Өзгергіштік және оны зерттеу жолдары

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Декабря 2014 в 20:22, реферат

Краткое описание

Статистика кең мағынада, табиғат пен қоғамның көптеген қүбылыстарының сапалық ерекшелікгерін айқындау үшін сол құбылыстарға жүргізілетін сандық талдау туралы ғылым. Статистика жекелеген бірліктерді емес, сол жеке бірліктердің жиыны болып табылатын жиынтықтарды зерттеу үшін пайдаланылады. Статистика әдістерін дұрыс қолдану үшін басты шарт ол зерттелетін материалдың сапалық біркелкілігі болып табылады.

Вложенные файлы: 1 файл

Биометрия лекция.doc

— 284.29 Кб (Скачать файл)

 

 

 

 

 

 

 

 

БИОМЕТРИЯ

пәнінен лекциялар жинағы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тараз 2011

 

 

 

№ 1 лекция.

  1. Кіріспе

  1. Өзгергіштік және оны зерттеу жолдары.

КІРІСПЕ

Статистика кең мағынада, табиғат пен қоғамның көптеген қүбылыстарының сапалық ерекшелікгерін айқындау үшін сол құбылыстарға жүргізілетін сандық талдау туралы ғылым. Статистика жекелеген бірліктерді емес, сол жеке бірліктердің жиыны болып табылатын жиынтықтарды зерттеу үшін пайдаланылады. Статистика әдістерін дұрыс қолдану үшін басты шарт ол зерттелетін материалдың сапалық біркелкілігі болып табылады.

1889 жылы ағылшын ғалымы Ф.Гальтон (Ч.Дарвиннің немере інісі) математикалық статистика әдістерін бірінші рет биологиялық құбылыстарды - өзгергіштік және тұқым қуалаушылықты зерттеу үшін пайдаланды. Ф.Гальтон тірі табиғатты зерттеу үшін статистикалық әдістерді пайдалану жолдарын үйрететін жаңа ғылым - биометрияның (биос - тіршілік, метрейн - өлшеу) негізін салушы болып табылады.

Ф.Гальтон еңбектері бірден замандастарының көңілін өзіне аудартты, бірақ көп кешікпей оларды түңілтті де. Өйткені Гальтон тірі табиғаттың ерекшеліктерін ескермегендіктен, тұқым қуалау және өзгергіштік мөселелерін шешуде механикалық көзқараста болды. Бұл математикамен әуестенудің нәтижесінде болды және биологиялық талдау жасау ісіне үлкен зиянын тигізді.

Тірі организмдердің даму процестері ете күрделі, оларды қоршаған орта жағдайлары мен олардың тұқым қуалаушылық қасиеттері әртүрлі болғандықтан, ең алдымен сол объекті-лердің өзіне биологиялық зерттеу жүргізу керек. Тек сонан соң ғана оларды сапа жағынан біркелкі топтарға бөліп, математикалық талдауға салу керек.

"Вариациялық статистика" терминін ғылымға 1899 жылы Дункер кіргізді. Ол термин биологиялық қүбылыстарды математикалық статистика әдістері арқылы зерттеу керектігін білдіреді. Сондықтан "Биометрия", "Вариациялық статистика" терминдері синонимдер болып табылады.

XX ғасырдың 30-шы жылдарында математикалық статистика әдістері еліміздің әртүрлі тежірибе жұмыстарында және биологияда кең түрде қолданыла бастады. Отанымыздың белгілі ғалымдары Ю.А.Филипченко, А.А.Сапеган, П.Н.Константинов, Н.Ф.Деревицкий т.б. вариациялық статистиканы кең түрде түсіндіріп таратумен қатар оның дамуына өздерінің үлкен үлесін қосты. Егін далаларында жүргізілген тежірибелер мен биологиялық зерттеулердің нәтижелерін міндетті түрде статистикалық өндеу қажет деп танылды. Университеттерде және  бірнеше институттарда вариациялық статистика курсы оқыла бастады.

Сан алуан тәжірибелер мен ғылыми зерттеулер нәтижесіңде алынған мәліметтерді статистикалық жолмен өндеудің қажет екендігін кәрсететін мынадай бір мысал келтірейік:

 

 

 

Қайталануы

              Тәжірибе

     Вариантының өнімі

              Контроль

      вариантының өнімі

I

15

15

II

20

20

III

20

10

Орташа шама

18.3

15,0

Үстеме

3,3 ц/га немесе 22%

 

 

 

Орта шамаларды салыстырсақ сенуге тұрарлықтай айырмалары бар сияқты. Бірақ, егер біз осы орта шамаларды құрайтын мәліметтерді қарастырсақ, бірінші, екінші қайталану-лардағы өнім тәжірибе және контроль варианттарында бірдей, 15 және 20 центнерден екендігін және контроль варианты өнімінің тек 3-ші қайталануда кенет төмендеуі орта шамалардың айырмашылықтарын туғызып отырғанын байқаймыз. Бұдан біз айырмашылықтың кездейсоқ себептердің нәтижесінде пайда болғанын, ал анықтап қарасақ бастапқы мәлімет-тердің өзі-ақ күмөн тудырып тұрғанын аңғаруға болады. Математикалық методпен тексерген кезде, кездейсоқ себептерден болғандықтан айырмаға сенуге болмайтын болып шықты. Контроль және тәжірибе варианттарының өнімі әртүрлі болып келуі мүмкін, соған қарамастан айырмашылық әр уақытта сенерліктей бола бермейді. Контроль және тәжірибе варианттарының арасында сенерліктей айырмашылықтың бар немесе жоқ екендігін білу үшін биометрия әдістерін қолданып есептеулер жүргізуді қажет етеді.

1957 жылдан бастап ауылшаруашылығы институттары мен университеттердің биология факультеттерінде биометрия (вариациялық статистика) пән ретінде оқытылады. Қазіргі уа-қытта биология мен ауылшаруашылығы саласының барлық ғылыми мекемелерінің есептеріндегі тиісті мәліметтер математикалық жолмен өңделуге міндетті. Барлық ғылыми жұмыстарда, әсіресе сандық көрсеткіштер келтірілген диссертацияларда міндетті түрде математикалық өндеу жүргізіледі.

Биометрияның негізгі қағидаларын білу, оларды өзінің практикалық жұмыстарына қолдана білу ғылыми қызметкер -биолог немесе агрономға өзінің ғылыми зерттеу жұмыстарын жоспарлауына, алынған мәліметтерді терең түсінуіне және олардың сенімділігіне көзін жеткізеді, ал бұл - ғылыми жұмыстың ең басты мақсаты.

Бірақ байқалған_фактылар мен зандылықтарды дұрыс көрсету ғана ғылымның дамуына мүмкіндік береді. Дәл орындалмаған зерттеулер, тексерілмеген фактылар, дәлелденбеген- қорытындылар ғылымның дамуына кедергі келтіреді, ондай жалған қорытындыларды жоққа шығару үшін зерттеушілердің орасан көп уақыты мен энергаясын_кетіреді._

Біздің елімізде биометрия бойынша бірнеше оқу құралдары басылып шықты. Бірақ бұл құралдар осы ғылымның негізгі қағидаларымен таныс оқырмандарға арналған. Дайындығы жоқ адамға оларды түсіну едәуір қиындыққа түседі. Биометрияға кіріспе кітабы, мәліметтерді бірінші рет математикалық өңдеуге кірісуші адамдарға арналған. Онда зерттеушінің өзі қызығатын меліметтерді методикалық жағынан дұрыс жинау және жазу, орта шамаларды есептеу, орта шамадан ауытқу мүмкіндіктері, алынған нәтижелердің сенімділік дәрежесін анықтау, жекелеген құбылыстардың немесе белгілердің арасындағы байланыс, алынған мәліметтердің теориялық болжамдарға сәйкес келетіндігі көрсетіледі.

Бұлар тек шағын міндеттер ғана. Кейінгі он жылдар ішінде биометрия өзінің қолданылатын салаларын айтарлықтай кеңейтті; статистикалық методтар тұқым куалаушылықты зерттеуде қолданылады, белгілердің көрінуінде оның факторлары мен орта жағдайлары әсерлерінің тигізетін үлесін анықтауға көмектеседі, сұрыптаудың нәтижесін алдын ала болжап ай-туға, будандастыруға қатысушы формалардың бағалылығын анықтауға және сол сияқты басқа да көптеген үлкен теориялық және практикалық маңызы бар бірқатар мәселелерді шешуге көмектеседі.

Оқу құралында келтірілген материалдар биометрия (вариациялық статистика) бойынша жазылған күрделі еңбектерді еркін оқып, түсінуге мүмкіңдік береді. Кітаптың соңында әде-биеттердің тізімі келтірілген.

 

Өзгергіштік және оны зерттеу жолдары

Өзгергіштік деп - туыстас бір топқа жататын особьтардың арасындағы айырмашылықты айтады. Өзгергіштік барлық тірі организмдерге тән қасиет. Ол сыртқы орта жағдайларының әсерінен (модифмкациялық өзгергіштік) немесе организмнің тұқым қуалаушылық қасиеттерінің өзгеруі әсерінен (мутациялық және комбинативтік өзгергіштіктер) пайда болады. Өзгергіштіктің категориялары туралы мәліметтер генетика ғылымы бойынша жазылған оқу құралдарында болады (М.Е.Лобашев. Генетика; Н.П.Дубинин. Общая генетика; А.Мюнцинг. Генетика (общая и прикладная); С.Г.Инге-Вечтомов. Генетика с основами селекции; және т.б.).

Табиғаттан сандық және сапалық өзгергіштіктер байқалады. Сандық өзгергіштіктерге: масақтағы дәндердің әртүрлі саны, өсімдіктегі жемістердің саны, тауықтың жұмыртқала-рының саны, сиырдың сүттілігі саны, тұқымдағы белоктар мен майлардың әртүрлі мөлшері т.б. мысал бола алады.

Сапалық өзгергшггіктерге: өсімдік гүлдерінің сан алуан түстері, формалары, жемістердің дәмі, өсімдік жапырақтарының немесе жануарлар терілерінің сан алуан түстері т.б. мысал бола алады. Көпшілік жағдайда сапалық өзгергіштікті сандық өзгергіштіктерге айналдыруға болады, мысалы, гүлдердің түсі ондағы белгілі пигменттің мөлшеріне және клетка шырынының қышқылдық дәрежесіне тәуелді, ал жемістердің дәмі олардағы қанттардың, қышқылдардың және пектин заттарының мөлшеріне байланысты т.б. Бірақ мұндай әдістерді жиі қолдануға болмайды. Өйткені ол жұмысты мүлде қиын-датып жібереді. Биометриялық әдістердің көмегімен өзгергіштіктің осы екі түрінде (сандық, сапалық) зерттеуге болады.

Сандық өзгергіштік санаулармен, өлшеулермен немесе химиялық талдаумен зерттелінеді. Өзтергіштіктерді үзілісті және үзіліссіз деп ажыратады. Үзілісті өзгергіштіктер санау жолымен зерттеледі және осылайша аталу себебі зерттелетін особьтардың арасындағы айырмашылық әр уақытта 1-ден кем болмайтын бүтін сандар арқылы белгіленеді (Бидайдың масағында 10, 15, 46 және т.б. дәндер болуы мүмкін, бірақ 10,5 ден болуы мүмкін емес).

Үзіліссіз өзгергіштіктер өлшеулер, химиялық талдаулар жасау жолымен анықталады. Мұндай жағдайларда зерттелінетін сандық белгілер бүтін сандар арқылы да және бөлшек сандар арқылы да беріле алады. Өлшеу неғүрлым дәліректеу болса, зерттелген объектілердің арасындағы айырмашылық та соғұрлым аз болады. (Мысалы, екі нүктенің арасындағы қашықтықты біз километрмен, метрмен, сантиметрмен, миллиметрмен өлшей аламыз және өлшеуіміз неғұрлым дәлірек болса екі көрші өлшемдердің арасындағы айыр-машылық соғұрлым аз болады). Минимал мөлшерден макси-ал мөлшерге ауысу біртіндеп қана жүреді.

Өзгешеліктерді тек біркелкі объектілерде ғана зерттеуге болады. Мысалы бізге екі түрлі жағдайларда өсірілген қант қызылшасының жапырақтарының мөлшерін зерттеу керек болсын дейік. Әрбір жеке өсімдіктің жапырақтарының мөлшері олардың жасына байланысты кең көлемде өзгерісте болады. Демек, зерттеу үшін біз тек біркелкі "жастағы" жапырақтарды, яғни, белгілі бір ярустың ғана жапырақтарын алуымыз қажет. Немесе белгілі бір ортада өсіп түрған бірнеше түрлерге жататын өсімдіктердің. биіктігін анықтағымыз келсін делік. Мұндай жағдайда біз оларды жекелеген түрлерге ажыратып бөліп, сонан соң ғана әр түрдің өсімдігінің биіктігін жеке-жеке анықтауымыз қажет.

Біркелкі шамалардың (однородные величины) біраз саны статистикалық жиынтык деп аталады. Статистикалық жиынтық жалпы және жекелеген жиынтықтар болуы мүмкін. Егін даласында бірдей жағдайда өсірілген бір сорттың өсімдіктері жалпы статистикалық жиынтық болып табылады. Біз қанша талпынсақ та, осы сортқа жататын барлық өсімдіктердің биіктігін өлшеп шығуға, олардың масағындағы дәндерінің санын немесе басқа көрсеткіштерін тегіс есептеп шығуға шамамыз келмейді. Сондықтан бұларды зерттеу үшін жеке жиынтықты немесе іріктеуді (выборка), яғни егін даласының бөліктерінен алынған өсімдіктердің белгілі санын пайдаланамыз. Дұрыс алынған іріктеу жалпы статистикалық жиынтықтың қасиет-тері жөнінде пікір айтуға мүмкіндік береді. Іріктеуді қалайша жүргізгенде дұрыс нетиже беретіндігіне мысал келтірейік.

Ротамштет тәжірибе станциясында (Англия) мынандай тәжірибе жасалды. Сол станцияның егін даласында кездесетін тастардың орташа мөлшерін анықтау керек болды. Бір топ қызметкерлер көз мөлшерімен ірілі-ұсақ тастардың орташа мөлшерін анықтады және толық зерттеу үшін тек осы "орташа" тастарды ғана алды. Екінші топтың қызметкерлері зерттеу үшін егін даласының диагоналы бойымен жүре отырып, әрбір белгілі қашықтықта кездескен ірілі-ұсақ тастарды тандамай ала берді. Математикалық өндеу мынаны көрсетті. Бірінші топтың қызметкерлері тапқан тастардың орташа мөлшері әрбір қызметкердің жеке ерекшелікгеріне қарай әртүрлі болып шықты. Екінші топ қызметкерлері есептеп шығарған тастардың орташа мөлшері бәрінде бірдей болып шықты.

Әдейі емес, іріктеулерді кездейсоқ сұрыптау рендомиздік сұрыптау деп аталады (ағылшынның atrandom – сәті түсу, таңдалмау деген айтылымынан). Ірікгеулерді сұрыптаудың бұл категориясына талдау жүргізу үшін заттың әрбір 10-шы, 20-шы, 30-шы т.б. даналарын алу жатады, мысалы, балықтардың өзгергіштігін зерттегенде немесе жүгерінің собықтарына талдау жасағанда және басқа да көптеген жағдайларда.

Енді нақтылы мысал келтіріп көрейік. Бізге бидайдың белгілі бір сортының масақтарындағы масақшалардың санын анықтау керек. Іріктеудің мөлшері - 50 масақ. Рендомиздік жолмен қажетті 50 масақ аламыз да, біз олардың масақшаларын санауға кірісеміз, (1-кесте). Бас жағына Қазақстан - 126 сортының масағындағы масақшалардың саны (немесе тексеретін басқа бір сорттың) деп жазамыз да, 1-кестені сызамыз. Кестенің бірінші бағанасына масақтардың реттік номерін, ал екінші бағанасынч масақшалардың санын жазамыз т.б.

1-кесте

Ретгік

Масақшалар саны

Ретгік

Масақшалар саны

Ретгік №

Масақшалар саны

1

18

18

15

35

19

2

13

19

14

36

16

3

20

20

14

37

17

4

13

21

12

38

16

5

19

22

18

39

14

6

15

23

14

40

15

7

16

24

15

41

13

8

15

25

15

42

17

9

17

26

16

43

13

10

14

27

15

44

12

11

15

28

14

45

17

12

13

29

17

46

15

13

15

30

13

47

16

14

18

31

14

48

14

15

15

32

16

49

16

16

15

33

17

50

17

17

16

34

15

   

Информация о работе Өзгергіштік және оны зерттеу жолдары