Изучение внутри- и межпопуляционной изменчивости

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АБАЯ

Специальность 5В011300

Химико-биологического факультета

Отчет по учебной практике по дисциплине

« Генетика»

группы

Аманова А.

Айдарова Щ.

Бакиева С.

Бакимбаева К.

Валиева Г.

Виноградова А.

Елжасова Л.

Есимова Д.

Елмуратова Д.

Жумаканова С.

Калиманова А.

Кенжегулова К.

Полевая практика по генетике с основами селекции преследует много целей. Она способствует более прочному усвоению теоретического материала, приобретению навыков экспериментальной работы, которая может быть продолжена в школе, дает возможность заготовить материал для проведения занятий в зимний период. Опыт, приобретенный во время полевой практики по генетике, развивает наблюдательность, умение объяснять многие природные явления и факты с точки зрения генетики.

Основная форма практики по генетике - самостоятельная научно-исследовательская работа студентов 3БПР.

Местом проведения летней полевой практики по генетике с основами селекции служит станция юных натуралистов, где организуется генетический участок, который организован по типу пришкольного участка, на котором студенты могут познакомиться с генетической коллекцией разных форм культурных растений (гороха, злаков и др.), освоить методику проведения скрещивания и гибридологического анализа, изучить закономерности наследственной и ненаследственной изменчивости.

Генетические экскурсии в природу - это необходимый момент практики по генетике. Цель экскурсии - изучение генетической структуры природных популяций растений или животных. В этом разделе студенты знакомятся с закономерностями популяционной генетики, приобретают умения использовать знания по генетике в натуралистической работе.

Изучение внутри- и межпопуляционной изменчивости можно проводить и на популяциях культурных растений базе ботанического сада и станции юных натуралистов в Таугуле.

гибридологический скрещивание горох популяция

Занятие 1

Тема: Скрещивание растений. Гибридологический анализ

Цель: Изучить возможности проведение гибридологического анализа на объекте горох (Pisum sativum L.).

Для проведения гибридологического анализа на летней полевой практике можно использовать сорта (линии) разных видов растений, но лучше - имеющих хозяйственное значение с учетом климатических условий района. Для скрещивания обычно используются генетические коллекции культурных растений: генетическая коллекция мутантных внутривидовых форм, чистых линий, сортов. Чистые (гомозиготные) линии имеются у посевного гороха, кукурузы, томатов, пшеницы, ржи, ячменя, люпина и т. д.

Лучшим объектом для проведения скрещиваний является горох (Pisum sativum L., 2n=14). Растение самоопыляющееся, перекрестное опыление происходит редко. Цветки с прицветниками, обоеполые, пятилепестные. Цветок состоит из паруса, двух крыльев и двух сросшихся лепестков - лодочки (рис.1,2). Пестик простой, составлен одним плодолистиком. Столбик пестика сплюснут и изогнут почти под прямым углом вверх, завязь верхняя. В цветке имеется 10 тычинок, 9 из них (редко все 10) срастаются нитями в трубочку, и одна тычинка свободна.

Период цветения у гороха - до двух недель, в зависимости от сорта и погодных условий этот срок может продолжаться от 3 до 40 дней. Самоопыление происходит в бутоне до раскрытия цветка. Созревшие пыльники обычно растрескиваются в бутоне, и пыльца собирается в верхней части лодочки, попадая на рыльце по мере роста пестика.

Цветки раскрываются последовательно снизу вверх, первыми зацветают нижние цветки Перед посадкой гороха тщательно подготавливают. Глубина заделки семян 5-7 см, расстояние между растениями около 10-12 см, между рядами - около 20 см.

Методика скрещивания. Она состоит из следующих операций: подготовки соцветия к скрещиванию, кастрации цветков и опыления.

Ход работы. Главным моментом скрещивания на горохе является кастрация цветка - удаление пыльников из цветка материнского растения до их созревания. Кастрацию обычно проводят в фазе бутонизации (бутоны светло-зеленой окраски).

Опыление кастрированного цветка материнского растения желательно проводить свежесобранной пыльцой или использовать пыльцу сорванного отцовского цветка. Для опыления берут пыльцу только что распустившегося цветка отцовского растения.

Через несколько дней после опыления, когда начинают формироваться бобы, изоляторы снимают. Семена, созревшие в бобах в год скрещивания, являются уже гибридами первого поколения (), на них можно наблюдать доминирование одного из признаков (по форме или окраске семян).

. Вылущить бобы с растения материнского сорта, подсчитать число семян; убедиться, что все семена имеют желтую окраску.

. Вылущить бобы с растения отцовского сорта, подсчитать число семян; убедиться, что все семена имеют зеленую окраску.

. Вылущить бобы трех растений с семенами первого поколения (); убедиться, что все семена имеют желтую окраску, и подсчитать число полученных семян. Определить, какая окраска (желтая или зеленая) доминантная и какая рецессивная.

. Вылущить бобы 10 растений гороха с семенами второго поколения (), подсчитать число желтых и зеленых семян, вычислить отношение между ними. Затем вычислить теоретически ожидаемое отношение желтых и зеленых семян . Данные лучше записать в таблицу (табл.1).

Таблица 1

Гибридологический анализ при моногибридном скрещивании гороха

Проанализировано растенийПолучено семянРасщеплениеРодительские сорта и гибридыВсегоВ том числеТеоретически ожидаемое Фактически полученноежелтыхзеленых(3:1) ? Неистощимый 19551401400-? Московский 55951420142-358580-1016812048126:42

(3:1)120:48

(2,5:1) (общие данные анализа, полученные всей группой студентов)45190014005001425:475

(3:1)1400:500

(2,8:1)

В таблицу вписываются все данные по анализу расщепления у гибридов и , полученные всеми студентами. Следует иметь в виду, что чем больше получено семян, тем фактические данные расщепления лучше согласуются с теоретически ожидаемым расщеплением.

Гибридологический анализ у гороха при дигибридном скрещивании

Дигибридным называется скрещивание, при котором родительские формы отличаются одна от другой по двум парам изучаемых альтернативных признаков. У гибридов и анализируется наследование только двух пар признаков или двух пар генов, определяющих их развитие.

Для гибридологического анализа при проведении дигибридного скрещивания были взяты сорта гороха уже, рекомендованные при моногибридном скрещивании: «Московский 558», имеющий гладкие зеленые семена и «Неистощимый 195» с морщинистыми желтыми семенами. . Семена гибридов первого поколения были гладкими и желтыми.

При анализе характера расщепления по окраске и форме семян у гороха были выполнены следующие задания:

вылущить семена из бобов 5 или более материнских растений сорта «Неистощимый 195», подсчитать число семян и убедиться, что все они желтые и морщинистые;

вылущить семена 5 или более отцовских растений сорта «Московский 559», они должны быть все гладкими и зелеными;

вылущить семена гибридов , они все должны быть желтыми и гладкими. Определить какие признаки доминантные, какие - рецессивные;

вылущить семена и распределить их на четыре фенотипических класса по сочетанию признаков окраски и формы семян: желтые гладкие, желтые морщинистые, зеленые гладкие и зеленые морщинистые;

подсчитать число семян в каждом классе и определить количественные соотношения в классах.

Чтобы определить характер наследования каждой пары признаков (аллелей) у дигибрида, надо рассчитать расщепление по каждой из них отдельно: на желтые-зеленые и гладкие-морщинистые, - оно должно быть 3:1. Как следует из таблицы 4, соотношение желтых и зеленых семян 1075:365, или 2,94:1, близкое 3:1. Это означает, что признаки окраски и формы семян у гороха наследуются независимо.

Таблица 4

РодительскинПроанаПолучено семянРасщеплениесорта лизированоВсегоВ том числетеоре- Фактиче-скии гибриды растенийжелтых гладкихжелтых морщи-нистыхзеленых гладкихзеленых морщи-нистыхтически ожидае-мое Получен-ное Неистощимый 1955120012000-- Московский 5595100001000--570700001011260242089:3:3:17,5:3:2,5:1 (суммарные данные, полученные группой студентов)601440807268273929:3:3:18,8:2,9:2,9:1

Гибридные семена по окраске и форме образуют 4 фенотипических класса в следующих количественных соотношениях: примерно всех полученных семян будут желтыми гладкими (А- В-), - желтыми морщинистыми (А- вв), - зелеными гладкими (аа В-) и - зелеными морщинистыми (аа вв), или близкие к отношению 9:3:3:1.

Методика проведения скрещивания у злаковых (пшеницы и ржи)

Пшеница (Triticum L.) - род травянистых протерогиничных растений. В культуре возделывают главным образом сорта мягкой (6п=42) и твердой (4п=28) пшениц.

Соцветие пшеницы - сложный колос, состоящий из одинаковых 3-7 цветковых колосков, сидящих в выемках колосового стержня. Цветок пшеницы имеет 3 тычинки и двухлопастное рыльце . Скрещивание начинают с кастрации цветка женских растений.

При опылении в кастрированные материнские цветки либо закладывают треснувшие пыльники, либо наносят пыльцу непосредственно на рыльце пинцетом, кисточкой или плоской тонкой палочкой. Нанесение пыльцы более -надежно

Методика проведения скрещивания у яблони

Яблоня (Malus Mill) - род растений семейства розановые (Rosaceae). Род включает 36 видов. Наиболее широко распространена яблоня домашняя, или культурная. Большая часть сортов диплоидны (2п=34), около четверти сортов триплоидны (3п=51), и единичные сорта тетраплоидны (4п=68).

Строение цветка. Цветки у яблони собраны в зонтиковидные соцветия (рис. 6). Цветок крупный, белый, снаружи розовый. Тычинок много. Пестик с пятью сросшимися при основании столбиками. Пыльники желтые. Чашечка пятираздельная. Завязь нижняя, пятигнездная; в каждом гнезде по 4-6 семяпочек. Яблоня цветет с апреля до июня в зависимости от зоны. Рыльце созревает раньше пыльников, что гарантирует перекрестное опыление, осуществляемое пчелами, шмелями. Продолжительность цветения 8-12 дней.

Техника опыления. На цветке оставляют 2-3 бутона, остальные удаляют. Оставляют бутоны, достигшие окончательной величины, лепестки которых еще не начали раздвигаться. Лепестки осторожно раздвинуть пинцетом, захватить верхнюю часть тычиночной нити с пыльником и извлечь. Удалять лучше по одному пыльнику, чтобы не повредить рыльце пестика. На кастрированные бутоны надеть общий изолятор.

Пыльцу для опыления можно приготовить в день кастрации. Собрать только начавшие распускаться бутоны растения отцовского сорта в бумажный пакетик. У яблони, чтобы опылить 5-10 цветков, достаточно пыльцы одного бутона.

Оценка плодовитости растений по пыльцевым зернам

У высших цветковых растений гаметофит редуцирован и сведен до образования зародышевого мешка (макроспорогенез) и прорастания пыльцы (микроспорогенез). Образование микроспор происходит в микроспорангиях. Зрелые микроспоры у семенных растений называются пыльцой, это совокупность пыльцевых зерен - пылинок, служащих для полового воспроизведения. Анализ микроспорогенеза, а также морфологии зрелых пыльцевых зерен позволяет оценить уровень плодовитости растений. Это особенно важно, когда изучается генетический контроль плодовитости, при выявлении ЦМС у растений, гибридизации и полиплоидии.

Нарушения морфологии пыльцы, резкое снижение ее количества в пыльниках и нарушение прорастания могут быть следствием различных генетических причин.

Существуют специальные методы анализа фертильности растений по прорастанию пыльцевых зерен. В природе пыльца, попадая на рыльце пестика, прорастает, образуя пыльцевую трубку. Прорастает пыльца под влиянием особых веществ, содержащих сахара, которые выделяются клетками зрелого рыльца.

Прорастание пыльцы у некоторых растений при С наблюдается уже через 15-20 мин. Пыльцевые трубки развиваются не одновременно, у одних пылинок трубка короче, у других - длиннее.

Проросшие пыльцевые зерна на покровном стекле можно окрасить ацетоорсеином и увидеть в трубках один или два (в зависимости от длины трубки) ядра (спермия).

Кроме проращивания пыльцы, аномальные клетки можно обнаружить, проводя их морфологический анализ с помощью окрасок. Например, содержащую крахмал пыльцу окрашивают йодом: берут пыльник любого растения с полностью созревшими пыльцевыми зернами и кладут на предметное стекло. С помощью препаровальной иглы разрывают пыльник и распределяют пыльцевые зерна по поверхности стекла. На стекло наносится капля 0,5 % спиртового раствора йода, выявляющего наличие крахмала по специфической синей окраске пыльцевых зерен. Их можно окрашивать ацеторсеином и изучать зерна с аномальной формой, слабоокрашенные, невыполненные т. е. долю абортивных клеток.

Задание 1. Используя пыльцу самых различных видов растений,студенты провели анализ изменчивости ее морфологии в капле воды без окраски (прижизненно), применив окраску йодом, ацетокармином.

Задание 2. В период цветения ржи и других культурных растений и окончательного созревания пыльцы у форм с различным генотипом (диплоиды, полиплоиды, анеуплоиды), у форм, произрастающих в различных условиях среды (обратите внимание на те погодные условия, при которых происходил мейоз или процессы завершения морфогенеза пыльцы), определите частоту проявления аномальных зрелых пыльцевых зерен. Классифицируйте аномальные клетки: резкие отклонения в размере, нарушение формы, нарушение цитоплазмы (ее сжатие и отслоение от оболочки и др.). Абортивные пыльцевые зерна часто имеют одно ядро. Для анализа частоты абортивной пыльцы окраску проводите ацеторсеином или ацетокармином.

Занятие 2 Генетический полиморфизм популяций (экскурсия на природу)

Природные популяции растений и животных генетически разнообразны, полиморфны. Различить уклоняющиеся от нормы формы не всегда легко, так как изменение изучаемого признака может быть вызвано мутацией или модификацией.

Основная цель экскурсии: выявить в природных популяциях полиморфизм и понять его значение в эволюции.

В популяции люцерны желтой встречаются карликовость и гигантизм, т. е. короткостебельные и длинностебельные формы.

У некоторых видов мутации генов, определяющие развитие цветка, проявляются в виде махровости (сон-трава, астры, петунии, яблони, розы, левкои, ветреница алтайская, цикламены, персики, лютики, лапчатки, терновник), белоцветковости у растений, имеющих в норме окрашенные цветки (медуница лекарственная, люпин многолетний, василек, синюха, цикорий, фиалки и др.). Мутации могут проявляться в изменении формы цветка (львиный зев), формы и окраски плодов, формы семян (у розоцветных и др.), у двудомных в - виде однодомности, среди растений с обоеполыми цветками - мутантов с однополыми цветками.

Появление у ряда видов (кукуруза, хмель, герань, энотера, гортензия, стручковый перец, тростник, клен и др.) пестролистности и краснолистности (бук, ясень, дуб, орешник и др.) связано также с мутационной изменчивостью.

Отмечены изменения формы листа у земляники, листы могут быть простыми, цельными и яйцевидными, или у чистотела - нормальными, перистыми, глубокорассеченными. Однако мутации могут изменять и другие признаки: физиологические, биохимические, обусловливая широкий генетический полиморфизм популяций диких и культурных видов.

Полиморфизм у клевера ползучего по признаку отсутствия-наличия «седого» пятна определяется генетически. Доказано, что разнообразие растений по этому признаку определяется серией множественных аллелей гена V. Наличие «седого» пятна на листьях - признак доминантный (V), отсутствие (сплошная зеленая окраска) - рецессивный (v).

В таблице 5 показаны аллели, определяющие разнообразные по форме «седые» пятна и фенотипы (фены) у клевера ползучего.

Таблица 5

АллельФенотипОбозначение фенотипа (фена)VПятно отсутствуетОVПолное пятноАVHПолное пятно, высокоеАНVBРазорванное пятноВVBhРазорванное высокоеВНVPЦентральная верхняя точкаСVFБольшое сплошное пятно у основанияДVLНизкое треугольное пятно у основанияЕ

На рисунках 7, 8 показаны гомозиготы по разным аллелям гена V, определяющего форму «седого» пятна на листьях клевера (см. табл.5).

Все аллели гена V нарушают нормальное развитие хлорофилла в палисадных клетках листа, в которых хлоропласты либо отсутствуют, либо их очень мало. Кроме того, палисадные клетки уменьшены в размерах, менее вытянуты, и пространство между ними оказывается большим, чем в зеленой части листа. Различие в расположении пятен определяется временем действия каждого аллеля в онтогенезе. В процессе размножения аллели гена V образуют разные сочетания друг с другом (гетерозиготные и гомозиготные).

Разные аллели, объединяясь вместе в одном генотипе (компаунде), проявляют доминирование одной над другой, но чаще кодоминирование. Разные комбинации аллелей гомо- и гетерозигот (компаунды) гена V, определяющие рисунок «седого» пятна, представлены на рисунке 9.

. В популяциях клевера ползучего, обитающих в контрастных экологических условиях, изучить полиморфизм по форме «седого» пятна на листьях. Определить количественное соотношение фенотипов и генотипов в каждой популяции, объяснить полученные данные с точки зрения генетики, сделать выводы.

. Провести анализ генетической структуры популяций лютика едкого (или другого вида) из разных мест обитания по признаку махровости цветка. Определить частоту генов и генотипов в каждой из популяций, проанализировать полученные данные, сделать выводы.

. Изучить полиморфизм в местных популяциях других видов растений, а также животных (см. задания).

Основную часть экскурсии составляет самостоятельная работа студентов. Они получают одни и те же задания, но выполняют их звеньями по два - три человека. По первому заданию, в зависимости от распределения вида на местности и его численности, студенты ищут растения с разными формами седых пятен, срывают их и закладывают в ботанические папки для последующего анализа. Данные записывают в таблицу (табл. 6). Если вид на изучаемой местности представлен отдельными растениями, клонами (клон - потомство одного вегетативно размножающегося растения), необходимо подсчитать число растений по маршруту экскурсии. Каждая пара студентов должна проанализировать не менее 200 растений. Если территория густо заселена (как на заливном лугу) и трудно отделить одну особь от другой, пользуются рамкой размером 25 см х 25 см, сделанной из алюминиевой проволоки.

Если популяция занимает небольшую площадь, то накладывают рамку через каждые 5 метров и подсчитывают количество листьев определенного фенотипа (генотипа). Подсчет проводят минимум в 20 повторностях. Если популяция занимает большую площадь, можно учитывать в пределах рамки один преобладающий фенотип (генотип) и изучить число генотипов не менее, чем на двухстах рамках.

В лаборатории студенты определяют частоту встречаемости каждого фенотипа и генотипа для каждой изученной популяции, обитающей в разных экологических условиях, с точки зрения генетики и эволюционного учения объясняют полученные результаты, делают выводы. Отчет оформляется письменно.

Если места обитания популяций по степени освещенности выбраны правильно, то можно обнаружить интересную закономерность: на освещенных солнцем местах обитания клевера наблюдается большее разнообразие генотипов, чем в затененных, где преобладают растения, не имеющие «седого» пятна (рецессивные гомозиготы - vv).

В качестве самостоятельной работы на полевой практике студенты выполнили следующие задания.

Задание 1. Изучить изменчивость рисунка «седого» пятна на листьях клевера ползучего в пределах годичного побега в разных популяциях.

При изучении полиморфизма по форме «седого» пятна у клевера ползучего было обнаружено, что у большинства растений на листочках формируется какой-то тип «седого» пятна. Но встречаются растения, у которых на листьях рисунок «седого» пятна разный

Во время экскурсии надо изучить признак присутствия-отсутствия «седого» пятна и его форму на листьях 40-50 годичных побегов растений клевера ползучего, произрастающих в разных экологических условиях. Данные изучения внести в таблицу (см. табл.7).

Например, на одном побеге на всех листочках «седое» пятно отсутствует, значит, все они имеют генотип vv, и в графе, соответствующей этому генотипу, следует сделать отметку. На третьем побеге из восьми просмотренных листочков пять не имеют «седых» пятен, на двух - полное «седое» пятно (VV) и на одном - полное, высокое «седое» пятно.

На основании полученных данных подсчитать количество листьев с основным генотипом и отличающихся от него. Вычислить процент (долю) измененных генотипов для каждого растения и для популяции в целом. Зарисовать растения с измененным рисунком в пределах годичного побега.

Изменение рисунка чаще наблюдается на молодых листочках. Одни генотипы сохраняют фенотипическое проявление «седого» пятна устойчиво, другие - неустойчиво. Надо попытаться объяснить, чем обусловлено такое явление, связано ли это с онтогенетической модификационной изменчивостью, или фенотипическим проявлением гена в разных условиях.

Занятие 3. Изучение генетической структуры популяций разных видов лютиков или других дикорастущих и культурных видов по признаку махровости цветка(экскурсия)

Цель экскурсии: Изучить частоту генов и генотипов у разных видов лютиков или других видов растений, обитающих в контрастных экологических условиях.

Махровость цветка была обнаружена у разных видов лютиков, яблонь, лапчатки гусиной и др.города Алматы. Надо отметить, что изменения цветка довольно многообразны. Кроме изменения числа лепестков у лютиков нередко нарушается число чашелистиков, появляются гофрированность лепестков и наличие вырезки на лепестках, наличие или отсутствие цветков-альбиносов, наличие или отсутствие темных пятен на оборотной стороне венчика, хлорофиллизация цветка и т. д. На экскурсии необходимо обращать внимание на все эти особенности цветка и растения в целом.

Во время экскурсии можно одновременно изучить и модификационную изменчивость количественных признаков, норму реакции у разных видов лютиков, произрастающих в контрастных экологических условиях (число лепестков, чашелистиков, тычинок, плодолистиков, высоту растений, число листьев на стебле, высоту цветоноса).

Методика выполнения задания. Изучить изменчивость числа лепестков в цветке не менее чем у 200 растений лютика едкого или других видов, популяции которых занимают контрастные места обитания. Делать это нужно не срывая растений, учитывая цветки с нормальным или изменчивым числом лепестков. По полученным данным заполнить таблицу (табл. 9) и определить генетическую структуру изученной популяции, т. е. вычислить частоту генов и генотипов.

Таблица 9

Частота генов и генотипов в популяциях по признаку махровости цветка у лютика едкого

Виды лютика (места Число изучен-ных Форма цветка (число лепестков)Частота генов в популяцииЧастота генотипов в популяцииобитания)растений N п/ппростаямахроваяДоминантн-ого (А)Рецессив-ного (а)АААаааЛютик едкий (предгорье Алатау)1 2 3 4 2005 5 5 -- - - 6 РА= qa P2AA= 2pqAa q2aa=

Обозначим нормальный цветок буквой А(р), махровый - a(q). Расчет проводится по формуле Харди-Вайнберга . Например, в одном из звеньев изучили 200 растений лютика, из них 191 растение имело нормальный цветок, 9 - махровый, что соответствует 95,5 % и 4,5 %, или в долях - 0,955 и 0,045.

Рассчитать частоту гена А и его аллеля а. Известно, что растения с махровыми цветками имели гомозиготный генотип - аа. По формуле частота генотипа аа в популяции составляет q2 , а частота гена , т.е. . Из формулы вытекает, что сумма частоты генов А и а есть величина постоянная , тогда частота гена . Растения с махровыми цветками имеют генотипы АА и Аа. Частота генотипа , частота генотипа . Полученные данные позволяют определить частоту генов и генотипов, т. е. генетическую структуру популяции по изучаемому признаку.

На экскурсии были изучены соотношения генов и генотипов в разных популяциях вида и убеждаются в том, что выявленные различия обусловлены условиями обитания. Каждая популяция характеризуется определенной генетической структурой, отличающей ее от других популяций этого же вида. Эти данные помогают студентам понять, что изменение генетической структуры популяций лежит в основе их дифференцировки в разные экотипы, которые в случае длительной изоляции могут превратиться в самостоятельные виды, что видообразование происходит в популяциях.

Задания для самостоятельной работы

Задание 1. В период практики нами была совершена экскурсия в ботанический сад, где во множестве цветет ветреница дубравная. Обратите внимание на растения с розовым пигментом на нижней стороне листочков околоцветника. Основная часть растений имеет непигментированные цветки. Среди окрашенных растений встречаются такие, которые можно условно разбить на два класса, выбрав предварительно эталонные, интенсивно и менее интенсивно окрашенные. В конкретной популяции учтите соотношение трех фенотипических классов: белые, интенсивно окрашенные и промежуточные формы.

Задание 2. В тех же популяциях обратите внимание еще на один признак в строении цветка. Цветок имеет, как правило, симметричное строение; длина листочков околоцветника в одном цветке должна быть одинаковой. Однако часто наблюдается нарушение симметрии, которое оценивается индексом отношения длины самого короткого лепестка в цветке к таковой самого длинного. Оцените этот индекс для 50 цветков с нормальным числом лепестков и для 50 цветков с нарушенным количеством лепестков (у махровых форм).

Задание 3. С точки зрения популяционной генетики интересным объектом для исследования является божья коровка - коровка двуточечная - адалия бинунктата. У нее изменчив рисунок надкрылий. Известно несколько десятков форм: от чисто красной до чисто черной через ряд промежуточных форм. Все эти варианты определяются серией мутантных аллелей одного гена, ответственного за формирование рисунка надкрылий. Оказалось, что самая высокая частота черных форм - меланистов встречается в промышленных городах и гораздо реже в окрестностях городов и сельской местности.

Задание 4. У колорадского жука Leptinotarsa decemlineata встречается большое разнообразие рисунка головы и переднеспинки, выделены десятки фенов. Кроме того, обнаружено, что особи с определенным рисунком пятнистости надкрылий (феном окраски) нечувствительны к ряду инсектицидов. Жуки с разной пятнистостью надкрылий выходят из почвы в разное время, они различаются и по плодовитости (Яблоков, 1987). Проведите классификацию фенов окраски у колорадского жука, встречаемых в местных популяциях. Зарегистрируйте частоту встречаемости различных фенов

Занятие 4. Изучение модификационной изменчивости у дикорастущих и культурных видов растений

Цель экскурсии: Знакомство с явлением модификационной изменчивости, методами ее изучения, закономерностями и значением. ( парк)

Задание 1. Изучите модификационную изменчивость у культурной и дикорастущей земляники.

Методические указания к выполнению задания и обработки результатов

. В фазу цветения проведите подсчеты и измерения следующих количественных признаков, характеризующих генеративную сферу лесной и культурной земляники:

а) высоту цветоноса;

б) количество генеративных образований на одном растении (бутонов, цветов);

в) количество лепестков в одном, желательно центральном цветке;

г) длину среднего лепестка;

д) ширину среднего лепестка.

е) вычислить индекс = .

Проанализируйте по 100 цветоносов у земляники, растущей в лесу и на агробиостанции.

. Вычислите следующие статистические показатели по каждому признаку: среднее значение признака (); ошибку средней арифметической (m); среднее квадратическое отклонение (?); коэффициент вариации (V), коэффициент достоверности (t).

Используя полученные данные, постройте гистограммы и вариационные кривые. В одной системе координат изобразите гистограммы и кривые распределения по одному признаку. Например: постройте одну вариационную кривую по высоте цветоноса лесной земляники, другую - культурной. Сравните пределы изменчивости (норму реакции) по изученным признакам у разных форм земляники.

. Составьте сводную таблицу (табл. 10), проанализируйте полученные результаты, сделайте выводы.

Таблица

Изменчивость количественных признаков у лесной и культурной земляники

Изучаемые признакиnЗемляника леснаяnЗемляника культурнаяt?V?V

. Соберите и оформите гербарий. На одном гербарном листе представьте по одному растению дикорастущей и культурной земляники.

. На заключительной конференции по итогам полевой практики студенты выступают с докладами, в которых уделяют внимание не только анализу собственных данных и выводам, но и сообщают информацию об особенностях изучаемых видов, их происхождение, полиплоидизации, видовом и сортовом разнообразии, изменчивости количественных признаков.

Задание 2. Изучите влияние разных экологических факторов на развитие количественных признаков одуванчика лекарственного (или других видов одуванчика, широко распространенных в данной местности).

. Выберите освещенный и затененный участки, на каждом изучите по 100 растений.

. Проведите сравнительное изучение изменчивости следующих признаков:

а) высота цветоноса;

б) диаметр цветка;

в) количество розеточных листьев;

г) длина среднего листа;

д) ширина среднего листа;

е) вычислите индекс = ;

ж) количество рассечений на среднем листе.

. Данные измерений и подсчетов разных признаков обработайте статистически, по плану, предложенному в задании 1.

. По результатам статистической обработки данных составьте табл. 11, проанализируйте их и сделайте выводы.

Таблица 11

Влияние условий на изменчивость количественных признаков одуванчика лекарственного

Изучаемые признаки nОсвещенный участок nЗатененный участок t?V?V

Одуванчик является удобным объектом изучения, так как он произрастает в самых разных местах обитания и в достаточном количестве (склон горы и пойменный луг, вдоль дорог, влажных и засушливых местах, загрязненных и относительно чистых и т. д.). Подбирая для изучения популяции, обитающие в контрастных местах обитания, можно получить интересные данные по изменчивости, представляющие как научный, так и практический интерес. Для изучения можно брать такие признаки, как окраска цветка, изменения в строении разных частей цветка, число семян (нормальных и аномальных).

Вывод:

В результате проведенной нами работы мы научились на практике применять теоретические знания, научились распознавать и давать названия растениям. Закрепили навыки определения морфологических свойств и признаков различных растений. В период практики нами была совершена экскурсия в ботанический сад, где во множестве цветет ветреница дубравная и др растения.