Ang Punnett quadrilateral ay isang visual na aparato na ginamit sa agham ng genetika upang matukoy kung aling mga kumbinasyon ng mga gen ang maaaring mangyari sa paglilihi. Ang isang Punnett square ay gawa sa isang simpleng parisukat na parisukat na nahahati sa isang 2x2 (o mas malaki) na grid. Sa grid na ito, at kaalaman sa mga genotypes ng parehong magulang, ang mga siyentipiko ay maaaring makatuklas ng mga potensyal na kombinasyon ng gene para sa supling at posibleng malaman ang ilang mga minanang ugali.
Hakbang
Bago Ka Magsimula: Ang Ilang Mahahalagang Kahulugan
"Kung nais mong laktawan ang seksyon na" mga pangunahing kaalaman "at dumiretso sa talakayan tungkol sa Punnett quadrilateral, mag-click dito."
Hakbang 1. Maunawaan ang konsepto ng mga gen
Bago malaman ang tungkol sa kung paano lumikha at gumamit ng isang Punnett quadrilateral, dapat mong malaman ang ilang mahahalagang pangunahing kaalaman. Ang una ay ang ideya na ang lahat ng mga nabubuhay na bagay (mula sa maliliit na microbes hanggang sa higanteng asul na mga balyena) ay mayroong "mga gene." Ang mga Genes ay lubhang kumplikado ng mga mikroskopiko na pagkakasunud-sunod ng mga tagubilin na naka-encode sa halos bawat cell sa katawan ng lahat ng mga organismo. Responsable ang mga Genes para sa lahat ng aspeto ng buhay ng isang organismo, kabilang ang hitsura, pag-uugali, at marami pa.
Ang isa sa mga mahahalagang konsepto upang maunawaan kapag nagtatrabaho sa Punnett quadrilaterals ay ang "lahat ng mga nabubuhay na bagay ay nakukuha ang kanilang mga gen mula sa kanilang mga magulang." Sa walang malay, maaari mo nang magkaroon ng kamalayan sa iyong sarili. Pag-isipan ito - hindi ba ang karamihan sa mga taong kakilala mo ay katulad ng kanilang mga magulang sa hitsura at pag-uugali?
Hakbang 2. Maunawaan ang konsepto ng pagpaparami ng sekswal
Karamihan sa mga organismo (hindi lahat) na alam mo tungkol sa mundong ito ay gumagawa ng supling sa pamamagitan ng "sekswal na pagpaparami." Isang kundisyon kapag ang mga lalaki at babaeng magulang ay nag-abuloy ng kani-kanilang mga gen upang makabuo ng supling. Sa kasong ito, kalahati ng mga gen ng bata ay nagmula sa parehong magulang. Ang Punnett quadrilateral ay karaniwang isang paraan ng pagpapakita ng iba't ibang mga posibilidad ng kalahating kalahating gene swap na ito sa grapikal na form.
Ang pag-aanak ng sekswal ay hindi lamang ang uri ng pagpaparami na mayroon. Ang ilang mga organismo, (tulad ng bakterya) ay nagpaparami ng "asexual reproduction", isang kundisyon kung saan ang mga magulang ay gumagawa ng kanilang sariling mga anak, nang walang tulong ng kapareha. Sa asexual reproduction, ang lahat ng mga gen ng isang bata ay nagmula sa isang magulang lamang, na ginagawang higit o hindi gaanong eksaktong mga kopya ng magulang
Hakbang 3. Maunawaan ang konsepto ng mga alleles sa genetika
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang mga gen sa isang organismo ay karaniwang isang serye ng mga tagubilin na namamahala sa bawat cell sa katawan kung paano mabuhay. Sa katunayan, hindi katulad ng isang manu-manong, ang mga gene ay nahahati din sa mga kabanata, seksyon, at mga subseksyon, na may iba't ibang seksyon ng gene na kumokontrol sa magkakahiwalay na pag-andar nang paisa-isa. Kung alinman sa mga "subseksyon" na ito ay magkakaiba sa pagitan ng dalawang mga organismo, magkakaiba ang hitsura at pag-uugali ng dalawa - halimbawa, ang mga pagkakaiba-iba sa genetiko ay nagpapangitim sa isang tao at sa iba pang kulay ginto. Ang iba't ibang mga form na ito sa parehong gene (human gene) ay tinatawag na "alleles".
Dahil ang bawat bata ay nakakakuha ng dalawang hanay ng mga gen - bawat lalaki at babaeng magulang - ang bata ay makakakuha ng dalawang kopya para sa bawat allele
Hakbang 4. Maunawaan ang konsepto ng nangingibabaw at recessive alleles
Ang allele ng isang bata ay hindi laging "nagbabahagi" ng kapangyarihan ng gene. Ang ilang mga alleles, tinukoy bilang mga nangingibabaw na alleles, ay makikita sa pisikal na hitsura at pag-uugali ng bata (tinawag namin silang "ipinahayag") bilang default. Ang iba pang mga alleles, na tinatawag na "recessive" na mga alleles, ay maaari lamang ipahayag kung hindi sila ipinares sa isang nangingibabaw na allele, na may kakayahang "overrunning" sa kanila. Ang Punnett square ay madalas na ginagamit upang makatulong na matukoy kung paano ang isang bata ay makakatanggap ng isang nangingibabaw o recessive allele.
Dahil ang mga gen na ito ay maaaring "overrun" ng mga nangingibabaw na ales, ang mga recessive alleles ay madalas na maipahayag nang mas madalas. Sa pangkalahatan, ang isang bata ay dapat magmamana ng recessive allele mula sa parehong mga magulang para maipahayag ang allele. Ang mga kondisyon ng sakit sa dugo ay isang madalas na ginagamit na halimbawa ng isang recessive trait - ngunit mangyaring tandaan na ang isang recessive allele ay hindi nangangahulugang "masama"
Paraan 1 ng 2: Ipinapakita ang mga Monohybrid (Single Gene) Crosses
Hakbang 1. Lumikha ng isang 2x2 grid
Ang pinaka-pangunahing mga parisukat ng Punnett ay medyo madaling gawin. Magsimula sa pamamagitan ng pagguhit ng isang equilateral na rektanggulo, pagkatapos hatiin ang panloob sa apat na pantay na grids. Kapag tapos ka na, dapat mayroong dalawang grids sa bawat haligi at dalawang grids sa bawat hilera.
Hakbang 2. Gumamit ng mga titik upang kumatawan sa magulang o pinagmulan ng allele sa bawat hilera at haligi
Sa isang Punnett quadrilateral, ang mga haligi ay itinalaga sa mga ina, at mga hilera sa mga ama, o kabaligtaran. Isulat ang mga titik sa tabi ng bawat hilera at haligi na kumakatawan sa bawat isa sa mga alel ng ama at ina. Gumamit ng malalaking titik para sa mga nangingibabaw na allel at maliit na titik para sa recessive alleles.
Mas madali itong maunawaan sa isang halimbawa. Halimbawa, sabihin nating nais mong matukoy ang posibilidad na ang mga anak ng isang partikular na mag-asawa ay makakagulong ng kanilang mga dila. Kinakatawan namin ito sa mga titik na "R" at "r" - isang malaking titik para sa nangingibabaw na gene at isang maliit na titik para sa recessive. Kung ang parehong mga magulang ay heterozygous (pagkakaroon ng isang kopya ng bawat alelyo), magsusulat kami ng isang "R" at isang "r" sa tuktok ng grid grid at isang "R" at isang "r" sa kaliwang bahagi ng grid
Hakbang 3. Isulat ang mga titik para sa bawat grid sa mga hilera at haligi
Matapos punan ang mga alelyong ibinigay mula sa bawat magulang, magiging madali ang pagpuno sa parisukat ng Punnett. Sa bawat grid, isulat ang dalawang-titik na mga kumbinasyon ng gene ng mga alel ng ama at ina. Sa madaling salita, kunin ang mga titik mula sa grid sa haligi at hilera, at pagkatapos ay isulat ang mga ito pareho sa magkakaugnay na blangko na kahon.
- Sa halimbawang ito, punan ang aming Punnett quadrilateral grid tulad ng sumusunod:
- Ang kahon sa kaliwang tuktok: "RR"
- Ang kahon sa kanang bahagi sa itaas: “Rr”
- Kahon sa kaliwang ibabang bahagi: “Rr”
- Ang kahon sa kanang ibaba: “rr”
- Tandaan na kadalasan ang nangingibabaw na alel (malaking titik) ay unang isinusulat.
Hakbang 4. Tukuyin ang genotype ng bawat potensyal na supling
Ang bawat kahon na pinunan sa Punnett square ay kumakatawan sa mga anak na maaaring mayroon ang mga magulang. Ang bawat parisukat (at samakatuwid ang bawat supling) ay pantay na malamang - sa madaling salita, sa isang grid na 2x2, mayroong 1/4 na pagkakataon para sa bawat apat na posibilidad. Ang iba't ibang mga kumbinasyon ng mga allel na kinakatawan sa Punnett quadrilateral ay tinatawag na "genotypes". Habang ang mga genotypes ay kumakatawan sa mga pagkakaiba sa genetiko, ang mga anak ay hindi kinakailangang magkakaiba para sa bawat sala-sala (tingnan ang mga hakbang sa ibaba).
- Sa aming halimbawa ng Punnett quadrilateral, ang mga posibleng genotypes para sa mga supling mula sa dalawang magulang na ito ay:
- "Dalawang nangingibabaw na mga allel" (dalawang R)
- "Isang nangingibabaw at isang recessive allele" (R at r)
- "Isang nangingibabaw at isang recessive allele" (R at r) - tandaan na mayroong dalawang grids na may genotype na ito.
- "Dalawang recessive alleles" (two r's)
Hakbang 5. Tukuyin ang phenotype ng bawat potensyal na supling
Ang phenotype sa isang organismo ay ang aktwal na katangiang pisikal na ipinakita batay sa genotype nito. Ang ilang mga halimbawa ng mga phenotypes tulad ng kulay ng mata, kulay ng buhok, at pagkakaroon ng mga cell ng sakit sa dugo - ito ang mga pisikal na ugali na "natutukoy" ng mga gen, ngunit hindi ang mga aktwal na pagsasama ng mga genes mismo. Ang phenotype na magkakaroon ng isang potensyal na supling ay natutukoy ng mga katangian ng gene. Ang magkakaibang mga gen ay magkakaroon ng magkakaibang mga patakaran sa mga tuntunin ng kanilang pagpapakita bilang isang phenotype.
- Sa aming halimbawa, sabihin natin na ang gene na nagpapahintulot sa isang tao na paikutin ang kanilang dila ay ang nangingibabaw na gene. Nangangahulugan ito na ang bawat supling ay magagawang igulong ang kanilang dila, kahit na isang alel lamang ang nangingibabaw. Sa kasong ito, ang mga phenotypes ng mga potensyal na supling ay:
- Itaas sa kaliwa: "Makakapagulong ng dila (dalawang R)"
- Itaas sa kanan: "Makakapagulong ng dila (isang R)"
- Ibabang kaliwa: "Makakapagulong ng dila (isang R)"
- Ibabang kanan: "Hindi mailunsad ang dila (walang R)"
Hakbang 6. Gamitin ang grid upang matukoy ang posibilidad ng paglitaw ng iba't ibang mga phenotypes
Ang isa sa pinakakaraniwang gamit ng Punnett quadrilateral ay upang matukoy kung gaano ang posibilidad na ang isang supling ay magkakaroon ng isang tukoy na phenotype. Dahil ang bawat grid ay kumakatawan sa isang katumbas na posibleng genotype, maaari mong makita ang mga posibleng phenotypes sa pamamagitan ng "hatiin ang bilang ng mga grid na naglalaman ng phenotype na iyon sa kabuuang bilang ng mga lattice na naroroon."
- Ang Punnett quadrilateral sa aming halimbawa ay nagsasaad na mayroong apat na posibleng pagsasama ng mga gen para sa anumang supling, mula sa dalawang magulang na ito. Tatlo sa mga kumbinasyong ito ang lumilikha ng supling na may kakayahang lumipat ng dila. Samakatuwid, ang mga posibilidad para sa aming phenotype ay:
- Nakapagulong ng dila ang offspring: 3/4 = “0.75 = 75%”
- Hindi magawang gumulong ng dila ng ibang bansa: 1/4 = "0.25 = 25%"
Paraan 2 ng 2: Ipinapakita ang isang Dihybrid Cross (Dalawang Mga Genes)
Hakbang 1. I-duplicate ang bawat panig ng pangunahing 2x2 grid para sa bawat karagdagang gene
Hindi lahat ng mga kombinasyon ng gene ay kasingdali ng pangunahing mga monohybrid (solong-gene) na tumatawid mula sa seksyon sa itaas. Ang ilang mga phenotypes ay natutukoy ng higit sa isang gene. Sa kasong ito, kailangan mong account para sa bawat posibleng kumbinasyon, na nangangahulugang pagguhit ng isang mas malaking grid.
- Ang pangunahing panuntunan ng Punnett quadrilateral kapag mayroong higit sa isang gene ay: "paramihin ang bawat panig ng grid para sa bawat gene maliban sa una". Sa madaling salita, dahil ang one-gene grid ay 2x2, ang two-gene grid ay 4x4, ang three-gene grid ay 8x8, at iba pa.
- Upang gawing mas madaling maunawaan ang konseptong ito, sundin natin ang halimbawa ng problema ng two-genes. Nangangahulugan ito na kailangan naming gumuhit ng isang "4x4" grid. Ang mga konsepto sa seksyong ito ay nalalapat din sa tatlo o higit pang mga gen - ang problemang ito ay nangangailangan lamang ng mas malaking grid at karagdagang trabaho.
Hakbang 2. Magtalaga ng nagbibigay ng mga genes ng magulang
Susunod, hanapin ang mga gen na ibinabahagi ng parehong magulang para sa katangiang pinag-aaralan. Dahil sa maraming kasangkot na mga gen, ang genotype ng bawat magulang ay makakakuha ng dalawang karagdagang mga titik para sa bawat gene bilang karagdagan sa una - na may salitang tela, apat na letra para sa dalawang gen, anim na letra para sa tatlong mga gen, at iba pa. Maaari itong maging kapaki-pakinabang upang isulat ang genotype ng ina sa tuktok ng grid, at ang genotype ng ama sa kaliwa (o kabaligtaran) bilang isang paalala sa visual.
Gumamit tayo ng isang klasikong halimbawa upang ilarawan ang salungatan na ito. Ang isang halaman ng gisantes ay maaaring magkaroon ng makinis o kulubot na mga beans, dilaw o berde ang kulay. Makinis at dilaw ang nangingibabaw na mga ugali. Sa kasong ito, gamitin ang M at m upang kumatawan sa nangingibabaw at recessive para sa kinis at K at k para sa yellowness. Sabihin nating ang ina ay mayroong genotype ng "MmKk" at ang gen ng ama ay mayroong genotype ng "MmKK"
Hakbang 3. Isulat ang iba't ibang mga kumbinasyon ng mga gen sa tuktok at kaliwang panig
Ngayon, sa itaas ng tuktok na hilera ng grid at sa kaliwa ng dulong kaliwang haligi, isulat ang iba't ibang mga alleles na maaaring magbigay ng bawat magulang. Tulad ng pagharap sa isang solong gene, ang bawat allele ay pantay na malamang na mana. Gayunpaman, dahil maraming mga gen, ang bawat haligi at hilera ay makakakuha ng higit sa isang letra: dalawang titik para sa dalawang gen, tatlong titik para sa tatlong gen, at iba pa.
- Sa halimbawang ito, dapat nating ilista ang iba't ibang mga kumbinasyon ng mga gen na maaaring pagmamana ng mga magulang mula sa kanilang MmKk genotype. Kung mayroon kaming MmKk gene mula sa ina kasama ang tuktok na sala-sala at ang MmKk na gene ng ama sa kaliwang sala-sala, kung gayon ang mga alleles para sa bawat gene ay:
- Kasama sa tuktok na grid: "MK, Mk, mK, mk"
- Pababa sa kaliwang bahagi: “MK, MK, mK, mK”
Hakbang 4. Punan ang bawat grid sa bawat kumbinasyon ng allele
Punan ang grid na tulad ng pagharap sa isang solong gene. Gayunpaman, sa oras na ito, ang bawat grid ay magkakaroon ng dalawang karagdagang mga titik para sa bawat gene bilang karagdagan sa una: apat na letra para sa dalawang genes, anim na letra para sa tatlong genes. Sa pangkalahatan, ang bilang ng mga titik sa bawat grid ay dapat pantay sa bilang ng mga titik sa genotype ng bawat magulang.
- Sa halimbawang ito, isasama namin ang umiiral na grid tulad ng sumusunod:
- Nangungunang hilera: “MMKK, MMKk, MmKK, MmKk”
- Pangalawang linya: “MMKK, MMKk, MmKK, MmKk”
- Pangatlong linya: "MmKK, MmKk, mmKK, mmKk"
- Hilera sa ibaba: "MmKK, MmKk, mmKK, mmKk"
Hakbang 5. Hanapin ang phenotype para sa bawat potensyal na supling
Kapag nahaharap sa maraming mga gen, ang bawat lattice sa Punnett quadrilateral ay kumakatawan pa rin sa genotype para sa bawat potensyal na supling - maraming mga pagpipilian kaysa sa isang solong gene. Ang phenotype para sa bawat sala-sala, muli, nakasalalay sa eksaktong genong hinahawakan. Gayunpaman, sa pangkalahatan, ang nangingibabaw na mga ugali ay nangangailangan lamang ng isang allele upang maipahayag, habang ang mga recessive na katangian ay nangangailangan ng "lahat" ng mga recessive alleles.
- Sa halimbawang ito, dahil ang kinis (M) at yellowness (K) ang nangingibabaw na mga katangian o ugali para sa halaman ng gisantes sa halimbawa, ang bawat grid na naglalaman ng hindi bababa sa isang kabiserang M ay kumakatawan sa isang halaman na may makinis na phenotype, at bawat grid na naglalaman ng hindi bababa sa ang isang malaking K ay kumakatawan sa isang pananim.. dilaw na phenotype. Ang mga kulubot na halaman ay nangangailangan ng dalawang maliit na maliit na mga alelya, at ang mga berdeng halaman ay nangangailangan ng dalawang maliliit na k alleles. Mula sa kondisyong ito, nakukuha natin ang:
- Nangungunang hilera: "Walang tahi / dilaw, Walang seam / dilaw, Makinis / dilaw, Walang seam / dilaw"
- Pangalawang hilera: "Walang tahi / dilaw, Makinis / dilaw, Makinis / dilaw, Makinis / dilaw"
- Pangatlong hilera: "Makinis / dilaw, Makinis / dilaw, kulubot / dilaw, kulubot / dilaw"
- Bottom row: "Makinis / dilaw, Makinis / dilaw, kulubot / dilaw, kulubot / dilaw"
Hakbang 6. Gamitin ang grid upang matukoy ang posibilidad ng bawat phenotype
Gumamit ng parehong pamamaraan tulad ng kapag nakikipag-usap sa isang solong gene upang makita ang posibilidad na ang bawat supling mula sa parehong mga magulang ay maaaring magkaroon ng ibang phenotype. Sa madaling salita, ang bilang ng mga grid na naglalaman ng phenotype na hinati sa kabuuang bilang ng mga grids ay katumbas ng posibilidad para sa bawat phenotype.
- Sa halimbawang ito, ang mga posibilidad para sa bawat phenotype ay:
- Ang outsource ay makinis at dilaw: 12/16 = "3/4 = 0.75 = 75%"
- Ang bukal na bukol ay kulubot at dilaw: 4/16 = “1/4 = 0.25 = 25%”
- Ang outsource ay makinis at berde: 0/16 = “0%”
- Ang outsource na nailalarawan ng mga kunot at berde: 0/16 = “0%”
- Tandaan na dahil imposible para sa bawat supling magkaroon ng dalawang recessive k alleles, alinman sa mga supling ay hindi berde (0%).
Mga Tip
- Nagmamadali? Subukang gamitin ang Punnett quadrilateral online calculator (halimbawa sa isang ito), na kung saan ay makakalikha at makakapuno ng isang Punnett square grid batay sa mga gene ng magulang na iyong tinukoy.
- Sa pangkalahatan, ang mga recessive na ugali ay hindi pangkaraniwan tulad ng nangingibabaw na mga ugali. Gayunpaman, may mga sitwasyon kung saan ang bihirang ugali na ito ay maaaring dagdagan ang fitness ng isang organismo at sa gayon ay maging mas laganap sa pamamagitan ng natural na pagpipilian. Halimbawa, ang recessive traitive na sanhi ng namamana na mga kondisyon ng sakit sa dugo ay nagbibigay din ng kaligtasan sa malaria, na ginagawang kinakailangan sa tropical climates.
- Hindi lahat ng mga gen ay mayroong dalawang phenotypes lamang. Halimbawa, maraming mga gen ang umiiral na mayroong magkakahiwalay na phenotypes para sa mga kombinasyon ng heterozygous (isang nangingibabaw, isang recessive).
