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Genetics Lab: Punnett Square

教育 · 免费 · iOS & Android · CoddyKit

Genetics Lab: Punnett Square — —培育 3D 生物,运行真实的 Punnett square,学习孟德尔遗传学

Genetics Lab: Punnett Square 是一款面向 iPhone 和 Android 的免费互动遗传实验室。无需死记术语,你可以培育虚构生物 Glimmerbeast,探索 15 种性状,并针对其等位基因运行真实的 Punnett square——每次杂交都会得出可计算、非随机的结果,你还可以亲手验证。

App Store — 免费下载Google Play — 免费下载
价格
免费,可升级至 Pro
平台
iOS 和 Android
语言
10
年龄分级
4+
版本
1.2.0
需要
iOS 15.1 或更高版本
Genetics Lab 主屏幕显示 56% 的进度、34 节课程、12 个实验室、19 项已完成内容、一个“继续学习显性关系”按钮、一个 Playground 快捷入口,以及 World 1 Mendel Basics 和 World 2 Dihybrid & Probability 学习路径卡片Genetics Lab Collection 界面显示 120 个繁育挑战中已完成的 8 个,包括钴色皮毛、煤黑色皮毛、青色皮毛、奶油色皮毛、尖耳、折耳、圆耳、琥珀色眼睛和紫罗兰色眼睛;每项旁边都有勾选标记或目标图标
1515 种培育性状
120培育挑战
34跨越 4 个世界的课程
只有亲手填写过 Punnett square,你才会真正理解它。

读到某次杂交会产生 3:1 的比例是一回事。亲自选择两个基因型、运行杂交,并看到后代在一个毛色、耳朵和翅膀都会明显变化的生物中,恰好呈现这一比例,才会真正记住这条规律。

这是什么

Genetics Lab: Punnett Square 是一款适用于 iOS 和 Android 的免费应用,通过一种名为 Glimmerbeast 的虚构生物教授孟德尔遗传学和遗传规律。你可以在 Cross Lab 中,针对 15 种性状和约 40 种等位基因进行亲本基因型杂交;每次结果都是真实计算出的 Punnett square 结果,绝不是随机抽取。3D DNA Lab 让你构建并旋转 DNA 双螺旋;包含 120 个挑战的 Collection 要求你达成指定的基因型和表现型目标;四个世界、34 节课程则会带你从单因子杂交学到双因子比例、非孟德尔遗传和群体遗传学。

应用内

界面展示

Genetics Lab 主屏幕显示 56% 的进度、34 节课程、12 个实验室、19 项已完成内容、一个“继续学习显性关系”按钮、一个 Playground 快捷入口,以及 World 1 Mendel Basics 和 World 2 Dihybrid & Probability 学习路径卡片
按世界逐步追踪进度四个世界共 34 节课和 12 个实验,无论你上次学到哪里,都可以通过一个“继续”按钮接着学习。
Genetics Lab Collection 界面显示 120 个繁育挑战中已完成的 8 个,包括钴色皮毛、煤黑色皮毛、青色皮毛、奶油色皮毛、尖耳、折耳、圆耳、琥珀色眼睛和紫罗兰色眼睛;每项旁边都有勾选标记或目标图标
120 个繁育目标等你达成每个挑战都会指定一种皮毛、耳朵或眼睛目标;勾选标记表示你确实繁育出了它。
Genetics Lab 游戏场景界面包含 Cross 和 DNA 标签页、Breed 和 Breed x20 按钮、Parents、Punnett 和 Results 标签页,以及 Parent A 在皮毛颜色、耳朵形状、眼睛颜色、尾巴长度、身体大小、角、翅膀、皮毛图案和发光特征上的等位基因对列表
设置等位基因、进行繁育、读懂庞尼特方格Parent A 在九种可见性状上的基因型,已准备好进行杂交并与庞尼特方格核对。

背景知识

什么是 Punnett square?孟德尔遗传究竟是如何运作的?

Punnett square 是一种网格,用来列出双亲可能传给后代的所有等位基因组合,从而读出每种基因型和表现型结果的概率。这种方法建立在 Gregor Mendel 从豌豆实验中总结出的几条基本规律之上:每个亲本携带一个基因的两个副本(等位基因),随机传递其中一个副本;当显性等位基因和隐性等位基因同时存在时,显性等位基因会掩盖隐性等位基因。现实生物学还包含孟德尔基础模型无法涵盖的遗传模式——不完全显性、共显性、多等位基因、伴性基因,以及不会独立分配的连锁基因——因此遗传学课程会从单因子杂交继续讲解这些例外,而不是停留在第一条规律上。

基因型与表现型一开始最容易让人混淆的一对概念

基因型是生物体针对某个基因所携带的等位基因组合,通常写作 Bb 或 bb。表现型则是你实际观察到的性状——例如棕色皮毛或白色皮毛。当一个等位基因为显性时,Bb 和 BB 这两种不同基因型可以产生完全相同的表现型,而这正是 Punnett square 要追踪的内容。

单因子杂交与双因子杂交先研究一种性状,再同时研究两种

单因子杂交只追踪一个基因。当双亲都是杂合子时,后代通常会呈现 3:1 的表现型比例。双因子杂交则同时追踪两个基因,在假设独立分配的情况下,会在四种表现型组合之间产生经典的 9:3:3:1 比例——这是学习基础杂交之后的标准进阶内容。

不完全显性与共显性显性不代表“完全胜出”

并非所有基因都遵循严格的显性—隐性规律。不完全显性会将两种表现型融合为一种中间表现型,就像红色和白色可以产生粉色。共显性则会让两个等位基因同时完整表达,例如皮毛图案并排呈现双亲的两种颜色,而不是将它们混合。

Hardy-Weinberg 与等位基因频率从群体层面理解遗传学

当你不再只研究一次杂交时,群体遗传学关注的是某个等位基因在整个群体中有多常见,而不是它在一个家庭中的情况。Hardy-Weinberg 方程可以预测在理想化群体中,等位基因频率和基因型频率应如何代代保持稳定,以及突变等现实因素会如何让它们偏离这一基准。

工作原理

应用使用方式

课程按世界逐步构建理论;Cross Lab、DNA Lab 和 Collection 则让你真正运行遗传学实验,而不是只阅读相关知识。

  1. 学习一个世界

    四个世界——Mendel Basics、Dihybrid & Probability、Beyond Mendel、Population Genetics——会将每个概念拆分为简短的互动步骤,并提供即时反馈,让你在课程结束时是亲自解出 Punnett square,而不是选择一道选择题。

  2. 在实验室中运行一次杂交

    为 Parent A 和 Parent B 选择基因型,探索毛色、耳朵形状、眼睛颜色和翅膀等性状;每种性状都会以一对等位基因字母显示。点击 Breed 后,Punnett square、基因型和生成的 3D Glimmerbeast 都会根据同一次计算同步更新——DNA Lab 也以同样的方式,在可旋转的双螺旋上展示碱基配对和突变。

  3. 在 Collection 中达成目标

    Collection 列出了 120 个培育挑战,从单一性状的毛色目标,到罕见的隐性组合或伴性遗传模式,内容各不相同。每个完成标记都代表一次你亲自解出的杂交,而不是通过计时器或购买解锁的生物。

包含内容

应用中究竟包含什么

15

15 种培育性状

你可以为每个亲本设置毛色、耳朵形状、眼睛颜色、尾巴长度、身体大小、角、翅膀、皮毛图案和发光等性状;每种性状都有各自的显性和隐性等位基因。

120

培育挑战

Collection 为 120 个挑战分别设定了具体的基因型或表现型目标,其中包括单一性状毛色、双因子组合和伴性遗传模式;只有真正培育出目标结果后,挑战才会被标记为完成。

34

跨越 4 个世界的课程

Mendel Basics、Dihybrid & Probability、Beyond Mendel 和 Population Genetics 涵盖从单因子杂交到 Hardy-Weinberg 方程的内容。每节课程都由简短的互动步骤组成,而不是幻灯片式教学。

3D

DNA Lab

互动式 3D DNA 构建器和可视化工具会将双螺旋和碱基配对变成一个可以旋转、探索的模型,而不是教科书上的平面示意图。

AI

AI 遗传学导师

当某个结果——例如你原以为应为 1:1、实际却是 3:1 的比例——与你的直觉不符时,可以让内置导师用通俗语言解释特定的基因型、杂交或比例。

0

数学计算绝不随机

每次杂交都是真实的 Punnett square,并会得出可计算的结果。应用绝不会暗中掷骰子来决定后代的性状——网格预测的结果,就是实验室实际生成的结果。

是否适合

适合哪些人——不适合哪些人

如果你符合以下情况,就很适合

  • 正在学习第一门生物学课程,希望真正理解庞尼特方格,而不只是得到正确结果
  • 相比阅读完整示例,更喜欢亲自进行一次杂交来加深理解
  • 希望了解超越基础单因子杂交的双因子比例、不完全显性和伴性遗传
  • 喜欢结构化课程,同时也想完成收藏式目标(120 个繁育目标)
  • 正在自学遗传学,希望拥有无需实验设备的动手实验室

如果你符合以下情况,这不是适合你的工具

  • 希望分析真实的人类遗传学或真实 DNA 样本——Genetics Lab 使用虚构生物,不做任何医疗或祖源方面的声明
  • 希望免费体验完整课程和全部 15 种繁育性状——Pro 可解锁剩余世界、性状以及完整 Collection
  • 需要的是某种真实物种的具体遗传模式参考,而不是一般的孟德尔遗传机制
  • 希望使用多人游戏或社交繁育功能——这是一个单人实验室

问题

常见问题

学习庞尼特方格和孟德尔遗传学,有什么好用的应用?

判断一款应用是否有用,关键在于它是否让你亲自进行杂交,而不只是展示一个完成的示例。Genetics Lab 就是这样:你可以为 15 种性状选择亲本基因型,点击 Breed,然后观察真实的庞尼特方格如何解析为 3D 生物实际的皮毛、眼睛和翅膀。课程共 34 节,从单因子杂交一直讲到双因子比例、非孟德尔遗传模式和群体遗传学,并且可在 iOS 和 Android 上免费使用。

如何读懂庞尼特方格?

庞尼特方格会将一个亲本的可能等位基因排列在顶部,另一个亲本的排列在侧边,然后在每个格子中填入对应的组合。每个格子都代表一种概率相等的结果,因此,数出显示某种基因型或表现型的格子数量,就能直接得到其概率。Genetics Lab 的 Cross Lab 会根据你选择的基因型生成这个表格,因此你看到的方格始终与实际设置的杂交相匹配。

基因型和表现型有什么区别?

基因型是生物体为某个基因携带的等位基因对——例如 Bb,表示一个显性拷贝和一个隐性拷贝。表现型则是你实际能够观察到的性状,例如某种特定的皮毛颜色。当显性等位基因掩盖隐性等位基因时,不同的基因型可能拥有相同的表现型,这也是庞尼特方格先追踪基因型、再追踪表现型的原因。

为什么双因子杂交会产生 9:3:3:1 的比例?

双因子杂交会同时追踪两个基因,而 9:3:3:1 的比例源于这两个基因的独立分配——每个基因的等位基因在形成配子时进行分配,不会受到另一个基因等位基因的影响。将每个基因的概率分别相乘,并在总共十六种可能的后代组合中进行计算,就会得到这一准确比例。Genetics Lab 的 World 2 会讲解解释这一比例计算过程的乘法法则和加法法则,Cross Lab 还可以让你在实际的双性状杂交中验证它。

什么是不完全显性?它与共显性有什么区别?

不完全显性会将两种表现型融合为一种中间形式,经典例子是红花和白花产生粉红色后代。共显性则会让两个等位基因同时完整表达,因此杂合生物会并列呈现双亲的两种性状,而不是形成融合结果——同时显示两种颜色的斑点皮毛图案就是典型例子。Genetics Lab 的 Beyond Mendel 世界会介绍这两种模式,以及多等位基因和伴性遗传等超越基础显性—隐性规律的情况。

哈代-温伯格方程描述了什么?

哈代-温伯格方程预测,在理想化种群中,等位基因频率和基因型频率应如何在世代之间保持稳定——这种种群不存在突变、迁移、选择或遗传漂变。它为生物学家提供了一个可用于比较真实种群的基准,因为种群频率偏离这一预测,就说明其中一种现实因素正在发挥作用。Genetics Lab 的 Population Genetics 世界会结合等位基因频率、DNA 结构和突变来介绍这一方程。

Genetics Lab 中的 Glimmerbeast 是什么?

Glimmerbeast 是应用中每次杂交所使用的虚构生物,拥有 15 种繁育性状,其中包括皮毛颜色、耳朵形状、眼睛颜色、尾巴长度、身体大小、角、翅膀、皮毛图案和发光特征,由大约 40 个等位基因控制。使用虚构生物可以让每节课都在安全的学习环境中讲解遗传机制,应用中完全不涉及人类遗传学,也不采用医疗相关框架。

Genetics Lab 免费吗?

是的。它可在 App Store 和 Google Play 上免费下载,第一世界、部分繁育性状、Collection 的一部分以及 Daily Cross 均可免费使用,同时会展示广告以支持免费内容。Pro 订阅可解锁剩余世界和课程、全部 15 种繁育性状、完整的 120 项挑战 Collection、AI 遗传学辅导员以及无广告体验。Google Play 上的应用名称是 Genetics Lab: Punnett Square,App Store 上的名称是 Genetics Lab: DNA & Heredity;两者是同一个应用。

AI 遗传学辅导员有什么作用?

当结果与你的预期不符时,它会用通俗易懂的语言解释具体的基因型、杂交结果或比例——例如,为什么一次杂交产生的是 3:1 比例,而不是 1:1。它会针对你眼前实际遇到的问题作答,而不是进行泛泛的遗传学讲解;在首次发出 AI 请求之前,应用会先征得你的许可。

使用 Genetics Lab 需要生物学基础吗?

不需要。课程从性状的定义开始,每次讲解一个庞尼特方格,逐步学习双因子杂交、非孟德尔遗传和群体遗传学。它适合正在学习孟德尔遗传学的高中生和大学生、没有实验设备的家庭教育学习者,以及任何希望真正理解等位基因和概率的人。

开始使用

进行你的第一次杂交

在 iOS 和 Android 上免费使用——繁育一个 3D 生物,观察真实的庞尼特方格得出结果。

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