Wie man mit Punnett-Quadraten arbeitet

Inhalt

• Stufen
• Einige Definitionen vor dem Start
• Methode 1 Zeigen Sie die Ergebnisse einer Monohybrid-Kreuzung (mit einem einzigen Gen)
• Methode 2 Zeigen Sie die Ergebnisse einer Bihybridkreuzung (mit zwei Genen)

Punnett-Quadrate (oder Punnetts Schachbretter) werden in der Genetik verwendet, um die verschiedenen Kombinationen von Elterngenen darzustellen, die in ihren Nachkommen gefunden werden konnten. Ein Punnett-Quadrat ist ein Diagramm in Form eines Rasters aus 4 (2 x 2), 9 (3 x 3), 16 (4 x 4) Kästchen oder Quadraten ... Aus den Genotypen beider Eltern dank In diesem Raster ist es möglich, die mögliche genetische Vererbung der Nachkommen zu bestimmen. Manchmal ist es sogar möglich, bestimmte Eigenschaften sicher vorherzusagen.

Stufen

Einige Definitionen vor dem Start

Für diejenigen, die bereits das Vokabular und die Konzepte der Genetik beherrschen, können Sie direkt zur Erklärung von Punnetts Quadrat gehen, indem Sie hier klicken.

1. 
   

   
   Verstehe, was Gene sind. Bevor Sie Punnett-Quadrate erstellen und interpretieren, müssen Sie über genetische Kenntnisse verfügen. Alle Lebewesen, von den mikroskopischsten (Bakterien) bis zu den größten (Blauwalen), haben alle Gene. Diese sind sehr komplex, da sie codierte genetische Informationen sind, die in praktisch allen Zellen des menschlichen Körpers zu finden sind. Diese Gene erklären teilweise oder vollständig bestimmte physische oder Verhaltensmerkmale von Lebewesen wie Größe, Sehschärfe, Erbkrankheiten ...
   • Um Punnetts Quadrate vollständig zu verstehen, muss man das auch wissen Alle Lebewesen haben ihre Gene von denen ihrer Eltern . Sie haben wahrscheinlich Leute in Ihrer Umgebung bemerkt, die aussehen oder als eine ihrer Eltern handeln. Manchmal ist es sogar krass!

2. 
   

   
   
   
   Assimilieren Sie das Konzept der sexuellen Fortpflanzung. Zahl der lebenden, aber nicht aller Bruten durch sogenannte Fortpflanzung sexuell. Es geht um die Vereinigung von zwei männlichen und weiblichen Gameten, einem männlichen und einem weiblichen Elternteil, die theoretisch die Hälfte ihres genetischen Erbes an ihre Kinder weitergeben. Ein Punnett-Quadrat ist eine tabellarische Darstellung aller Möglichkeiten dieses Teilens von Genen.
   • Sexuelle Fortpflanzung ist nicht die einzige Fortpflanzungsform in der Natur. Einige lebende Organismen (z. B. Bakterien) haben a asexuelle Fortpflanzung, ein Modus, in dem einer der Eltern nur die Reproduktion gewährleistet. Somit stammen alle Gene der Nachkommen vom selben Elternteil, was erklärt, dass alle Nachkommen mehr oder weniger sind, abgesehen von bestimmten Mutationen, die genaue Kopie davon.

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   Verstehe, was Allele sind. Wie gesagt, sind die Gene eines Organismus Anweisungen, die das Verhalten der Zellen steuern, in denen sie sich befinden. In Form eines Lehrbuchs, das in Kapitel, Teile und Unterteile unterteilt ist, organisieren die verschiedenen Teile der Gene das Leben der Zellen. Wenn sich nur einer dieser "Unterabschnitte" von einem Organismus zum anderen unterscheidet, haben diese beiden Organismen ein unterschiedliches Aussehen oder Verhalten. Es sind diese genetischen Unterschiede, die, wenn wir uns das menschliche Beispiel ansehen, dazu führen, dass eine Person blond und eine andere braun ist. Diese verschiedenen Versionen desselben Gens werden "Allele" genannt.
   • Jedes Kind erbt zwei Sätze von Genen, einen von jedem Elternteil, so dass sie zwei Allele desselben Gens haben.

4. 
   

   
   Verstehe, was mit dominanten und rezessiven Allelen gemeint ist. Die Allele eines Kindes stammen aus komplexen Kombinationen. Einige sogenannte Allele dominant wird ein Kind so oder so aussehen oder Verhalten geben: Es wird gesagt, dass das Allel "sexprimes" obligatorisch von einer Generation zur nächsten. Die anderen sogenannten Allele rezessiv, nicht ausdrücken, wenn sie mit einem dominanten Allel gepaart sind, das gewinnen wird. Die Punnett-Quadrate ermöglichen es, die verschiedenen möglichen Szenarien zu visualisieren, die ein Nachkomme des Erhaltens eines dominanten oder rezessiven Allels hat.
   • Wie der Name schon sagt, neigen dominante Allele dazu, rezessive Allele zu gewinnen. Normalerweise müssen beide Elternteile dasselbe rezessive Allel gegeben haben, damit ein rezessives Allel sexuell exprimiert werden kann. Ein Beispiel ist die Sichelzellenanämie, eine rezessiv vererbte Blutkrankheit. Rezessivität ist jedoch nicht immer systematisch mit einer Dysregulation von Zellen verbunden.

Methode 1 Zeigen Sie die Ergebnisse einer Monohybrid-Kreuzung (mit einem einzigen Gen)

1. 
   

   
   Bilde aus 2 Quadraten ein Gitter. Einfache Punnett-Quadrate sind einfach herzustellen. Machen Sie zuerst ein großes Quadrat, das Sie in vier gleiche Quadrate teilen. Sie haben zwei Felder pro Zeile und zwei Felder pro Spalte.

2. 
   

   
   Stellen Sie die Allele der Eltern durch Buchstaben dar. Diese werden neben jeder Zeile und am Anfang jeder Spalte aufgelistet. Auf einem Punnett-Quadrat können die Allele der Mutter den Spalten und die des Vaters den Zeilen zugeordnet werden (auch die umgekehrte Reihenfolge ist möglich). Schreiben Sie die Buchstaben an die entsprechenden Stellen. Konventionell sind die dominanten Allele durch Großbuchstaben und die rezessiven durch winzige gekennzeichnet.
   • Um unseren Standpunkt zu veranschaulichen, werden wir ein konkretes und amüsantes Beispiel nehmen. Stellen Sie sich vor, Sie möchten wissen, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Kind seine Zunge auf sich rollen kann. Diese Figur (seltsam, aber echt!) Werden wir es nennen R (für das dominante Gen) und r (für das rezessive Gen) Wir werden auch zugeben, dass die Eltern heterozygot sind, so dass sie jeweils eine Kopie jedes Allels haben. Wir werden uns daher anmelden "R" und "r" am oberen Rand des Rasters und das gleiche links.

3. 
   

   
   Füllen Sie die Felder in der Tabelle aus. Nachdem Sie die Allele eingegeben haben, füllen Sie jedes der Kästchen mit den entsprechenden Bezeichnungen aus. In jeder Box kombinieren Sie die beiden Buchstaben der Allele von Vater und Mutter. Mit anderen Worten, Sie legen die beiden Buchstaben nebeneinander außerhalb des Kästchens ab.
   • In unserem Beispiel lautet die Füllung wie folgt:
   • auf dem Platz oben und links: RR,
   • auf dem Platz oben und rechts: rr,
   • in der linken unteren Ecke: rr,
   • in der rechten unteren ecke: rr.
   • Herkömmlicherweise werden dominante Allele (in Großbuchstaben) immer zuerst aufgelistet.

4. 
   

   
   Bestimmen Sie die verschiedenen möglichen Genotypen der Nachkommen. Jede Zelle repräsentiert eine mögliche Übertragung von elterlichen Allelen. Jede dieser Kombinationen hat die gleiche Chance aufzutreten. Bei einem Raster von 2 mal 2 hat jede Kombination eine Chance von vier. Jede Kombination von Allelen eines Punnett-Quadrats wird als "Genotyp" bezeichnet. Während Genotypen zu genetischen Unterschieden führen können, sind diese Unterschiede bei den Nachkommen nicht sichtbar (siehe nächster Schritt).
   • In unserem Beispiel sind die Genotypen der potenziellen Nachkommen:
   • zwei dominante Allele (2 R),
   • ein dominantes Allel und ein rezessives Allel (1 R und 1 r),
   • ein dominantes Allel und ein rezessives Allel (1 R und 1 r) - beachten Sie, dass dies der gleiche Genotyp wie zuvor ist,
   • zwei rezessive Allele (2 r).

5. 
   

   
   Bestimmen Sie jeden der potenziellen Phänotypen der Nachkommen. Der Phänotyp eines Organismus besteht letztendlich aus allen beobachtbaren Merkmalen eines Individuums, wie der Farbe der Augen oder Haare, einer eventuellen Sichelzellenkrankheit - all diese Merkmale beruhen auf bestimmten Genen und nicht auf einer Kombination von Genen. Der Phänotyp eines Nachkommen wird durch die Eigenschaften der Gene bestimmt. Gene werden unterschiedliche Ausdrucksweisen haben, um solche und solche Phänotypen zu erhalten.
   • In unserem Beispiel nehmen wir an, dass das Gen, mit dem jemand weiß, wie er seine Zunge einwickelt, dominant ist. Dies bedeutet eindeutig, dass jeder Nachwuchs seine Zunge rollen kann, auch wenn nur eines seiner Allele dominiert. In diesem sehr speziellen Fall wären die Phänotypen der Nachkommen wie folgt:
   • Quadrat oben und links: kann seine Zunge rollen (zwei R),
   • Quadrat oben und rechts: kann seine Zunge wickeln (nur ein R),
   • Quadrat unten und links: kann seine Zunge wickeln (nur ein R),
   • Quadrat unten und rechts: kann seine Zunge nicht aufrollen (kein R).

6. 
   

   
   Verwenden Sie diese Quadrate, um die Wahrscheinlichkeit verschiedener Phänotypen zu bestimmen. Die Punnett-Quadrate werden am häufigsten verwendet, um die möglichen Phänotypen von Nachkommen zu bestimmen. Da jedes der Quadrate die gleiche Eintrittswahrscheinlichkeit hat, können Sie die Wahrscheinlichkeit eines Phänotyps in finden Teilen Sie die Anzahl der Quadrate mit diesem Phänotyp durch die Gesamtzahl der Quadrate..
   • Unser Punnett-Quadrat sagt uns, dass es unter den Nachkommen dieser Eltern vier mögliche Genkombinationen gibt. Es zeigt, dass drei der vier Kinder in der Lage sein werden, die Zunge zu rollen, aber nicht das vierte. Wenn wir die Möglichkeiten für diese beiden Phänotypen ermitteln, erhalten wir:
   • die Nachkommen können die Zunge rollen: 3/4 = 0,75 = 75 %,
   • der nachwuchs kann seine zunge nicht aufrollen: 1/4 = 0,25 = 25 %.

Methode 2 Zeigen Sie die Ergebnisse einer Bihybridkreuzung (mit zwei Genen)

1. 
   

   
   Verdoppeln Sie die Größe des Punnett-Quadrats für jedes neue Gen. Das Quadrat erweitert sich in beide Richtungen, rechts und unten. Genkombinationen sind nicht immer so einfach wie bei einer Monohybrid-Kreuzung. Einige Phänotypen werden von mehreren Genen bestimmt. In diesen Fällen müssen nach dem gleichen Prinzip alle möglichen Kombinationen berücksichtigt werden. Deshalb brauchen Sie ein größeres Gitter.
   • Mit mehreren beteiligten Genen ist die Größe eines Punnett-Schachbretts verdoppelt im Vergleich zum vorherigen. Aus diesem Grund ist ein Raster mit einem einzelnen Gen 2 x 2, eines mit zwei Genen, 4 x 4, eines mit drei Genen, 8 x 8 und so weiter.
   • Zum besseren Verständnis nehmen wir ein Beispiel mit zwei Genen. Wir zeichnen also ein Raster von 4 x 4. Was wir hier tun, kann mit drei oder mehr Genen reproduziert werden: Es wird ausreichen, ein größeres Raster zu erstellen, und es wird notwendigerweise etwas länger dauern, um es fertigzustellen.

2. 
   

   
   Bestimmen Sie die Gene der beteiligten Eltern. Finden Sie die Gene, die beiden Elternteilen gemeinsam sind und dem Charakter, den Sie studieren, entsprechen. Da es mehrere Gene gibt, hat jeder Genotyp des Elternteils zwei weitere Buchstaben für jedes Gen, vier Buchstaben für zwei Gene, sechs Buchstaben für drei Gene und so weiter. Sie setzen den Genotyp der Mutter oben und den des Vaters links (oder umgekehrt).
   • Nehmen wir ein klassisches Beispiel, um diese Kreuze zu veranschaulichen: Erbsen. Eine Erbsenpflanze kann glatte oder faltige Erbsen (für das äußere Erscheinungsbild), gelb oder grün (für die Farbe) ergeben. Es wird angenommen, dass das glatte Aussehen und die gelbe Farbe dominieren. Die Buchstaben L und I (glatter Aspekt) werden für die dominanten und rezessiven Gene und die Buchstaben J (dominant) und j (rezessiv) für die gelbe Farbe verwendet. Angenommen, die "Mutter" hat den Genotyp LlJj und der Vater, der Genotyp LlJJ.

3. 
   

   
   Oben und links die verschiedenen Kombinationen von Genen. Geben Sie an diesen beiden Stellen alle möglichen Kombinationen (dominant und rezessiv) ein, je nach den genetischen Merkmalen der Eltern. Wie bei einem einzelnen Gen hat jedes Eltern-Allel die gleiche Wahrscheinlichkeit, sich mit einem anderen zu verbinden. Die Anzahl der Buchstaben in jeder Box hängt von der Anzahl der Gene ab: zwei Buchstaben für zwei Gene, drei Buchstaben für drei Gene und so weiter.
   • In diesem Beispiel müssen Sie die verschiedenen Genkombinationen der einzelnen Elternteile aus ihren jeweiligen Genotypen (LlJj) auflisten. Wenn die Gene der Mutter LlJj und die des Vaters LlJJ sind, haben wir die Allele:
   • die der Mutter oben: LJ, Lj, lJ, lj,
   • die des Vaters links: LJ, LJ, LJ, LJ.

4. 
   

   
   Füllen Sie alle Felder in Punnetts Quadrat aus. Füllen Sie sie auf die gleiche Weise wie im Beispiel mit einem einzelnen Gen aus. Da es sich um zwei Gene handelt, haben wir hier vier Buchstaben in jeder Box. Es wären sechs Buchstaben mit drei Genen gewesen ... In der Regel entspricht die Anzahl der Buchstaben in einer Kiste mit Lechiquier der Anzahl der Buchstaben jedes Genotyps der Eltern.
   • In unserem Beispiel lautet die Füllung wie folgt:
   • obere Reihe: LLJJ, LLJj, LlJJ, LlJj,
   • zweite Reihe: LLJJ, LLJj, LlJJ, LlJj,
   • dritte Reihe: LlJJ, LlJj, llJJ, llJj,
   • untere Reihe: LlJJ, LlJj, llJJ, llJj.

5. 
   

   
   Sagen Sie die möglichen Phänotypen der nächsten Nachkommen voraus. Beim Umgang mit mehreren Genen repräsentiert jedes Quadrat des Punnett-Quadrats die Genotypen der möglichen Nachkommen. Logischerweise gibt es mehr mögliche Kombinationen als mit einem einzelnen Gen. Auch hier hängen die Phänotypen in den Feldern von den Genen ab, die Sie nehmen. In den allermeisten Fällen reicht es aus, dass nur ein Allel für die Dominanz des exprimierten Charakters dominant ist. Andererseits müssen alle Allele rezessiv sein, damit das zum Ausdruck gebrachte Zeichen rezessiv ist.
   • In unserem Erbsenbeispiel stellt, da das glatte Aussehen und die gelbe Farbe vorherrschend sind, jedes Quadrat mit mindestens einem Großbuchstaben L eine Pflanze dar, die einen Phänotyp des glatten Aussehens ergibt, und jedes Quadrat mit einem Großbuchstaben J stellt eine Pflanze dar, die einen Phänotyp ergibt gelb. Eine Pflanze, die faltige Erbsen liefert, hat zwei rezessive Allele (1) und eine Pflanze, die grüne Erbsen liefert, zwei rezessive Allele (1). Davon abgesehen wollen wir sehen, was dies ergibt:
   • obere Reihe: glatt / gelb, glatt / gelb, glatt / gelb, glatt / gelb,
   • zweite Reihe: glatt / gelb, glatt / gelb, glatt / gelb, glatt / gelb,
   • dritte Reihe: glatt / gelb, glatt / gelb, faltig / gelb, faltig / gelb,
   • untere Reihe: glatt / gelb, glatt / gelb, faltig / gelb, faltig / gelb.

6. 
   

   
   Verwenden Sie Quadrate, um die Wahrscheinlichkeit jedes Phänotyps zu berechnen. Arbeiten Sie so, wie Sie es mit einem einzigen Gen tun würden. Sie haben hier mehr Fälle, weil es zwei Gene gibt. Es ist daher notwendig, die Wahrscheinlichkeit jedes Phänotyps zu bestimmen. Dazu genügt es, die Zellen mit dem gleichen Phänotyp zu zählen und diese Anzahl an die Gesamtzahl der Kästchen zu melden.
   • In unserem Beispiel sind die Wahrscheinlichkeiten für jeden Phänotyp:
   • der nachwuchs ist glatt und gelb: 12/16 = 3/4 = 0,75 = 75 %,
   • der nachwuchs ist faltig und gelb: 4/16 = 1/4 = 0,25 = 25 %,
   • Der Nachwuchs ist glatt und grün: 0/16 = 0 %,
   • Der Nachwuchs ist faltig und grün: 0/16 = 0 %.
   • Sie werden feststellen, dass es in diesem Fall unmöglich ist, einen einzelnen Nachkommen mit zwei rezessiven Allelen zu haben, sodass keine Erbsen grün sind.