Теоретичні відомості

Генотип особин кожного виду є цілісною системою, що склалася в процесі його тривалого історичного розвитку. Існує спадкова і неспадкова мінливість. Неспадкову мінливість називають модифікаційною. Вона має пристосувальний характер. Модифікаційна мінливість – це зміни ознак організму (фенотипу), спричинені факторами умов існування і не пов’язані зі змінами генотипу. Модифікації – це реакції на зміни інтенсивності певних чинників довкілля, однакові для всіх генотипно подібних організмів. Ступінь вираження модифікації прямо залежить від інтенсивності та тривалості дії на організм певного чинника., вони можуть зникати протягом життя особини, якщо припиняється дія фактора, який їх спричинює. Модифікації відіграють важливу роль у житті організмів. Більшість із них спрямована на пристосування організмів до змін тих чи інших факторів довкілля. Межі модифікаційної мінливості ознак визначаються генотипом організму і називаються нормою реакції. Для вивчення мінливості певної ознаки складають варіаційний ряд: послідовність чисельних показників прояв певної ознаки (варіант), розташованих у порядку їхнього зростання чи зменшення. Довжина варіаційного ряду свідчить про розмах модифікаційної мінливості. Вона зумовлена генотипом організмів (нормою реакції), але залежить від умов довкілля: чим сталіші умови розвитку даних особин, тим коротший варіаційний ряд, і навпаки. Якщо простежити розподіл різних варіант у варіаційному ряді, то можна помітити, що найбільше їхнє число знаходиться в середній частині ряду, тобто має середнє кількісне значення певної ознаки. Розподіл варіант у варіаційному ряді зображають графічно у вигляді варіаційної кривої. Варіаційна крива –це графічне вираження кількісних показників мінливості певної ознаки, яке ілюструє розмах цієї мінливості, так і частоту зустрічальності окремих варіант. За допомогою варіаційної кривої можна встановити середні показники та норму реакції тієї чи іншої ознаки. Спадкова мінливість буває комбінативною і мутаційною. Комбінативна мінливість виникає внаслідок нових варіантів поєднань алелей. Мутації – це стійкі зміни генетичного апарату, що виникають раптово як у нестатевих (соматичні мутації). Так і статевих (генеративні мутації) клітинах. Мутації можуть по-різному впливати на організми: спричинювати їхню загибель (летальні мутації), знижувати життєдіяльність (сублетальні мутації) або є не впливати на неї за певних умов довкілля (нейтральні мутації).

Модифікаційна мінливість найчастіше діє на кількісні ознаки, а кількість пов’язана з розмірами, і тут можна застосувати математику і статистику. Ми розглянемо статистичні закономірності, яким підпорядковується модифікаційна мінливість.

Значення закономірності й мінливості мають велике значення. Тому що дозволяють передбачити й заздалегідь планувати ступінь виразності багатьох ознак організмів залежно від умов навколишнього середовища.

З початку життя, протягом усього періоду розвитку і до самої смерті кожний організм зазнає впливу різних факторів середовища.

Більшість рослин зазнає впливів різного характеру. Одні сприяють розвиткові ознаки, інші затримують його. Фенотип рослин розміщується десь між передніми варіантами варіаційного ряду. Чим однорідніші умови розвитку, тим менше виявлена модифікаційна мінливість, тим коротший варіаційний ряд. Чим різноманітніші умови середовища, тим ширша модифікаційна мінливість. Розмах варіацій залежить і від генотипу. Щоб дати об’єктивну характеристику мінливої ознаки, треба вивчити велику кількість особин і побудувати варіаційну криву. На осі х відкладають варіанти ознак від найменшого до найбільшого. По осі у – частоту зустрічальності ознаки. Використовуючи дані варіаційної кривої, визначають середню величину ознаки. Для цього числовий вираз ознаки кожної варіанти множать на число варіант. Усі ці добутки додають і потім ділять на загальне число варіант. Це можна записати такою формулою:

М=∑(v х р___)

N

де М - середня величина, v – варіанта, р – частота зустрічей варіант, ∑ - знак суми і n – загальне число варіант варіаційного ряду.

Хід роботи

Варіант1

1.Запишітьтему та мету роботи.

2.Візьміть для всієї групи (учні працюють групами по 2-4 чоловіка, кожна група працює з своїм об’єктом) 100 колосків пшениці, підрахуйте в кожному колоску кількість зерен і складіть загальну таблицю – варіаційний ряд.

Варіаційний ряд кількості зерен в колоссі пшениці.

3.Побудуйте за цими даними варіаційну криву модифікаційної мінливості кількості зерен у колоссі пшениці.

4.Порівняйте краї і центр варіаційної кривої і зробіть висновок: яка мінливість – яскрава чи неяскрава – кількість зерен в колоссі зустрічається частіше, а яка не так часто.

5.Користуючись формулою, підрахуйте середню величину (М) мінливості числа зерен.

6.Зробіть висновок, яка закономірність модифікаційної мінливості Вами встановлена, в яких випадках вона проявляється більш чітко: при малій або великій кількості даних?

Варіант 2

1. Запишітьтему та мету роботи.

2.Візьміть по25 листків дуба (кожен студент) і підрахуйте кількість лопатей у кожному листку.

3.Складіть варіаційний ряд на 100 листків.

4.Здобуті дані підсумуйте, побудуйте за цими даними варіаційну криву модифікаційної мінливості.

5.Накресліть варіаційну криву.

6.Порівняйте краї і центр варіаційної кривої.

7.Користуючись формулою, підрахуйте середню величину (М) мінливості.

8.Зробіть висновок, яка закономірність модифікаційної мінливості Вами встановлена, в яких випадках вона проявляється більш чітко: при малій або великій кількості даних?

Варіант 3

1.Запишітьтему та мету роботи.

2.Візьміть для всієї групи 100 бульб картоплі і підрахуйте кількість вічок.

3.Складіть варіаційний ряд на 100 картоплин.

4.Накресліть варіаційну криву.

5.Користуючись формулою, підрахуйте середню величину (М) мінливості.

6.Зробіть висновок, яка закономірність модифікаційної мінливості Вами встановлена, в яких випадках вона проявляється більш чітко: при малій або великій кількості даних?

Контрольні запитання:

1. Яке біологічне значення модифікаційної мінливості?

2. Що таке варіаційний ряд і варіаційна крива?

3. Чим зумовлений розподіл варіант у варіаційному ряді?

4. Чому фенотип розміщується між середніми варіантами?

5. Що таке модифікаційна мінливість і чому вона не успадковується?

6. Які властивості модифікацій Ви знаєте?

Практична робота №1 Тема. Розв'язування елементарних вправ із молекулярної біології.

Мета:сформувати практичні уміння і навички розв'язування задач і вправ по темі "Єдність хімічного складу організму".

Обладнання та матеріали:схема будови молекули ДНК, картки з завданнями, методичні вказівки, збірники задач, таблиці "ДНК", "РНК".

Методичні вказівки

Для розв’язування задач з молекулярної біології необхідно знати лінійні розміри амінокислот, нуклеїнових кислот, середню молекулярну масу.

ℓ - лінійні розміри амінокислоти.

ℓ (амінокислоти) = 0,35 нм, де 1 нм = 10^{-6 мм}

М – молекулярна маса

М (середньої амінокислоти) = 100 умовних одиниць.

Молекулярна маса одного нуклеотиду: М (нуклеотиду) - 345 умовних одиниць.

Лінійні розміри одного нуклеотиду: ℓ (нуклеотиду) = 0,34 нм.

Довжина ДНК однієї клітини майже 1м.

Хід роботи

1. Розв’язування вправ на знаходження послідовності нуклеотидів у молекулі ДНК:

Задача 1. Фермент ДНК-полімераза синтезує комплементарний ланцюг по ДНК-матриці. Визначте послідовність азотистих основ у синтезованому лан­цюгу ДНК та і-РНК, що синтезується на його основі:

а)АТГ-АТЦ-ТТТ-ААА-АТГ-ГЦЦ-АГЦ;

б)ЦЦЦ-ГТЦ-ТГЦ-ТАЦ-ГАТ-АТТ-АЦЦ;

в)АЦГ-ТАЦ-АТТ-ТАТ-ТЦГ-ААА- ГАА. Розв'язання.

Враховуючи принцип комплементарності, визначаємо послідовність азоти­стих основ у синтезованому ланцюгу ДНК та в і-РНК:

а) ДНК права: АТГ-АТЦ-ТТТ-ААА-АТГ-ГЦЦ-АГЦ

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: