lạp.
Bài tập 4 trang 68 SGK Sinh học 12 Nâng cao Có thể giải thích hiện tượng lá lốm đốm các màu ở một số thực vật như thế nào? Việc nghiên cứu di truyền tế bào chất có giá trị thực tiễn gì?
Hiện tượng lá lốm đốm các màu ở một số thực vật có thể được giải thích bằng hiện tượng di truyền ngoài NST, trong đó các yếu tố di truyền nằm trong tế bào chất (như ti thể hoặc lục lạp) ảnh hưởng đến màu sắc của lá. Một số cây có thể mang những biến dị di truyền về màu sắc của lá do các yếu tố di truyền trong ti thể hoặc lục lạp. Sự hiện diện của các đốm màu hoặc màu sắc khác biệt trên lá có thể là do sự thay đổi trong quá trình di truyền của tế bào chất, dẫn đến sự sản sinh các sắc tố khác nhau ở lá cây.
Việc nghiên cứu di truyền tế bào chất có giá trị thực tiễn lớn, vì nó giúp giải thích các hiện tượng di truyền mà không thể giải thích được chỉ bằng các quy luật di truyền truyền thống liên quan đến nhiễm sắc thể. Di truyền tế bào chất cũng liên quan đến việc cải tạo giống cây trồng và vật nuôi, đặc biệt là trong các lĩnh vực như năng suất và chất lượng cây trồng, giúp phát triển các giống cây trồng có khả năng chống chịu tốt hơn với môi trường.
Bài tập 3 trang 72 SGK Sinh học 12 Nâng cao Nêu những điểm khác nhau giữa thường biến và đột biến. Làm thế nào để biết một biến dị nào đó là thường biến hay đột biến?
Thường biến và đột biến đều là những dạng biến dị di truyền ở sinh vật, nhưng chúng có những điểm khác biệt quan trọng:
Thường biến: Là sự thay đổi kiểu hình của sinh vật dưới ảnh hưởng của môi trường mà không làm thay đổi cấu trúc di truyền của chúng. Thường biến có tính không di truyền, nghĩa là nó không được chuyển sang thế hệ sau. Ví dụ như sự thay đổi màu sắc của lá cây do thay đổi nhiệt độ, ánh sáng, hoặc chế độ dinh dưỡng.
Đột biến: Là sự thay đổi đột ngột về cấu trúc di truyền của sinh vật, có thể làm thay đổi kiểu hình của sinh vật. Đột biến có thể di truyền cho thế hệ sau nếu nó xảy ra trong tế bào sinh dục. Ví dụ như đột biến về số lượng nhiễm sắc thể, đột biến điểm, hoặc đột biến gây bệnh.
Để biết một biến dị nào đó là thường biến hay đột biến, chúng ta cần xét đến các yếu tố như tính di truyền của biến dị đó, sự thay đổi có phải do môi trường hay không, và liệu sự thay đổi đó có thể được truyền lại cho thế hệ sau hay không.
Bài tập 4 trang 72 SGK Sinh học 12 Nâng cao 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.
Mức phản ứng của một kiểu gen đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu và áp dụng giống và kỹ thuật sản xuất trong nông nghiệp và chăn nuôi. Khi chúng ta chọn giống cây trồng hoặc vật nuôi, điều quan trọng là phải hiểu mức phản ứng của các giống đó đối với các điều kiện môi trường khác nhau.
Giống vật nuôi và cây trồng có mức phản ứng rộng sẽ có khả năng phát triển và đạt năng suất cao trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Vì vậy, việc chọn giống có mức phản ứng rộng có thể giúp đạt được năng suất cao ngay cả khi điều kiện môi trường không tối ưu. Mặt khác, các giống có mức phản ứng hẹp có thể yêu cầu các điều kiện môi trường đặc biệt, và năng suất có thể không cao nếu môi trường thay đổi.
Kỹ thuật sản xuất cũng có thể ảnh hưởng đến mức phản ứng của giống cây trồng và vật nuôi. Các biện pháp kỹ thuật như thay đổi chế độ dinh dưỡng, cải tiến điều kiện sống, hoặc ứng dụng công nghệ canh tác và chăn nuôi hiện đại có thể giúp điều chỉnh mức phản ứng của giống vật nuôi và cây trồng, từ đó tối ưu hóa năng suất.
