Giải Dừng lại và suy ngẫm 2 trang 53 Chuyên đề Sinh học 12

Lời giải

Giải thích

a) Bản chất tính kháng của giống

Giống kháng sâu hại tự nhiên mang các gene kháng (thường kí hiệu $R$) quy định tổng hợp những protein hoặc hợp chất hóa học gây bất lợi cho sâu hại (gây độc, ức chế tiêu hóa, cản trở sâu ăn lá…), nhờ đó cây chống chịu được loài sâu hại.

b) Trong quần thể sâu hại luôn có sẵn biến dị di truyền

Phần lớn cá thể sâu mẫn cảm với tính kháng của cây, nhưng do đột biến ngẫu nhiên, trong quần thể vẫn tồn tại một tỉ lệ nhỏ cá thể mang alen "vượt kháng" (ví dụ làm thay đổi protein đích hoặc giúp sâu phân giải, vô hiệu hóa chất kháng). Các alen này xuất hiện trước và độc lập với việc trồng giống kháng.

c) Trồng rộng rãi tạo áp lực chọn lọc mạnh và đồng nhất

Khi giống kháng được gieo trồng rộng rãi, liên tục trên diện tích lớn (độc canh), chính giống cây trở thành một nhân tố chọn lọc rất mạnh và đồng đều tác động lên quần thể sâu hại. Những cá thể sâu mẫn cảm bị tiêu diệt, không sinh sản được; những cá thể mang alen vượt kháng thì sống sót và sinh sản.

d) Chọn lọc tự nhiên tích lũy alen vượt kháng qua các thế hệ

Qua nhiều thế hệ, tần số alen vượt kháng trong quần thể sâu tăng dần và trở nên phổ biến. Quần thể sâu hại tiến hóa thích nghi với cơ chế phòng vệ của cây. Khi đó giống cây tuy vẫn mang gene kháng nhưng không còn kìm hãm được quần thể sâu mới, nghĩa là mất tính kháng trên thực tế.

Có thể tóm tắt theo sơ đồ:

$$\text{Trồng rộng rãi} \Rightarrow \text{áp lực chọn lọc mạnh} \Rightarrow \text{tích lũy alen vượt kháng} \Rightarrow \text{quần thể sâu thích nghi} \Rightarrow \text{mất tính kháng}$$

Kết luận

Sử dụng rộng rãi giống kháng tạo áp lực chọn lọc mạnh và đồng đều lên quần thể sâu hại, thúc đẩy quá trình chọn lọc tự nhiên tích lũy các alen vượt kháng qua nhiều thế hệ. Quần thể sâu hại tiến hóa thích nghi và vô hiệu hóa được cơ chế kháng của giống, làm tính kháng mất dần hiệu lực.

Đáp số