Punnett-kvadrater forklaret: Mendels arvelighedslove

Gener, alleler og egenskaber

En egenskab er noget, du kan observere, f.eks. blomsterfarven på en ærteplante. Et gen er et stykke DNA, der påvirker en egenskab. De fleste gener findes i forskellige versioner, som kaldes alleler. En organisme, der formerer sig seksuelt, arver to kopier af hvert gen, én fra hver forælder.

Bogstaver gør det nemt at skrive det ned. Hvis et gen for pelsfarve har en mørk allel og en lys allel, kan vi skrive dem som C og c. Et individ kan så have CC, Cc eller cc.

Dominante og recessive alleler

Når de to alleler er forskellige, skjuler den ene ofte den anden. Den allel, der skjuler den anden, er dominant (stort bogstav), og den skjulte er recessiv (lille bogstav). Et individ med Cc ser ud som et med CC. Det recessive træk kommer kun til udtryk, når begge kopier er recessive: cc.

Dominant betyder ikke bedre eller mere almindelig. Det beskriver kun, hvilken allel der kommer til udtryk, når begge er til stede. Mange harmløse træk er recessive, og nogle dominante træk er sjældne.

Dette er det enkleste mønster, som kaldes fuldstændig dominans. I virkeligheden kan gener opføre sig mere kompliceret, og derfor beskrives kvadratet nedenfor som en model for ét gen ad gangen.

Genotype versus fænotype

To ord hjælper med at holde disse idéer adskilt:

• Genotype er det par af alleler, et individ har: CC, Cc eller cc.
• Fænotype er det træk, du faktisk kan se.

Forskellige genotyper kan give den samme fænotype. CC og Cc viser begge det dominante udseende. Et individ med Cc er en bærer: Det viser det dominante træk, men kan give den skjulte allel videre. Ord som homozygot (to ens alleler) og heterozygot (to forskellige alleler) beskriver genotypen.

Mendels lov om allel-adskillelse

Her er den vigtigste pointe. Et individs to alleler bliver adskilt, når kønsceller (gameter) dannes, så hver kønscelle kun bærer én. Hvilken allel der ender i en bestemt kønscelle, afhænger af tilfældigheder. Ved befrugtningen smelter en kønscelle fra hver forælder sammen med den anden, og parret bliver dannet igen.

En Cc-forælder producerer altså to slags kønsceller, C og c, i lige store antal. Det er alt, hvad du behøver for at forudsige et kryds.

Sådan udfylder du et Punnett-kvadrat

Et Punnett-kvadrat er et lille gitter, der viser alle mulige kombinationer. Når du laver et kryds mellem to bærere, Cc × Cc:

1. Skriv den ene forælders kønsceller (C, c) hen over toppen.
2. Skriv den anden forælders kønsceller ned langs siden.
3. Udfyld hver celle med det par, der dannes af dens række og kolonne.

Du får fire celler, der alle er lige sandsynlige: CC, Cc, Cc, cc. Ud fra dem kan du finde to forhold:

• Genotypeforhold: 1 CC : 2 Cc : 1 cc.
• Fænotypeforhold: 3 dominante : 1 recessiv.

Hvert afkom har altså én ud af fire chancer for at vise det recessive træk. Et kryds mellem to renavlede linjer opfører sig anderledes: CC × cc giver kun Cc, så alt afkom er ens (F₁-generationen) og viser det dominante træk.

Sandsynligheder er ikke løfter

Et forhold på 3 : 1 er et forventet gennemsnit, ikke en garanti. Hvert afkom er en uafhængig hændelse, ligesom et møntkast. En lille familie kan sagtens vise 2 : 2 eller endda 4 : 0, og det er helt normalt. Mendel så tydelige forhold, fordi han talte hundredvis af planter.

Fejl, du bør undgå

• At antage, at en familie på fire nødvendigvis skal have præcis ét recessivt barn.
• At tro, at et tidligere resultat ændrer chancerne for det næste afkom. Det gør det ikke.
• At opfatte "dominant" som det samme som "mest almindeligt i populationen".

Sådan undersøger du det i laboratoriet

Laboratoriet bruger opdigtede væsner, så du kan øve dig i at avle uden rigtige organismer. Det er en forenklet undervisningsmodel, der følger ét gen ad gangen. En god rækkefølge er:

1. Hvad er en egenskab? for at møde væsnerne og lære fagordene.
2. Dominant og recessiv for at se, hvilken allel der kommer til udtryk.
3. Genotype versus fænotype for at skelne mellem koden og udseendet.
4. Monohybrid krydsning for at avle på én egenskab.
5. Punnett-kvadratet for at forudsige resultater, før du avler.
6. Homozygote krydsninger for at se, hvordan renavlede linjer opfører sig.

Lav først en forudsigelse med kvadratet, avl flere kuld, og sammenlign. Forskellen mellem forudsigelse og resultat er dér, den egentlige forståelse opstår.