Какво е решетка на Punnett? Как да работим с решетката Pennet Решетка Pennet и Менделово наследяване
Индивидите от поколението F 1 са резултат от кръстосването на два родителски организма: мъжки и женски. Всеки от тях може да образува определен брой видове гамети. Всяка гамета на един организъм с еднаква вероятност може да се срещне с всяка гамета на друг организъм по време на оплождането. Следователно общият брой на възможните зиготи може да се изчисли чрез умножаване на всички видове гамети в двата организма.
монохибридно кръстосване
Пример 7.1. Запишете генотипа на индивидите от първо поколение при кръстосване на два индивида: хомозиготни за доминантния ген и хомозиготни за рецесивния ген.
Нека напишем буквеното обозначение на генотипите на родителските двойки и гаметите, които образуват.
R AA x aa
Гамети A a
В този случай всеки от организмите образува гамети от един и същи тип, следователно, когато гаметите се сливат, винаги ще се образуват индивиди с генотип Аа. Хибридните индивиди, развити от такива гамети, ще бъдат еднакви не само по генотип, но и по фенотип: всички индивиди ще носят доминираща черта (съгласно първия закон на Мендел за еднородност от първото поколение).
За да се улесни записването на генотипите на потомството, е обичайно срещата на гаметите да се обозначава със стрелка или права линия, свързваща гаметите на мъжките и женските организми.
Пример 7.2. Определете и запишете генотипите на индивидите от първо поколение при кръстосване на два хетерозиготни индивида, анализирани за една черта.
R Aa x Aa
Гамети А; а А; а 
F 1 AA; Аа аа; аа
Всеки родител произвежда два вида гамети. Стрелките показват, че всяка от двете женски гамети може да се срещне с която и да е от двете мъжки гамети. Следователно са възможни четири варианта на гамети и в потомството се образуват индивиди със следните генотипове: АА, Аа, Аа, аа.
Пример 7.3. Косата може да бъде светла или тъмна. Генът на тъмния цвят е доминиращ. Хетерозиготна жена и хомозиготен мъж с тъмна коса сключиха брак. Какви генотипове трябва да се очакват при деца от 1-во поколение?
черта: ген
тъмен цвят: A
светъл цвят: а
R Aa x AA
тъмно тъмно
Гамети А; а А
тъмно тъмно
Дихибридно кръстосване
Броят и видовете зиготи при дихибридно кръстосване зависят от това как са разположени неалелните гени.
Ако неалелните гени, отговорни за различни черти, са разположени в една и съща двойка хомоложни хромозоми, тогава броят на типовете гамети в дихетерозиготен организъм с генотип Aa Bb ще бъде равен на два: AB и av. Когато два такива организма се кръстосват, оплождането ще доведе до образуването на четири зиготи. Записването на резултатите от такова кръстосване ще изглежда така:
R AVav x Avav
Гамети AB; av AB; ср
F 1 ABAB; ABav; ABav; awav
Дихетерозиготните организми, съдържащи неалелни гени в нехомоложни хромозоми, имат генотип AaBv и образуват четири типа гамети.
Когато два такива индивида се кръстосват, комбинациите от техните гамети ще дадат 4x4 = 16 варианта на генотип. Генотипът на получените индивиди може да се записва последователно един след друг, както направихме при монохибридно кръстосване. Такъв запис ред по ред обаче ще бъде твърде тромав и труден за по-нататъшен анализ. Английският генетик Пенет предложи да се запише резултатът от кръстосването под формата на таблица, която е кръстена на учения - решетката Пунет.
Първо, генотипите на родителските двойки и техните типове гамети се записват както обикновено, след това се изчертава мрежа, в която броят на вертикалните и хоризонталните колони съответства на броя на типовете гамети на родителските индивиди. Женските гамети са изписани хоризонтално в горната част, а мъжките са изписани вертикално вляво. На пресечната точка на въображаеми вертикални и хоризонтални линии, идващи от гаметите на родителите, се записват генотипите на потомството.
Reginald Pannett (1875-1967) като инструмент, който представлява графична нотация за определяне на съвместимостта на алелите от родителски генотипове. От едната страна на квадрата има женски гамети, от другата - мъжки. Това прави по-лесно и по-визуално представянето на генотипите, получени чрез кръстосване на родителски гамети.монохибридно кръстосване
В този пример и двата организма имат генотип Bb. Те могат да произвеждат гамети, съдържащи или B, или b алел (първият означава доминиране, вторият рецесивен). Вероятността за потомък с генотип BB е 25%, Bb - 50%, bb - 25%.
| майчина | |||
|---|---|---|---|
| Б | б | ||
| бащина | Б | BB | бб |
| б | бб | бб | |
Фенотипите се получават в комбинация от 3:1. Класически пример е цветът на козината на плъх: например B е черна вълна, b е бяла. В такъв случай 75% от потомството ще имат черна козина (BB или Bb), докато само 25% ще имат бяла козина (bb).
Дихибридно кръстосване
Следващият пример илюстрира дихибридно кръстосване между хетерозиготни грахови растения. A представлява доминиращият алел за форма (кръгли грахови зърна), а рецесивният алел (набръчкан грах). B представлява доминиращия алел за цвят (жълт грах), b представлява рецесивния алел (зелен). Ако всяко растение има генотип AaBb, тогава, тъй като алелите за форма и цвят са независими, може да има четири типа гамети във всички възможни комбинации: AB, Ab, aB и ab.
| АБ | Ab | aB | аб | |
|---|---|---|---|---|
| АБ | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
| Ab | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
| aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
| аб | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Оказва се 9 кръгли жълти грахови зърна, 3 кръгли зелени, 3 набръчкани жълти, 1 набръчкани зелени грахови зърна. Фенотипите при дихибридно кръстосване се комбинират в съотношение 9:3:3:1.
Решетката на Punnett помага да се установи как даден ген може да се предава по време на сексуално размножаване на два живи организма. Завършената решетка на Punnett съдържа всички възможни варианти на наследяване на конкретен ген и ви позволява да изчислите вероятността за всяка опция. Изграждането на решетка Punnett ще ви помогне да разберете по-добре основните концепции на генетиката.
Стъпки
Част 1
Конструкция на решетката Punnett- Например, нека обозначим доминиращия алел, който причинява черния цвят на козината с латинската буква "F", а рецесивния алел за жълт цвят с буквата "f".
- Ако не знаете кой ген е доминиращ, използвайте различни букви за двата алела.
-
Проверете генотипите на родителите.Сега трябва да разберете генотипа на всеки родител за чертата, която ви интересува. За тази или онази черта всеки родител, както всички сексуално възпроизвеждащи се организми, съдържа два алела (понякога те са еднакви), така че техният генотип ще се състои от две букви. Понякога генотипът на родителите е известен предварително, но в други случаи трябва да се получи въз основа на друга информация:
Маркирайте редовете с генотипа на един от родителите.Изберете един родител. Обикновено това е женска (майка), въпреки че можете да вземете мъжки. Поставете първия алел близо до горния ред на таблицата, а втория алел на избрания родител близо до долния ред.
- Да предположим, че женската мечка е хетерозиготна за цвета на козината (Ff). Съответно напишете F отляво на горния ред и f отляво на долния ред.
-
Подпишете колоните на таблицата с генотипа на втория родител.Напишете втория генотип за същата черта върху мрежата. Обикновено колоните са за гените на мъжа, тоест бащата.
- Да предположим, че мъжката мечка е хомозиготен рецесивен (ff). Напишете f над всяка колона.
-
Напишете в клетките на мрежата съответните букви от редовете и колоните.Клетките на решетката на Punnett се запълват просто. Започнете в горната лява клетка. Погледнете какви букви има вляво от него и над него. Напишете тези букви в клетка. Повторете същата процедура за останалите три клетки. Ако има и двата типа алели, тогава е обичайно да се пише доминиращият алел на първо място (тоест Ff, а не fF).
- В нашия пример алелът F от майката и алелът f от бащата са в горната лява клетка, което води до Ff.
- Горната дясна клетка наследява F от майката и f от бащата, тоест в тази клетка пишем Ff.
- Долната лява клетка съдържа fs от двамата родители, което води до ff.
- В долната дясна клетка има алели f от двамата родители, получаваме ff.
-
Интерпретирайте резултатите си.Решетката на Punnett показва вероятността потомството да наследи определени алели. Има четири възможни комбинации от родителски алели и всички те са еднакво вероятни. Това означава, че вероятността за всяка комбинация е 25%. Ако една и съща комбинация се среща в повече от една клетка, тогава, за да намерите нейната вероятност, добавете съответните 25% вероятности.
- В нашия пример получихме две клетки с комбинация от Ff (хетерозиготни). Тъй като 25% + 25% = 50%, всяко потомство може да наследи комбинацията от алели Ff с 50% шанс.
- В другите две клетки имаме ff (рецесивна хомозигота). По този начин всяко потомство може да наследи ff гените с вероятност от 50%.
-
Опишете фенотипа.Често интерес не са гените на потомството, а неговите характерни черти. Те са сравнително лесни за определяне в повечето прости случаи, за които обикновено се използва решетката на Punnett. За да определите вероятността едно потомство да има определена черта, добавете вероятностите за всички клетки с един или повече доминиращи алели, които съответстват на тази черта. За да намерите вероятността потомство да наследи рецесивен признак, добавете вероятностите за клетки с два рецесивни алела.
Част 2
Основни понятия-
Научете за гените, алелите и чертите.Геномът е фрагмент от "генетичния код", който определя една или друга характерна особеност на живия организъм, като например цвета на очите. В този случай очите могат да бъдат сини, кафяви или да имат различен цвят. Наричат се различни варианти на един и същ ген алели.
-
Начертайте таблица 2 х 2.Начертайте квадрат и го разделете на четири равни квадрата. Оставете свободно място отгоре и вляво от квадрата - ще ви трябва за допълнителни бележки.
Маркирайте въпросните алели.Всяка клетка от решетката на Punnett описва специфичен генен вариант (комбинация от алели), който може да бъде получен в потомък по време на сексуално размножаване на два организма. Изберете букви, които да представят алели. Използвайте главна буква за доминиращия алел и малка буква за рецесивния алел. Може да се използва всяка буква.
Мрежата на Punnett е визуален инструмент, който помага на генетиците да идентифицират възможни комбинации от гени при оплождането. Мрежата на Punnett е проста таблица от 2x2 (или повече) клетки. С помощта на тази таблица и познания за генотипите на двамата родители, учените могат да предскажат какви комбинации от гени са възможни в потомството и дори да определят вероятността от унаследяване на определени черти.
Стъпки
Основна информация и дефиниции
За да пропуснете този раздел и отидете директно към описанието на решетката на Punnett, .
- Сексуалното размножаване не е единственият начин за размножаване на живите организми. Някои организми (например много видове бактерии) се възпроизвеждат чрез безполово размножаванекогато потомството е създадено от един родител. При безполовото размножаване всички гени са наследени от единия родител, а потомството е почти точно негово копие.
-
Научете за концепцията за алели.Както бе отбелязано по-горе, гените на жив организъм са набор от инструкции, които казват на всяка клетка какво да прави. Всъщност, точно както обикновените инструкции, които са разделени на отделни глави, параграфи и подпараграфи, различните части на гените показват как трябва да се правят различни неща. Ако два организма имат различни "подразделения", те ще изглеждат или се държат различно - например генетичните различия могат да причинят един човек да има тъмна коса, а друг - светла коса. Тези различни видове един и същи ген се наричат алели.
- Тъй като детето получава два набора гени - по един от всеки родител - то ще има две копия на всеки алел.
-
Научете за концепцията за доминантни и рецесивни алели.Алелите не винаги имат една и съща генетична "сила". Някои алели, които се наричат доминантен, задължително се проявява във външния вид на детето и неговото поведение. Други, т.нар рецесивеналелите се появяват само ако не съвпадат с доминантни алели, които ги "потискат". Решетката на Punnett често се използва, за да се определи колко вероятно е детето да получи доминиращ или рецесивен алел.
Представяне на монохибридно кръстосване (единичен ген)
-
Начертайте квадратна решетка 2x2.Най-простата версия на решетката Punnett е много лесна за изработка. Начертайте достатъчно голям квадрат и го разделете на четири равни квадрата. Така ще имате таблица с два реда и две колони.
Маркирайте родителските алели във всеки ред и колона.В решетката на Punnett колоните са запазени за майчини алели, а редовете са запазени за алели по баща или обратно. Във всеки ред и колона запишете буквите, които представляват алелите на майката и бащата. В този случай използвайте главни букви за доминиращи алели и малки букви за рецесивни.
- Това е лесно да се разбере от пример. Да предположим, че искате да определите вероятността дадена двойка да има дете, което може да си върти езика. Можете да обозначите това свойство с латински букви Ри r- главната буква съответства на доминантния алел, а малката - на рецесивния. Ако и двамата родители са хетерозиготни (имат по едно копие на всеки алел), тогава пишете едно "R" и едно "r" над решеткитеи едно "R" и едно "r" вляво от хеша.
-
Напишете съответните букви във всяка клетка.Можете лесно да попълните мрежата на Punnett, след като знаете кои алели ще дойдат от всеки родител. Напишете във всяка клетка двубуквена комбинация от гени, които представляват алели от майка и баща. С други думи, вземете буквите в съответния ред и колона и ги запишете в дадената клетка.
Определете възможните генотипове на потомството.Всяка клетка от завършената решетка на Punnett съдържа набор от гени, който е възможен при дете на тези родители. Всяка клетка (тоест всеки набор от алели) има еднаква вероятност - с други думи, в решетка 2x2 всеки от четирите възможни избора има вероятност от 1/4. Различните комбинации от алели, представени в решетката на Punnett, се наричат генотипове. Въпреки че генотипите представляват генетични различия, това не означава непременно, че всеки вариант ще произведе различно потомство (вижте по-долу).
- В нашия пример за мрежата на Punnett дадена двойка родители може да има следните генотипове:
- Два доминантни алела(клетка с две R)
- (клетка с едно R и едно r)
- Един доминантен и един рецесивен алел(клетка с R и r) - имайте предвид, че този генотип е представен от две клетки
- Два рецесивни алела(клетка с две r)
-
Определете възможните фенотипове на потомството. ФенотипЕдин организъм представлява действителни физически черти, които се основават на неговия генотип. Пример за фенотип е цветът на очите, косата, сърповидно-клетъчната анемия и така нататък - въпреки че всички тези физически черти определенигени, нито един от тях не се определя от неговата конкретна комбинация от гени. Възможният фенотип на потомството се определя от характеристиките на гените. Различните гени се проявяват различно във фенотипа.
- Да предположим в нашия пример, че генът, отговорен за способността за сгъване на езика, е доминиращ. Това означава, че дори онези потомци, чийто генотип включва само един доминиращ алел, ще могат да въртят езиците си. В този случай се получават следните възможни фенотипове:
- Горна лява клетка: може да сгъва езика (две R)
- Горна дясна клетка:
- Долна лява клетка: може да сгъва езика (едно R)
- Долна дясна клетка: не може да сгъва езика (без главно R)
-
Определете вероятността за различни фенотипове по броя на клетките.Едно от най-честите употреби на мрежата на Punnett е да се намери вероятността даден фенотип да се появи в потомството. Тъй като всяка клетка съответства на определен генотип и вероятността за поява на всеки генотип е една и съща, достатъчно е да се намери вероятността за фенотипа разделете броя на клетките с даден фенотип на общия брой клетки.
- В нашия пример решетката на Punnett ни казва, че четири вида генни комбинации са възможни за дадени родители. Три от тях съответстват на потомък, който може да търкаля езика си, а един съответства на липсата на такава способност. По този начин, вероятностите за двата възможни фенотипа са:
- Потомъкът може да сгъва езика: 3/4 = 0,75 = 75%
- Детето не може да сгъва езика: 1/4 = 0,25 = 25%
Представлява дихибридно кръстосване (два гена)
-
Разделете всяка клетка от мрежата 2x2 на още четири квадрата.Не всички комбинации от гени са толкова прости, колкото монохибридното (моногенно) кръстосване, описано по-горе. Някои фенотипове се определят от повече от един ген. В такива случаи трябва да се вземат предвид всички възможни комбинации, което ще изисква b относно lshey маса.
- Основното правило за прилагане на решетката на Punnett, когато има повече от един ген, е както следва: за всеки допълнителен ген броят на клетките трябва да се удвои. С други думи, мрежа 2x2 се използва за един ген, мрежа 4x4 е подходяща за два гена, мрежа 8x8 е подходяща за три гена и т.н.
- За да улесните разбирането на този принцип, разгледайте пример за два гена. За да направим това, трябва да нарисуваме решетка 4x4. Методът, описан в този раздел, е подходящ и за три или повече гена - просто трябва b относноПо-голяма мрежа и повече работа.
-
Определете гените на родителите.Следващата стъпка е да намерите гените на родителите, които отговарят за имота, който ви интересува. Тъй като имате работа с множество гени, към генотипа на всеки родител трябва да се добави още една буква – с други думи, четири букви трябва да се използват за два гена, шест букви за три гена и т.н. Като напомняне, полезно е да напишете генотипа на майката над чертичките и генотипа на бащата вляво от него (или обратно).
-
Напишете различни комбинации от гени по горния и левия ръб на мрежата.Сега можем да напишем над решетката и вляво от нея различните алели, които могат да бъдат предадени на потомството от всеки родител. Както при един ген, всеки алел е еднакво вероятно да бъде предаден. Въпреки това, тъй като разглеждаме множество гени, всеки ред или колона ще има няколко букви: две букви за два гена, три букви за три гена и т.н.
- В нашия случай трябва да изпишем различни комбинации от гени, които всеки родител може да предаде от своя генотип. Ако генотипът на майката е SsYy отгоре, а генотипът на бащата е SsYY отляво, тогава за всеки ген получаваме следните алели:
- По горния ръб: sy, sy, sy, sy
- По левия ръб: SY, SY, SY, SY
-
Попълнете полетата с подходящите комбинации от алели.Напишете букви във всяка клетка от мрежата по същия начин, както сте направили за един ген. В този случай обаче за всеки допълнителен ген в клетките ще се появят две допълнителни букви: общо всяка клетка ще има четири букви за два гена, шест букви за четири гена и т.н. Като общо правило, броят на буквите във всяка клетка съответства на броя на буквите в генотипа на един от родителите.
- В нашия пример клетките ще бъдат попълнени, както следва:
- Горния ред: SSYY, SSYY, SSYY, SSYY
- втори ред: SSYY, SSYY, SSYY, SSYY
- трети ред: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
- Долния ред: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
-
Намерете фенотипите за всяко възможно потомство.В случай на няколко гена, всяка клетка в решетката на Punnett също отговаря на отделен генотип на възможното потомство, просто има повече от тези генотипове, отколкото с един ген. И в този случай фенотипите за конкретна клетка се определят от това кои гени разглеждаме. Съществува общо правило, че наличието на поне един доминантен алел е достатъчно за проявата на доминантни белези, докато за рецесивните е необходимо, че всичкосъответните алели са рецесивни.
- Тъй като гладкостта и пожълтяването на зърното са доминиращи за граха, в нашия пример всяка клетка с поне една главна буква S съответства на растение с гладък грах, а всяка клетка с поне една главна буква Y съответства на растение с фенотип на жълто зърно . Растенията с набръчкан грах ще бъдат представени от клетки с два алела с малки букви и за да са зелени зърната, се изисква само малка буква y. По този начин получаваме възможни опции за формата и цвета на граха:
- Горния ред:
- втори ред: гладък/жълт, гладък/жълт, гладък/жълт, гладък/жълт
- трети ред:
- Долния ред: гладка/жълта, гладка/жълта, набръчкана/жълта, набръчкана/жълта
-
Определете по клетки вероятността за всеки фенотип.За да намерите вероятността за различни фенотипове в потомството на дадени родители, използвайте същия метод, както в случая на единичен ген. С други думи, вероятността за конкретен фенотип е равна на броя клетки, съответстващи на него, разделен на общия брой клетки.
- В нашия пример вероятността за всеки фенотип е:
- Потомство с гладък и жълт грах: 12/16 = 3/4 = 0,75 = 75%
- Потомство с набръчкан и жълт грах: 4/16 = 1/4 = 0,25 = 25%
- Потомство с гладък и зелен грах: 0/16 = 0%
- Потомство с набръчкан и зелен грах: 0/16 = 0%
- Обърнете внимание, че невъзможността за наследяване на два рецесивни алела y доведе до липса на растения със зелени семена сред възможното потомство.
- Не забравяйте, че всеки нов родителски ген причинява удвояване на броя на клетките в решетката на Punnett. Например, с един ген от всеки родител получавате решетка 2x2, за два гена мрежа 4x4 и т.н. В случай на пет гена, размерът на таблицата ще бъде 32x32!
-
Научете повече за концепцията за гени.Преди да започнете да овладявате и използвате мрежата на Punnett, трябва да се запознаете с някои основни принципи и концепции. Първият такъв принцип е, че всички живи същества (от малки микроби до гигантски сини китове) имат гени. Гените са невероятно сложни микроскопични набори от инструкции, които са вградени в почти всяка клетка на жив организъм. Всъщност в една или друга степен гените са отговорни за всеки аспект от живота на организма, включително за това как изглежда, как се държи и много, много повече.
Научете повече за концепцията за сексуално размножаване.Повечето (но не всички) живи организми, които са ви познати, произвеждат потомство полово размножаване. Това означава, че женската и мъжката допринасят за своите гени и тяхното потомство наследява около половината от гените от всеки родител. Решетката на Punnett се използва за визуализиране на различните комбинации от родителски гени.
(1875-1967) като инструмент, който представлява графичен запис за определяне на съвместимостта на алелите от родителски генотипове. От едната страна на квадрата има женски гамети, от другата - мъжки. Това прави по-лесно и по-визуално представянето на генотипите, получени чрез кръстосване на родителски гамети.
Фенотипите се получават в комбинация от 3:1. Класически пример е цветът на козината на плъх: например B е черна вълна, b е бяла. В този случай 75% от потомството ще имат черна козина (BB или Bb), докато само 25% ще имат бяла козина (bb).
Дихибридно кръстосване
Следващият пример илюстрира дихибридно кръстосване между хетерозиготни грахови растения. A представлява доминиращият алел за форма (кръгли грахови зърна), а рецесивният алел (набръчкан грах). B представлява доминиращия алел за цвят (жълт грах), b представлява рецесивния алел (зелен). Ако всяко растение има генотип AaBb, тогава, тъй като алелите за форма и цвят са независими, може да има четири типа гамети във всички възможни комбинации: AB, Ab, aB и ab.
| АБ | Ab | aB | аб | |
|---|---|---|---|---|
| АБ | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
| Ab | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
| aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
| аб | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Оказва се 9 кръгли жълти грахови зърна, 3 кръгли зелени, 3 набръчкани жълти, 1 набръчкани зелени грахови зърна. Фенотипите при дихибридно кръстосване се комбинират в съотношение 9:3:3:1.
метод на дърво
Съществува и алтернативен, дървовиден метод, но той не показва правилно генотипите на гаметите:
Полезно е да се използва при кръстосване на хомозиготни организми:
