I - Mối quan hệ giữa gen và t˙nh tr◊ng
Trong các th˙ nghiệm lai của m˘nh, Menđen đã may mfln khi chọn đ√ợc các t˙nh tr◊ng rất ˙t phụ thuộc vào điều kiện môi tr√ờng (t˙nh tr◊ng chất l√ợng). Giống đậu Hà Lan hoa đỏ trồng trong điều kiện nào cũng cho ra hoa đỏ. Trong tr√ờng hợp này, mối quan hệ giữa gen và t˙nh tr◊ng khá đơn giản. Thực tế, mối quan hệ giữa gen và t˙nh tr◊ng rất phức t◊p và b˚ nhiều yếu tố chi phối. Ta có thể thấy mối quan hệ này qua sơ đồ sau :
Gen (ADN) mARN Pôlipeptit Prôtêin T˙nh tr◊ng Gen là một tr˘nh tự nuclêôtit cụ thể quy đ˚nh tr˘nh tự của các axit amin trên chuỗi pôlipeptit. Từng chuỗi pôlipeptit riêng biệt hoặc kết hợp với nhau t◊o nên một phân tử prôtêin. Các prôtêin quy đ˚nh các đặc điểm của tế bào, tế bào l◊i quy đ˚nh đặc điểm của các mô và sau đó là cơ quan. Các cơ quan l◊i quy đ˚nh đặc điểm h˘nh thái, sinh l˙ của cơ thể. Sự biểu hiện của gen qua nhiều b√ớc nh√ vậy nên có thể b˚ nhiều yếu tố môi tr√ờng bên trong cũng nh√ bên ngoài cơ thể chi phối.
II - Sự t√ơng tác giữa kiểu gen và môi tr√ờng
Nhiều yếu tố của môi tr√ờng có thể ảnh h√ởng đến sự biểu hiện của kiểu gen.
Để làm sáng tỏ điều này, chúng ta hãy xt một số v˙ dụ sau :
V˙ dụ 1 : Giống thỏ Himalaya có bộ lông trflng muốt trên toàn thân, ngo◊i trừ các đầu mút của cơ thể nh√ tai, bàn chân, đuôi và mõm có lông màu đen. T◊i sao các tế bào của cùng một cơ thể, có cùng một kiểu gen nh√ng l◊i biểu hiện ra những kiểu h˘nh khác nhau ở các bộ phận cơ thể khác nhau ? Các nhà khoa học cho rằng những tế bào ở đầu mút cơ thể có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ở tế bào của phần thân nên chúng có khả năng tổng hợp đ√ợc sflc tố mêlanin làm cho lông đen. Trong khi đó, các tế bào ở vùng thân có nhiệt độ cao hơn nh√ng các gen của chúng l◊i không đ√ợc biểu hiện (không tổng hợp đ√ợc sflc tố mêlanin) nên lông có màu trflng. Để chứng minh giả thuyết này, ng√ời ta đã c◊o phần lông trflng trên l√ng thỏ và buộc vào đó một cục n√ớc đá. T◊i v˚ tr˙ này, lông mọc lên l◊i có màu đen.
Ånh h≠ẻng cềa m´i tr≠Íng l™n s˘ bi”u hiữn
tTheo em nhiệt độ cao có thể ảnh h√ởng đến sự biểu hiện của gen tổng hợp mêlanin nh√ thế nào ?
V˙ dụ 2 : Các cây hoa cẩm tú cầu mặc dù có cùng một kiểu gen nh√ng màu hoa có thể biểu hiện ở các d◊ng trung gian khác nhau giữa t˙m và đỏ tuỳ thuộc vào độ pH của đất. Trong tr√ờng hợp này, các cây tuy có cùng kiểu gen nh√ng mức độ biểu hiện ra kiểu h˘nh ở các cây là khác nhau.
tHãy t˘m thêm các v˙ dụ về mức độ biểu hiện của kiểu gen phụ thuộc vào điều kiện môi tr√ờng.
V˙ dụ 3 : ở ng√ời, bệnh phêninkêtô niệu do một gen lặn nằm trên NST th√ờng quy đ˚nh. Bệnh này do rối lo◊n chuyển hoá axit amin phêninalanin. Nếu không đ√ợc phát hiện và chữa tr˚ k˚p thời th˘ trẻ em b˚ bệnh sẽ b˚ thiểu năng tr˙ tuệ và một lo◊t những rối lo◊n khác. Tuy nhiên, nếu phát hiện sớm và áp dụng chế độ ăn kiêng giảm bớt thức ăn có chứa phêninalanin th˘ trẻ em có thể phát triển b˘nh th√ờng.
III - Mức phản ứng của kiểu gen
Cùng một kiểu gen nh√ng có thể cho một dãy các kiểu h˘nh khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện môi tr√ờng. Ng√ời ta gọi tập hợp các kiểu h˘nh của cùng một kiểu gen t√ơng ứng với các môi tr√ờng khác nhau là mức phản ứng của kiểu gen.
Kiểu gen 1 + môi tr√ờng 1 kiểu h˘nh 1 Kiểu gen 1 + môi tr√ờng 2 kiểu h˘nh 2 Kiểu gen 1 + môi tr√ờng 3 kiểu h˘nh 3 ...
Kiểu gen 1 + môi tr√ờng n kiểu h˘nh n
Tập hợp các kiểu h˘nh 1, 2, 3,... n nói trên của kiểu gen 1 t√ơng ứng với n điều kiện môi tr√ờng đ√ợc gọi là mức phản ứng của kiểu gen 1.
Những t˙nh tr◊ng có mức phản ứng rộng th√ờng là những t˙nh tr◊ng số l√ợng nh√ các t˙nh tr◊ng năng suất, khối l√ợng, tốc độ sinh tr√ởng, sản l√ợng trứng và sữa,... Những con bò có cùng một kiểu gen nh√ng nếu điều kiện chăn nuôi khác nhau có thể cho sản l√ợng sữa rất khác nhau.
Để xác đ˚nh đ√ợc mức phản ứng của một kiểu gen cần phải t◊o ra đ√ợc các cá thể sinh vật có cùng một kiểu gen. Đối với những loài cây có khả năng sinh sản sinh d√ỡng, có thể dễ dàng xác đ˚nh đ√ợc mức phản ứng của một kiểu gen bằng cách cflt các cành của cùng một cây đem trồng trong những điều kiện môi tr√ờng khác nhau rồi theo dõi các đặc điểm của chúng.
tT◊i sao cÌc nhẾ khoa hồc l◊i khuyàn nẬng dẪn khẬng nàn chì trổng mờt giộng lụa duy nhất (cho dủ Ẽọ lẾ giộng lụa cọ nẨng suất cao) tràn mờt diện t˙ch rờng trong củng mờt vừ ?
Hiện t√ùng mờt kiểu gen cọ thể thay Ẽỗi kiểu h˘nh tr√ợc cÌc Ẽiều kiện mẬi tr√ởng khÌc nhau Ẽ√ùc gồi lẾ sỳ mềm dẽo kiểu h˘nh (hay còn gồi lẾ th√ởng biến).
Sỳ mềm dẽo kiểu h˘nh cọ Ẽ√ùc lẾ do cọ sỳ tỳ Ẽiều chình về sinh l˙ giụp sinh vật th˙ch nghi vợi sỳ thay Ẽỗi cũa mẬi tr√ởng. Tuy nhiàn, mực Ẽờ mềm dẽo cũa kiểu h˘nh l◊i phừ thuờc vẾo kiểu gen. Mối kiểu gen chì cọ thể Ẽiều chình kiểu h˘nh cũa m˘nh trong mờt ph◊m vi nhất Ẽ˚nh.
H˘nh 13. Mực phản ựng cũa 2 kiểu gen khÌc nhau (a vẾ b) cũa loẾi cõ thi (Achillea millefolium) vợi Ẽờ cao so vợi mặt n√ợc biển
−Kiểu h˘nh Ẽ√ùc t◊o thẾnh do sỳ t√Èng tÌc giứa kiểu gen vợi mẬi tr√ởng.
−Tập hùp cÌc kiểu h˘nh cũa củng mờt kiểu gen t√Èng ựng vợi cÌc mẬi tr√ởng khÌc nhau Ẽ√ùc gồi lẾ mực phản ựng cũa kiểu gen.
−Hiện t√ùng kiểu h˘nh cũa mờt cÈ thể cọ thể thay Ẽỗi tr√ợc cÌc Ẽiều kiện mẬi tr√ởng khÌc nhau Ẽ√ùc gồi lẾ sỳ mềm dẽo kiểu h˘nh.
ườ cao so vợi mặt n√ợc biển (m)
a
ườ cao so vợi mặt n√ợc biển (m)
b
Chiều cao cẪy (cm)
0 30 1400 3050 0 30 1400 3050
50 50
C âu hãi và bài tÀp
1. Thế nào là mức phản ứng của một kiểu gen ?
2. Muốn nghiên cứu mức phản ứng của một kiểu gen nào đó ở động vật, ta cần phải làm g˘ ?
3. Nói : Cô ấy đ√ợc mẹ truyền cho t˙nh tr◊ng ''má lúm đồng tiền'' có ch˙nh xác không ? Nếu cần th˘ phải sửa l◊i câu nói này nh√ thế nào ?
4. Một số bà con nông dân đã mua h◊t ngô lai có năng suất cao về trồng nh√ng cây ngô l◊i không cho h◊t. Giả sử công ti giống đã cung cấp h◊t giống đúng tiêu chuẩn. Hãy giải th˙ch nguyên nhân dẫn đến t˘nh tr◊ng cây ngô không cho h◊t trong tr√ờng hợp trên.
E m c„ bi’t ?
T◊i sao cần quan tâm đặc biệt đến các bà mẹ khi mang thai ?
Để h˘nh thành nên một cơ thể khoẻ m◊nh th˘ ngoài hệ gen b˘nh th√ờng cũng cần phải có một môi tr√ờng th˙ch hợp. Đặc điểm h˘nh hài của đứa trẻ cũng nh√ khả năng phát triển về mặt thể chất và tr˙ lực sau này phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi tr√ờng mà bào thai đang phát triển. Nếu ng√ời mẹ mang thai phải sống trong môi tr√ờng b˚ ô nhiễm nh√ khói thuốc lá, tiếp xúc với thuốc diệt côn trùng, các hoá chất độc h◊i, các tác nhân đột biến,...
th˘ quá tr˘nh phát triển thai nhi có thể b˚ lệch l◊c dẫn đến các d˚ d◊ng hoặc quái thai. Không chỉ có môi tr√ờng vật chất b˚ ô nhiễm mới ảnh h√ởng đến thai nhi mà ngay cả môi tr√ờng tinh thần cũng ảnh h√ởng. Ng√ời mẹ nếu b˚
căng th⁄ng v˘ bất k˘ nguyên nhân nào cũng ảnh h√ởng đến sự phát triển của thai nhi. V˘ thế, các bà mẹ đang mang thai cần đ√ợc gia đ˘nh và xã hội chăm sóc đặc biệt.
Việc tiến hành các th˙ nghiệm lai và đánh giá kết quả lai có thể theo nhiều cách khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng đ˚a ph√ơng. Với bài thực hành này, SGK sẽ tr˘nh bày nhiều ph√ơng án khác nhau để các tr√ờng có thể lựa chọn ph√ơng án th˙ch hợp nhất với tr√ờng m˘nh. V˘ vậy, các mục tiêu nêu d√ới đây không nhất thiết phải đ◊t đ√ợc cho mỗi bài thực hành.
I - Mục tiêu
Tuỳ theo cách lựa chọn ph√ơng án thực hành mà mục tiêu của bài học có thể là một hoặc một số mục tiêu sau đây :
−Rèn luyện kĩ năng bố tr˙ th˙ nghiệm trong nghiên cứu di truyền học : tự m˘nh bố tr˙ th˙ nghiệm lai, t◊o dòng thuần chủng, đánh giá kết quả th˙ nghiệm bằng ph√ơng pháp thống kê χ2.
−Rèn luyện ph√ơng pháp nghiên cứu di truyền học thông qua các băng h˘nh, ghi l◊i quá tr˘nh lai t◊o giống, sau đó đánh giá kết quả lai đ√ợc cung cấp bởi các nhà di truyền học hoặc bởi ch˙nh các thầy cô giáo.
II - chuẩn b˚
−Những tr√ờng ở nông thôn hoặc những tr√ờng có v√ờn tr√ờng có thể cho học sinh chuẩn b˚ sfin đất trồng các cây ngfln ngày (nh√ cà chua) để tiến hành lai giống khi có điều kiện th˙ch hợp.
−Những tr√ờng ở thành phố nếu có bể cá cảnh th˘ có thể chuẩn b˚ các giống cá cảnh nh√ cá khổng t√ớc (Lebistes reticulatusPeters), cá kiếm(X iphophorus hel-leri Hackel), cá mún (Platypoecilus maculatus Gunther), cá hăcmôni (Mollienisia velifera Regan)hay các lo◊i cá cảnh khác mà đ˚a ph√ơng có sfin.
−Những tr√ờng có điều kiện nuôi các dòng ruồi giấm trong phòng th˙ nghiệm th˘ có thể tiến hành lai các dòng ruồi đột biến với nhau để theo dõi quy luật di truyền của các t˙nh tr◊ng. Thời gian cho mỗi thế hệ của ruồi giấm (Drosophila melanogaster)ko dài khoảng 2 tuần trong điều kiện nhiệt độ 28 −30oC.