什么是庞纳特方格?
庞纳特方格(Punnett Square,又称棋盘格)是遗传学中一种简单实用的方格图,用来预测两个亲本杂交后子代可能出现的基因型。它由英国遗传学家雷金纳德·庞纳特(Reginald Punnett)提出:把一个亲本产生的配子排在方格上方,另一个亲本的配子排在左侧,再在每个格子里填入组合后的等位基因。本计算器处理的是单基因杂交(monohybrid cross)——即只涉及一对等位基因的杂交,其中包含一个显性等位基因(A)和一个隐性等位基因(a)。
如何使用
分别为两个亲本选择各自携带的两个等位基因。大写“A”代表显性等位基因,小写“a”代表隐性等位基因。例如:携带者亲本为 Aa,纯合显性亲本为 AA,纯合隐性亲本为 aa。点击“计算”后,工具会自动生成 2×2 的方格,并给出每种基因型的数量,以及每种基因型和表现型出现的百分比概率。
计算原理
每个亲本会向每个子代传递一个等位基因。由于每个亲本有两个等位基因,因此共有 \(2 \times 2 = 4\) 种概率相等的组合。
$$\text{Offspring} = \left\{ \left(\text{P1}_a\,,\, \text{P1}_b\right) \times \left(\text{P2}_a\,,\, \text{P2}_b\right) \right\}$$某一基因型出现的概率,等于含有该基因型的格子数除以 4。
$$\begin{aligned} \%_{\text{genotype}} &= \frac{\text{count of that pair}}{4} \times 100 \\ \%_{\text{dominant}} &= \frac{AA + Aa}{4} \times 100 \\ \%_{\text{recessive}} &= \frac{aa}{4} \times 100 \end{aligned}$$只要存在至少一个 A(即 AA 或 Aa),子代就表现出显性性状;而隐性性状只有在 aa 这种基因型下才会出现。
实例演示
将两个杂合亲本进行杂交:Aa × Aa。四个格子分别为 AA、Aa、Aa、aa。这样得到的基因型比例为 \(1\,\text{AA} : 2\,\text{Aa} : 1\,\text{aa}\),换算成百分比即 25% AA、50% Aa、25% aa。由于 AA 和 Aa 都表现为显性性状,因此表现型比例为 \(3\ \text{显性} : 1\ \text{隐性}\),也就是子代有 75% 的概率表现显性性状,25% 的概率表现隐性性状。
常见问题
它能计算两个性状(双基因杂交)吗? 不能。本工具只针对单个基因(单基因杂交)建模。双基因杂交(dihybrid cross)需要使用 4×4 的方格。
“Aa”和“aA”是一样的吗? 是的。对于基因型而言顺序无关紧要,因此计算器会将两者统一处理为“Aa”。
表现型百分比是什么意思? 在完全显性的前提下,它表示子代在外观上实际表现出显性或隐性性状的概率。