Kuadrilateral Punnett adalah alat visual yang digunakan dalam sains genetik untuk menentukan kombinasi gen mana yang mungkin berlaku semasa konsepsi. Dataran Punnett terbuat dari grid persegi sederhana yang dibahagikan kepada grid 2x2 (atau lebih besar). Dengan rangkaian ini, dan pengetahuan tentang genotip kedua ibu bapa, saintis dapat menemui kombinasi gen yang berpotensi untuk keturunan dan mungkin juga mengetahui beberapa sifat yang diwarisi.
Langkah
Sebelum Anda Bermula: Beberapa Definisi Penting
"Jika anda ingin melangkau bahagian" asas "dan terus ke perbincangan mengenai segi empat Punnett, klik di sini."
Langkah 1. Memahami konsep gen
Sebelum belajar tentang cara membuat dan menggunakan segi empat Punnett, anda harus mengetahui beberapa asas penting. Yang pertama adalah idea bahawa semua makhluk hidup (dari mikroba kecil hingga paus biru raksasa) mempunyai "gen." Gen adalah urutan arahan mikroskopik yang sangat kompleks yang dikodkan ke hampir setiap sel dalam tubuh semua organisma. Gen bertanggungjawab untuk semua aspek kehidupan organisma, termasuk penampilan, tingkah laku, dan banyak lagi.
Salah satu konsep penting untuk difahami ketika bekerja dengan Punnett quadrilaterals adalah bahawa "semua makhluk hidup mendapat gen mereka dari ibu bapa mereka." Secara tidak sedar, anda mungkin sudah mengetahui perkara ini sendiri. Fikirkanlah - tidakkah kebanyakan orang yang anda kenali kelihatan seperti penampilan dan tingkah laku ibu bapa mereka?
Langkah 2. Memahami konsep pembiakan seksual
Sebilangan besar organisma (tidak semua) yang anda ketahui di dunia ini menghasilkan keturunan melalui "pembiakan seksual." Keadaan ketika ibu bapa lelaki dan wanita menderma gen masing-masing untuk menghasilkan keturunan. Dalam kes ini, separuh daripada gen anak berasal dari kedua ibu bapa. Kuadrilateral Punnett pada dasarnya adalah cara untuk menunjukkan pelbagai kemungkinan pertukaran gen setengah-setengah ini dalam bentuk grafik.
Pembiakan seksual bukan satu-satunya bentuk pembiakan yang wujud. Beberapa organisma, (seperti bakteria) membiak dengan "pembiakan aseksual", suatu keadaan di mana ibu bapa menghasilkan anak mereka sendiri, tanpa bantuan pasangan. Dalam pembiakan aseksual, semua gen anak berasal dari hanya satu ibu bapa, menjadikannya salinan ibu bapa yang lebih kurang tepat
Langkah 3. Memahami konsep alel dalam genetik
Seperti yang disebutkan di atas, gen dalam organisma pada dasarnya adalah serangkaian petunjuk yang mengatur setiap sel dalam tubuh tentang cara bertahan. Sebenarnya, tidak seperti manual, gen juga dibahagikan kepada bab, bahagian, dan bahagian, dengan bahagian gen yang berbeza mengatur fungsi yang terpisah secara individu. Sekiranya mana-mana "bahagian" ini berbeza antara dua organisma, keduanya akan kelihatan dan berkelakuan berbeza - sebagai contoh, perbezaan genetik menjadikan seseorang itu hitam dan yang lain berambut perang. Bentuk-bentuk yang berbeza dalam gen yang sama (gen manusia) disebut "alel".
Oleh kerana setiap anak mendapat dua set gen - setiap ibu bapa lelaki dan perempuan - anak akan mendapat dua salinan untuk setiap alel
Langkah 4. Memahami konsep alel dominan dan resesif
Alel kanak-kanak tidak selalu "berkongsi" kekuatan gen. Beberapa alel, yang disebut sebagai alel dominan, akan nyata dalam penampilan fizikal dan tingkah laku anak (kita memanggilnya "dinyatakan") secara lalai. Alel lain, yang disebut alel "resesif", hanya dapat dinyatakan jika tidak dipasangkan dengan alel dominan, yang mampu "mengatasi" mereka. Dataran Punnett sering digunakan untuk membantu menentukan kemungkinan anak mendapat alel dominan atau resesif.
Oleh kerana gen ini dapat "dibanjiri" oleh ales dominan, alel resesif cenderung lebih jarang dinyatakan. Secara amnya, seorang anak mesti mewarisi alel resesif dari kedua ibu bapa agar alel tersebut dapat dinyatakan. Keadaan penyakit darah adalah contoh sifat resesif yang sering digunakan - tetapi harap maklum bahawa alel resesif tidak bermaksud "buruk"
Kaedah 1 dari 2: Menunjukkan Salib Monohybrid (Gen Tunggal)
Langkah 1. Buat grid 2x2
Kotak Punnett paling asas cukup mudah dibuat. Mulakan dengan melukis segi empat sama sisi, kemudian bahagikan bahagian dalam menjadi empat grid sama. Setelah selesai, mesti ada dua grid di setiap lajur dan dua grid di setiap baris.
Langkah 2. Gunakan huruf untuk mewakili ibu bapa atau alel sumber di setiap baris dan lajur
Dalam segi empat Punnett, lajur diberikan kepada ibu, dan baris untuk ayah, atau sebaliknya. Tulis huruf di sebelah setiap baris dan lajur yang mewakili setiap alel ayah dan ibu. Gunakan huruf besar untuk alel dominan dan huruf kecil untuk alel resesif.
Akan lebih mudah difahami dengan contoh. Sebagai contoh, katakan anda ingin menentukan kebarangkalian anak-anak pasangan tertentu dapat menggulung lidah mereka. Kami mewakili ini 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 menuliskan "R" dan "r" di sepanjang bahagian atas grid grid dan "R" dan "r" di sebelah kiri grid
Langkah 3. Tulis huruf untuk setiap petak dalam baris dan lajur
Setelah mengisi alel yang diberikan dari setiap ibu bapa, mengisi alun-alun Punnett menjadi mudah. Pada setiap petak, tulis kombinasi gen dua huruf dari alel ayah dan ibu. Dengan kata lain, ambil huruf dari petak di lajur dan baris, dan kemudian tuliskan keduanya di kotak kosong yang menghubungkan.
- Dalam contoh ini, isikan grid segi empat Punnett kami seperti berikut:
- Kotak di kiri atas: "RR"
- Kotak di sebelah kanan atas: "Rr"
- Kotak di kiri bawah: "Rr"
- Kotak di sebelah kanan bawah: "rr"
- Perhatikan bahawa biasanya alel dominan (huruf besar) ditulis terlebih dahulu.
Langkah 4. Tentukan genotip setiap keturunan yang berpotensi
Setiap kotak yang diisi di alun-alun Punnett mewakili keturunan yang mungkin dimiliki oleh ibu bapa. Setiap petak (dan oleh itu setiap keturunan) sama besar - dengan kata lain, dalam grid 2x2, ada peluang 1/4 untuk setiap empat kemungkinan. Kombinasi alel yang berlainan yang ditunjukkan dalam segi empat Punnett disebut "genotip". Walaupun genotip mewakili perbezaan genetik, keturunan tidak semestinya berbeza untuk setiap kisi (lihat langkah di bawah).
- Dalam contoh kami Punnett segiempat, genotip yang mungkin untuk keturunan dari kedua ibu bapa ini adalah:
- "Dua alel dominan" (dua R)
- "Satu alel dominan dan satu resesif" (R dan r)
- "Satu alel dominan dan satu resesif" (R dan r) - perhatikan bahawa terdapat dua grid dengan genotip ini.
- "Dua alel resesif" (dua r)
Langkah 5. Tentukan fenotip setiap keturunan yang berpotensi
Fenotip dalam organisma adalah sifat fizikal sebenar yang ditunjukkan berdasarkan genotipnya. Beberapa contoh fenotip seperti warna mata, warna rambut, dan kehadiran sel-sel penyakit darah - ini adalah sifat fizikal yang "ditentukan" oleh gen, tetapi bukan gabungan gen itu sendiri. Fenotip yang mungkin dimiliki oleh keturunan ditentukan oleh ciri-ciri gen. Gen yang berbeza akan mempunyai peraturan yang berbeza dari segi manifestasi mereka sebagai fenotip.
- Dalam contoh kita, katakan bahawa gen yang membolehkan seseorang melancarkan lidah mereka adalah gen yang dominan. Ini bermaksud bahawa setiap keturunan akan dapat menggulung lidah mereka, walaupun hanya satu alel yang dominan. Dalam kes ini, fenotip keturunan yang berpotensi adalah:
- Kiri atas: "Mampu menggulung lidah (dua R)"
- Kanan atas: "Mampu menggulung lidah (satu R)"
- Kiri bawah: "Mampu menggulung lidah (satu R)"
- Bawah kanan: "Tidak dapat menggulung lidah (tidak ada R)"
Langkah 6. Gunakan grid untuk menentukan kebarangkalian munculnya fenotip yang berlainan
Salah satu kegunaan empat sisi Punnett yang paling umum adalah untuk menentukan seberapa besar kemungkinan keturunan mempunyai fenotip tertentu. Oleh kerana setiap grid mewakili genotip yang setara mungkin, anda dapat mencari kemungkinan fenotip dengan "bahagikan bilangan grid yang mengandungi fenotip itu dengan jumlah kisi yang ada."
- Kuadrilateral Punnett dalam contoh kami menyatakan bahawa terdapat empat kemungkinan kombinasi gen untuk setiap keturunan, dari kedua ibu bapa ini. Tiga dari gabungan ini menghasilkan keturunan yang mampu melancarkan lidah. Oleh itu, kebarangkalian untuk fenotip kami adalah:
- Keturunan dapat menggulung lidah: 3/4 = "0,75 = 75%"
- Keturunan tidak dapat menggulung lidah: 1/4 = "0.25 = 25%"
Kaedah 2 dari 2: Menunjukkan Salib Dihibrid (Dua Gen)
Langkah 1. Gandakan setiap sisi grid asas 2x2 untuk setiap gen tambahan
Tidak semua kombinasi gen semudah monohybrid asas (satu-gen) melintasi dari bahagian di atas. Beberapa fenotip ditentukan oleh lebih daripada satu gen. Dalam kes ini, anda harus mempertimbangkan setiap kemungkinan kombinasi, yang bermaksud menarik grid yang lebih besar.
- Peraturan asas Punnett segiempat apabila terdapat lebih dari satu gen adalah: "darabkan setiap sisi grid untuk setiap gen selain 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 contoh masalah dua gen. Ini bermakna kita harus menggambar grid "4x4". Konsep dalam bahagian ini juga berlaku untuk tiga atau lebih gen - masalah ini hanya memerlukan grid yang lebih besar dan kerja tambahan.
Langkah 2. Berikan gen ibu bapa yang menyumbang
Seterusnya, cari gen yang dikongsi oleh kedua ibu bapa untuk ciri yang dikaji. Oleh kerana banyak gen yang terlibat, genotip setiap ibu bapa akan mendapat dua huruf tambahan untuk setiap gen selain yang pertama - dengan kata kain, empat huruf untuk dua gen, enam huruf untuk tiga gen, dan seterusnya. Adalah berguna untuk menulis genotip ibu di bahagian atas grid, dan genotip bapa di sebelah kiri (atau sebaliknya) sebagai peringatan visual.
Mari gunakan contoh klasik untuk menggambarkan konflik ini. Tumbuhan kacang boleh mempunyai kacang halus atau berkerut, berwarna kuning atau hijau. Halus dan kuning adalah ciri dominan. Dalam kes ini, gunakan M dan m untuk mewakili dominan dan resesif untuk kelancaran dan K dan k untuk kekuningan. Katakan ibu mempunyai genotip "MmKk" dan gen ayah mempunyai genotip "MmKK"
Langkah 3. Tulis pelbagai kombinasi gen di bahagian atas dan kiri
Sekarang, di atas baris atas grid dan di sebelah kiri lajur paling kiri, tuliskan alel berbeza yang mungkin disumbangkan oleh setiap ibu bapa. Seperti ketika menangani gen tunggal, setiap alel sama-sama cenderung diwarisi. Namun, kerana terdapat begitu banyak gen, setiap lajur dan baris akan mendapat lebih dari satu huruf: dua huruf untuk dua gen, tiga huruf untuk tiga gen, dan seterusnya.
- Dalam contoh ini, kita mesti menyenaraikan pelbagai kombinasi gen yang mungkin diwarisi oleh ibu bapa dari genotip MmKk mereka. Sekiranya kita mempunyai gen MmKk dari ibu di sepanjang kisi atas dan gen MmKk ayah di kisi kiri, maka alel untuk setiap gen adalah:
- Di sepanjang bahagian atas: "MK, Mk, mK, mk"
- Di sebelah kiri: "MK, MK, mK, mK"
Langkah 4. Isi setiap grid dengan setiap gabungan alel
Isi petak seperti ketika menangani gen tunggal. Namun, kali ini, setiap grid akan memiliki dua huruf tambahan untuk setiap gen selain yang pertama: empat huruf untuk dua gen, enam huruf untuk tiga gen. Secara umum, bilangan huruf di setiap grid harus sama dengan jumlah huruf dalam genotip setiap ibu bapa.
- Dalam contoh ini, kami akan mengisi grid yang ada seperti berikut:
- Baris teratas: "MMKK, MMKk, MmKK, MmKk"
- Baris kedua: "MMKK, MMKk, MmKK, MmKk"
- Baris ketiga: "MmKK, MmKk, mmKK, mmKk"
- Baris bawah: "MmKK, MmKk, mmKK, mmKk"
Langkah 5. Cari fenotip untuk setiap keturunan yang berpotensi
Ketika berhadapan dengan banyak gen, setiap kisi di Punnett segiempat masih mewakili genotip untuk setiap keturunan yang berpotensi - ada lebih banyak pilihan daripada satu gen. Fenotip untuk setiap kisi, sekali lagi, bergantung pada gen yang tepat ditangani. Namun, secara umum, sifat dominan hanya memerlukan satu alel untuk dinyatakan, sementara sifat resesif memerlukan alel resesif "semua".
- Dalam contoh ini, kerana kelancaran (M) dan kekuningan (K) adalah sifat atau sifat dominan bagi tanaman kacang dalam contoh, setiap grid yang mengandungi sekurang-kurangnya satu modal M mewakili tumbuhan dengan fenotip halus, dan setiap grid mengandungi sekurang-kurangnya satu besar K mewakili tanaman. fenotip kuning. Tumbuhan berkerut memerlukan dua alel huruf kecil, dan tumbuhan hijau memerlukan dua alel huruf kecil. Dari keadaan ini, kita mendapat:
- Baris teratas: "Seamless / yellow, Seamless / yellow, Smooth / yellow, Seamless / yellow"
- Baris kedua: "Seamless / yellow, Smooth / yellow, Smooth / yellow, Smooth / yellow"
- Baris ketiga: "Halus / kuning, Halus / kuning, berkerut / kuning, berkerut / kuning"
- Baris bawah: "Halus / kuning, Halus / kuning, berkerut / kuning, berkerut / kuning"
Langkah 6. Gunakan grid untuk menentukan kebarangkalian setiap fenotip
Gunakan teknik yang sama seperti ketika menangani gen tunggal untuk mengetahui kebarangkalian bahawa setiap keturunan dari kedua ibu bapa boleh mempunyai fenotip yang berbeza. Dengan kata lain, bilangan grid yang mengandungi fenotip dibahagi dengan jumlah grid sama dengan kebarangkalian untuk setiap fenotip.
- Dalam contoh ini, 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 yang dicirikan oleh kedutan dan hijau: 0/16 = "0%"
- Perhatikan bahawa kerana tidak mungkin setiap keturunan mempunyai dua alel k resesif, kedua-dua keturunannya tidak berwarna hijau (0%).
Petua
- Tergesa-gesa? Cuba gunakan kalkulator dalam talian segiempat Punnett (contohnya dalam ini), yang dapat membuat dan mengisi grid persegi Punnett berdasarkan gen induk yang telah anda tentukan.
- Secara umum, sifat resesif tidak sama seperti sifat dominan. Walau bagaimanapun, terdapat situasi di mana sifat langka ini dapat meningkatkan kecergasan organisma dan dengan demikian menjadi lebih umum melalui pemilihan semula jadi. Sebagai contoh, sifat resesif yang menyebabkan keadaan penyakit darah keturunan juga memberikan kekebalan terhadap malaria, menjadikannya perlu di iklim tropika.
- Tidak semua gen hanya mempunyai dua fenotip. Sebagai contoh, terdapat beberapa gen yang mempunyai fenotip berasingan untuk kombinasi heterozigot (satu dominan, satu resesif).
