Министерство образования и науки Российской Федерации Бирский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет» факультет биологии и химии кафедра

Министерство образования и науки Российской Федерации Бирский филиал

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет» факультет биологии и химии кафедра химии и методики обучения химии МОНИТОРИНГ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА НА ПРИМЕРЕ ЛЮТИКА ЕДКОГО (RANUNCULUS ACRIS L.) С. БАЙКИ КАРАИДЕЛЬСКОГО РАЙОНА РБ Выполнила: Кабирова Лиана Рустамовна Научный руководитель: канд. хим. наук, доцент Лыгин Сергей Александрович Бирск 2012

Актуальность цель

2

Выявить махровость цветка лютика едкого (ranunculus acris L.) В зоне интенсивного движения автотранспорта.

Изучить частоту генов и генотипов у лютика едкого, обитающего в разных экологических условиях и выявить причину появления мутации цветка.

Задачи

произвести учет мутированных цветков по признаку махровости; по формуле Харди-Вайнберга рассчитать частоту генов и генотипов у лютика едкого, обитающего в разных экологических условиях; провести анализ почвы на количественное содержание тяжелого металла (свинец), оказывающего влияние на проявление гена махровости.

3

Гипотеза

4

Ген махровости у лютика едкого встречается в условиях загрязненности окружающей среды мутагенами, например, свинец, который аккумулируется в почве придорожной полосы в результате выбросов выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.

Объект исследования

Царство: Растения Отдел: Цветковые Класс: Двудольные Семейство: Лютиковые Род: Лютиковые Вид: Лютик едкий (Ranunculus acris L.)

5

Удивительные свойства лютика едкого

6

Виды мутации растений

7

Изменения числа лепестков; нарушение числа чашелистиков; гофрированность лепестков; наличие или отсутствие темных пятен на оборотной стороне венчика; хлорофиллизация цветка.

Регион исследования

8

КАРАИДЕЛЬСКИЙ район расположен на севере Башкортостана. Образован 20 февраля 1932 г. Пл. 3 786 км2, из них 2 347 кв. км. занимают леса. В 99 населенных пунктах проживает 28,3 тысяч человек. Из-за обилия хвойных лесов, гор и Павловского водохранилища, реки Уфа (с притоками рек Юрюзань, Кирзя, Байки, Урюш) в народе район называют «второй Швейцарией».

9

Мониторинг растительного покрова с. Байки караидельского района

Исследования лютика едкого проводились на территории Караидельского района дороги местного значения Байки – Акбуляк в период его цветения. Расчет результатов исследования и анализ почвы проводились в сентябре 2012 года на кафедре химии и МОХ факультета биологии и химии БФ БашГУ. Подсчет цветков проводился на двух позициях: у дороги (поз. 1), на склоне горы (поз. 2).

S=3участка x100кв

м=300кв.м. Расстояние от дороги 3м. Изучено 600 экземпляров лютика едкого.

Позиция 1

10

дорога Байки-Акбуляк

S=3участка x100кв

м=300кв.м. Расстояние от дороги 63м. Изучено 600 экземпляров лютика едкого

Позиция 2

11

Причина мутации

12

Закон харди-вайнберга

13

Частоту встречаемости гена махровости у мутированных лютиков можно подсчитать используя математическое выражение Харди-Вайнберга: p2AA + 2pqAa + q2aa = 1

Частота генотипа

14

Авторы закона

Годфри Харолд Харди

Вильгельм Вайнберг

Немецкий врач, имевший большую частную практику в Штуттгарте. По воспоминаниям современников, помог появиться на свет 3500 младенцам, в том числе по крайней мере 120 парам близнецов. На основании собственных наблюдений над рождением близнецов и переоткрытых генетических законов Менделя пришел к выводу, что предрасположенность к рождению двуяйцевых (неидентичных) близнецов передается по наследству.

Английский математик, родился в Кранли, графство Суррей. Изучал математику в Кембриджском и Оксфордском университете. Самую большую известность принесли совместные работы с Джоном Идензором Литлвудом (1885–1977) и позднее с индийским математиком-самоучкой Cриниваса Рамануджаном (1887–1920), который работал клерком в Мадрасе. В 1913 году Рамануджан послал Харди список доказанных им теорем. Признав гениальность юного клерка, Харди пригласил его в Оксфорд, и в течение нескольких лет, предшествовавших безвременной смерти Рамануджана, они опубликовали серию блестящих совместных работ.

Области применения закона

15

16

Частота генов и генотипов в популяции лютика едкого и количественное содержание свинца в почве

Величина ПДК (мг/кг)

Величина ПДК (мг/кг)

Величина ПДК (мг/кг)

Величина ПДК (мг/кг)

Величина ПДК (мг/кг)

Величина ПДК (мг/кг)

Величина ПДК (мг/кг)

Величина ПДК (мг/кг)

Величина ПДК (мг/кг)

Величина ПДК (мг/кг)

Позиция

Позиция

Позиция

Вариант

Вариант

Вариант

Число растений

Число растений

Число растений

Форма цветка

Форма цветка

Частота генов в популяции

Частота генов в популяции

Частота генов в популяции

Частота генов в популяции

Частота генотипов в популяции

Частота генотипов в популяции

Частота генотипов в популяции

Частота генотипов в популяции

Частота генотипов в популяции

Частота генотипов в популяции

Pb (мг/кг)

Pb (мг/кг)

Pb (мг/кг)

Простая доля

Простая доля

Махр-я доля

Махр-я доля

А, рА

А, qa

АА, р2AA

Аа, 2pqAa

Аа, q2aa

На склоне горы (2)

На склоне горы (2)

На склоне горы (2)

На склоне горы (2)

В-1

1-200

196 0,980

4 0,020

0,859

0,141

0,738

0,242

0,020

5,23±0,45

В-2

1-200

194 0,970

6 0,030

0,827

0,173

0,684

0,286

0,030

5,70±0,19

В-3

1-200

195 0,975

5 0,025

0,842

0,158

0,709

0,266

0,025

5,15±0,11

?Ср.

200

195 0,975

5 0,025

0,842

0,157

0,710

0,265

0,025

5,36±0,25

У дороги (1)

У дороги (1)

У дороги (1)

У дороги (1)

В - 1

1- 200

188 0,940

12 0,060

0,755

0.245

0,570

0.370

0.060

6,69±0,11

В - 2

1-200

195 0,975

5 0,025

0,842

0,158

0,709

0,266

0,025

6,30±0,34

В - 3

1- 200

193 0,965

7 0,035

0,813

0,187

0,661

0,304

0.035

6,25±0,21

?Ср.

200

192 0,960

8 0,040

0,803

0,197

0,647

0,313

0,040

6,41±0,22

6,0

17

Программный комплекс «polar-4

0»

18

Программа предназначена для автоматического определения содержания тяжелых металлов методом инверсионной вольтамперометрии (ИВА) с применением комплекса ИВА-400МК. Данная программа работает с компьютерным полярографом, реализованный на базе датчика АКВ-07. Благодаря этому весь процесс измерения автоматизирован.

19

Махровые цветки

20

В результате эксперимента было установлено: мутации подвержено 4,0 % цветков(позиция 1), и 2,5% (позиция 2).

6 лепестков

7 лепестков

Выводы

21

- изучена частота генов и генотипов у лютика едкого, обитающего в разных экологических условиях и выявлена причина появления мутации цветка; - произведен учет мутированных цветков по признаку махровости и выявлено, что в позиции 1 махровость выражена сильнее в связи загряз-ненности прилежащей территории к дороге, с интенсивным движением транспорта, где аккумулированы остатки свинца выхлопных газов; - по формуле Харди - Вайнберга рассчитана частота генов и генотипов у лютика едкого, обитающего в разных экологических условиях и выявлено, что рецессивный ген махровости проявляется на 1,5% чаще, чем на склоне горы; - по результатам анализа почвы методом инверсионной вольтам-перометрии ИВА - 400МК на количественное содержание свинца, оказывающего влияние на проявление гена махровости, установлено превышение ПДК в позиции 1 примерно на 7%.

Муниципальный этап

22

Предлагаемое исследование автором было начато в 2011 году, что позволило конкурсанту принять участие в муниципальном и республиканском этапах олимпиады и конференции по экологии.

Республиканский этап

23

Мысли глобально, действуй локально

24