Punnett-Quadrat Generator mit Genotyp- und Phänotypverhältnis
Erstellt Punnett-Quadrate für monohybride, dihybride und trihybride Erbgänge, AB0-Blutgruppen, X-chromosomale Merkmale und intermediäre Erbgänge, jedes Feld und beide Spaltungsverhältnisse ausgerechnet. Für Hausaufgaben, Arbeitsblätter und Biologie-Folien.
Stile für Punnett-Quadrate
Jeder Stil zeigt eine eigene Kreuzung: den intermediären Erbgang beim Löwenmäulchen mit Feldern in der Blütenfarbe, ein Übungsblatt Tt × tt in Schwarz-Weiß mit vorgegebenen Keimzellen und leeren Feldern, eine dihybride Rückkreuzung von Hand auf Karopapier und Kodominanz beim Roan-Rind auf einer dunklen Folie. Eine Karte übernimmt die Kreuzung, die sie zeigt.
Punnett-Quadrat Beispiele
So sehen die vier Startbeispiele aus: Mendels dihybride Erbsenkreuzung mit 9 : 3 : 3 : 1, Eltern mit Blutgruppe A und B, deren Kinder jede Blutgruppe haben können, Rot-Grün-Sehschwäche mit einer Überträgerin als Mutter und zwei braunäugige Eltern Bb × Bb. Ein Klick lädt die jeweilige Eingabe.
Was ist ein Punnett-Quadrat?
Ein Punnett-Quadrat ist ein Kreuzungsschema als Tabelle: Die Keimzellen des einen Elternteils stehen oben, die des anderen links, und jedes Feld enthält einen möglichen Genotyp der Nachkommen; durch Auszählen der Felder ergeben sich Genotyp- und Phänotypverhältnis. Reginald Punnett entwickelte die Darstellung 1905, um Mendels Ergebnisse zu lehren. Kreuzt man zwei Mischerbige (Aa × Aa), entstehen 4 Felder mit 1 AA : 2 Aa : 1 aa, bei dominant-rezessivem Erbgang also die Spaltung 3 : 1; die dihybride Kreuzung AaBb × AaBb füllt 16 Felder und ergibt 9 : 3 : 3 : 1. Alle Felder sind gleich wahrscheinlich, der Anteil eines Feldes am Quadrat ist also die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kind diesen Genotyp hat.
Was dieser Punnett-Quadrat Generator für Sie ausrechnet
- Jedes Feld wird berechnet, bevor gezeichnet wird. Die Keimzellen an den Rändern, der Genotyp in jedem der 4, 16 oder 64 Felder und beide Verhältnisse werden aus Ihrer Kreuzung im Code ermittelt; die Abbildung entsteht aus diesem Ergebnis, kein Feld wird geraten.
- Die Dominanz ergibt sich aus der Schreibweise und Ihren Angaben. Groß- und Kleinbuchstabe bedeuten dominant-rezessiv; zwei Großbuchstaben oder hochgestellte Zeichen (RW, Cᴿ Cᵂ) geben dem Mischerbigen eine eigene Klasse, und mit dem Zusatz intermediär oder kodominant wird er entsprechend benannt.
- Blutgruppen und X-chromosomale Gene folgen eigenen Regeln. Iᴬ und Iᴮ sind kodominant und beide dominant über i, die Phänotypen sind also A, B, AB und 0. Bei X-chromosomalen Genen trägt ein Sohn ein X-Allel und ein Y, daher wird das Ergebnis für Töchter und Söhne getrennt angegeben und Überträgerinnen werden markiert.
- Ihre Merkmalsnamen stehen in den Verhältnissen. Aus B = braune Augen, b = blaue Augen wird 3 braune Augen : 1 blaue Augen. Eltern lassen sich auch in Worten beschreiben, etwa eine mischerbige braunäugige Mutter; ihr Genotyp wird aus Ihren Angaben abgeleitet.
- Übungsblätter und leere Vorlagen auf Wunsch. Bei einem Übungsblatt sind die Keimzellen eingetragen, Felder und Verhältniszeilen bleiben leer; ein leeres 2 × 2- oder 4 × 4-Punnett-Quadrat ohne Kreuzung ergibt eine Vorlage zum Ausdrucken.
Punnett-Quadrate nach Art der Kreuzung und ihre Spaltung
Die meisten Aufgaben in Schule und Studium gehören zu einem dieser Fälle. Jeder wird nach seiner eigenen Regel berechnet; die Verhältnisse unten sind die, die unter dem Quadrat stehen.
Monohybrider Erbgang
Ein Gen, ein 2 × 2-Quadrat. Zwei Mischerbige (Aa × Aa) ergeben 1 AA : 2 Aa : 1 aa, bei Dominanz von A die Phänotypspaltung 3 : 1 (Spaltungsregel). Mischerbig × reinerbig rezessiv (Aa × aa) ergibt 1 : 1, AA × aa nur Aa, die einheitliche F1 der Uniformitätsregel.
Dihybrider Erbgang (zwei Merkmale)
Zwei Gene auf verschiedenen Chromosomen, ein 4 × 4-Quadrat mit 16 Feldern. Die vier Keimzellen jedes Elternteils stehen in der Reihenfolge AB, Ab, aB, ab am Rand. AaBb × AaBb ergibt 9 : 3 : 3 : 1, Mendels runde gelbe, runde grüne, runzlige gelbe und runzlige grüne Erbsen, verteilt auf 9 Genotypen (Unabhängigkeitsregel).
Trihybrider Erbgang
Drei Gene, ein 8 × 8-Quadrat mit 64 Feldern. AaBbCc × AaBbCc ergibt 27 Genotypen und die Phänotypspaltung 27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1, also dreimal (3 : 1) ausmultipliziert. Das vollständige Quadrat wird gezeichnet, jeder Genotyp in seinem Feld, jeder der 8 Phänotypen in eigener Tönung.
Punnett-Quadrat für Blutgruppen (AB0)
Drei Allele: Iᴬ und Iᴮ sind kodominant, beide dominant über i. Blutgruppe A ist IᴬIᴬ oder Iᴬi, B ist IᴮIᴮ oder Iᴮi, AB ist IᴬIᴮ und 0 ist ii. Mischerbige Eltern mit A und B (Iᴬi × Iᴮi) können Kinder aller vier Blutgruppen bekommen, je 1/4. Die Schreibweise A0 × B0 wird genauso gelesen.
X-chromosomaler Erbgang
Für Gene auf dem X-Chromosom, etwa bei Bluterkrankheit (Hämophilie) und Rot-Grün-Sehschwäche. Die Mutter trägt zwei X-Allele, der Vater ein X-Allel und ein Y. Eine Überträgerin und ein gesunder Vater (XᴴXʰ × XᴴY) haben gesunde Töchter, davon die Hälfte Überträgerinnen, und Söhne, die zur Hälfte erkranken.
Intermediärer Erbgang (unvollständige Dominanz)
Der Mischerbige liegt dazwischen: Rotes × weißes Löwenmäulchen (CᴿCᴿ × CᵂCᵂ) ergibt nur rosa Blüten, zwei rosa Pflanzen ergeben 1 rot : 2 rosa : 1 weiß, Genotyp- und Phänotypverhältnis stimmen hier überein. Allele als RW oder Cᴿ Cᵂ schreiben und intermediär dazusagen.
Kodominanter Erbgang
Beide Allele kommen im Mischerbigen voll zur Ausprägung: Ein Roan-Rind hat rote und weiße Haare nebeneinander. Roan × Roan (RW × RW) ergibt 1 rot : 2 roan : 1 weiß, dasselbe 1 : 2 : 1 wie beim intermediären Erbgang; nur das Aussehen des Mischerbigen unterscheidet sich. Beim Menschen ist die Blutgruppe AB das Beispiel.
Sichelzellanämie im Punnett-Quadrat
Die Sichelzellanämie wird autosomal-rezessiv vererbt: Zwei Anlageträger (Ss × Ss) haben mit 1/4 ein erkranktes Kind, mit 1/2 einen Anlageträger und mit 1/4 ein Kind ohne Anlage. Damit die Anlageträger im Quadrat benannt werden, als AS × AS kodominant mit drei Namen schreiben: A = gesund, S = Sichelzellanämie, AS = Anlageträger.
Augenfarbe im Punnett-Quadrat
Das Schulmodell setzt Braun (B) dominant über Blau (b): Zwei braunäugige Anlageträger (Bb × Bb) bekommen mit 1/4 ein blauäugiges Kind. Tatsächlich hängt die Augenfarbe von mehreren Genen ab, vor allem OCA2 und HERC2; das Modell erklärt die Mendelschen Regeln, eine Vorhersage für ein Baby ist es nicht.
Leeres Punnett-Quadrat und Übungsblatt
Mit dem Wunsch nach einem Übungsblatt stehen die Keimzellen Ihrer Kreuzung am Rand, alle Felder und beide Verhältniszeilen bleiben zum Ausfüllen leer. Ein leeres 2 × 2- oder 4 × 4-Punnett-Quadrat ohne Kreuzung ergibt eine reine Vorlage.
Spaltungsverhältnisse häufiger Kreuzungen
Die erwarteten Verhältnisse, die der Generator unter das jeweilige Quadrat schreibt, für die Kreuzungen, die im Biologieunterricht am häufigsten vorkommen.
| Kreuzung | Quadrat | Genotypverhältnis | Phänotypverhältnis |
|---|---|---|---|
| Aa × Aa | 2 × 2 | 1 AA : 2 Aa : 1 aa | 3 : 1 |
| Aa × aa (Rückkreuzung) | 2 × 2 | 1 Aa : 1 aa | 1 : 1 |
| AA × aa | 2 × 2 | Alle Aa | Alle dominant |
| AaBb × AaBb | 4 × 4 | 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1 (9 Genotypen) | 9 : 3 : 3 : 1 |
| AaBb × aabb | 4 × 4 | 1 : 1 : 1 : 1 | 1 : 1 : 1 : 1 |
| AaBbCc × AaBbCc | 8 × 8 | 27 Genotypen | 27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1 |
| RW × RW (intermediär oder kodominant) | 2 × 2 | 1 RR : 2 RW : 1 WW | 1 : 2 : 1 |
| Iᴬi × Iᴮi (Blutgruppen) | 2 × 2 | 1 IᴬIᴮ : 1 Iᴬi : 1 Iᴮi : 1 ii | 1 A : 1 B : 1 AB : 1 0 |
| XᴴXʰ × XᴴY (X-chromosomal) | 2 × 2 | 1 : 1 : 1 : 1 | Töchter alle gesund (1/2 Überträgerinnen), Söhne 1 : 1 |
Ein Verhältnis ist eine Erwartung, keine Zählung. Jedes Feld ist gleich wahrscheinlich, 3 : 1 heißt also: Jedes Kind hat mit 3/4 den dominanten Phänotyp; eine Familie mit vier Kindern kann trotzdem kein rezessives haben. Alle Werte setzen unabhängig vererbte Gene voraus; für gekoppelte Gene braucht man die Rekombinationshäufigkeit.
Wie erstellt man ein Punnett-Quadrat?
Keimzellen beider Eltern notieren
Jeden Genotyp in die Allele zerlegen, die eine Keimzelle tragen kann: Aa bildet A und a, AaBb bildet AB, Ab, aB und ab (ein Allel je Gen). Die Keimzellen des einen Elternteils oben eintragen, die des anderen links.
Jedes Feld aus Zeile und Spalte füllen
Jedes Feld erhält das Allel oben in seiner Spalte und das am Anfang seiner Zeile, Großbuchstabe zuerst: A von oben und a von links ergibt Aa. Die Gene in jedem Feld in derselben Reihenfolge schreiben, damit gleiche Genotypen gleich aussehen.
Felder für die Verhältnisse auszählen
Felder nach Genotyp zählen ergibt das Genotypverhältnis; nach Aussehen gruppiert ergibt sich das Phänotypverhältnis: Bei Aa × Aa zeigen AA und beide Aa das dominante Merkmal, also 3 : 1. Ein Feld ist 1/4 eines 2 × 2- und 1/16 eines 4 × 4-Quadrats.
Punnett-Quadrat oder Verzweigungsschema?
Beide sagen die Nachkommen einer Kreuzung nach derselben Regel voraus, der unabhängigen Neukombination; das Punnett-Quadrat listet jede Kombination als Feld, das Verzweigungsschema (Gabelmethode) multipliziert die Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Gene entlang von Ästen. Ab drei Genen, wenn das Quadrat 64 Felder und mehr hat, wird meist verzweigt.
| Punnett-Quadrat | Verzweigungsschema | |
|---|---|---|
| Was es zeigt | Jeden Genotyp, ein Feld je Keimzellpaar | Phänotyp- oder Genotypklassen als Äste |
| Größe bei 1, 2, 3 Genen | 4, 16 und 64 Felder | 2, 4 und 8 Astenden für Phänotypen |
| So entsteht das Verhältnis | Durch Auszählen der Felder | Durch Multiplizieren entlang der Äste (3/4 × 3/4 = 9/16) |
| Geeignet für | Ein oder zwei Gene, jeder Genotyp sichtbar | Drei und mehr Gene oder eine einzelne Wahrscheinlichkeit |
| Typischer Fehler | Eine Keimzelle mit zwei Allelen desselben Gens | Ein vergessener Ast |
Dieser Generator zeichnet das Quadrat für bis zu drei Gene. Für eine einzelne Wahrscheinlichkeit, etwa ein Kind aabbcc, ist das Verzweigungsschema von Hand schneller (1/4 × 1/4 × 1/4 = 1/64).
Fragen zum Punnett-Quadrat
Wie erstellt man ein dihybrides Punnett-Quadrat?
Die vier Keimzellen jedes Elternteils, mit je einem Allel pro Gen, oben und links an ein 4 × 4-Raster schreiben und jedes der 16 Felder aus Zeile und Spalte füllen. Für AaBb lauten die Keimzellen AB, Ab, aB und ab. Danach die Felder den vier Phänotypklassen (A_B_, A_bb, aaB_, aabb) zuordnen und auszählen: 9, 3, 3 und 1.
Warum spaltet ein dihybrider Erbgang 9 : 3 : 3 : 1?
Weil jedes Gen für sich 3 : 1 spaltet und Gene auf verschiedenen Chromosomen unabhängig vererbt werden; die Verhältnisse multiplizieren sich: (3 : 1) × (3 : 1) = 9 : 3 : 3 : 1. Das gilt nur, wenn beide Eltern für beide Gene mischerbig sind und beide Gene dominant-rezessiv vererbt werden. AaBb × aabb ergibt 1 : 1 : 1 : 1, ein intermediäres Gen verändert die Klassen.
Wie stellt man Blutgruppen im Punnett-Quadrat dar?
Die beiden AB0-Allele jedes Elternteils, Iᴬ, Iᴮ oder i, als Keimzellen eintragen, das 2 × 2-Quadrat füllen und jedes Feld lesen: IᴬIᴬ und Iᴬi sind A, IᴮIᴮ und Iᴮi sind B, IᴬIᴮ ist AB und ii ist 0. Ein Elternteil mit Blutgruppe A kann IᴬIᴬ oder Iᴬi sein; ist der Genotyp unbekannt, beide Möglichkeiten zeichnen. Eingabe als IAi × IBi oder A0 × B0.
Können zwei Eltern mit Blutgruppe 0 ein Kind mit Blutgruppe A haben?
Nach dem AB0-Modell nicht: Beide Eltern sind ii, also ist jedes Feld ihres Quadrats ii. Es gibt sehr seltene Ausnahmen wie den Bombay-Phänotyp, bei dem jemand A- oder B-Allele trägt, aber als Blutgruppe 0 getestet wird, und das cis-AB-Allel. Das Punnett-Quadrat zeigt den erwarteten Erbgang, nicht diese Ausnahmen.
Wie zeichnet man einen X-chromosomalen Erbgang?
Die Allele auf dem X-Chromosom hochgestellt schreiben, XᴴXʰ für eine Überträgerin und XᴴY für den Vater, und als Keimzellen die beiden X-Allele der Mutter sowie X-Allel und Y des Vaters verwenden. Jedes Feld ist dann eine Tochter (zwei X) oder ein Sohn (X und Y), daher wird das Ergebnis getrennt für Töchter und Söhne gelesen. Eingabe einfach als XHXh × XHY; die Hochstellung ergänzt das Tool.
Warum haben Jungen häufiger eine Rot-Grün-Sehschwäche als Mädchen?
Ein Sohn hat nur ein X-Chromosom, von der Mutter, ein rezessives Allel genügt also; eine Tochter braucht je eines von beiden Eltern. Im Quadrat XᴮXᵇ × XᴮY ist die Hälfte der Söhne betroffen und keine Tochter, die Hälfte der Töchter ist jedoch Überträgerin und kann das Allel weitergeben.
Was ist der Unterschied zwischen Genotyp- und Phänotypverhältnis?
Das Genotypverhältnis zählt die Allelkombinationen in den Feldern, das Phänotypverhältnis das Erscheinungsbild. Bei Aa × Aa ist das Genotypverhältnis 1 AA : 2 Aa : 1 aa, das Phänotypverhältnis 3 : 1, weil AA und Aa bei dominant-rezessivem Erbgang gleich aussehen. Beim intermediären Erbgang stimmen beide überein, 1 : 2 : 1.
Was ist eine Rückkreuzung (Testkreuzung)?
Die Kreuzung eines Individuums mit dominantem Phänotyp mit einem reinerbig rezessiven, um herauszufinden, ob das erste reinerbig oder mischerbig ist. Zeigt ein Nachkomme das rezessive Merkmal, ist der Elternteil mischerbig: Aa × aa ergibt 1 : 1, AA × aa nur dominante Nachkommen. Für zwei Gene lautet die Rückkreuzung AaBb × aabb, Ergebnis 1 : 1 : 1 : 1.
Kann ein Punnett-Quadrat die Augenfarbe meines Babys vorhersagen?
Nicht zuverlässig. Die Augenfarbe wird von mehreren Genen bestimmt, am stärksten von OCA2 und HERC2, das Schulmodell mit einem Gen (Braun dominant über Blau) ist eine Vereinfachung. So können zwei blauäugige Eltern ein braunäugiges Kind bekommen. Das Augenfarben-Quadrat dient zum Verstehen der Dominanz, nicht als Prognose.
Kann der Generator Genkopplung oder Epistasie darstellen?
Epistasie ja, Genkopplung nein. Wenn Sie angeben, wie die Gene zusammenwirken, etwa dass jeder Labrador mit ee gelb ist, egal welches B-Gen er hat, werden die Klassen zum richtigen Verhältnis zusammengefasst (9 schwarz : 3 braun : 4 gelb). Jedes Quadrat setzt unabhängig vererbte Gene voraus; eng gekoppelte Gene, bei denen es auf die Rekombinationshäufigkeit ankommt, kann ein Punnett-Quadrat nicht abbilden.
Quellen
- Punnett square (von Reginald Punnett 1905 entwickelt) — Wikipedia (englisch)
- Biology 2e, 12.2 Characteristics and Traits (Punnett-Quadrat, Rückkreuzung, unvollständige Dominanz, Kodominanz, X-chromosomale Merkmale) — OpenStax
- Is eye color determined by genetics? (Augenfarbe und Genetik) — MedlinePlus Genetics, U.S. National Library of Medicine
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