Giải Dừng lại và suy ngẫm 2 trang 96 SGK Sinh học 12

Lời giải

Phân tích hiện tượng theo kiến thức Di truyền học quần thể (SGK Sinh học 12 – KNTT):

a) Đặc điểm vốn gene của quần thể cây ngô (cây giao phấn nhờ gió):
Ngô là cây giao phấn chéo (ngoại phối) nhờ gió, nên trong tự nhiên quần thể ngô là quần thể giao phối ngẫu nhiên. Trong vốn gene của quần thể này luôn tồn tại nhiều allele lặn có hại, nhưng chúng chủ yếu nằm ở trạng thái dị hợp tử (ví dụ $Aa$). Ở trạng thái dị hợp, allele trội bình thường át chế allele lặn có hại, nên kiểu hình có hại không được biểu hiện → quần thể vẫn sinh trưởng, phát triển tốt.

b) Điều gì xảy ra khi bắt ngô tự thụ phấn qua các thế hệ:
Khi cho tự thụ phấn (một dạng giao phối gần, giao phối không ngẫu nhiên), cấu trúc di truyền của quần thể biến đổi theo quy luật: tỉ lệ kiểu gene dị hợp giảm dần, tỉ lệ kiểu gene đồng hợp (cả trội lẫn lặn) tăng dần qua mỗi thế hệ.

Với một cặp gene dị hợp $Aa$, sau $n$ thế hệ tự thụ phấn, tỉ lệ thể dị hợp còn lại là:
$$Aa = \left(\dfrac{1}{2}\right)^{n}$$
nên khi $n$ càng lớn thì $\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n} \to 0$, tỉ lệ dị hợp tiến dần về 0, còn tỉ lệ đồng hợp lặn $aa$ và đồng hợp trội $AA$ mỗi loại tiến dần tới $\dfrac{1}{2}$.

c) Nguyên nhân dòng thuần bị thoái hoá:
Khi tỉ lệ dị hợp giảm, các allele lặn có hại trước đây ẩn náu trong thể dị hợp nay có cơ hội tổ hợp lại thành thể đồng hợp lặn ($aa$). Lúc này allele lặn có hại được biểu hiện ra kiểu hình, làm xuất hiện các tính trạng xấu như: cây thấp bé, sức sống kém, năng suất giảm, nhiều cây dị dạng, bất thụ, chống chịu kém…

Vì vậy sau một số thế hệ tự thụ phấn (để tạo dòng thuần), các allele lặn có hại tích luỹ dần ở trạng thái đồng hợp và biểu hiện, dẫn tới hiện tượng thoái hoá giống (thoái hoá do giao phối gần).

Kết luận: Cây giao phấn nhờ gió như ngô mang nhiều allele lặn có hại ở dạng dị hợp; khi tự thụ phấn kéo dài, thể dị hợp giảm – thể đồng hợp lặn tăng, các allele lặn có hại được biểu hiện nên dòng thuần bị thoái hoá.

Đáp số