Статистические закономерности модификационной изменчивости. Построение вариационного ряда и вариационной кривой.
методическая разработка

Лабораторная работа

по предмету  Общая  биология

 Статистические  закономерности  модификационной изменчивости.  Построение вариационного ряда и вариационной кривой

Цель работы: Определение статистической закономерности  модификационной изменчивости   с помощью математических методов.

Задача работы :

1) построить вариационный ряд изменчивости изучаемого признака (длина или ширина листовой пластины)

2) графически и по математическим  формулам определить средние величины длины листьев  и указать причины их различия.

Оборудование: 30 листьев одного вида, ученическая линейка, файл с программой EXEL.

Введение

   Модификационная изменчивость возникает в результате взаимодействия организма с окружающей средой, т.е. в процессе реализации генетической информации. Разные организмы по-разному реагируют на воздействия факторов внешней среды.  Способность живых организмов с одинаковым генотипом развиваться по-разному в разных условиях существования, является важным  свойством жизни, то есть меняться внешне в зависимости от условиям окружающей среды. При этом изменяется фенотип, но не изменяется генотип. Диапазон модификационной изменчивости признака называют его   нормой реакции. (рис № 1). Нормой реакции называет границы, в рамках которых возможно изменение того или иного признака.  По размаху изменчивости (ширине нормы реакции),  то есть  разнице между минимальным и максимальным возможным выражением признака,  судят о приспособляемости  организма к изменениям  среды. Норма реакции,  может быть узкая  или широкая. По её ширине судят о гибкости фенотипа и  способности данного организма  выживать при ухудшении внешней среды.

По норме реакции определяются возможностями данного генотипа приспосабливаться к постоянно меняющимся  условиям внешней среды.

 рисунок №1

 Вывод: Чем однообразнее условия развития признака, тем меньше выражена модификационная изменчивость, тем короче будет вариационный ряд. Чем разнообразнее условия среды, тем шире модификационная изменчивость  и её норма реакции.                                                                           Существует зависимость между размером листьев (длиной или шириной листовой пластины) и условиями внешней среды. Укрупнение листьев происходит там, где освещение умеренное, а воздух насыщен влагой ( это определяется количеством дождей),  нет резких колебаний дневных и ночных температур,  достаточное количество  поступающих  питательных веществ ,то есть расположение листьев на ветках. Размер листа обуславливается также количеством солнечного излучения, долетающего до растения (северная или южная сторона растения).

 Ход работы

1. Измерить длину  листьев (листовой пластины) в миллиметрах  в произвольном порядке. Записать полученные данные в лабораторный журнал в строчку.  Точностью измерения проводить  до 1 мм.

2.  Полученные данные о длине листовой пластины занести в таблицу №1 в порядке возрастания .

                                                                                                                            Табл №1

3. Построить график зависимости длины листовой пластины от его порядкового номера  в выбранном вами  масштабе (график №1 ). Полученный график называется вариационным рядом.                                                                                                                                           Вариационный ряд  дает представление о размахе модификационной изменчивости изучаемого признака.

                                                                                                       График №1

  Сделать вывод о влиянии внешних условий на развития фенотипа данных листьев.

4.  Разбить размеры длины  листьев на 6 вариантов, через  равные промежутки. Например длина листьев до 35 мм, до 45 мм, до 55 мм и т. д. Шаг может быть любой в зависимости от разброса  длины листовых пластин.

Дополнительные указания:                                                                                                               1. В первом варианте должно быть не более 3-4 листов.                                                                          2. В шестов варианте можно перейти  наибольшее значение длины листовой пластины.

Полученные данные занести в таблицу №2.                                                                                  Вычислить и записать в таблицу произведение U*P.

1. Табл №2

 5. Определить среднюю величину указанного признака M  (длина листа), по формуле №1.

M =  Σ (U*P) / Σ P   ( Формула №1)

где:
U— вариант;
P — частота встречаемости варианта;
Σ — знак суммирования;
M — средняя величина признака ( средняя длина листа) мм

6. Построить график зависимости вариантов (U) от частоты встречаемости признака в этих вариантах ( P) в выбранном масштабе. Этот график называется вариационной кривой (график №2) .                                                                                                                                                          Уточнение: По горизонтальной оси откладываем длину листовой пластины в  мм в выбранном масштабе.                                                                                                                                   7. Рассчитайте норму реакции, для этого от большей длины листьев вычесть меньшую.  Результат записать в лабораторный журнал. Норма реакции = разнице между минимальным и максимальным возможным выражением признака, это  ширина или длина листовой пластины .

График №2

 Делаем  вывод о ширине изменчивости  признака (ширина норма реакции) и влияния внешней среды.

7. Определяем  среднюю графическую величину признака по графику №2.

8. Определить среднюю арифметическую длину листовой пластины.

Средняя арифметическая значение характеризует величину признака всей совокупности изучаемых растений и обозначается буквой х. Вычисляют среднюю арифметическую вариационного ряда по формуле №2

х = Σ всех длин листьев / общее число листьев (то есть общий объем выборки) (формула №2)                                                                                                                                                                 Полученное значение отложить на вариационной кривой (график №2) .

9. Проверить свои расчеты на компьютерной программе EXEL.

 Работа с компьютерной программой  EXEL

1. Вписать значения длины листовой пластины в мм (можно в произвольном порядке) из табл №1 в таблицу слева, колонка В. Если значения заполнены в произвольном порядке, надо выделить этот столбец и нажать на знак сортировки.

2. Одновременно с внесением цифровых значений строится график зависимости длины листовой пластины от его порядкового номера. Полученная ломанная линия называется Вариационный ряд (см. верхний график).

3. Оценить статистические данные (см таблица слева внизу)

- среднее арифметическое значение длины листа

- максимальный и минимальный размер листовой пластины

- общее количество листьев

4. Заполнить таблицу справа. В  столбец О записываем варианты  из таблицы №2 (6 вариантов). Программа  автоматически заполняет колонку Р « Частота встречаемости варианта»  и суммирует количество листьев.

5.  Одновременно с внесением цифровых значений  строится график зависимости Частоты встречаемости признака Р от варианта  U (таблица №2). Название графика «Вариационная кривая».

Использованная литература

1. В.М. Константинов, А.Г. Резанов, Е.О. Фадеева Общая биология  СПО  «Академия» 2010

2. Интернет ресурсы.