Jak pracować z kwadratami Punnetta

Zawartość

• etapy
• Niektóre definicje przed rozpoczęciem
• Metoda 1 Pokaż wyniki krzyżowania monohybrydowego (z jednym genem)
• Metoda 2 Pokaż wyniki krzyżówki bihybrydowej (z dwoma genami)

Kwadraty Punnetta (lub szachownice Punnetta) są używane w genetyce do reprezentowania różnych kombinacji genów rodziców, które można znaleźć u ich potomstwa. Kwadrat Punnetta to schemat w postaci siatki 4 (2 x 2), 9 (3 x 3), 16 (4 x 4) pól lub kwadratów ... Z genotypów obojga rodziców, dzięki na tej siatce można ustalić możliwe dziedzictwo genetyczne potomstwa. Czasami nawet można z pewnością przewidzieć pewne cechy.

etapy

Niektóre definicje przed rozpoczęciem

Dla tych, którzy już opanowali słownictwo i pojęcia genetyki, możesz przejść bezpośrednio do wyjaśnienia kwadratu Punnetta, klikając tutaj.

1. 
   

   
   Zrozum, jakie są geny. Przed założeniem i interpretacją kwadratów Punnetta obowiązkowa jest znajomość genetyki. Wszystkie żywe stworzenia, od najbardziej mikroskopijnych (bakterie) do największych (płetwal błękitny), wszystkie mają geny, Są one bardzo złożone, ponieważ są zakodowanymi informacjami genetycznymi znajdowanymi w praktycznie wszystkich komórkach ludzkiego ciała. Geny te wyjaśniają, częściowo lub w całości, pewne cechy fizyczne lub behawioralne żywych istot, takie jak rozmiar, ostrość widzenia, dziedziczne patologie ...
   • Aby w pełni zrozumieć kwadraty Punnetta, trzeba to również wiedzieć wszystkie żywe istoty trzymają swoje geny od genów swoich rodziców , Prawdopodobnie zauważyłeś wokół siebie ludzi, którzy wyglądają lub zachowują się jak jeden z rodziców. Czasami jest to nawet rażące!

2. 
   

   
   
   
   Przyjmij pojęcie reprodukcji seksualnej. Liczba żywych, ale nie wszystkich, rozmnaża się poprzez tzw. Reprodukcję seksualny, Polega ona na połączeniu dwóch gamet, męskiej i żeńskiej, w oczywisty sposób, męskiego rodzica i rodzica, które teoretycznie oddają połowę swojego dziedzictwa genetycznego swoim dzieciom. Kwadrat Punnetta jest tabelarycznym przedstawieniem wszystkich możliwości dzielenia się genami.
   • Rozmnażanie płciowe nie jest jedynym sposobem rozmnażania w przyrodzie. Niektóre żywe organizmy (na przykład bakterie) mają rozmnażanie bezpłciowe, tryb, w którym jedno z rodziców zapewnia tylko rozmnażanie. Zatem wszystkie geny potomków pochodzą od tego samego rodzica, co wyjaśnia, że ​​wszystkie potomstwo jest mniej więcej, z wyjątkiem pewnych mutacji, jego dokładną kopią.

3. 
   

   
   Zrozum, jakie są allele. Jak powiedziano, geny organizmu to instrukcje, które zarządzają zachowaniem komórek, w których się znajdują. W formie instrukcji, która jest podzielona na rozdziały, części i podrozdziały, różne części genów organizują życie komórek. Jeśli tylko jedna z tych „części” różni się od jednego organizmu do drugiego, wówczas te dwa organizmy będą miały inny wygląd lub zachowanie. Właśnie te różnice genetyczne sprawiają, że jeśli weźmiemy ludzki przykład, jedna osoba jest blondynką, a druga brązowa. Te różne wersje tego samego genu są nazywane „allelami”.
   • Każde dziecko dziedziczy dwa zestawy genów, po jednym od każdego rodzica, dzięki czemu mają dwa allele tego samego genu.

4. 
   

   
   
   
   Zrozum, co oznaczają dominujące i recesywne allele. Allele dziecka pochodzą ze złożonych kombinacji. Niektóre tak zwane allele dominujący da dziecku taki lub taki wygląd lub zachowanie: mówi się, że allel „uprawia seks” obowiązkowo z pokolenia na pokolenie. Inne, tak zwane allele recesywny, nie wyrazi, czy zostaną połączone z dominującym allelem, który wygra. Kwadraty Punnetta umożliwiają wizualizację różnych możliwych scenariuszy, z których potomek otrzymuje dominujący lub recesywny allel.
   • Jak sama nazwa wskazuje, dominujące allele mają tendencję do wygrywania z allelami recesywnymi. Zwykle, aby recesywny allel był wyrażany seksualnie, oboje rodzice musieli podać ten sam allel recesywny. Przykładem jest niedokrwistość sierpowatokrwinkowa, recesywna dziedziczna choroba krwi. Jednak recesywność nie zawsze jest systematycznie związana z rozregulowaniem komórek.

Metoda 1 Pokaż wyniki krzyżowania monohybrydowego (z jednym genem)

1. 
   

   
   Zrób siatkę 2 kwadratów z 2. Proste kwadraty Punnetta są łatwe do wykonania. Najpierw utwórz duży kwadrat, który podzielisz na cztery równe kwadraty. Masz dwa pola w rzędzie i dwa pola w kolumnie.

2. 
   

   
   Reprezentuj allele rodziców za pomocą liter. Zostaną one wyświetlone obok każdej linii i na górze każdej kolumny. Na kwadracie Punnetta allele matki można przypisać do kolumn, a ojca do rzędów (możliwe jest również odwrócenie). Napisz litery w odpowiednich miejscach. Z reguły dominujące allele są oznaczone dużymi literami, a recesywne małymi.
   • Aby zilustrować naszą tezę, weźmy konkretny i zabawny przykład. Wyobraź sobie, że chcesz poznać prawdopodobieństwo, że dziecko będzie w stanie zwinąć język na sobie. Ta postać (dziwna, ale prawdziwa!) Nazwiemy ją R (dla dominującego genu) i R (dla recesywnego genu) Przyznamy również, że rodzice są heterozygotami, więc każdy z nich ma kopię każdego allelu. Dlatego się zarejestrujemy „R” i „r” u góry siatki i to samo po lewej stronie.

3. 
   

   
   Wypełnij pola na siatce. Po wprowadzeniu alleli wypełnij wszystkie pola zgodnie z odpowiednimi etykietami. W każdym pudełku połączysz dwie litery alleli ojca i matki. Innymi słowy, umieścisz dwie litery obok pola obok siebie.
   • W naszym przykładzie wypełnienie wygląda następująco:
   • w kwadracie u góry i po lewej: RR,
   • w kwadracie u góry i po prawej: rr,
   • w lewym dolnym rogu: rr,
   • w prawym dolnym rogu: rr.
   • Zazwyczaj dominujące allele (dużymi literami) są zawsze wymienione na pierwszym miejscu.

4. 
   

   
   Określ różne możliwe genotypy potomstwa. Każda komórka reprezentuje możliwą transmisję alleli rodzicielskich. Każda z tych kombinacji ma równe szanse wystąpienia. Tutaj, dla siatki 2 na 2, każda kombinacja ma 1 szansę na 4. Każda kombinacja alleli kwadratu Punnetta nazywana jest „genotypem”. Podczas gdy genotypy mogą prowadzić do różnic genetycznych, nie jest tak, że różnice te będą widoczne u potomstwa (patrz następny krok).
   • W naszym przykładzie genotypami potencjalnych potomków są:
   • dwa dominujące allele (2 R),
   • dominujący allel i recesyjny allel (1 R i 1 r),
   • dominujący allel i recesyjny allel (1 R i 1 r) - zauważ, że jest to ten sam genotyp co poprzednio,
   • dwa recesywne allele (2 r).

5. 
   

   
   Określ każdy z potencjalnych fenotypów potomstwa. Fenotyp organizmu to ostatecznie wszystkie obserwowalne cechy osobnika, takie jak kolor oczu lub włosów, ewentualna sierpowata choroba - wszystkie te cechy są spowodowane pewnymi szczególnymi genami, a nie kombinacją genów. Fenotyp potomstwa będzie określony przez cechy genów. Geny będą miały różne sposoby wyrażania się, aby dać takie i takie fenotypy.
   • W naszym przykładzie założymy, że gen, który pozwala komuś wiedzieć, jak owinąć język, jest dominujący. Oczywiście oznacza to, że każde potomstwo będzie w stanie potoczyć językiem, nawet jeśli dominuje tylko jeden z jego alleli. W tym bardzo szczególnym przypadku fenotypy potomstwa byłyby następujące:
   • kwadratowy górny i lewy: potrafi zwinąć język (dwa R),
   • kwadratowy górny i prawy: potrafi owinąć język (tylko jeden R),
   • kwadratowy dół i lewa strona: potrafi owinąć język (tylko jeden R),
   • kwadratowy dół i prawo: nie może zwinąć języka (bez R).

6. 
   

   
   Użyj tych kwadratów, aby uzyskać prawdopodobieństwo różnych fenotypów. Kwadraty Punnetta są najczęściej używane do określania możliwych fenotypów potomstwa. Ponieważ każdy z kwadratów ma równe prawdopodobieństwo wystąpienia, prawdopodobieństwo fenotypu można znaleźć w dzielenie liczby kwadratów o tym fenotypie przez całkowitą liczbę kwadratów..
   • Nasz kwadrat Punnetta mówi nam, że istnieją cztery możliwe kombinacje genów wśród potomków tych rodziców. To pokazuje, że troje z czworga dzieci będzie w stanie zwinąć język, ale nie czwarte. Jeśli ustalimy możliwości dla tych dwóch fenotypów, otrzymamy:
   • potomstwo może zwinąć język: 3/4 = 0,75 = 75 %,
   • potomstwo nie może zwinąć języka: 1/4 = 0,25 = 25 %.

Metoda 2 Pokaż wyniki krzyżówki bihybrydowej (z dwoma genami)

1. 
   

   
   Podwój wielkość kwadratu Punnetta do każdego nowego genu. Kwadrat rozszerza się w obu kierunkach, prawym i dolnym. Kombinacje genów nie zawsze są tak proste jak w przypadku skrzyżowania monohybrydowego. Niektóre fenotypy są determinowane przez kilka genów. W takich przypadkach należy, na tej samej zasadzie, rozważyć wszystkie możliwe kombinacje. Dlatego potrzebujesz większej siatki.
   • Przy kilku genach wielkość szachownicy Punnetta wynosi podwojony w porównaniu do poprzedniego, Właśnie dlatego siatka z jednym genem to 2 x 2, jeden z dwoma genami, 4 x 4, jeden z trzema genami, 8 x 8 i tak dalej.
   • Aby lepiej zrozumieć, weźmy przykład z dwoma genami. Narysujemy więc siatkę 4 x 4. To, co tu robimy, można odtworzyć za pomocą trzech lub więcej genów: wystarczy zbudować większą siatkę i jej ukończenie będzie nieco dłuższe.

2. 
   

   
   Określ geny zaangażowanych rodziców. Znajdź geny wspólne dla obojga rodziców, które nadają badanej postaci. Ponieważ istnieje kilka genów, każdy genotyp rodzica ma jeszcze dwie litery dla każdego genu, co daje cztery litery dla dwóch genów, sześć liter dla trzech genów i tak dalej. Umieścisz genotyp matki na górze, a ojca po lewej (lub na odwrocie).
   • Weźmy klasyczny przykład ilustrujący te krzyże: groszek. Groszek może dać gładki lub pomarszczony groszek (dla wyglądu zewnętrznego), żółty lub zielony (dla koloru). Zakłada się, że dominuje gładki wygląd i żółty kolor. Litery L i I (gładki aspekt) zostaną użyte dla genów dominujących i recesywnych, a litery J (dominujący) i j (recesywny) dla koloru żółtego. Załóżmy, że „matka” ma genotyp LlJj i ojciec, genotyp LlJJ.

3. 
   

   
   U góry i po lewej różne kombinacje genów. W tych dwóch miejscach wprowadź wszystkie możliwe kombinacje (dominującą i recesywną), biorąc pod uwagę cechy genetyczne rodziców. Podobnie jak w przypadku pojedynczego genu, każdy allel rodzicielski ma jednakowe prawdopodobieństwo połączenia z innym. Liczba liter w każdym polu zależy od liczby genów: dwie litery dla dwóch genów, trzy litery dla trzech genów i tak dalej.
   • W tym przykładzie musisz wymienić różne kombinacje genów od każdego rodzica z ich odpowiednich genotypów (LlJj). Jeśli geny matki to LlJj i geny ojca, LlJJ, będziemy mieli allele:
   • te matki, powyżej: LJ, Lj, lJ, lj,
   • te ojca, po lewej: LJ, LJ, lJ, lJ.

4. 
   

   
   Wypełnij wszystkie pola na kwadracie Punnetta. Wypełnij je w taki sam sposób jak w przykładzie jednym genem. Ponieważ w grę wchodzą dwa geny, w każdym polu będziemy mieć cztery litery. Byłoby to sześć liter z trzema genami ... Z reguły liczba liter w pudełku likieru odpowiada liczbie liter każdego genotypu rodziców.
   • W naszym przykładzie wypełnienie wygląda następująco:
   • górny rząd: LLJJ, LLJj, LlJJ, LlJj,
   • drugi rząd: LLJJ, LLJj, LlJJ, LlJj,
   • trzeci rząd: LlJJ, LlJj, LlJJ, LlJJ,
   • dolny rząd: LlJJ, LlJj, LlJJ, LlJJ.

5. 
   

   
   Przewiduj możliwe fenotypy następnego potomstwa. W przypadku wielu genów, każdy kwadrat kwadratu Punnetta reprezentuje genotypy możliwych potomków. Z logicznego punktu widzenia istnieje więcej możliwych kombinacji niż z jednym genem. Po raz kolejny fenotypy w ramkach zależą od genów, które bierzesz. W zdecydowanej większości przypadków wystarczy, że dominuje tylko jeden allel, aby dominował wyrażony charakter. Z drugiej strony, aby wyrażony znak był recesywny, wszystkie allele muszą być recesywne.
   • W naszym przykładzie groszku, ponieważ dominuje gładki wygląd i żółty kolor, z góry każdy kwadrat z co najmniej jedną wielką literą L będzie reprezentował roślinę o fenotypie gładkiego wyglądu, a każdy kwadrat z dużą literą J będzie reprezentował roślinę o fenotypie żółty. Roślina dająca pomarszczony groszek będzie miała dwa recesywne allele (1) i jedną dającą groszek zielony, dwa recesywne allele (1). Biorąc to pod uwagę, zobaczmy, co to daje:
   • górny rząd: gładki / żółty, gładki / żółty, gładki / żółty, gładki / żółty,
   • drugi rząd: gładki / żółty, gładki / żółty, gładki / żółty, gładki / żółty,
   • trzeci rząd: gładki / żółty, gładki / żółty, pomarszczony / żółty, pomarszczony / żółty,
   • dolny rząd: gładki / żółty, gładki / żółty, pomarszczony / żółty, pomarszczony / żółty.

6. 
   

   
   Użyj kwadratów, aby obliczyć prawdopodobieństwo każdego fenotypu. Działaj tak jak z jednym genem. Masz tu więcej przypadków, ponieważ istnieją dwa geny. Konieczne jest zatem ustalenie prawdopodobieństwa każdego fenotypu. W tym celu wystarczy policzyć komórki o tym samym fenotypie i zgłosić tę liczbę do całkowitej liczby pól.
   • W naszym przykładzie prawdopodobieństwa dla każdego fenotypu są następujące:
   • potomstwo jest gładkie i żółte: 12/16 = 3/4 = 0,75 = 75 %,
   • potomstwo jest pomarszczone i żółte: 4/16 = 1/4 = 0,25 = 25 %,
   • potomstwo jest gładkie i zielone: ​​0/16 = 0 %,
   • potomstwo jest pomarszczone i zielone: ​​0/16 = 0 %.
   • Zauważysz, że nie jest możliwe, aby w tym przypadku był jeden potomek z dwoma recesywnymi allelami, więc żaden groszek nie będzie zielony.