Материалы к практической работе "Анализ фенотипической изменчивости"по биологии для студентов специальности Обеспечение информационной безопасности

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №7

Тема: Анализ фенотипической изменчивости

Цель: углубить знания о норме реакции как пределе приспособительных реакций организмов; сформировать знания о статистическом ряде изменчивости признака; выработать умение экспериментально получать вариационный ряд и строить кривую нормы реакции.

Оснащение:

- информационные источники

- схемы и рисунки

- наборы биологических объектов: семена фасоли (или другой биологический объект (семена бобов, колосья пшеницы, листья яблони, акации и пр. не менее 30 (100) экземпляров одного вида;

- метр для измерения роста студентов.

Ход работы:

1 Изучите теоретический материал

Изменчивость - свойство живых организмов приобретать в процессе индивидуального развития новые признаки и свойства

Модификационная изменчивость

Большую роль в формировании признаков организмов играет среда его обитания.

 Каждый организм развивается и обитает в определенной среде, испытывая на себе действие ее факторов, способных изменять морфологические и физиологические свойства организмов, т.е. их фенотип

Изменчивость организма, возникающая под влиянием факторов внешней среды и не затрагивающая генотип, называется модификационной

Основные характеристики модификационной изменчивости

1. Зависит от окружающих условий.

2. Носит групповой характер.

3. Является определённой.

4. Имеет статистические закономерности.

5. Определяется нормой реакции

Норма реакции – степень варьирования признака или пределы модификационной изменчивости, обусловленные генотипом. Наследуется не признак как таковой, а его способность изменяться в пределах нормы реакции под воздействием факторов среды.

Статистические закономерности модификационной изменчивости.

Модификационная изменчивость многих признаков растений, животных и человека подчиняется общим закономерностям. Эти закономерности выявляются на основании анализа проявления признака у группы особей (n). Степень выраженности изучаемого признака у членов выборочной совокупности различна.

Каждое конкретное значение изучаемого признака называют вариантой и обозначают буквой v.

При изучении изменчивости признака в выборочной совокупности составляется вариационный ряд, в котором особи располагаются по возрастанию показателя изучаемого признака.

На основании вариационного ряда строится вариационная кривая — графическое отображение частоты встречаемости каждой варианты
Частота встречаемости отдельных вариант обозначается буквой p.

Например, если взять 100 колосьев пшеницы (n) и подсчитать число колосков в колосе, то это количество будет от 14 до 20 — это численное значение вариант (v).

Вариационный ряд:

v = 14  15  16  17  18  19  20

Частота встречаемости каждой варианты

p =   2   7   22  32  24    8    5

Среднее значение признака встречается чаще, а вариации, значительно отличающиеся от него, — значительно реже. Это называется нормальным распределением.

Кривая на графике бывает, как правило, симметричной. Вариации, как большие, чем средние, так и меньшие, встречаются одинаково часто.

Легко посчитать и среднее значение данного признака. Для этого используют формулу:  

                                   å (vּp)

                        М =       n

где М — средняя величина признака, в числителе сумма произведений вариант на их частоту встречаемости, в знаменателе — количество вариант. Для данного признака среднее значение равно 17,13.

Еще один пример вариационной кривой:

Используя данные вариационного ряда, постройте вариационную кривую изменчивости   признака.
По оси ОY - частота встречаемости, по оси ОX – варианта. (для примера смотрите предложенную диаграмму).

Знание закономерностей модификационной изменчивости имеет большое практическое значение, поскольку позволяет предвидеть и заранее планировать степень выраженности многих признаков организмов в зависимости от условий внешней среды.

2 Выполните задание

1 Запишите тему и цель работы. Выберите объект для определения статистических закономерностей признака (фасоль, комнатное растение, физиологические показатели одногруппников и т.д.) Расположите листья (или другие объекты) в порядке нарастания их длины;

2 Измерьте длину объектов или рост одногруппников, полученные данные запишите в тетради. Подсчитайте число объектов, имеющих одинаковую длину (рост), внесите данные в таблицу:

3 Постройте вариационный ряд и вариационную кривую (см пример в теоретическом матерале). Вариационная кривая представляет собой графическое выражение изменчивости признака; частота встречаемости признака – по вертикали; степень выраженности признака – по горизонтали.

4 Определите норму реакции. Запишите ее: это указание пределов проявления признака  (например, норма реакции размера листовой пластинки герани составила от 6 см до 10см).

5 Вычислите среднюю величину признака по формуле (см теоретический материал). Сравните среднюю величину с вашими данными графика – если закономерность наблюдается, то большее количество объектов будет встречаться со значением размера (или роста) близким к вычисленному среднему.

6 Ответьте на вопросы, основываясь на исследованиях:

а) есть ли пределы проявления признака?

б) какие значения признака встречаются чаще, а какие реже?

в) какое количество данных необходимо обработать для того, чтобы выявить закономерность?

г) какое практическое значение имеет изучение данного признака?

д) какие признаки фенотипа имеют узкую, а какие – широкую норму реакции? Чем обусловлена широта нормы реакции, и от каких факторов она может зависеть?

7 Сделайте вывод (ответ на поставленную цель работы).

Результат деятельности: отчет

Защита – письменная по вопросам теста

Тест к защите практической работы

Ниже приведены примеры изменчивости. Определите, к каким формам изменчивости организмов они относятся? Для каких примеров соответствует широкая норма реакции? (рядом с ответами поставьте букву Н)

1.      На ферме улучшили кормление коров – молока стало больше, ухудшили кормление – молока стало меньше.

2.      В гнезде галки среди галчат один галчонок оказался белым (альбинос).

3.      От овцематки с нормальными ногами родился один ягненок с короткими кривыми ногами, от которого произошла новая (анконская) порода овец.

4.      На хорошо удобренной почве капуста образует крупные кочаны, на бедной почве – мелкие кочаны.

5.      Ягнят воспитывали в холоде – шерсть у них стала гуще.

6.      У одного растения душистого табака из почки вырос необычный побег с красивыми полосатыми листьями.

7.      На поле все всходы льна погибли от мороза, а одно растение выжило, как более морозостойкое.

8.      У комнатной примулы один из цветков был крупнее других и имел шесть лепестков вместо пяти.

9.      У собаки выработали условный рефлекс (выделение слюны на звонок).

10.  Наступили холода – мех у зайцев стал гуще.

11.  На одной грядке при хорошем уходе томат дал крупные плоды, а на грядке при плохом уходе – мелкие плоды (семена одного и того же сорта)

12.  На грядке среди помидоров выросло одно растение, в цветке которого было семь лепестков вместо пяти.

13.  Если плодовую мушку дрозофилу облучить рентгеновскими лучами, то у многочисленного ее потомства возникают различные изменения: у одного изменяется размер крыльев, у другого появляются или исчезают щетинки, у третьего темнеет или светлеет хитиновый покров.

Соответствующие цифры занесите в столбики: