Закономерности изменчивости

Учитель демонстрирует результаты заранее поставленных членами биологического кружка опытов, которые убеждают учащихся в том, что у разных особей фенотип изменяется неодинаково. Он ставит вопрос: нельзя ли выявить закономерность модификационной изменчивости, пределы изменения признака, определить его среднее выражение? Учащиеся самостоятельно проводят исследование и отвечают на выдвинутые проблемы. Они получают семена фасоли, бобов, желуди, клубни картофеля, луковицы (лучше дать один объект на весь класс, чтобы суммировать данные измерений), по нескольку экземпляров одного вида на каждый стол (мелких – по 20 шт., крупных – по 10). Можно использовать также колосья пшеницы, ржи, ячменя, овса, листья акации, дуба, клена и другие объекты. Работу школьники выполняют по следующему заданию: 1. Рассмотрите несколько растений одного вида, сравните их, измерьте или подсчитайте число каких-либо элементов и запишите все данные. 2. Запишите ряд чисел, отображающий последовательное изменение признака, под этим рядом запишите второй ряд чисел, показывающий частоту встречаемости каждого признака, выявите, какой признак встречается наиболее часто. 3. Отобразите на графике зависимость между изменением признака и частотой его встречаемости. 4. Суммируйте данные, полученные учащимися всего класса, составьте на основе этих данных новый ряд чисел, отображающий изменение признака и частоту встречаемости изменений, начертите график на основе полученных данных. 5. Сделайте вывод, какая закономерность модификационной изменчивости вами обнаружена, в каком случае она проявляется более четко: при малом или большом числе данных?

Анализ вариационного ряда и кривой убеждает учащихся, что размах изменчивости признака довольно велик. Однако наиболее часто встречается признак средней величины, а крайние отклонения редки. Учитель просит объяснить выявленную закономерность. Школьники приходят к выводу, что вероятность действия факторов среды в одном направлении очень мала, наибольшая вероятность действия факторов в разных направлениях. Более удачная, благоприятная комбинация условий способствует наибольшему проявлению признака; в результате воздействия менее благоприятного комплекса жизненных условий формируется признак ниже среднего уровня. Чаще всего возникают условия со средним выражением экологических факторов, что обусловливает наиболее частое среднее выражение признака. Так учащиеся убеждаются в том, что закономерности модификационной изменчивости подчиняются законам больших чисел.

Учитель отмечает разный размах изменчивости у различных видов – небольшой (у гусей), большой (у собак), а также подчеркивает, что одни признаки более изменчивы, например удойность молока у коров, их масса, а другие менее изменчивы, например цвет шерсти, жирность молока у коров. В связи с этим он вводит определение нормы реакции как предел модификационной изменчивости признака и показывает значение ее для практики. Так, знание нормы реакции сорта пшеницы позволяет планировать получение урожая при создании определенных условий. Важно выяснить мнение учащихся о возможностях изменения признака за пределы нормы реакции. В ходе обсуждения вопроса они убеждаются в том, что норма реакции определяется генотипом, наследуется и служит важным признаком вида. Значит, изменение признака за пределы нормы реакции возможно лишь при изменении генотипа.

В заключение урока знания учащихся закрепляются. Они записывают следующие выводы: модификации представляют собой изменения признаков, возникающие под влиянием среды на развивающийся организм; модификации имеют массовый характер, всегда адекватны, т. е. определенным изменениям среды соответствуют строго определенные изменения признаков; они носят приспособительный характер, не затрагивают генотипа, поэтому не наследуются; пределы модификационной изменчивости определяются генотипом и передаются потомству.

Учитель подчеркивает, что количество информации, получаемое организмом из среды, несоизмеримо больше количества информации наследственной, заключенной в генотипе. Развитие фенотипа осуществляется под влиянием как генотипа, так и внешней среды. Изменение среды в определенном направлении через действие отбора приводит к изменению видов. При этом решающую роль играют не факторы среды и не генотип, а взаимодействие внешних и внутренних факторов.

Дома учащиеся могут выполнить задание: определить среднюю величину изучаемого в классе признака (размер семян, листьев и т. д.), используя для этого предложенную в учебнике формулу.


Учителю биологии на заметку:

Наследственная изменчивость. Мутации
Типы мутаций и их изучение
Причины мутаций внутри клетки
Материальные основы наследственности. Генная инженерия
Генетические основы эволюционной теории
Комбинативная изменчивость на передовой эволюции
Закономерности наследственност и изенчивости
Задачи селекции. Вклад Н. И. Вавилова в разработку теории и практику селекции
Идеи Вавилова актуальны по сей день
Методы селекции растений
Значение отбора в селекиции
Методика обучения общей биологии