Giải Luyện tập và vận dụng 3 trang 54 Chuyên đề Sinh học 12

Lời giải

Bối cảnh: Giống cây trồng mang gene kháng sâu (ví dụ cây chuyển gene *Bt* tổng hợp protein độc với sâu) giúp giảm thuốc trừ sâu, tăng năng suất nên có hiệu quả kinh tế lớn. Tuy nhiên, nếu được trồng rộng rãi và lâu dài, chúng có thể gây một số hậu quả sau.

## Hậu quả chính: Hình thành quần thể sâu hại kháng được gene kháng sâu

Về lâu dài, quần thể sâu hại sẽ tiến hóa hình thành tính kháng với độc tố của cây, làm giống cây trồng dần mất hiệu quả bảo vệ. Cơ chế là quá trình chọn lọc tự nhiên:

a) Biến dị di truyền sẵn có trong quần thể sâu hại

Trong quần thể sâu hại tự nhiên ban đầu đã tồn tại sẵn một số ít cá thể mang đột biến ngẫu nhiên (allele kháng) giúp chúng chịu được độc tố do cây tạo ra. Tần số allele kháng ban đầu rất thấp.

b) Áp lực chọn lọc tự nhiên khi trồng rộng rãi, liên tục

Khi cây kháng sâu được trồng trên quy mô lớn và lâu dài, môi trường sống của sâu luôn chứa độc tố:

- Cá thể sâu mẫn cảm (không mang allele kháng) bị tiêu diệt hàng loạt.
- Cá thể sâu mang allele kháng sống sót, sinh sản và truyền allele kháng cho đời sau.

Đây là áp lực chọn lọc rất mạnh và duy trì qua nhiều thế hệ.

c) Kết quả tiến hóa — hình thành quần thể sâu kháng

Qua nhiều thế hệ, tần số allele kháng trong quần thể tăng dần, tần số allele mẫn cảm giảm dần, cuối cùng phần lớn cá thể đều mang allele kháng → hình thành quần thể sâu hại kháng gene kháng sâu. Khi đó giống cây kháng sâu mất tác dụng, người trồng lại phải quay về dùng thuốc trừ sâu, gây thiệt hại kinh tế.

## Một số hậu quả sinh thái khác

- Phát tán gene kháng (dòng chảy gene): Gene kháng có thể phát tán qua phấn hoa sang cây cùng loài không chuyển gene hoặc sang cỏ dại, cây hoang dại họ hàng gần → cỏ dại khó kiểm soát, ảnh hưởng quần thể hoang dại.
- Ảnh hưởng sinh vật có ích, giảm đa dạng sinh học: Độc tố của cây có thể gây hại cho côn trùng không phải sâu hại như loài thụ phấn (ong, bướm), thiên địch và sinh vật đất → mất cân bằng sinh thái, suy giảm đa dạng sinh học của hệ sinh thái nông nghiệp.

Kết luận: Hậu quả lâu dài quan trọng nhất là sâu hại tiến hóa kháng độc tố qua chọn lọc tự nhiên khiến giống cây mất tác dụng; kèm theo nguy cơ phát tán gene và mất cân bằng sinh thái. Vì vậy cần quản lí chặt chẽ (luân canh, để lại vùng cây không kháng làm "nơi trú ẩn" cho sâu mẫn cảm) để làm chậm quá trình kháng.

Đáp số