Πώς να εργαστείτε με τα τετράγωνα του Punnett

Περιεχόμενο

• στάδια
• Ορισμένοι ορισμοί πριν ξεκινήσετε
• Μέθοδος 1 Εμφάνιση των αποτελεσμάτων ενός μονοϋβριδικού σταυρού (με ένα μόνο γονίδιο)
• Μέθοδος 2 Δείξτε τα αποτελέσματα ενός διασταυρούμενου βιφριδίου (με δύο γονίδια)

Οι πλατείες του Punnett (ή οι σκακιέρες του Punnett) χρησιμοποιούνται στη γενετική για να αντιπροσωπεύουν τους διαφορετικούς συνδυασμούς γονιδίων γονέων που θα μπορούσαν να βρεθούν στους απογόνους τους. Ένα τετράγωνο Punnett είναι ένα διάγραμμα με τη μορφή ενός πλέγματος από 4 (2 x 2), 9 (3 x 3), 16 (4 x 4) κιβώτια ή τετράγωνα ... Από τους γονότυπους των δύο γονέων, αυτό το πλέγμα, είναι δυνατόν να προσδιοριστεί η πιθανή γενετική κληρονομικότητα των απογόνων. Μερικές φορές ακόμη, είναι δυνατόν να προβλέψουμε με βεβαιότητα ορισμένα χαρακτηριστικά.

στάδια

Ορισμένοι ορισμοί πριν ξεκινήσετε

Για εκείνους που ήδη κατέχουν το λεξιλόγιο και τις έννοιες της γενετικής, μπορείτε να πάτε κατευθείαν στην εξήγηση της πλατείας του Punnett κάνοντας κλικ εδώ.

1. 
   

   
   Καταλάβετε ποια είναι τα γονίδια. Πριν από την ίδρυση και την ερμηνεία των τετραγώνων του Punnett, είναι υποχρεωτικό να έχουμε κάποιες γνώσεις στη γενετική. Όλα τα έμβια όντα, από τα πιο μικροσκοπικά (βακτήρια) έως τα μεγαλύτερα (γαλάζια φάλαινα), έχουν όλα γονίδια. Αυτά είναι εξαιρετικά περίπλοκα επειδή είναι κωδικοποιημένες γενετικές πληροφορίες που βρίσκονται σχεδόν σε όλα τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος. Αυτά τα γονίδια εξηγούν, εν μέρει ή στο σύνολό τους, ορισμένα φυσικά ή συμπεριφορικά χαρακτηριστικά των ζώντων όντων, όπως μέγεθος, οπτική οξύτητα, κληρονομικές παθολογίες ...
   • Για να κατανοήσουμε πλήρως τις πλατείες του Πούνετ, πρέπει να το ξέρουμε και αυτό όλα τα ζωντανά πράγματα κρατούν τα γονίδιά τους από αυτά των γονέων τους . Ίσως έχετε παρατηρήσει ανθρώπους γύρω σας που μοιάζουν ή ενεργούν ως ένας από τους γονείς τους. Μερικές φορές είναι ακόμη απατηλή!

2. 
   

   
   
   
   Εξομοιώνει την έννοια της σεξουαλικής αναπαραγωγής. Αριθμός ζωντανών, αλλά όχι όλων, αναπαράγεται μέσω της αποκαλούμενης αναπαραγωγής σεξουαλικός. Περιλαμβάνει την ένωση δυο γαμετών, αρσενικών και θηλυκών, σε καθαρό, αντρικό γονέα και θηλυκό γονέα, που θεωρητικά δίνουν το ήμισυ της γενετικής τους κληρονομιάς στα παιδιά τους. Μια πλατεία Punnett είναι μια πιλοτική παρουσίαση όλων των δυνατοτήτων αυτής της κοινής χρήσης γονιδίων.
   • Η σεξουαλική αναπαραγωγή δεν είναι ο μόνος τρόπος αναπαραγωγής στη φύση. Μερικοί ζωντανοί οργανισμοί (π.χ. βακτήρια) έχουν α ασεξουαλική αναπαραγωγή, ένας τρόπος με τον οποίο ένας από τους γονείς διαβεβαιώνει μόνο την αναπαραγωγή. Έτσι, όλα τα γονίδια των απογόνων προέρχονται από τον ίδιο γονέα, πράγμα που εξηγεί ότι όλοι οι απόγονοι είναι λίγο πολύ, εκτός από ορισμένες μεταλλάξεις, το ακριβές αντίγραφο αυτού.

3. 
   

   
   
   
   Καταλάβετε ποια αλληλόμορφα είναι. Όπως λέγεται, τα γονίδια ενός οργανισμού είναι οδηγίες που διαχειρίζονται τη συμπεριφορά των κυττάρων στα οποία βρίσκονται. Με τη μορφή ενός βιβλίου οδηγιών που χωρίζεται σε κεφάλαια, μέρη και τμήματα, τα διάφορα μέρη των γονιδίων οργανώνουν τη ζωή των κυττάρων. Εάν μόνο ένα από αυτά τα "υποτμήματα" είναι διαφορετικό από έναν οργανισμό σε άλλο, τότε αυτοί οι δύο οργανισμοί θα έχουν διαφορετική εμφάνιση ή συμπεριφορά. Είναι αυτές οι γενετικές διαφορές που κάνουν, αν πάρουμε το ανθρώπινο παράδειγμα, ότι ένα άτομο είναι ξανθό και άλλο ένα καφέ. Αυτές οι διάφορες εκδοχές του ίδιου γονιδίου ονομάζονται "αλληλόμορφα".
   • Κάθε παιδί κληρονομεί δύο ομάδες γονιδίων, ένα από κάθε γονέα, έτσι ώστε να έχουν δύο αλληλόμορφα του ίδιου γονιδίου.

4. 
   

   
   Κατανοήστε τι εννοείται με κυρίαρχα και υπολειπόμενα αλληλόμορφα. Τα αλλήλια ενός παιδιού προέρχονται από σύνθετους συνδυασμούς. Μερικά λεγόμενα αλληλόμορφα κυρίαρχη θα δώσει σε ένα παιδί τέτοια ή παρόμοια εμφάνιση ή συμπεριφορά: λέγεται ότι το αλληλόμορφο "sexprimes" υποχρεωτικά από τη μία γενιά στην άλλη. Οι άλλοι, τα λεγόμενα αλληλόμορφα υποχωρητικός, δεν θα εκφράσουν εάν συνδυάζονται με ένα κυρίαρχο αλληλόμορφο, το οποίο θα κερδίσει. Οι πλατείες Punnett επιτρέπουν την απεικόνιση των διαφόρων πιθανών σεναρίων, ώστε ένας απόγονος να λάβει ένα κυρίαρχο ή υπολειπόμενο αλληλόμορφο.
   • Όπως υποδεικνύει το όνομα, τα κυρίαρχα αλληλόμορφα τείνουν να κερδίζουν πάνω από υπολειπόμενα αλληλόμορφα. Κανονικά, για να εκδηλωθεί σεξουαλικά ένα αλληλόμορφο αλληλόμορφο, και οι δύο γονείς πρέπει να έχουν δώσει το ίδιο υπολειπόμενο αλληλόμορφο. Ένα παράδειγμα είναι η δρεπανοκυτταρική αναιμία, μια υπολειπόμενη κληρονομική ασθένεια του αίματος. Ωστόσο, η ύφεση δεν συσχετίζεται πάντα συστηματικά με την απορύθμιση των κυττάρων.

Μέθοδος 1 Εμφάνιση των αποτελεσμάτων ενός μονοϋβριδικού σταυρού (με ένα μόνο γονίδιο)

1. 
   

   
   Κάντε ένα πλέγμα 2 τετραγώνων από το 2. Απλές πλατείες του Punnett είναι εύκολο να γίνουν. Πρώτα δημιουργήστε ένα μεγάλο τετράγωνο που χωρίζετε σε τέσσερα ίσα τετράγωνα. Έχετε δύο πλαίσια ανά σειρά και δύο πλαίσια ανά στήλη.

2. 
   

   
   Αντιπροσωπεύει τα αλληλόμορφα των γονέων με γράμματα. Αυτά θα αναγράφονται δίπλα σε κάθε γραμμή και στην κορυφή κάθε στήλης. Σε μια πλατεία Punnett, τα αλληλόμορφα της μητέρας μπορούν να ανατεθούν στις στήλες και ο πατέρας στις σειρές (το αντίστροφο είναι επίσης δυνατό). Γράψτε τα γράμματα στις αντίστοιχες θέσεις τους. Κατά σύμβαση, τα κυρίαρχα αλληλόμορφα σημειώνονται με κεφαλαία γράμματα και τα υπολειπόμενα από μικροσκοπικά.
   • Για να καταδείξουμε το σημείο μας, θα λάβουμε ένα συγκεκριμένο και διασκεδαστικό παράδειγμα. Φανταστείτε ότι θέλετε να μάθετε την πιθανότητα ότι ένα παιδί θα είναι σε θέση να κυλήσει τη γλώσσα του για τον εαυτό του. Αυτός ο χαρακτήρας (περίεργος, αλλά πραγματικός!), Θα το ονομάσουμε Ε (για το κυρίαρχο γονίδιο) και r (για το υπολειπόμενο γονίδιο) Θα παραδεχτούμε επίσης ότι οι γονείς είναι ετερόζυγοι, έτσι ώστε το καθένα να έχει ένα αντίγραφο από κάθε αλληλόμορφο. Συνεπώς, θα εγγραφούμε "R" και "r" στο επάνω μέρος του πλέγματος και το ίδιο στα αριστερά.

3. 
   

   
   Συμπληρώστε τα πλαίσια στο πλέγμα. Αφού εισαχθούν τα αλληλόμορφα, συμπληρώστε κάθε κουτί σύμφωνα με τις αντίστοιχες ετικέτες. Σε κάθε κουτί, θα συνδυάσετε τα δύο γράμματα των αλληλόμορφων του πατέρα και της μητέρας. Με άλλα λόγια, βάζετε τα δύο γράμματα έξω από το κουτί δίπλα-δίπλα.
   • Στο παράδειγμά μας, η πλήρωση είναι ως εξής:
   • στην πλατεία στην κορυφή και αριστερά: RR,
   • στην πλατεία στην κορυφή και δεξιά: rr,
   • στην κάτω αριστερή γωνία: rr,
   • στην κάτω δεξιά γωνία: rr.
   • Συμβατικά, κυρίαρχα αλληλόμορφα (με κεφαλαία γράμματα) παρατίθενται πάντα πρώτα.

4. 
   

   
   Προσδιορίστε τους διάφορους δυνατούς γονότυπους των απογόνων. Κάθε κύτταρο αντιπροσωπεύει μια πιθανή μετάδοση γονικών αλληλόμορφων. Κάθε ένας από αυτούς τους συνδυασμούς έχει ίσες πιθανότητες εμφάνισης. Εδώ, για ένα πλέγμα 2 προς 2, κάθε συνδυασμός έχει 1 πιθανότητα από 4 να συμβεί. Κάθε συνδυασμός αλληλόμορφων μιας πλατφόρμας Punnett ονομάζεται "γονότυπος". Ενώ οι γονότυποι μπορούν να οδηγήσουν σε γενετικές διαφορές, δεν είναι ότι αυτές οι διαφορές θα είναι ορατές στους απογόνους (βλ. Επόμενο βήμα).
   • Στο παράδειγμα μας, οι γονοτύποι των πιθανών απογόνων είναι:
   • δύο κυρίαρχα αλληλόμορφα (2R),
   • ένα κυρίαρχο αλληλόμορφο και ένα υπολειπόμενο αλληλόμορφο (1 R και 1 r),
   • ένα κυρίαρχο αλληλόμορφο και ένα υπολειπόμενο αλληλόμορφο (1 R και 1 r) - σημειώστε ότι αυτός είναι ο ίδιος γονότυπος όπως πριν,
   • δύο υπολειπόμενα αλληλόμορφα (2γ).

5. 
   

   
   Προσδιορίστε κάθε πιθανό φαινότυπο των απογόνων. Ο φαινότυπος ενός οργανισμού είναι τελικά όλα τα παρατηρήσιμα χαρακτηριστικά ενός ατόμου, όπως το χρώμα των ματιών ή των μαλλιών, μια τελική δρεπανοκυτταρική ασθένεια - όλα αυτά τα χαρακτηριστικά οφείλονται σε συγκεκριμένα συγκεκριμένα γονίδια και όχι σε συνδυασμό γονιδίων. Ο φαινότυπος ενός απογόνου θα καθοριστεί από τα χαρακτηριστικά των γονιδίων. Τα γονίδια θα έχουν διαφορετικούς τρόπους έκφρασης για να δώσουν τέτοιους και τέτοιους φαινοτύπους.
   • Στο παράδειγμά μας, θα υποθέσουμε ότι το γονίδιο που επιτρέπει σε κάποιον να γνωρίζει πώς να τυλίξει τη γλώσσα του κυριαρχεί. Είναι σαφές ότι αυτό σημαίνει ότι οποιοσδήποτε απόγονος θα μπορεί να κυλάει τη γλώσσα του, ακόμα και αν κυριαρχεί μόνο ένα από τα αλλήλια του. Σε αυτή τη συγκεκριμένη περίπτωση, οι φαινότυποι των απογόνων θα είναι οι εξής:
   • τετράγωνη επάνω και αριστερά: μπορεί να κυλήσει τη γλώσσα του (δύο R),
   • τετράγωνο επάνω και δεξιά: μπορεί να τυλίξει τη γλώσσα του (μόνο ένα R),
   • τετράγωνο κάτω και αριστερό: μπορεί να τυλίξει τη γλώσσα του (μόνο ένα R),
   • τετράγωνο κάτω και δεξιά: δεν μπορεί να κυλήσει τη γλώσσα του (όχι R).

6. 
   

   
   Χρησιμοποιήστε αυτά τα τετράγωνα για να έχετε την πιθανότητα διαφορετικών φαινοτύπων. Οι πλατείες Punnett χρησιμοποιούνται συχνότερα για τον προσδιορισμό των πιθανών φαινοτύπων των απογόνων. Δεδομένου ότι κάθε τετράγωνο έχει την ίδια πιθανότητα εμφάνισης, μπορείτε να βρείτε την πιθανότητα εμφάνισης ενός φαινοτύπου διαιρώντας τον αριθμό των τετραγώνων με αυτόν τον φαινότυπο με τον συνολικό αριθμό τετραγώνων..
   • Η πλατεία μας Punnett μας λέει ότι υπάρχουν τέσσερις πιθανές συνδυασμούς γονιδίων μεταξύ των απογόνων αυτών των γονέων. Δείχνει ότι τρία από τα τέσσερα παιδιά θα είναι σε θέση να κυλήσουν τη γλώσσα τους, αλλά όχι το τέταρτο. Εάν προσδιορίσουμε τις δυνατότητες για αυτούς τους δύο φαινοτύπους, θα λάβουμε:
   • οι απόγονοι μπορούν να κυλήσουν τη γλώσσα τους: 3/4 = 0,75 = 75 %,
   • ο απόγονος δεν μπορεί να κυλήσει τη γλώσσα του: 1/4 = 0,25 = 25 %.

Μέθοδος 2 Δείξτε τα αποτελέσματα ενός διασταυρούμενου βιφριδίου (με δύο γονίδια)

1. 
   

   
   Διπλασιάστε το μέγεθος του τετραγώνου του Punnett σε κάθε νέο γονίδιο. Η πλατεία επεκτείνεται και προς τις δύο κατευθύνσεις, δεξιά και κάτω. Οι συνδυασμοί γονιδίων δεν είναι πάντοτε τόσο απλοί όσο αυτοί ενός μονοβάθμιου περάσματος. Μερικοί φαινότυποι προσδιορίζονται από διάφορα γονίδια. Στις περιπτώσεις αυτές, είναι απαραίτητο, με την ίδια αρχή, να εξεταστούν όλοι οι πιθανοί συνδυασμοί. Γι 'αυτό χρειάζεστε ένα μεγαλύτερο πλέγμα.
   • Με αρκετά γονίδια που εμπλέκονται, το μέγεθος μιας σκακιέρας Punnett είναι διπλασιάστηκε σε σχέση με την προηγούμενη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα πλέγμα με ένα μόνο γονίδιο είναι 2 x 2, ένα με δύο γονίδια, 4 x 4, ένα με τρία γονίδια, 8 x 8, και ούτω καθεξής.
   • Για να γίνει καλύτερα κατανοητό, θα λάβουμε ένα παράδειγμα με δύο γονίδια. Έτσι, σχεδιάζουμε ένα πλέγμα 4 x 4. Αυτό που κάνουμε εδώ μπορεί να αναπαραχθεί με τρία ή περισσότερα γονίδια: θα είναι αρκετό για να γίνει ένα μεγαλύτερο πλέγμα και θα είναι απαραίτητα λίγο περισσότερο για να ολοκληρωθεί.

2. 
   

   
   Προσδιορίστε τα γονίδια των γονέων που εμπλέκονται. Βρείτε τα κοινά γονίδια και στους δύο γονείς που δίνουν τον χαρακτήρα που μελετάτε. Επειδή υπάρχουν πολλά γονίδια, κάθε γονότυπος του γονέα έχει δύο γράμματα για κάθε γονίδιο, δίνοντας τέσσερα γράμματα για δύο γονίδια, έξι γράμματα για τρία γονίδια και ούτω καθεξής. Θα τοποθετήσετε τον γονότυπο της μητέρας στην κορυφή και αυτόν του πατέρα αριστερά (ή αντίστροφα).
   • Ας πάρουμε ένα κλασικό παράδειγμα για να απεικονίσουμε αυτούς τους σταυρούς: μπιζέλια. Ένα φυτό με μπιζέλια μπορεί να δώσει λεία ή ζαρωμένα μπιζέλια (για εξωτερική εμφάνιση), κίτρινα ή πράσινα (για χρώμα). Θα θεωρηθεί ότι κυριαρχεί η ομαλή εμφάνιση και το κίτρινο χρώμα. Τα γράμματα L και I (ομαλή όψη) θα χρησιμοποιηθούν για τα κυρίαρχα και υπολειπόμενα γονίδια και τα γράμματα J (κυρίαρχα) και j (υπολειπόμενα) για το κίτρινο χρώμα. Ας υποθέσουμε ότι η "μητέρα" έχει τον γονότυπο LlJj και ο πατέρας, ο γονότυπος LlJJ.

3. 
   

   
   Επάνω και αριστερά, οι διαφορετικοί συνδυασμοί γονιδίων. Σε αυτά τα δύο μέρη, εισάγετε όλους τους πιθανούς συνδυασμούς (κυρίαρχοι και υποχωρητικοί), λαμβάνοντας υπόψη τα γενετικά χαρακτηριστικά των γονέων. Όπως και με ένα μόνο γονίδιο, κάθε γονικό αλληλόμορφο έχει την ίδια πιθανότητα συνδυασμού με άλλο γονίδιο. Ο αριθμός των γραμμάτων σε κάθε κουτί εξαρτάται από τον αριθμό των γονιδίων: δύο γράμματα για δύο γονίδια, τρία γράμματα για τρία γονίδια κ.ο.κ.
   • Στο παράδειγμα, θα πρέπει να καταγράψετε τους διαφορετικούς συνδυασμούς γονιδίων από κάθε γονέα από τους αντίστοιχους γονότυπους τους (LlJj). Εάν τα γονίδια της μητέρας είναι LlJj και αυτά του πατέρα, LlJJ, θα έχουμε τα αλληλόμορφα:
   • αυτά της μητέρας, παραπάνω: LJ, Lj, lJ, lj,
   • αυτά του πατέρα, στα αριστερά: LJ, LJ, 11, 11.

4. 
   

   
   Συμπληρώστε όλα τα κουτάκια στην πλατεία του Punnett. Τα συμπληρώστε με τον ίδιο τρόπο όπως στο παράδειγμα με ένα μόνο γονίδιο. Δεδομένου ότι υπάρχουν δύο γονίδια που εμπλέκονται, θα έχουμε εδώ τέσσερα γράμματα σε κάθε κουτί. Θα ήταν έξι γράμματα με τρία γονίδια ... Κατά κανόνα, ο αριθμός των γραμμάτων σε κουτί lechiquier αντιστοιχεί στον αριθμό των γραμμάτων κάθε γονότυπου των γονέων.
   • Στο παράδειγμά μας, η πλήρωση είναι ως εξής:
   • πρώτη σειρά: LLJJ, LLJj, LIJJ, LIJj,
   • δεύτερη σειρά: LLJJ, LLJj, LIJJ, LIJj,
   • τρίτη σειρά: LIJJ, LIJj, 11JJ, 11Jj,
   • κάτω σειρά: LIJJ, LIJj, 11JJ, 11Jj.

5. 
   

   
   Προβλέψτε τους πιθανούς φαινοτύπους των επόμενων απογόνων. Όταν ασχολείται με πολλαπλά γονίδια, κάθε τετράγωνο της πλατείας Punnett αντιπροσωπεύει τους γονότυπους των πιθανών απογόνων. Αρκετά λογικά, υπάρχουν περισσότεροι δυνατοί συνδυασμοί παρά με ένα μόνο γονίδιο. Για άλλη μια φορά, οι φαινότυποι στα κουτιά εξαρτώνται από τα γονίδια που παίρνετε. Στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων, αρκεί ότι μόνο ένα αλληλόμορφο κυριαρχεί για να είναι κυρίαρχος ο εκφρασμένος χαρακτήρας. Από την άλλη πλευρά, για να είναι ο εκφρασμένος χαρακτήρας υπολειπόμενος, όλα τα αλληλόμορφα πρέπει να είναι υπολειπόμενα.
   • Στο παράδειγμα μας για μπιζέλια, καθώς η ομαλή εμφάνιση και το κίτρινο χρώμα κυριαρχούν, εκ των προτέρων, κάθε τετράγωνο που έχει τουλάχιστον ένα κεφάλαιο L θα αντιπροσωπεύει ένα φυτό που δίνει ένα φαινότυπο ομαλής εμφάνισης και οποιοδήποτε τετράγωνο με ένα κεφάλαιο J θα αντιπροσωπεύει ένα φυτό που δίνει ένα φαινότυπο κίτρινο. Ένα φυτό που δημιουργεί ζαρωμένα μπιζέλια θα έχει δύο υπολειπόμενα αλληλόμορφα (1) και ένα δίνοντας πράσινα μπιζέλια, δύο υπολειπόμενα αλλήλια (1). Τούτου λεχθέντος, ας δούμε τι δίνει αυτό:
   • πρώτη σειρά: λεία / κίτρινη, ομαλή / κίτρινη, ομαλή / κίτρινη, ομαλή / κίτρινη,
   • δεύτερη σειρά: λεία / κίτρινη, ομαλή / κίτρινη, ομαλή / κίτρινη, ομαλή / κίτρινη,
   • τρίτη σειρά: λείο / κίτρινο, λείο / κίτρινο, ζαρωμένο / κίτρινο, ζαρωμένο / κίτρινο,
   • κάτω σειρά: λείο / κίτρινο, λείο / κίτρινο, ζαρωμένο / κίτρινο, ζαρωμένο / κίτρινο.

6. 
   

   
   Χρησιμοποιήστε τετράγωνα για να υπολογίσετε την πιθανότητα κάθε φαινοτύπου. Λειτουργήστε όπως θα κάνατε με ένα μόνο γονίδιο. Έχετε περισσότερες περιπτώσεις εδώ επειδή υπάρχουν δύο γονίδια. Επομένως, είναι αναγκαίο να προσδιοριστεί η πιθανότητα κάθε φαινοτύπου. Για αυτό, αρκεί να μετρήσουμε τα κύτταρα που έχουν τον ίδιο φαινότυπο και να αναφέρουμε αυτόν τον αριθμό στον συνολικό αριθμό των κουτιών.
   • Στο παράδειγμα μας, οι πιθανότητες για κάθε φαινότυπο είναι:
   • ο απόγονος είναι ομαλός και κίτρινος: 12/16 = 3/4 = 0,75 = 75 %,
   • ο απόγονος είναι ρυτιδωμένος και κίτρινος: 4/16 = 1/4 = 0,25 = 25 %,
   • ο απόγονος είναι ομαλός και πράσινος: 0/16 = 0 %,
   • ο απόγονος είναι ζαρωμένος και πράσινος: 0/16 = 0 %.
   • Θα παρατηρήσετε ότι είναι αδύνατο να υπάρχει, σε αυτή την περίπτωση, ένας μόνο απόγονος με δύο υπολειπόμενα αλλήλια, έτσι ώστε τα μπιζέλια να μην είναι πράσινα.