(1)P1、P2、F1、F2果穗的X、SX是多少?从X和SX计算结果说明什么遗传现象?
(2)比较F1与F2标准差之间的差异,你认为这种差异是否显著? (3)试分析控制玉米穗长的基因有多少?
析 (1)根据公式计算:短穗亲本P1的平均穗长为6.6cm,标准差为0.8l6cm;长穗亲本P2的平均穗长为16.8cm,标准差为1.887cm;F1的平均穗长为12.1cm,介于两亲之间;F2的平均穗长为12.888cm,与F1的平均长度相近,但F2的标准差2.252cm比 F1的标准差1.519cm大,说明F2的变异幅度大。(2)F2与F1标准差的相差:2.252cm-1.519cm=0.733cm。这种差异是否显著,需计算它们的标准差的机误:
F1标准差的机误: F2标准差的机误:
F1与F2标准差相差的机误:0.15。由于F2与F1的标准差的相差是它的机误的4倍以上(0.733/0.15=4.8),这个差异说明F2与F1之间的差异是显著的。(3)根据估计数量性状基因数目的公式计算:
依立式求出最少基因数为5。 【巩固练习】
23.有两群果蝇,一群为40只,其中雄的30只,雌的10只,另一群200只中,有雄果蝇90只,雌果蝇110只,如果按理论推算,雌雄比例应为1︰1。从实际情况看,两群的雌雄比例都与理论预期数值有偏差,这种偏差是由于实验本身存在的问题呢,还是由于机会造成的呢?
试分析偏差的原因,并写出计算根据。
24.为验证孟德尔的分离规律,进行抛人民币的硬币实验:(1)拿一个硬币向空中抛去,落下来时,出现字面向上或画面向上的几率是多少?这一现象可以说明孟德尔规律中哪个原理?(2)拿两个硬币同时抛,落下来时,出现甲、乙两个硬币全是字面向上或画面向上的几率是多少?甲硬币为字面、乙硬币为画面的几率是多少?这种现象可以说明孟德尔规律的哪个原理?
25.1996年英国的两位学者贝特森(Bato)和潘耐特(Pannett)在研究香豌豆(Lath yrus odoratus)两对性状(花的颜色和花粉粒的形状)遗传时,获得了以下杂交结果:P(亲本):紫花、长花粉和红花、圆花粉;F1:全部为紫花、长花粉;F2:紫花、长花粉4831株,紫花、圆花粉390株,红花、长花粉393株,红花、圆花粉1338株。试用 X2测验说明这一实验结果是否符合孟德尔独立分配规律?你认为发生这种现象的可能原因是什么?
26.在果蝇的杂交实验中,白眼的雌蝇和红眼的雄蝇交配,子一代的雌蝇全属红眼,但是(杂合的)子一代的雄蝇全是白眼。子二代在每个性别中红眼和白眼各占1 / 2。又
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如红眼雌蝇配白眼雄蝇则子一代全为红眼,子二代雌的全为红眼,雄的1 / 2红眼,1 / 2白眼。试问这种遗传现象是否符合孟德尔规律?说明其原因。
第七节 生态和环境考察技术
【知识概要】
一、种群密度的测定技术
种群密度是指单位空间内某种群的个体数量。在对动植物种群密度的调查中,一般采用样方法,即在被调查种群的生存环境内,随机选取若干样方,通过计数每个样方的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群密度。
1.双子叶草本植物种群密度的测定方法
(1)确定调查对象。根据当地实际情况确定某一地段中的某种双子叶植物的种群(如苦卖菜、蒲公英、荠等)为调查对象。(2)选取样方。选择一个该种群分布较均匀的长方形地块,将该地块按长度划成10等份,在每份的中央划一个长和宽各为1m的正方形样方。(3)计数。计数各个样方内该种群的数量,做好记录。(4)计算种群密度。计算各样方内种群数量的平均值和标准差,这个数值就可以作为该种群的群密度的估计值(单位为株 / m2)。
2.昆虫种群密度的测定方法
(1)选择样方。选择一块几十至几百m2的野外隔离空地,如菜田或草坪。(2)取样。从地块边上某一点出发,由一名操作者手拿捕虫网按蛇形取样法左右扫网捕虫,分类到目,记录数目,最后处死昆虫。每走一遍捕得的昆虫总数即为一次捕获数。(3)重复取样。每间隔5分钟,按原取样路线,以相同扫网次数进行捕虫,记录数目。当捕获数量呈连续下降趋势时,即可以停止。(4)计数。把上述每次捕获数填入下表,并计算捕获积累数。
捕获次数 每次捕获数(y) 捕获积累数(x) 1 2 3 · · · (5)作图。以捕获积累数为x轴,每次捕获数为y轴,根据上述数据描点作直线向右延伸跟x轴交点即为种群估计数。(6)测算。测量田块面积,种群大小除以面积即为种群平均密度。
二、测量水污染DO值的方法
水是生物的生存条件,水体洁净程度如何,关系生物的生存和发展。水污染的因素很多,溶解氧(DO)是衡量其污染程度的重要指标之一,也是维护水体生态平衡的关键因素。溶解氧含量越低,有机物污染愈严重,水的质量愈差。测定DO值的方法一般采用碘量法。
1.溶解氧(DO)测定的原理
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水中溶解氧的测定,首先在水样中加入硫酸锰(MnSO4)及碱性碘化钾溶液使之生成氢氧化锰〔Mn(OH)2〕沉淀。此时Mn(OH)2性质极不稳定,迅速与水中溶解氧化合生成锰酸锰(MnMnO3)。然后再加入浓硫酸使已化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)与溶液中所加入的碘化钾发生反应而析出碘。溶解氧越多,析出的碘也越多,溶液的颜色也就越深。用移液管取一定量反应完毕的水样,以淀粉做指示剂,用硫代硫酸钠溶液滴定碘含量(碘量与溶解氧量成比例关系),计算出水样溶解氧的含量。
2.碘量法的测定步骤
(1)水样采集。用250mL磨口瓶(具磨口塞)取样。将虹吸管插入瓶底,使瓶内空气从底部由水替换出来,当水逐渐满时将虹吸管上提,水注满后让溶解水溢出一部分,盖紧瓶塞,准备定氧。(2)定氧。取下瓶塞,用吸管插入瓶内液面以下,加入1mL硫酸锰溶液,再按此法加入1mL碱性碘化钾溶液,盖紧瓶塞,把水样瓶颠倒3次,使瓶内沉淀物均匀再静置使之下沉,待沉淀物下降至半途,再混合一次,静置数分钟使沉淀物重新下降至半途。用吸液管沿瓶口加入1mL浓硫酸,盖紧瓶塞,颠倒混合静置5min。(3)滴定。取固定氧的水样品50mL,置于三角瓶内,用0.01N硫代硫酸钠滴定,至变成淡黄色时,加入数滴淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚褪去为止,记录用量。(4)计算。依下式计算水中溶解氧量:
O2(mg / L)=V1×0.01×16/2000×1000×1000 式中:V1为硫代硫酸钠用量的体积。 三、空气中尘埃污染的测定方法
大气是指围绕着地球周围的混合气体,通常称为大气圈,又称大气环境,是自然环境的组成要素之一,是一切生物赖以生存的物质基础。大气污染物种类繁多,以下只介绍空气中尘埃污染的测定方法:
用两块载玻片夹着一张方格纸,再用橡皮筋紧扎两玻片(见下图)。在玻片的一面,涂上一薄层凡士林(尽量涂得薄而匀)。同样的装置准备4套,把其中3套分别放到校园内不同的地方,另一套放在培养皿内,盖好作为对照。24小时后取回玻片,用高倍解剖镜观察,并把结果填入表内。
测定尘埃微粒污染 放置地点 平均一小方格内约有微粒数 中学综合学科网
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通过在高倍解剖镜下观察到的载玻片上粘有的尘埃微粒数,便可进行不同地点空气
中尘埃污染状况的比较。
四、生态考察技术 1.选好生态考察点
(1)选点标准:①非生物因素和生物因素、生物对环境的适应等要适于考察活动;②各种类型的生态系统相距较近,便于考察和记载;③最好选择具有对比性的点作为考察对象。
(2)生态考察点的确定。按选点标准确定某个生态系统的考察点后,可以几个人分为一组,每组根据考察内容选择一个典型的考察点,进行考察。
2.确定重点考察样方,点面结合
每组在生态考察点上,划定3m2~10m2的范围作重点考察样方,仔细按要求调查,其他地点作一般性考察。
3.考察时的记录
考察时要认真记录考察时间、地点、天气、生态系统类型、生态环境和动植物类群的特点(动物包括:种类、体色、形态特征、运动方式、捕食方法、逃避敌害、繁殖行为、栖息巢穴、筑巢材料和方式、活动时间等;植物包括:种类、分布、数量、生态特征、生态环境等)。
4.填写生态考察结果表
在考察过程中,要及时整理原始材料,将所考察的生态环境和动植物情况,分别填入预先设计的生态考察结果表中。
5.绘制地形图或动植物群落分布图
考察结束后,要将考察的有些生态系统(如湖泊生态系统、森林生态系统)绘制成剖面草图,并在草图中标明动植物群落的各个层次,如森林生态系统可分为乔木层、灌木层、草本层等。
另外,也可绘制某一生态系统的生物群落分布图。 6.搜集有关样品,制作标本
各考察组根据分析问题的需要,在考察地点可搜集土样或水样;同时在考察的生物群落中,选择一些有代表性的动植物作成标本。
7.总结生态考察结果,写出考察报告。 【解题指导】
例1 某山区小镇,近10余年来,先后办起了多种乡镇企业;随着外来人口的增加,小镇生活污水排放量增加。据环保部门测定:小镇街道上的声响为90dB(分贝),降水pH为6.5,河中水含氧量为2mg/L。
请回答:
(1)该镇受到的污染有 。
(2)为调查污染源,从某厂取得排放水水样,放置1d(天)后,加入 ,经保温1h,水样仍为蓝色,则该厂排放量是否为污染源?
(3)治理小镇环境污染最根本的措施是 。 析 (1)根据污染标准,此镇有噪音污染和水污染。(2)在水样中加入亚甲基蓝溶液不变色,说明不是污染源。(3)治理环境应严格控制污染源。
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例2 在农田生态系统中,从能量流动和物质循环的角度来分析合理密植、中耕、除草、肥料、喷施农药等农事活动生态学原理和上述各项措施的具体意义。
析 原理(1)农田是人工生态系统,人们要求产量高,必须人工输入能源及各种营养物质;(2)同时应尽量缩短食物链,排除其他消费者,使能量向对人最有益的部分。因此,(3)合理密植是为了充分利用光能,合成有机物;(4)中耕除草,可以避免竞争营养;(5)施肥料可提供充足的氮、磷、钾等营养物质。(6)喷农药可消除其他消费者;总之,必须强调田间管理,才能获得高产。
例3 某学校生态考察小组进行鱼类生活环境的调查。他们选择学校附近的一个养鱼池为调查样点,确定对鱼类生活影响较大的因子进行测定。试说明水温、水色、酸碱度(pH值)、溶解氧(DO)与鱼类生活的关系,并提出测定方案。
析 (1)水温对鱼类新陈代谢强度以及生长繁殖、越冬等,均有密切关系。水温的测定,视水域的深度而定,一般在采样点分上、中、下三层进行。测定方法可用深水温度计,温度计系在有长度标志(m、crn)的绳上,在上午8时和下午2时,测定不同深度水温。(2)水色是指水中溶解各类物质后所造成的颜色。但在养殖方面所指的水色,一般是以营养物质为依据的,因此水色与鱼类食物是否丰富有关。一般情况下,水色较淡,呈现蓝色或绿色的是贫营养水域;水色浓绿、黄绿或褐绿色是富营养水域;腐殖质较多的贫营养水域为黄色或褐色。可根据以上标准调查水色。(3)pH在一般水域中偏碱性,其变化直接影响鱼类的新陈代谢,如pH增大时鱼类的食物吸收率有降低现象。 pH可直接用试纸测定。(4)水中的溶氧量是鱼类的重要生活条件。水的溶解氧的测定,一般用测氧仪进行。有实验条件时,也可采用碘量法。
【巩固练习】
27.鼠类与人类经济生活的关系十分密切,为搞清鼠类对农田的危害,采用铗日法(指一个鼠铗放置一昼夜的捕鼠单位)进行鼠类种群密度的调查。在选定的1公顷(km2)样地上,放置了100个鼠铗(陕距5m,行距50m,50铗为1行),经3昼夜共捕获 60只鼠,试计算该农田鼠类的种群密度。
28.从一片草地中取一样方,面积为1m×1m,厚10crn的土层。将生活在这一土壤中的动物都收集起来,固定在盛有70%乙醇的玻璃瓶中,请你完成以下工作:
(1)将瓶内标本倒入培养皿中,按门和纲进行分类,并在下表中填上门和纲的名称。
(2)统计每一纲动物的个体数目,计算各纲动物个体数占整个样本动物个体总数的百分比,并将结果填入表中。
(3)计算每平方米(m2)中每一纲动物的个数,并估算这片草地的种群密度。 (4)各纲动物所有个体的重量分别用a、b、c、d、e、f字母表示,并以此重量计算每一纲动物的生物量,单位g/m2。将结果填入下表中。 门 纲 个体数占样本总数的百分数(%) 个体数 / m2 第 30 页 共 51 页
重量(g) 生物量(g/m2) a b c d http://zhxk.126.com
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