UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201810 Marks
Q9.

संकरण के पश्चात् प्राप्त संतति की अवलोकित संख्या, अपेक्षित संख्या की तुलना में सही है, अथवा नहीं, इसके लिए कौन-सी सांख्यिकीय विधि का प्रयोग किया जाता है? उस विधि का नाम लिखिए तथा इसकी विभिन्न प्रक्रियाओं का संक्षिप्त वर्णन कीजिए ।

How to Approach

यह प्रश्न सांख्यिकी (statistics) और आनुवंशिकी (genetics) के सिद्धांतों पर आधारित है। उत्तर में, काई-वर्ग परीक्षण (Chi-square test) की व्याख्या करनी होगी, जो संकरण के पश्चात् प्राप्त संतति की अवलोकित और अपेक्षित संख्याओं की तुलना करने के लिए उपयोग किया जाता है। परीक्षण के चरणों, महत्व (significance) और सीमाओं को स्पष्ट करना आवश्यक है। उत्तर को स्पष्ट, संक्षिप्त और वैज्ञानिक शब्दावली का उपयोग करके प्रस्तुत करना चाहिए।

Model Answer

0 min read

Introduction

आनुवंशिकी में, संकरण प्रयोगों के दौरान प्राप्त संतति की विशेषताओं का विश्लेषण महत्वपूर्ण होता है। अक्सर, वास्तविक परिणाम सैद्धांतिक अपेक्षाओं से भिन्न होते हैं। यह विचलन संयोगवश हो सकता है या यह इंगित कर सकता है कि संकरण के अंतर्निहित आनुवंशिक सिद्धांत सही नहीं हैं। इस अंतर का मूल्यांकन करने के लिए, सांख्यिकीय विधियों का उपयोग किया जाता है। काई-वर्ग परीक्षण (Chi-square test) एक ऐसी ही विधि है जिसका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि संकरण के पश्चात् प्राप्त संतति की अवलोकित संख्या, अपेक्षित संख्या की तुलना में सही है या नहीं। यह परीक्षण यह आकलन करने में मदद करता है कि क्या अवलोकित परिणाम अपेक्षित परिणामों से महत्वपूर्ण रूप से भिन्न हैं।

काई-वर्ग परीक्षण (Chi-square test)

काई-वर्ग परीक्षण एक गैर-पैरामीट्रिक परीक्षण (non-parametric test) है जिसका उपयोग दो श्रेणीबद्ध चर (categorical variables) के बीच संबंध का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है। आनुवंशिकी में, इसका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि क्या संकरण प्रयोगों में प्राप्त परिणाम अपेक्षित परिणामों के अनुरूप हैं।

काई-वर्ग परीक्षण की प्रक्रिया

  1. शून्य परिकल्पना (Null Hypothesis) और वैकल्पिक परिकल्पना (Alternative Hypothesis) का निर्माण:
    • शून्य परिकल्पना: अवलोकित और अपेक्षित संख्या के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं है।
    • वैकल्पिक परिकल्पना: अवलोकित और अपेक्षित संख्या के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है।
  2. अपेक्षित मूल्यों (Expected Values) की गणना: प्रत्येक श्रेणी के लिए अपेक्षित मूल्यों की गणना की जाती है। यह सैद्धांतिक अनुपात के आधार पर किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि मेंडल के पृथक्करण के नियम (Mendel's law of segregation) के अनुसार 9:3:3:1 के अनुपात में संतति प्राप्त होने की अपेक्षा है, तो प्रत्येक श्रेणी के लिए अपेक्षित मूल्यों की गणना कुल संतति संख्या को प्रत्येक अनुपात से गुणा करके की जाएगी।
  3. काई-वर्ग आँकड़ा (Chi-square statistic) की गणना: काई-वर्ग आँकड़ा निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है:
    χ2 = Σ [(Oi - Ei)2 / Ei]
    जहां:
    • χ2 = काई-वर्ग आँकड़ा
    • Oi = अवलोकित मान
    • Ei = अपेक्षित मान
    • Σ = सभी श्रेणियों का योग
  4. स्वतंत्रता की डिग्री (Degrees of Freedom) की गणना: स्वतंत्रता की डिग्री (df) की गणना निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके की जाती है:
    df = (पंक्तियों की संख्या - 1) * (स्तंभों की संख्या - 1)
  5. महत्व स्तर (Significance Level) का निर्धारण: आमतौर पर, महत्व स्तर 0.05 (5%) निर्धारित किया जाता है। इसका मतलब है कि यदि p-मान 0.05 से कम है, तो शून्य परिकल्पना को अस्वीकार कर दिया जाएगा।
  6. p-मान (p-value) का निर्धारण: काई-वर्ग आँकड़ा और स्वतंत्रता की डिग्री का उपयोग करके, काई-वर्ग वितरण तालिका (Chi-square distribution table) से p-मान निर्धारित किया जाता है।
  7. निष्कर्ष: यदि p-मान महत्व स्तर से कम है, तो शून्य परिकल्पना को अस्वीकार कर दिया जाता है, और यह निष्कर्ष निकाला जाता है कि अवलोकित और अपेक्षित संख्या के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है।

उदाहरण

मान लीजिए कि एक संकरण प्रयोग में, 100 संतति प्राप्त हुई। यदि मेंडल के पृथक्करण के नियम के अनुसार 9:3:3:1 के अनुपात में संतति प्राप्त होने की अपेक्षा है, तो अपेक्षित मान होंगे: 900/16 = 56.25, 300/16 = 18.75, 300/16 = 18.75, और 100/16 = 6.25। यदि अवलोकित मान 60, 20, 15, और 5 हैं, तो काई-वर्ग आँकड़ा की गणना की जा सकती है। यदि p-मान 0.05 से कम है, तो यह निष्कर्ष निकाला जाएगा कि अवलोकित परिणाम अपेक्षित परिणामों से महत्वपूर्ण रूप से भिन्न हैं।

काई-वर्ग परीक्षण की सीमाएं

  • यह परीक्षण केवल श्रेणीबद्ध चर के लिए उपयुक्त है।
  • अपेक्षित मूल्यों को 5 से अधिक होना चाहिए। यदि अपेक्षित मान 5 से कम हैं, तो परीक्षण की सटीकता कम हो जाती है।
  • यह परीक्षण कारण-प्रभाव संबंध स्थापित नहीं करता है।

Conclusion

संक्षेप में, काई-वर्ग परीक्षण एक शक्तिशाली सांख्यिकीय उपकरण है जिसका उपयोग संकरण प्रयोगों में प्राप्त संतति की अवलोकित और अपेक्षित संख्याओं की तुलना करने के लिए किया जाता है। यह परीक्षण यह निर्धारित करने में मदद करता है कि क्या अवलोकित परिणाम अपेक्षित परिणामों के अनुरूप हैं, और यह आनुवंशिक सिद्धांतों की वैधता का मूल्यांकन करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इस परीक्षण का उचित उपयोग और व्याख्या आनुवंशिक अनुसंधान में महत्वपूर्ण है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

स्वतंत्रता की डिग्री (Degrees of Freedom)
स्वतंत्रता की डिग्री एक सांख्यिकीय अवधारणा है जो डेटा में स्वतंत्र जानकारी की मात्रा को दर्शाती है। यह काई-वर्ग परीक्षण में p-मान निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

Key Statistics

2022 में, भारत में जैव प्रौद्योगिकी उद्योग का आकार लगभग 80 बिलियन अमेरिकी डॉलर था, और इसके 2025 तक 150 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है। (स्रोत: जैव प्रौद्योगिकी विभाग, भारत सरकार)

Source: जैव प्रौद्योगिकी विभाग, भारत सरकार

भारत दुनिया के सबसे बड़े चावल उत्पादकों में से एक है, जिसका उत्पादन 2022-23 में 130.30 मिलियन टन था। (स्रोत: कृषि और किसान कल्याण मंत्रालय, भारत सरकार)

Source: कृषि और किसान कल्याण मंत्रालय, भारत सरकार

Examples

सिकल सेल एनीमिया (Sickle cell anemia)

सिकल सेल एनीमिया एक आनुवंशिक विकार है जो लाल रक्त कोशिकाओं के आकार को प्रभावित करता है। काई-वर्ग परीक्षण का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि क्या सिकल सेल एनीमिया के जीन के लिए अपेक्षित अनुपात अवलोकित अनुपात से भिन्न हैं।

Frequently Asked Questions

काई-वर्ग परीक्षण का उपयोग कब किया जाना चाहिए?

काई-वर्ग परीक्षण का उपयोग तब किया जाना चाहिए जब आप दो श्रेणीबद्ध चर के बीच संबंध का मूल्यांकन करना चाहते हैं, या यह निर्धारित करना चाहते हैं कि क्या अवलोकित परिणाम अपेक्षित परिणामों के अनुरूप हैं।