Punnett Squares adalah alat visual yang digunakan dalam sains genetik untuk menentukan kemungkinan kombinasi gen yang akan berlaku semasa persenyawaan. Dataran Punnett terbuat dari grid persegi sederhana yang dibahagikan kepada 2x2 (atau lebih) ruang. Dengan rangkaian ini dan pengetahuan mengenai genotip kedua ibu bapa, saintis dapat mengetahui potensi kombinasi gen untuk keturunan dan juga peluang untuk menunjukkan sifat-sifat tertentu yang diwarisi.
Langkah-langkah
Sebelum Anda Bermula: Definisi Penting
Untuk melangkau bahagian "asas" ini dan terus ke langkah penggunaan Punnett square, klik di sini.
Langkah 1. Memahami konsep gen
Sebelum mempelajari cara membuat dan menggunakan kotak Punnett, perlu mengeluarkan beberapa asas penting. Yang pertama adalah idea bahawa semua makhluk hidup (dari mikroba kecil hingga paus biru raksasa) mempunyai gen. Gen adalah satu set arahan mikroskopik yang sangat kompleks yang dikodkan ke hampir setiap sel dalam badan organisma. Gen bertanggungjawab, dalam beberapa cara, untuk hampir setiap aspek kehidupan organisma, termasuk bagaimana ia kelihatan, bagaimana ia berperilaku, dan banyak lagi.
Satu konsep yang penting untuk difahami ketika bekerja dengan kotak Punnett adalah bahawa makhluk hidup mendapat gen mereka dari ibu bapa mereka. Anda mungkin sudah sedar akan perkara ini secara tidak sedar. Fikirkan - tidakkah orang yang anda kenali kelihatan serupa dengan ibu bapa mereka dengan cara mereka melihat dan bertindak, secara amnya?
Langkah 2. Memahami konsep pembiakan seksual
Sebilangan besar (tetapi tidak semua) organisma yang anda ketahui di dunia di sekitar anda menjadikan anak-anak melalui pembiakan seksual. Maksudnya, ibu bapa perempuan dan ibu bapa lelaki masing-masing menyumbang gen mereka untuk menjadikan anak dengan kira-kira separuh gennya dari setiap ibu bapa. Dataran Punnett pada dasarnya adalah cara untuk menunjukkan pelbagai kemungkinan yang boleh berlaku dari pertukaran gen setengah setengah ini dalam bentuk grafik.
Pembiakan seksual bukan satu-satunya bentuk pembiakan di luar sana. Sebilangan organisma (seperti banyak jenis bakteria) membiak melalui pembiakan aseksual, iaitu ketika satu ibu bapa membuat anak dengan sendirinya. Dalam pembiakan aseksual, semua gen anak berasal dari satu ibu bapa, jadi anak itu lebih kurang salinan induknya
Langkah 3. Memahami konsep alel
Seperti yang telah disebutkan di atas, gen organisma pada dasarnya adalah satu set petunjuk yang memberitahu setiap sel dalam tubuh organisma bagaimana hidup. Sebenarnya, seperti manual arahan dibahagikan kepada bab, bahagian, dan bahagian yang berbeza, bahagian gen organisma yang berbeza memberitahu bagaimana melakukan perkara yang berbeza. Sekiranya salah satu dari "subseksyen" ini berbeza antara dua organisma, kedua organisma mungkin kelihatan atau berkelakuan berbeza - misalnya, perbezaan genetik boleh menyebabkan seseorang memiliki rambut hitam dan yang lain memiliki rambut berambut perang. Bentuk yang berbeza dari gen yang sama disebut alel.
Kerana seorang anak mendapat dua set gen - satu dari setiap ibu bapa - ia akan mempunyai dua salinan setiap alel
Langkah 4. Memahami konsep alel dominan dan resesif
Alel kanak-kanak tidak selalu "berkongsi" kekuatan genetik mereka. Beberapa alel, yang disebut alel dominan, akan terserlah dalam penampilan dan tingkah laku anak (kita menyebutnya "dinyatakan") secara lalai. Yang lain, yang disebut alel resesif, hanya akan dinyatakan jika tidak dipasangkan dengan alel dominan yang dapat "mengatasi" mereka. Punnett kotak sering digunakan untuk membantu menentukan kemungkinan anak mendapat alel dominan atau resesif.
Oleh kerana alel ini boleh "ditimpa" oleh alel dominan, alel resesif cenderung jarang dinyatakan. Secara amnya, seorang anak perlu mendapatkan alel resesif dari kedua ibu bapa agar alel tersebut dapat dinyatakan. Keadaan darah yang disebut anemia sel sabit adalah contoh sifat resesif yang sering digunakan - perhatikan, bagaimanapun, bahawa alel resesif tidak "buruk" menurut definisi
Kaedah 1 dari 2: Menunjukkan Salib Monohybrid (Satu Gen)
Langkah 1. Buat grid persegi 2x2
Kotak Punnett yang paling asas cukup mudah untuk disediakan. Mulakan dengan melukis segiempat sama baik, kemudian bahagikan petak itu menjadi empat kotak genap. Setelah selesai, harus ada dua kotak di setiap lajur dan dua kotak di setiap baris.
Langkah 2. Gunakan huruf untuk mewakili alel induk untuk setiap baris dan lajur
Di dataran Punnett, tiang diberikan kepada ibu dan baris kepada ayah, atau sebaliknya. Tulis surat di sebelah setiap baris dan lajur yang mewakili setiap alel ibu dan ayah. Gunakan huruf besar untuk alel dominan dan huruf kecil untuk alel resesif.
-
Perkara ini lebih mudah difahami dengan contoh. Sebagai contoh, katakan anda ingin menentukan kemungkinan anak pasangan dapat menjulurkan lidahnya. Kita dapat menggambarkannya dengan huruf R dan r - huruf besar untuk gen dominan dan huruf kecil untuk resesif. Sekiranya kedua-dua ibu bapa heterozigot (mempunyai satu salinan setiap alel), kami akan menulis satu "R" dan satu "r" di sepanjang bahagian atas grid dan satu "R" dan satu "r" di sepanjang sisi kiri grid.
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 7 Langkah 3. Tulis huruf untuk setiap baris dan lajur ruang
Setelah anda mengetahui alel yang disumbangkan oleh setiap ibu bapa, mudah untuk mengisi petak Punnett anda. Di setiap petak, tulis kombinasi gen dua huruf yang diberikan dari alel ibu dan ayah. Dengan kata lain, ambil huruf dari ruang ruang dan huruf dari barisnya dan tuliskan bersama di dalam ruang.
- Dalam contoh kami, kami akan mengisi kotak kami seperti ini:
- Petak kiri atas: RR
- Petak kanan atas: Rr
- Petak kiri bawah: Rr
- Petak kanan bawah: rr
- Perhatikan bahawa, secara tradisional, alel dominan (huruf besar) ditulis terlebih dahulu.
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 8 Langkah 4. Tentukan setiap genotip keturunan yang berpotensi
Setiap dataran Punnett yang diisi mewakili keturunan yang dapat dimiliki oleh kedua ibu bapa. Setiap petak (dan dengan itu setiap keturunan) kemungkinan besar - dengan kata lain, pada grid 2x2, ada kemungkinan 1/4 untuk salah satu daripada empat kemungkinan. Kombinasi alel yang berlainan yang ditunjukkan di alun-alun Punnett disebut genotip. Walaupun genotip mewakili perbezaan genetik, keturunan tidak semestinya berubah secara berbeza untuk setiap petak (lihat langkah di bawah.)
- Dalam contoh Punnett kami, genotip yang mungkin untuk keturunan dari kedua ibu bapa ini adalah:
- Dua alel dominan (dari dua Rs)
- Satu alel dominan dan satu resesif (dari R dan r)
- Satu alel dominan dan satu resesif (dari R dan r) - perhatikan bahawa terdapat dua kotak dengan genotip ini
- Dua alel resesif (dari dua rs)
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 9 Langkah 5. Tentukan fenotip setiap keturunan yang berpotensi
Fenotip organisma adalah sifat fizikal sebenar yang dipaparkan berdasarkan genotipnya. Hanya beberapa contoh fenotip termasuk warna mata, warna rambut, dan kehadiran anemia sel sabit - semuanya adalah sifat fizikal yang ditentukan oleh gen, tetapi tidak ada gabungan gen yang sebenarnya. Fenotip yang mungkin dimiliki oleh keturunan ditentukan oleh ciri-ciri gen. Gen yang berlainan akan mempunyai peraturan yang berbeza untuk bagaimana mereka menjelma sebagai fenotip.
- Dalam contoh kita, katakan bahawa gen yang membolehkan seseorang menggulung lidahnya adalah dominan. Ini bermaksud bahawa setiap keturunan akan dapat menjulurkan lidah mereka walaupun hanya satu alel mereka yang dominan. Dalam kes ini, fenotip keturunan yang berpotensi adalah:
- Kiri atas: Boleh menggulung lidah (dua Rs)
- Kanan atas: Boleh menggulung lidah (satu R)
- Dibahagian bawah kiri: Boleh menggulung lidah (satu R)
- Bahagian bawah kanan: Tidak boleh menggulung lidah (sifar Rs)
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 10 Langkah 6. Gunakan petak untuk menentukan kebarangkalian berlainan fenotip
Salah satu kegunaan yang paling biasa untuk kotak Punnett adalah untuk menentukan kemungkinan anak keturunan mempunyai fenotip tertentu. Oleh kerana setiap petak mewakili hasil genotip yang sama, anda boleh menemui kemungkinan fenotip dengan membahagi bilangan petak dengan fenotip itu dengan jumlah petak.
- Contoh Punnett Square kami memberitahu bahawa terdapat empat kemungkinan gabungan gen untuk keturunan daripada ibu bapa ini. Tiga dari gabungan ini menghasilkan keturunan yang dapat menggulung lidahnya, sementara yang satu tidak. Oleh itu, kebarangkalian untuk dua fenotip kami adalah:
- Keturunan boleh menjulurkan lidahnya: 3/4 = 0.75 = 75%
- Keturunan tidak dapat menjulurkan lidahnya: 1/4 = 0.25 = 25%
Kaedah 2 dari 2: Menunjukkan Salib Dihibrid (Dua Gen)
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 11 Langkah 1. Gandakan setiap sisi grid asas 2x2 untuk setiap gen tambahan
Tidak semua kombinasi gen semudah monohybrid asas (satu-gen) melintang dari bahagian di atas. Beberapa fenotip ditentukan oleh lebih daripada satu gen. Dalam kes ini, anda mesti memperhitungkan setiap kemungkinan kombinasi, yang bermaksud menarik grid yang lebih besar.
-
Peraturan asas untuk kotak Punnett ketika datang ke lebih dari satu gen adalah: gandakan setiap sisi grid untuk setiap gen melebihi yang pertama.
Dengan kata lain, kerana grid satu gen adalah 2x2, grid dua gen adalah 4x4, grid tiga gen adalah 8x8, dan seterusnya.
- Untuk menjadikan konsep ini lebih mudah difahami, mari ikuti masalah contoh dua gen. Ini bermaksud kita harus melukis a 4x4 grid. Konsep dalam bahagian ini berlaku untuk tiga atau lebih gen - masalah ini hanya memerlukan grid yang lebih besar dan lebih banyak kerja.
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 12 Langkah 2. Tentukan gen ibu bapa yang disumbangkan
Seterusnya, cari gen yang dimiliki oleh kedua ibu bapa untuk ciri yang anda kaji. Oleh kerana anda berurusan dengan pelbagai gen, genotip setiap ibu bapa akan mempunyai dua huruf tambahan untuk setiap gen melebihi yang pertama - dengan kata lain, empat huruf untuk dua gen, enam huruf untuk tiga gen, dan seterusnya. Adalah berguna untuk menulis genotip ibu di atas bahagian atas grid dan bapa di sebelah kiri (atau sebaliknya) sebagai peringatan visual.
Mari gunakan masalah contoh klasik untuk menggambarkan konflik ini. Tumbuhan kacang boleh mempunyai kacang polong yang halus atau berkerut dan kuning atau hijau. Halus dan kuning adalah sifat yang dominan. Dalam kes ini, gunakan S dan s untuk mewakili gen dominan dan resesif untuk kelancaran dan Y dan y untuk kekuningan. Katakan bahawa ibu dalam kes ini mempunyai SsYy genotip dan bapa mempunyai SsYY genotip.
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 13 Langkah 3. Tuliskan kombinasi gen yang berlainan di bahagian atas dan kiri
Sekarang, di atas baris petak atas di grid dan di sebelah kiri lajur paling kiri, tuliskan alel berbeza yang berpotensi disumbangkan oleh setiap ibu bapa. Seperti ketika berurusan dengan satu gen, setiap alel cenderung diturunkan. Walau bagaimanapun, kerana anda melihat beberapa gen, setiap baris dan lajur akan mendapat banyak huruf: dua huruf untuk dua gen, tiga huruf untuk tiga gen, dan seterusnya.
- Dalam contoh kita, kita perlu menuliskan kombinasi gen yang berbeza yang dapat disumbangkan oleh setiap ibu bapa dari genotip SsYy mereka. Sekiranya kita mempunyai gen SsYy ibu di bahagian atas dan gen SsYY ayah di sebelah kiri, alel untuk setiap gen adalah:
- Di bahagian atas: SY, Sy, sY, sy
- Di sebelah kiri: SY, SY, sY, sY
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 14 Langkah 4. Isi ruang dengan setiap gabungan alel
Isi ruang dalam petak seperti yang anda lakukan ketika berurusan dengan satu gen. Namun, kali ini, setiap ruang akan mempunyai dua huruf tambahan untuk setiap gen melebihi yang pertama: empat huruf untuk dua gen, enam huruf untuk tiga gen. Sebagai peraturan umum, jumlah huruf di setiap ruang harus sesuai dengan jumlah huruf dalam genotip setiap ibu bapa.
- Dalam contoh kami, kami akan mengisi ruang kami seperti ini:
- Barisan teratas: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Baris kedua: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Baris ketiga: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
- Barisan bawah: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 15 Langkah 5. Cari fenotip untuk setiap keturunan yang berpotensi
Ketika berurusan dengan pelbagai gen, setiap ruang di alun-alun Punnett masih mewakili genotip bagi setiap keturunan yang berpotensi - hanya ada banyak pilihan daripada satu gen. Fenotip untuk setiap petak, sekali lagi, bergantung pada gen yang tepat yang ditangani. Namun, sebagai peraturan umum, sifat dominan hanya memerlukan satu alel dominan untuk dinyatakan, sementara sifat resesif memerlukan semua alel resesif.
- Dalam contoh kita, kerana kelancaran dan kekuningan adalah ciri dominan kacang polong kita, setiap segi empat sama dengan sekurang-kurangnya satu modal S mewakili tumbuhan dengan fenotip halus dan segi empat sama dengan sekurang-kurangnya satu modal Y mewakili tumbuhan dengan fenotip kuning. Tumbuhan berkerut memerlukan dua alel huruf kecil dan tanaman hijau memerlukan dua huruf kecil ys. Dari syarat-syarat ini, kami mendapat:
- Barisan teratas: Licin / kuning, Licin / kuning, Licin / kuning, Licin / kuning
- Baris kedua: Licin / kuning, Licin / kuning, Licin / kuning, Licin / kuning
- Baris ketiga: Halus / kuning, Halus / kuning, berkedut / kuning, berkedut / kuning
- Barisan bawah: Halus / kuning, Halus / kuning, berkedut / kuning, berkedut / kuning
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 16 Langkah 6. Gunakan petak untuk menentukan kemungkinan setiap fenotip
Gunakan teknik yang sama seperti ketika berurusan dengan satu gen untuk mengetahui kemungkinan keturunan mana-mana dari kedua ibu bapa dapat memiliki masing-masing fenotip yang berbeza. Dengan kata lain, bilangan petak dengan fenotip dibahagi dengan jumlah petak sama dengan kebarangkalian untuk setiap fenotip.
- Dalam contoh kami, kebarangkalian untuk setiap fenotip adalah:
- Keturunan halus dan kuning: 12/16 = 3/4 = 0.75 = 75%
- Keturunan berkerut dan kuning: 4/16 = 1/4 = 0.25 = 25%
- Keturunan halus dan hijau: 0/16 = 0%
- Keturunan berkerut dan hijau: 0/16 = 0%
- Perhatikan bahawa kerana tidak mungkin setiap keturunan mendapat dua alel resesif, tidak ada keturunan yang akan berwarna hijau.
Petua
- Tergesa-gesa? Cuba gunakan kalkulator Punnett persegi dalam talian (seperti ini), yang boleh membuat dan mengisi kotak Punnett berdasarkan gen induk yang anda tentukan.
- Sebagai peraturan yang sangat umum, sifat resesif kurang biasa daripada sifat dominan. Walau bagaimanapun, terdapat situasi di mana sifat-sifat langka ini dapat meningkatkan kecergasan organisma dan dengan demikian menjadi lebih biasa melalui pemilihan semula jadi. Sebagai contoh, sifat resesif yang menyebabkan keadaan darah Sickle Cell Anemia juga memberikan ketahanan terhadap malaria, menjadikannya agak diinginkan di iklim tropika.
- Tidak semua gen hanya mempunyai dua fenotip. Sebagai contoh, beberapa gen mempunyai fenotip yang terpisah untuk gabungan heterozigot (satu dominan, satu resesif).
