生命の連続性と遺伝の問題
ある植物の茎の高さには「高い」と「低い」があり、高いが顕性形質(優性形質)、低いが潜性形質(劣性形質)である。茎を高くする遺伝子を 、低くする遺伝子を で表す。茎の高さは 1 組の遺伝子で決まり、メンデルの分離の法則に従うものとする。
茎が高い純系の個体と、茎が低い純系の個体をかけ合わせて子をつくったところ、子はすべて茎が高くなった。次に、子を自家受粉させて孫をつくった。
さらに、孫のうち茎が高い個体だけをすべて選び、それぞれを自家受粉させた。どの個体からも同じ数の種子が得られ、得られた種子は合計 個であった。これらの種子をすべて育てたとき、茎が低い個体は何個体できると考えられるか。ただし、種子はすべて発芽して育ち、孫の遺伝子の組み合わせの数の比や、自家受粉で生じる遺伝子の組み合わせの数の比は、理論どおりになるものとする。
この問題で使うもの
- かけ合わせでできる遺伝子の組み合わせの比(説明と入口の問題)
- 純系から子・孫への遺伝(説明と入口の問題)
- 選んだ個体からできる次の世代(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(9 技能)
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ヒント
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ヒント 1
親・子・孫の遺伝子の組み合わせを順に書き出し、孫のうち茎が高い個体にはどんな遺伝子の組み合わせがあるかを考えよう。
ヒント 2
孫は 。茎が高い孫の中では で、自家受粉して茎が低い個体ができるのは の個体だけである。
ヒント 3
の個体からできた種子は全体の なので 個。このうち になる割合を考えよう。
答えと解説
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解説を読む
親の遺伝子の組み合わせは、茎が高い純系が 、茎が低い純系が である。 の生殖細胞はすべて 、 の生殖細胞はすべて をもつので、子の遺伝子の組み合わせはすべて となる。
子 を自家受粉させると、分離の法則により、生殖細胞は と が の割合でできる。これらが受精してできる孫の遺伝子の組み合わせの比は
である。このうち茎が高いのは と で、その数の比は である。
選んだ茎が高い孫を自家受粉させたとき、
- の個体からできる種子はすべて で、すべて茎が高くなる。
- の個体からできる種子は となり、その が茎の低い になる。
どの個体からも同じ数の種子が得られたので、種子 個のうち、 の個体からできた種子は全体の 、 の個体からできた種子は全体の である。
の個体からできた種子の数は
そのうち茎が低くなる は
よって、茎が低い個体は 個体である。
別解
親は TT と tt の純系で、子はすべて Tt である。子を自家受粉させると、孫の遺伝子の組み合わせは TT : Tt : tt = 1 : 2 : 1 となる。
孫のうち茎が高い個体は TT と Tt で、その数の比は TT : Tt = 1 : 2 である。つまり、高い個体全体のうち TT が 、Tt が を占める。
どの個体からも同じ数の種子が得られ、合計は 1800 個である。したがって、TT からの種子は 個、Tt からの種子は 個である。
TT を自家受粉させると、種子はすべて TT で、茎は高くなる。低い個体は 0 個である。
Tt を自家受粉させると、種子の遺伝子の組み合わせは TT : Tt : tt = 1 : 2 : 1 となる。tt は全体の なので、 個である。
検算:高い個体 3 個体(TT 1、Tt 2)がそれぞれ 600 個の種子をつけるとすると、合計は 1800 個になる。tt は 個で、一致する。全体に占める割合は である。
よって、茎が低い個体は 300 個体できる。