Что такое решетка пеннета в биологии
Что такое решетка пеннета в биологии
Решётка Пеннета, или решётка Паннета — 2D-таблица, предложенная английским генетиком Реджинальдом Паннетом (1875—1967) в качестве инструмента, представляющего собой графическую запись для определения сочетаемости аллелей из родительских генотипов[1]. Вдоль одной стороны квадрата расположены женские гаметы, вдоль другой — мужские. Это позволяет легче и нагляднее представить генотипы, получаемые при скрещивании родительских гамет.
Что такое решетка Пеннета?
Хорошо известно, что составление решеток Пеннета широко используется для решения генетических задач в менделевской генетике. Умение правильно составлять решетку Пеннета пригодится школьникам и студентам на уроках биологии. Но и профессиональные генетики используют эти навыки в своей работе. Что же такое решетка Пеннета?
Составление решетки Пеннета в моногибридном скрещивании
Наша решетка Пеннета будет выглядеть следующим образом (См. рис.)
Решетка Пеннета и Менделевское наследование
Каждый признак данного организма контролируется парой аллелей.
Если организм содержит два различных аллеля для данного признака, то один из них (доминантный) может проявляться, полностью подавляя проявление другого (рецессивного).
При мейозе каждая пара аллелей разделяется (расщепляется) и каждая гамета получает по одному из каждой пары аллелей (принцип расщепления).
Без этих основных законов мы не сможем решить ни одну генетическую задачу. Установив возможность предсказывать результаты по одной паре альтернативных признаков, Мендель перешел к изучению наследования двух пар таких признаков.
Составление решетки Пеннета в дигибридном скрещивании
Сперва необходимо определить все возможные комбинации гамет, для этого также можно использовать решетку Пеннета (См. рис.1)
Таким образом гетерозиготные растения могут дать четыре типа гамет со всеми возможными комбинациями: RY, Rg, wY, wg. Теперь составим решетку Пеннета для генотипов (См. рис.2)
Составление решетки Пеннета в тригибридном скрещивании.
Составить решетку Пеннета для скрещивания между двумя растениями гетерозиготными по трем генам будет более сложно. Для решения этой задачи мы можем воспользоваться нашими знаниями по математике. Чтобы определить все возможные комбинации гамет для тригибридного скрещивания мы должны вспомнить решение полиномов.
Теперь составим решетку Пеннета для генотипов (таблица будет иметь 64 клетки (См. рис. 3)
Соотношение и вероятности по генотипам для тригибридного скрещивания
Но как нам подсчитать соотношение по генотипам. Снова воспользуемся полиномами.
Мы знаем, что соотношение по генотипам для моногибридного скрещивания составляет: 1AA: 2Aa: 1aa.
Теперь составим полином для нашего случая: (1AA + 2Aa + 1aa) X (1BB + 2Bb + 1bb) X (1CC + 2Cc + 1cc).
Умножим два первых выражения мы получим: (1AABB + 2AABb + 1AAbb + 2AaBB + 4AaBb + 2Aabb + 1aaBB + 2aaBb + 1aabb) X (1CC + 2Cc + 1cc).
Умножив полученное выражение на третье мы получим результаты для генотипов : 1AABBCC : 2AABbCC : 1AAbbCC : 2AaBBCC : 4AaBbCC : 2AabbCC : 1aaBBCC : 2aaBbCC : 1aabbCC : 2AABBCc : 4AABbCc : 2AAbbCc : 4AaBBCc : 8AaBbCc : 4AabbCc : 2aaBBCc : 4aaBbCc : 2aabbCc : 1AABBcc : 2AABbcc : 1AAbbcc : 2AaBBcc : 4AaBbcc : 2Aabbcc : 1aaBBcc : 2aaBbcc : 1aabbcc
Соотношение и вероятности по фенотипам для тригибридного скрещивания.
И мы также можем получить соотношение по фенотипам.
Мы знаем, что соотношение по фенотипам для моногибридного скрещивания составляет: 3A-: 1aa.
Теперь составим полином для нашего случая: (3A- + 1aa) X (3B- + 1bb) X (3C- + 1cc).
Умножим два первых выражения мы получим: (9A-B-+ 3A-bb + 3aaB-+ 1aabb) X (3C-+ 1cc).
Умножив полученное выражение на третье мы получим результаты для фенотипов: 27A-B-C- : 9A-bbC- : 9aaB-C- :3aabbC- : 9A-B-cc : 3A-bbcc : 3aaB-cc : 1aabbcc
Все эти результаты мы получили с помощью метода полиномов, и без составления решеток Пеннета.
Решётка Пеннета
Содержание
Моногибридное скрещивание
В этом примере оба организма имеют генотип Bb. Они могут производить гаметы, содержащие аллель B или b (первая означает доминантность, вторая — рецессивность). Вероятность потомка с генотипом ВВ составляет 25%, Bb — 50%, bb — 25%.
| Материнские | |||
|---|---|---|---|
| B | b | ||
| Отцовские | B | BB | Bb |
| b | Bb | bb | |
Фенотипы же получаются в сочетании 3:1. Классический пример — окраска шерсти крысы: например, B — чёрная шерсть, b — белая. В таком случае 75% потомства будет иметь чёрную шерсть (BB или Bb), тогда как только 25% будет иметь белую (bb).
Дигибридное скрещивание
Следующий пример иллюстрирует дигибридное скрещивание между гетерозиготными растениями гороха. A представляет доминирующую аллель по признаку формы (круглый горох), a — рецессивную аллель (морщинистый горох). B представляет доминирующую аллель по признаку цвета (жёлтый горох), b — рецессивную аллель (зелёный). Если каждое растение имеет генотип AaBb, то, поскольку аллели по признаку формы и цвета независимы, может быть четыре типа гамет при всех возможных сочетаниях: AB, Ab, aB и ab.
| AB | Ab | aB | ab | |
|---|---|---|---|---|
| AB | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
| Ab | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
| aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
| ab | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Получается 9 круглых жёлтых горошин, 3 круглых зелёных, 3 морщинистых жёлтых, 1 морщинистая зелёная горошина. Фенотипы в дигибридном скрещивании сочетаются в соотношении 9:3:3:1.
Древоидный метод
Существует и альтернативный, древоидный метод, но он не отображает генотипы гамет верно:
Его выгодно использовать при скрещивании гомозиготных организмов:
Решётка Пеннета
Связанные понятия
Реципрокные скрещивания — два эксперимента по скрещиванию, характеризующиеся прямо противоположным сочетанием пола и исследуемого признака. В одном эксперименте самца, имеющего определенный доминантный признак, скрещивают с самкой, имеющей рецессивный признак. Во втором, соответственно, скрещивают самку с доминантным признаком и самца с рецессивным признаком.
660нм), другая — дальний красный (λ
730нм). Поглотив свет, фитохром переходит из одной формы в другую. Этот пигмент играет важную роль в ряде процессов, таких как цветение и прорастание семян.
Репортёрные гены (гены-репортёры, англ. reporter gene) в молекулярной биологии — гены, которые присоединяют к регуляторным последовательностям других генов для исследования проявлений генов в культурах клеток. Некоторые репортёрные гены используются исследователями, так как их экспрессия придаёт организму чётко выраженные легко измеряемые характеристики, некоторые, — так как они являются селективными маркерами. Репортёрные гены используют для того, чтобы определить уровень экспрессии гена в клетке.
Злокачественный рост, или возникновение опухолей, следует рассматривать как особый патологический способ развития клеток. Переход к патологическому развитию возможен для клеток различных тканей многоклеточных животных и растений.
Эта статья об аквариумной рыбке, также известной как бычковая мандаринка. О плотоядной пресноводной рыбе известной как китайский окунь см. Окунь китайский.Мандаринка (лат. Synchiropus splendidus) — вид небольших ярко окрашенных рыб из семейства лировых (Callionymidae).
Что такое решетка пеннета в биологии
Решетка Пеннета
Моногибридное скрещивание определяет комбинации аллелей у потенциального потомства только для одного гена.
Скрещивание по одному признаку можно рассчитать следующим образом:
Шаг 2: Запишите генотип и фенотип предполагаемых родителей (это поколение P).
Шаг 3: Укажите генотип родительских гамет (они будут гаплоидными и, соответственно, состоят каждый из одного аллеля).
Шаг 4: Нарисуйте сетку с материнскими гаметами вдоль верха и гаметами отца слева (это решетка Пеннета).
Шаг 5: Заполните решетку Пеннета для определения потенциальных генотипов и фенотипов потомства (это поколение F1).
Генотипические и фенотипические отношения, рассчитанные по сетке Пеннета, являются только гипотетическими, и не всегда отражают реальные показатели.
При сравнении прогнозируемых результатов с фактическими показателями более крупные наборы данных с большей вероятностью дадут положительную корреляцию.
Грегор Мендель выполнил более 5 000 скрещиваний в рамках своего эксперимента с горохом.
Однако многие статистики считают, что результаты Менделя слишком близки к точным соотношениям, чтобы быть подлинными.
Экспериментальные данные растения гороха Менделя
Законы Менделя
С него часто начинаются генетические задачи (в качестве первого скрещивания). Этот закон гласит о том, что при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения будут единообразны по данным признакам.
Анализирующее скрещивание
Анализируя полученное потомство, можно сделать вывод о генотипе гибридной особи.
Неполное доминирование
«При скрещивании гетерозиготных гибридов (Aa) первого поколения F1 во втором поколении F2 наблюдается расщепление по данному признаку: по генотипу 1 : 2 : 1, по фенотипу 3 : 1″
В нем речь идет о дигибридном скрещивании, то есть мы исследуем не один, а два признака у особей (к примеру, цвет семян и форма семян). Каждый ген имеет два аллеля, поэтому пусть вас не удивляют генотипы AaBb 🙂 Важно заметить, что речь в данном законе идет о генах, которые расположены в разных хромосомах.
Запомните III закон Менделя так: «При скрещивании особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга, комбинируясь друг с другом во всех возможных сочетаниях.
Очевидно, что расщепление по фенотипу среди гибридов второго поколения составляет: 9:3:3:1.
Пример решения генетической задачи №1
Доминантный ген отвечает за развитие у человека нормальных глазных яблок. Рецессивный ген приводит к почти полному отсутствию глазных яблок (анофтальмия). Гетерозиготы имеют глазное яблоко малых размеров (микрофтальмия). Какое строение глазных яблок будет характерно для потомства, если оба родителя страдают микрофтальмией?
Пример решения генетической задачи №2
Полидактилия и отсутствие малых коренных зубов передаются как аутосомно-доминантные признаки. Гены, отвечающие за развитие этих признаков, расположены в разных парах гомологичных хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают обеими болезнями и гетерозиготны по этим парам генов.
В данном случае мы построим решетку Пеннета, которая сделает генотипы потомства более наглядными. Вы видите, что на потомстве буквально нет ни одного живого места: почти все 16 возможных потомков больны либо одним, либо другим заболеванием, кроме одного, aabb. Вероятность рождения такого ребенка очень небольшая 1/16 = 6.25%.
Пример решения генетической задачи №3
У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый мальчик с нормальным зрением. Ген близорукости (A) доминантен по отношению к гену нормального зрения (a), а ген кареглазости (D) доминирует над геном голубоглазости (d). Какова вероятность рождения в этой семье нормального кареглазого ребенка?
Первый этап решения задачи очень важен. Мы учли описания генотипов родителей и, тем не менее, белые пятна остались. Мы не знаем гетерозиготна (Aa) или гомозиготная (aa) женщина по гену близорукости. Такая же ситуация и с мужчиной, мы не можем точно сказать, гомозиготен (DD) он или гетерозиготен (Dd) по гену кареглазости.
Аутосомно-доминантный тип наследования
Я не забыл о том, что по ходу изучения генетики вас надо научить видеть различные варианты наследования на генеалогическом древе (родословной) =) Из предыдущей статьи мы узнали о том, как выглядит и чем характеризуется аутосомно-рецессивный тип наследования, сейчас поговорим об аутосомно-доминантном, с которым мы столкнулись в задачах выше.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.