Bài tập 1 trang 78 SGK Sinh học 12: Nguồn biến dị di truyền của quần thể vật nuôi được tạo ra bằng những cách nào?
Biến dị di truyền trong quần thể vật nuôi là sự khác biệt về gen và đặc điểm di truyền giữa các cá thể. Nguồn biến dị di truyền trong quần thể vật nuôi có thể được tạo ra thông qua nhiều cơ chế khác nhau, bao gồm các yếu tố như đột biến, lai giống, và sự tái tổ hợp gen.
Một trong những nguồn biến dị di truyền chính là đột biến. Đột biến là những thay đổi ngẫu nhiên trong cấu trúc gen của sinh vật, dẫn đến sự xuất hiện của các alen mới. Đột biến có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau như tác động của bức xạ, hóa chất, hoặc các yếu tố môi trường. Những đột biến này có thể tạo ra những gen mới, mang lại những đặc điểm di truyền mới cho quần thể vật nuôi, giúp làm phong phú nguồn gen của quần thể.
Lai giống cũng là một nguồn quan trọng của biến dị di truyền. Khi hai cá thể khác nhau về di truyền kết hợp với nhau, chúng sẽ tạo ra các con lai có sự kết hợp các alen từ cả hai bố mẹ. Quá trình này có thể dẫn đến sự xuất hiện của những tổ hợp gen mới, tạo ra các biến dị tổ hợp. Lai giống giữa các giống khác nhau, đặc biệt là các giống thuần chủng, có thể mang lại những con lai có đặc điểm nổi trội, như sức khỏe tốt hơn hoặc khả năng sinh sản cao hơn.
Ngoài đột biến và lai giống, sự tái tổ hợp gen trong quá trình giảm phân cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra biến dị di truyền. Trong quá trình giảm phân, các gen trên các nhiễm sắc thể khác nhau có thể trao đổi thông tin với nhau, tạo ra các tổ hợp gen mới. Điều này giúp cho thế hệ con cái có thể khác biệt so với thế hệ bố mẹ, đồng thời duy trì sự đa dạng di truyền trong quần thể.
Tóm lại, nguồn biến dị di truyền trong quần thể vật nuôi được tạo ra chủ yếu từ ba cơ chế chính: đột biến, lai giống và sự tái tổ hợp gen trong quá trình giảm phân. Các yếu tố này giúp tạo ra sự đa dạng di truyền, điều này rất quan trọng trong việc cải tiến giống vật nuôi và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Bài tập 2 trang 78 SGK Sinh học 12: Thế nào là ưu thế lai?
Ưu thế lai là hiện tượng con lai giữa hai cá thể có đặc điểm di truyền khác biệt sẽ có những đặc điểm vượt trội hơn so với các cá thể bố mẹ, đặc biệt là về sức khỏe, khả năng sinh trưởng, sinh sản hoặc khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi của môi trường. Ưu thế lai là một trong những nguyên lý quan trọng trong chọn giống, giúp cải thiện chất lượng giống vật nuôi, cây trồng.
Khi lai hai cá thể khác nhau về di truyền, các đặc điểm của chúng sẽ kết hợp và tạo ra con lai có các đặc điểm vượt trội so với bố mẹ. Điều này có thể được giải thích bằng việc con lai có thể thừa hưởng các gen tốt từ cả hai phía bố mẹ, đồng thời không mang những yếu tố xấu của một trong hai bên. Kết quả là con lai có khả năng phát triển mạnh mẽ hơn, khỏe mạnh hơn, và đôi khi còn có khả năng chống chịu tốt hơn với các yếu tố môi trường như bệnh tật, điều kiện sống khắc nghiệt.
Một ví dụ điển hình của ưu thế lai có thể thấy trong việc lai giống bò sữa. Các giống bò sữa thuần chủng có thể có hiệu suất sữa rất cao, nhưng lại dễ mắc các bệnh di truyền. Khi lai giống giữa các giống bò thuần chủng khác nhau, con lai thường có khả năng chống chịu bệnh tật tốt hơn, đồng thời cũng có năng suất sữa cao. Như vậy, con lai sẽ thể hiện sự ưu việt về cả sức khỏe và sản xuất.
Ưu thế lai cũng có thể thể hiện trong các loài cây trồng, khi lai giữa các giống cây khác nhau có thể cho ra những cây lai có năng suất cao hơn, khả năng chống chịu tốt hơn với sâu bệnh, hay có khả năng chịu đựng tốt hơn với những yếu tố bất lợi của môi trường. Ví dụ, lai giữa các giống lúa có thể tạo ra những giống lúa có năng suất cao và kháng bệnh tốt hơn.
Tóm lại, ưu thế lai là hiện tượng mà con lai có những đặc điểm vượt trội so với bố mẹ về nhiều mặt, đặc biệt là về sức khỏe, khả năng sinh trưởng và khả năng chống chịu môi trường. Điều này rất quan trọng trong công tác chọn giống và cải tiến giống vật nuôi và cây trồng.
Bài tập 3 trang 78 SGK Sinh học 12: Nêu phương pháp tạo giống lai cho ưu thế lai?
Để tạo giống lai có ưu thế lai, người ta thường sử dụng phương pháp lai giống giữa các giống thuần chủng khác nhau. Phương pháp này được thực hiện theo các bước sau:
Bước đầu tiên là chọn giống bố mẹ. Để tạo ra con lai có ưu thế lai, việc lựa chọn giống bố mẹ là rất quan trọng. Các giống bố mẹ phải có những đặc điểm di truyền khác nhau nhưng bổ sung cho nhau, nghĩa là một giống có thể có ưu điểm này nhưng lại thiếu hụt ưu điểm khác. Việc lựa chọn các giống có sự khác biệt về di truyền sẽ giúp tạo ra con lai có các tổ hợp gen mới, mang lại những đặc điểm vượt trội so với các giống bố mẹ.
Bước tiếp theo là tiến hành lai giống. Lai giống có thể được thực hiện theo nhiều phương thức, trong đó phương pháp lai chéo giữa các dòng thuần chủng khác nhau thường được sử dụng. Trong quá trình lai, các gen từ hai dòng thuần chủng khác nhau sẽ kết hợp lại, tạo ra các tổ hợp gen mới. Con lai thu được sẽ có sự kết hợp ưu điểm của cả hai giống bố mẹ, tạo ra những đặc điểm vượt trội như khả năng sinh trưởng nhanh, kháng bệnh tốt, hoặc sản lượng cao.
Bước cuối cùng là tuyển chọn con lai có đặc điểm ưu việt. Sau khi lai giống, các con lai sẽ được theo dõi và đánh giá về các đặc điểm như sức khỏe, khả năng sinh trưởng, khả năng sinh sản, và khả năng chống chịu với môi trường. Những con lai nào có những đặc điểm tốt nhất sẽ được lựa chọn để tiếp tục nhân giống. Quy trình này giúp tạo ra giống lai có ưu thế lai ổn định, có thể nhân giống và ứng dụng rộng rãi trong sản xuất.
Tóm lại, phương pháp tạo giống lai có ưu thế lai bao gồm các bước chọn giống bố mẹ có sự khác biệt về di truyền, tiến hành lai giống giữa các giống thuần chủng, và tuyển chọn con lai có đặc điểm vượt trội để tiếp tục nhân giống. Việc tạo giống lai có ưu thế lai giúp cải thiện chất lượng giống vật nuôi, cây trồng và mang lại lợi ích về năng suất, sức khỏe và khả năng chống chịu của các giống này.
Bài tập 4 trang 78 SGK Sinh học 12: Tại sao ưu thế lai lại thường cao nhất ở F1 và giảm dần ở đời sau?
Ưu thế lai thường cao nhất ở thế hệ F1 (thế hệ con lai đầu tiên) và giảm dần ở các thế hệ sau do quá trình di truyền và sự phân ly của các gen trong quá trình giảm phân và thụ tinh. Sự giảm dần của ưu thế lai ở các thế hệ sau được giải thích qua các yếu tố sau:
Thứ nhất, trong thế hệ F1, các con lai nhận một bản sao của mỗi gen từ mỗi bố mẹ. Vì các bố mẹ có những đặc điểm di truyền khác biệt, sự kết hợp các alen khác nhau trong thế hệ F1 sẽ tạo ra những tổ hợp gen mới, mang lại những đặc điểm ưu việt, như sức khỏe tốt, khả năng sinh trưởng mạnh mẽ, hoặc khả năng chống chịu với bệnh tật tốt hơn. Những tổ hợp gen này là kết quả của sự kết hợp tối ưu giữa các gen từ bố và mẹ, dẫn đến hiện tượng ưu thế lai.
Tuy nhiên, khi con lai sinh sản trong các thế hệ sau (F2, F3,...), sự phân ly và tái tổ hợp của các gen sẽ làm giảm dần sự kết hợp ưu việt của các alen từ các giống bố mẹ. Quá trình này có thể dẫn đến sự xuất hiện của các gen lặn không có lợi hoặc các tổ hợp gen không thuận lợi, làm giảm ưu thế lai. Điều này giải thích tại sao ưu thế lai thường cao nhất ở F1 và giảm dần ở các thế hệ sau.
Thứ hai, các con lai trong các thế hệ F2, F3, v.v. có thể tiếp xúc với hiện tượng giao phối gần (inbreeding), trong đó các cá thể có quan hệ huyết thống gần gũi sẽ giao phối với nhau. Điều này có thể làm giảm chất lượng di truyền và dẫn đến hiện tượng thoái hóa giống, làm giảm các đặc điểm tốt của con lai. Các đặc điểm này sẽ không được duy trì nếu không có sự lai tạo giữa các cá thể có di truyền khác biệt.
Tóm lại, ưu thế lai cao nhất ở thế hệ F1 vì sự kết hợp tối ưu giữa các gen từ các bố mẹ khác biệt. Tuy nhiên, ưu thế lai sẽ giảm dần ở các thế hệ sau do sự phân ly của các gen, sự tái tổ hợp không thuận lợi, và sự xuất hiện của giao phối gần, làm giảm chất lượng di truyền của con cái.
Bài tập 5 trang 78 SGK Sinh học 12: Câu nào dưới đây giải thích về ưu thế lai là đúng?
Câu trả lời đúng là: C. Chỉ có một số tổ hợp lai giữa các cặp bố mẹ nhất định mới có thể cho ưu thế lai.
Giải thích: Ưu thế lai chỉ xảy ra khi lai giữa các giống bố mẹ khác biệt về di truyền nhưng không quá xa nhau về mặt giống loài hoặc chủng loài. Các tổ hợp lai khác nhau sẽ có hiệu quả ưu thế lai khác nhau, và không phải tất cả các tổ hợp lai đều cho ra con lai có ưu thế lai cao. Để đạt được ưu thế lai, việc chọn lựa các giống bố mẹ có các đặc điểm di truyền bổ sung cho nhau là rất quan trọng.
Bài tập 1 trang 90 SGK Sinh học 12 Nâng cao: Hãy phân biệt nguồn gen tự nhiên và nhân tạo. Nêu lợi ích của mỗi nguồn gen này.
Nguồn gen tự nhiên và nguồn gen nhân tạo là hai nguồn quan trọng trong việc tạo giống vật nuôi và cây trồng. Mỗi nguồn gen có những đặc điểm và lợi ích riêng biệt.
Nguồn gen tự nhiên là nguồn gen được tạo ra và duy trì trong thiên nhiên thông qua quá trình tự nhiên như tiến hóa, đột biến và tái tổ hợp gen. Các cá thể trong quần thể tự nhiên có sự đa dạng gen cao nhờ vào sự trao đổi gen giữa các cá thể, sự tái tổ hợp gen trong giảm phân, và sự chọn lọc tự nhiên. Nguồn gen tự nhiên thường có độ thích ứng cao với điều kiện sống của môi trường tự nhiên và có thể chống chịu với các yếu tố bất lợi như bệnh tật, hạn hán hay điều kiện sống khắc nghiệt. Tuy nhiên, vì tính đa dạng cao, việc quản lý và ứng dụng nguồn gen tự nhiên trong chọn giống có thể gặp khó khăn, và đôi khi không đáp ứng nhanh chóng nhu cầu sản xuất.
Nguồn gen nhân tạo được tạo ra thông qua các phương pháp nhân giống chọn lọc và các kỹ thuật di truyền do con người điều khiển. Nguồn gen nhân tạo giúp con người can thiệp vào quá trình chọn giống để tạo ra các giống vật nuôi hoặc cây trồng có đặc điểm ưu việt, như năng suất cao, khả năng chống chịu tốt, hoặc chất lượng sản phẩm tốt hơn. Lợi ích của nguồn gen nhân tạo là có thể nhanh chóng cải thiện các giống vật nuôi và cây trồng theo các yêu cầu cụ thể của con người. Tuy nhiên, nguồn gen nhân tạo có thể gặp phải vấn đề về suy giảm sự đa dạng di truyền, dẫn đến sự yếu đi của giống vật nuôi hoặc cây trồng.
Tóm lại, nguồn gen tự nhiên cung cấp sự đa dạng di truyền tự nhiên và có khả năng thích ứng với môi trường, trong khi nguồn gen nhân tạo giúp con người cải thiện và nâng cao chất lượng giống vật nuôi và cây trồng theo yêu cầu sản xuất.
Bài tập 2 trang 90 SGK Sinh học 12 Nâng cao: Nguyên nhân tạo ra biến dị tổ hợp là gì? Tại sao biến dị tổ hợp là quan trọng cho chọn giống vật nuôi, cây trồng.
Biến dị tổ hợp là sự kết hợp mới của các gen từ bố mẹ trong quá trình giảm phân và thụ tinh, tạo ra những tổ hợp gen mới ở thế hệ con cái. Nguyên nhân tạo ra biến dị tổ hợp chủ yếu là sự tái tổ hợp gen trong giảm phân và sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử từ bố mẹ trong quá trình thụ tinh. Các sự kiện này làm cho mỗi con cái có một tổ hợp gen khác biệt với bố mẹ và các anh chị em, dẫn đến sự đa dạng về di truyền trong quần thể.
Biến dị tổ hợp có vai trò rất quan trọng trong chọn giống vật nuôi và cây trồng vì nó tạo ra những cá thể có đặc điểm di truyền mới, có thể có những đặc điểm ưu việt. Nhờ vào biến dị tổ hợp, các giống vật nuôi và cây trồng có thể được cải thiện để đáp ứng tốt hơn nhu cầu của con người, như năng suất cao, khả năng chống chịu với bệnh tật hoặc môi trường khắc nghiệt. Đồng thời, biến dị tổ hợp còn giúp duy trì sự đa dạng di truyền trong quần thể, điều này rất quan trọng để quần thể có khả năng thích ứng và sinh tồn lâu dài.
Tóm lại, biến dị tổ hợp là kết quả của sự kết hợp ngẫu nhiên và tái tổ hợp gen trong quá trình giảm phân và thụ tinh. Biến dị tổ hợp là yếu tố quan trọng giúp cải thiện giống vật nuôi và cây trồng, đồng thời duy trì sự đa dạng di truyền trong quần thể.
