Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Томь-Усинский горноэнерготранспортный колледж

РАССМОТРЕНО И ОДОБРЕНО на заседании цикловой комиссии естественно - научных и физико- математических дисциплин Председатель цикловой комиссии _______________ Л.Е.Чудинова ^(подпись) (инициалы, фамилия) Протокол № 08 от 08.09.2011 г.

УТВЕРЖДАЮ Зав.отдела контроля качества ____________М.В. Григорьева 04.10.2011 г.

Методические указания по выполнению лабораторной работы № 04

Тема: Анализ фенотипической изменчивости. Выявление мутагенов в окружающей

среде и косвенная оценка возможного влияния на организм.

По дисциплине: Биология

Продолжительность: 2 часа

Для специальностей: технического профиля общеобразовательной

подготовки

Автор: Чудинова Л.Е.

2011

Цель работы: 1.Знакомим студентов со статистическими закономерностями

фенотипической изменчивости.

Вырабатываем умение строить вариационный ряд и график

(вариационную кривую) изменчивости изучаемого признака.

2. Вырабатываем умение логически последовательного

изложе­ния материала.

3. Формируем навык оформления лабораторной работы по

стандарту.

Теоретические основы:

Модификационная (фенотипическая) изменчивость - это ненаследуемое изменение признаков (фенотипа) особи в определенных пределах под действием внешних факторов.

Разнообразие фенотипов, возникающих у организмов под влиянием условий среды, называют модификационной изменчивостью.

Явление модификационной (фенотипической) изменчивости хорошо иллюстрируется опытами французских исследователей: проросток одуванчика разрезали вдоль и высаживали половинки в разных условиях - в теплице и в открытом грунте высокогорного района. К концу сезона выросли совершенно непохожие друг на друга растения. Растение, развивавшееся в теплице, было высоким с большими сочными листьями и крупным цветком, а одуванчик, выросший в горах, был приземистым с прикорневой розеткой мелких листьев и маленьким цветком.Однако семена обоих растений, посаженные в одинаковые условия, дали потомков, не отличавшихся по внешнему виду.

Примером модификационной изменчивости может служить изменчивость генетически сходных (идентичных) особей. Многие виды растений, например картофель, обычно размножаются вегетативно, в этом случае все потомки обладают одинаковым генотипом. Многие растения существенно отличаются по высоте, кустистости, количеству и форме клубней и другим показателям. Причина этой очень широкой модификационной изменчивости состоит в разнообразном влиянии среды, которое испытывает каждый саженец картофеля.

Отсюда следует, что в ходе индивидуального развития организм может существенно изменяться под влиянием внешней среды, однако его генотип при этом остается неизменным. Все признаки живого организма определяются комбинацией генов, составляют генотип этого организма. Однако гены постоянно испытывают воздействия со стороны внешней среды, и степень проявление действия генов может быть различной.

Если путём вегетативного размножения получить несколько кустов, например, крыжовника из одного, «родительского» куста, то генотипы новых кустов будут абсолютно одинаковы. Однако фенетипы их обезательство будут отличаться. Эти различия в числе и размере листьев, длине стеблей и т. д. будут вызваны различной степенью воздействия факторов внешней среды: влажность, освещенность, качества почвы.

Классическим примером модификационной (фенотипической) изменчивости может служить изменчивость формы листьев у растения стрелориста, укореняющих под водой. У одной особи стрелолиста бывают три вида листьев, а зависимости от того, где лист развивается: под водой, на поверхности или на воздухе. Эти различия в форме листьев определяются степенью их освещённости, а набор генов в клетках каждого листа одинаков.

Следовательно, подобные фенотипические изменения не наследуются.

Модификационные изменения (модификации) не связаны с изменением генов. Однако модификации могут сильно влиять на их работу, а также на активность ферментов. Хорошо известно, что при низких температурах ферменты гораздо менее активны, что не может не влиять на рост растений и микроорганизмов, развитие животных. Следовательно, действие факторов среды очень существенно для протекания многих физиологических и формообразовательных процессов. Однако эти воздействия, как правило, не влияют на свойства генов, которые передаются в следующие поколения без принципиальных изменений .Именно поэтому модификации не наследуются. Это важное обобщение сделал крупный немецкий биолог А.Вейсман.

Изменения фенотипа под воздействием факторов внешней среды могут происходить в ограниченном диапазоне (широком или узком), который определяется генотипом. Диапазон, в пределах которого признак может варьировать, носит название нормы реакции.

Так показатели, использующиеся в животноводстве - удойность коров и жирность их молока, - могут варьировать между особями, но в разных пределах .

Для разных признаков и свойств организма характерна большая или меньшая зависимость от условий окружённый среды. Например, у человека цвет радужки и группа крови определяются только соответствующими генами. И условия жизни на эти признаки влиять не могут. А вот рост, вес, физическая выносливость сильно зависят от внешних условий. Например от качества питания, физической нагрузки и др.

Статистические закономерности модификацнонной изменчивости. Если мы измерим длину и ширину листьев, взятых с одного дерева, то увидим, что размеры их варьируются в довольно широких пределах. Эта изменчивость — результат разных условий развития листьев на ветвях дерева; генотип их одинаков. Если некоторое количество листьев расположить в порядке нарастания, или убывания признака то получится ряд изменчивости данного признака, который носит название вариационного ряда, слагающегося из отдельных вариант. Варианта, следовательно, есть единичное выражение развития признака. Если мы подсчитаем число отдельных вариант в вариационном ряду, то увидим, что частота встречаемости их неодинакова. Чаще всего встречаются средние члены вариационного ряда, а к обоим концам ряда частота встречаемости будет снижаться. Чем однообразнее условия развития, тем меньше выражена модификационная изменчивость, тем короче будет вариационный ряд. Чем разнообразнее условия среды, тем шире модификационная изменчивость. Размах вариации зависит и от генотипа.

Пределы модификационной (фенотипической) изменчивости какого-либо признака называют нормой реакции. Норма реакции обусловлена генетически и наследуется.

Изменчивость признака иногда бывает очень большой, но она не может выходить за пределы нормы реакции. У одних признаков реакция нормы очень широка, а другие признаки характеризуются узкой нормой реакции.

Модификационная изменчивость встречается у всех организмов, независимо от способа размножения, видовой принадлежности и разнообразия условий окружающей среды.

В некоторых случаях модификации не имеют приспособительного значения, а, напротив, представляют собой аномалии и даже уродства. Такие модификации получили название морфозов. Морфозы представляют собой результат резкого отклонения индивидуального развития организма от нормального пути. Например, обработка личинок и куколок дрозофилы высокими температурами приводит к появлению большого количества мух с измененной формой крыльев и туловища.

Из сказанного выше следует очень важный вывод. Наследуется не сам признак, а способность проявят этот признак в опции организма на внешнее условиях, иными словами, наследуется норма реациорганизма на внешнее условие.

Итак, можно перечислить основные характеристику модификационной (фенотипической) изменчивости:

-модофикацмонные (фенотипические) изменения не передаются потомками;

-модофикацмонные (фенотипические) изменения возникают у многих особей вида и зависят от воздействия окружающей среды;

-модофикацмонные (фенотипические) изменения возникают только в пределах нормы реакции, т.е. в конечном счете, они определяются генотипом.