Die Punnett -vierhoek is 'n visuele toestel wat in die wetenskap van genetika gebruik word om te bepaal watter kombinasies van gene by bevrugting mag voorkom. 'N Punnett -vierkant bestaan uit 'n eenvoudige vierkantige rooster wat verdeel is in 'n 2x2 (of groter) rooster. Met hierdie rooster en kennis van die genotipes van beide ouers, kan wetenskaplikes moontlike geenkombinasies vir nageslag ontdek en moontlik selfs 'n paar oorerflike eienskappe ken.
Stap
Voordat u begin: 'n paar belangrike definisies
'As u die afdeling' basiese beginsels 'wil oorslaan en direk na die bespreking oor die Punnett -vierhoek wil gaan, klik dan hier.
Stap 1. Verstaan die konsep van gene
Voordat u leer hoe om 'n Punnett -vierhoek te skep en te gebruik, moet u 'n paar basiese beginsels ken. Die eerste is die idee dat alle lewende dinge (van klein mikrobes tot reuse blouwalvisse) "gene" het. Gene is uiters komplekse mikroskopiese rye instruksies wat in byna elke sel in die liggaam van alle organismes gekodeer word. Gene is verantwoordelik vir alle aspekte van 'n organisme se lewe, insluitend voorkoms, gedrag en meer.
Een van die belangrikste begrippe wat u moet verstaan wanneer u met Punnett -vierhoeke werk, is dat "alle lewende dinge hul gene van hul ouers kry." U is onbewustelik reeds hiervan bewus. Dink daaraan - lyk die meeste mense wat jy ken, nie soos hul ouers in voorkoms en gedrag nie?
Stap 2. Verstaan die konsep van seksuele voortplanting
Die meeste organismes (nie almal nie) waarvan u in hierdie wêreld weet, produseer nageslag deur middel van 'seksuele voortplanting'. 'N Voorwaarde wanneer manlike en vroulike ouers hul onderskeie gene skenk om nageslag te produseer. In hierdie geval kom die helfte van die kind se gene van beide ouers. Die Punnett-vierhoek is basies 'n manier om die verskillende moontlikhede van hierdie half-half-genruil in grafiese vorm aan te toon.
Seksuele voortplanting is nie die enigste vorm van voortplanting wat bestaan nie. Sommige organismes (soos bakterieë) reproduseer deur 'ongeslagtelike voortplanting', 'n toestand waarin ouers hul eie kinders produseer, sonder die hulp van 'n maat. By ongeslagtelike voortplanting kom al die gene van 'n kind van slegs een ouer, wat hulle min of meer presiese afskrifte van die ouer maak
Stap 3. Verstaan die konsep van allele in genetika
Soos hierbo genoem, is die gene in 'n organisme basies 'n reeks instruksies wat elke sel in die liggaam bepaal oor hoe om te oorleef. In werklikheid, in teenstelling met 'n handleiding, word gene ook in hoofstukke, afdelings en onderafdelings verdeel, met verskillende afdelings van die geen wat afsonderlike funksies individueel reguleer. As een van hierdie 'onderafdelings' tussen twee organismes verskil, sal die twee anders lyk en optree - byvoorbeeld, genetiese verskille maak die een persoon swart en die ander blond. Hierdie verskillende vorme in dieselfde geen (menslike geen) word "allele" genoem.
Aangesien elke kind twee stelle gene kry - elke manlike en vroulike ouer - kry die kind twee eksemplare vir elke alleel
Stap 4. Verstaan die konsep van dominante en resessiewe allele
'N Kind se allel "deel" nie altyd die krag van die geen nie. Sommige allele, wat na verwys word as dominante allele, sal standaard manifesteer in die fisiese voorkoms en gedrag van die kind (ons noem dit 'uitgedruk'). Ander allele, genaamd "resessiewe" allele, kan slegs uitgedruk word as hulle nie gekoppel is aan 'n dominante alleel wat hulle kan "oorskry" nie. Die Punnett -vierkant word gereeld gebruik om te bepaal hoe waarskynlik 'n kind 'n dominante of resessiewe alleel sal ontvang.
Omdat hierdie gene deur dominante ale "oorval" kan word, is recessiewe allele geneig om minder gereeld uitgedruk te word. Oor die algemeen moet 'n kind die resessiewe alleel van beide ouers erf sodat die alleel uitgedruk kan word. Bloed siekte toestande is 'n gereeld gebruikte voorbeeld van 'n resessiewe eienskap - maar let op dat 'n resessiewe alleel nie 'sleg' beteken nie
Metode 1 van 2: Monohibriede (enkel -gen) kruise vertoon
Stap 1. Skep 'n 2x2 rooster
Die mees basiese Punnett -vierkante is redelik maklik om te maak. Begin deur 'n gelyksydige reghoek te teken en verdeel dan die binnekant in vier gelyke roosters. As u klaar is, moet daar twee roosters in elke kolom en twee roosters in elke ry wees.
Stap 2. Gebruik letters om die ouer- of bronallel in elke ry en kolom voor te stel
In 'n Punnett -vierhoek word kolomme aan moeders toegeken, en rye aan vaders, of omgekeerd. Skryf die letters langs elke ry en kolom neer wat elk van die vaderlike en moederlike allele voorstel. Gebruik hoofletters vir dominante allele en klein letters vir resessiewe allele.
Dit sal baie makliker wees om te verstaan met 'n voorbeeld. Byvoorbeeld, laat ons sê dat u die waarskynlikheid wil bepaal dat die kinders van 'n spesifieke paartjie hul tong sal kan rol. Ons stel dit voor met die letters "R" en "r" - 'n hoofletter vir die dominante geen en 'n klein letter vir die resessief. As beide ouers heterosigoties was (met een kopie van elke allel), sou ons 'n "R" en 'n "r" bo -aan die rooster skryf en 'n 'R' en 'r' aan die linkerkant van die rooster …
Stap 3. Skryf die letters vir elke rooster in die rye en kolomme neer
Nadat u die allele van elke ouer ingevul het, word dit maklik om die Punnett -vierkant in te vul. Skryf op elke rooster die tweeletter-geenkombinasies van die vaderlike en moederlike allele neer. Met ander woorde, neem die letters uit die rooster in die kolom en ry, en skryf hulle albei in die verbindende leë boks.
- In hierdie voorbeeld, vul ons Punnett -vierhoekige rooster soos volg in:
- Die boks links bo: "RR"
- Die blokkie regs bo: "Rr"
- Venster links onder: "Rr"
- Die blokkie regs onder: "rr"
- Let daarop dat die dominante alleel (hoofletter) gewoonlik eers geskryf word.
Stap 4. Bepaal die genotipe van elke potensiële nageslag
Elke boks wat op die Punnett -vierkant ingevul is, verteenwoordig die nageslag wat die ouers kan hê. Elke vierkant (en dus elke nageslag) is ewe waarskynlik - met ander woorde, in 'n 2x2 -rooster is daar 'n 1/4 kans vir elke vier moontlikhede. Die verskillende kombinasies van allele wat in die Punnett -vierhoek verteenwoordig word, word 'genotipes' genoem. Alhoewel genotipes genetiese verskille verteenwoordig, verskil die nageslag nie noodwendig vir elke rooster nie (sien stappe hieronder).
- In ons voorbeeld Punnett vierhoek is die moontlike genotipes vir die nageslag van hierdie twee ouers:
- "Twee dominante allele" (twee R's)
- "Een dominante en een resessiewe alleel" (R en r)
- "Een dominante en een resessiewe alleel" (R en r) - let op dat daar twee roosters met hierdie genotipe is.
- "Twee resessiewe allele" (twee r's)
Stap 5. Bepaal die fenotipe van elke potensiële nageslag
Die fenotipe in 'n organisme is die werklike fisiese eienskap wat getoon word op grond van sy genotipe. Enkele voorbeelde van fenotipes soos oogkleur, haarkleur en die teenwoordigheid van bloedsiekteselle - dit is fisiese eienskappe wat "bepaal" word deur gene, maar nie werklike kombinasies van gene self nie. Die fenotipe wat 'n potensiële nageslag sal hê, word bepaal deur die kenmerke van die geen. Verskillende gene sal verskillende reëls hê ten opsigte van hul manifestasie as 'n fenotipe.
- In ons voorbeeld, laat ons sê dat die geen waarmee 'n persoon met sy tong kan rol die dominante geen is. Dit beteken dat elke nageslag hul tong sal kan rol, selfs al is slegs een allel dominant. In hierdie geval is die fenotipes van die potensiële nageslag:
- Links bo: "Kan tong rol (twee R's)"
- Regs bo: "Kan tong rol (een R)"
- Links onder: "Kan tong rol (een R)"
- Regs onder: "Kan nie tong rol nie (geen R)"
Stap 6. Gebruik die rooster om die waarskynlikheid te bepaal dat die verskillende fenotipes verskyn
Een van die mees algemene gebruike van die Punnett -vierhoek is om te bepaal hoe waarskynlik 'n nageslag 'n spesifieke fenotipe sal hê. Aangesien elke rooster 'n ekwivalente moontlike genotipe verteenwoordig, kan u die moontlike fenotipes vind deur "die aantal roosters wat die fenotipe bevat te deel deur die totale aantal roosters wat daar is."
- Die Punnett -vierhoek in ons voorbeeld stel dat daar vier moontlike kombinasies van gene vir enige nageslag is, van hierdie twee ouers. Drie van hierdie kombinasies skep nageslag wat in staat is om te rol. Daarom is die waarskynlikhede vir ons fenotipe:
- Nageslag kan tong rol: 3/4 = "0.75 = 75%"
- Nageslag kan nie rol nie: 1/4 = "0.25 = 25%"
Metode 2 van 2: 'n Dihibriede kruis vertoon (twee gene)
Stap 1. Dupliseer elke kant van die basiese 2x2 rooster vir elke bykomende geen
Nie alle geenkombinasies is so maklik soos die basiese monohibriede (enkel-geen) kruisies uit die gedeelte hierbo nie. Sommige fenotipes word bepaal deur meer as een geen. In hierdie geval moet u rekening hou met elke moontlike kombinasie, wat beteken dat u 'n groter rooster moet teken.
- Die basiese reël van die Punnett -vierhoek wanneer daar meer as een geen is, is: "vermenigvuldig elke kant van die rooster vir elke ander as die eerste geen". Met ander woorde, aangesien die een-gen-rooster 2x2 is, is die tweegen-rooster 4x4, die drie-gen-rooster is 8x8, ensovoorts.
- Om hierdie konsep makliker te verstaan, laat ons die voorbeeldprobleem van twee-gene volg. Dit beteken dat ons 'n '4x4' rooster moet teken. Die konsepte in hierdie afdeling is ook van toepassing op drie of meer gene - hierdie probleem verg eenvoudig 'n groter rooster en ekstra werk.
Stap 2. Gee bydraende ouergenes toe
Soek vervolgens die gene wat beide ouers deel vir die kenmerk wat bestudeer word. As gevolg van die vele gene wat betrokke is, kry die genotipe van elke ouer twee addisionele letters vir elke geen, benewens die eerste - met die woord doek, vier letters vir twee gene, ses letters vir drie gene, ensovoorts. Dit kan handig wees om die genotipe van die moeder bo -op die rooster en die genotipe van die vader aan die linkerkant (of omgekeerd) as 'n visuele herinnering neer te skryf.
Kom ons gebruik 'n klassieke voorbeeld om hierdie konflik te illustreer. 'N Ertplant kan gladde of gerimpelde bone hê, geel of groen. Glad en geel is dominante eienskappe. Gebruik in hierdie geval M en m om dominant en resessief vir gladheid voor te stel en K en k vir geelheid. Gestel die ma het 'n genotipe van "MmKk" en die vader se gene het 'n genotipe van "MmKK"
Stap 3. Skryf die verskillende kombinasies van gene langs die bo- en linkerkant
Skryf nou bo die boonste ry van die rooster en links van die kolom heel links die verskillende allele neer wat elke ouer kan bydra. Soos met 'n enkele geen, is dit ook waarskynlik dat elke allel geërf word. Omdat daar soveel gene is, kry elke kolom en ry egter meer as een letter: twee letters vir twee gene, drie letters vir drie gene, ensovoorts.
- In hierdie voorbeeld moet ons die verskillende kombinasies van gene wat ouers kan erf uit hul MmKk -genotipe lys. As ons die MmKk -geen van die moeder langs die boonste rooster en die vader se MmKk -geen in die linkerrooster het, dan is die allele vir elke geen:
- Langs die boonste rooster: "MK, Mk, mK, mk"
- Onder aan die linkerkant: "MK, MK, mK, mK"
Stap 4. Vul elke rooster in met elke allelkombinasie
Vul die rooster in soos met 'n enkele geen. Hierdie keer sal elke rooster egter bykomend tot die eerste twee addisionele letters vir elke geen hê: vier letters vir twee gene, ses letters vir drie gene. Oor die algemeen moet die aantal letters in elke rooster dieselfde wees as die aantal letters in die genotipe van elke ouer.
- In hierdie voorbeeld vul ons die bestaande rooster soos volg in:
- Boonste ry: “MMKK, MMKk, MmKK, MmKk”
- Tweede reël: “MMKK, MMKk, MmKK, MmKk”
- Derde reël: “MmKK, MmKk, mmKK, mmKk”
- Onderste ry: “MmKK, MmKk, mmKK, mmKk”
Stap 5. Vind die fenotipe vir elke potensiële nageslag
As hulle met verskeie gene gekonfronteer word, verteenwoordig elke rooster in die Punnett -vierhoek nog steeds die genotipe van elke potensiële nageslag - daar is meer keuses as 'n enkele geen. Die fenotipe vir elke rooster hang weer af van die presiese geen wat hanteer word. Oor die algemeen hoef dominante eienskappe egter slegs een allel uit te druk, terwyl resessiewe eienskappe "alle" resessiewe allele vereis.
- Omdat gladheid (M) en geelheid (K) in hierdie voorbeeld die dominante eienskappe of eienskappe van die ertjieplant in die voorbeeld is, verteenwoordig elke rooster wat ten minste een hoofletter bevat M 'n plant met die gladde fenotipe, en elke rooster bevat ten minste een groot K verteenwoordig 'n gewas geel fenotipe. Gerimpelde plante benodig twee allele met kleinletters, en groen plante het twee klein allele nodig. Uit hierdie toestand kry ons:
- Boonste ry: "Naadloos/geel, naatloos/geel, glad/geel, naatloos/geel"
- Tweede ry: "Naadloos/geel, glad/geel, glad/geel, glad/geel"
- Derde ry: "Glad/geel, glad/geel, gerimpel/geel, gerimpel/geel"
- Onderste ry: "Glad/geel, glad/geel, gerimpel/geel, gerimpel/geel"
Stap 6. Gebruik die rooster om die waarskynlikheid van elke fenotipe te bepaal
Gebruik dieselfde tegniek as wanneer u met 'n enkele geen handel, om die waarskynlikheid te bepaal dat elke nageslag van beide ouers 'n ander fenotipe kan hê. Met ander woorde, die aantal roosters wat die fenotipe bevat gedeel deur die totale aantal roosters is gelyk aan die waarskynlikheid vir elke fenotipe.
- In hierdie voorbeeld is die waarskynlikhede vir elke fenotipe:
- Die nageslag is glad en geel: 12/16 = “3/4 = 0,75 = 75%”
- Die nageslag is gerimpel en geel: 4/16 = “1/4 = 0,25 = 25%”
- Die nageslag is glad en groen: 0/16 = "0%"
- Nageslag gekenmerk deur plooie en groen: 0/16 = “0%”
- Let daarop dat aangesien dit onmoontlik is vir elke nageslag om twee resessiewe k allele te hê, is nie een van die nageslag groen nie (0%).
Wenke
- Haastig? Probeer die Punnett -vierhoekige aanlyn sakrekenaar (byvoorbeeld in hierdie een), wat 'n Punnett -vierkante rooster kan skep en vul, gebaseer op die ouergenes wat u gespesifiseer het.
- Oor die algemeen is resessiewe eienskappe nie so algemeen as dominante eienskappe nie. Daar is egter situasies waarin hierdie seldsame eienskap die fiksheid van 'n organisme kan verhoog en sodoende meer voorkom deur natuurlike seleksie. Die resessiewe eienskap wat oorerflike bloedsiektetoestande veroorsaak, verleen byvoorbeeld ook immuniteit teen malaria, wat dit in tropiese klimate noodsaaklik maak.
- Nie alle gene het slegs twee fenotipes nie. Daar bestaan byvoorbeeld verskeie gene wat afsonderlike fenotipes het vir heterosigotiese kombinasies (een dominant, een resessief).
