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遺伝と生殖・発生の問題

難易度 4国公立二次の標準レベル高校生物 遺伝と生殖・発生

ある植物では、花の色を決める遺伝子 (紫、顕性)と (白、潜性)、草丈を決める遺伝子 (高い、顕性)と (低い、潜性)が同じ染色体上にある。純系の系統 P1(遺伝子型 )、P2()、P3()、P4()を用いて、次の実験を行った。

  • 実験 1: P1 と P2 を交配して得た雑種を X とする。X に P2 を交配(検定交雑)すると、次の結果になった。
  • 実験 2: P3 と P4 を交配して得た雑種を Y とする。Y に P2 を交配(検定交雑)すると、次の結果になった。
表現型紫・高い紫・低い白・高い白・低い
実験 1 の個体数400100100400
実験 2 の個体数10439640496

次に、X と Y を交配して多数の子を得た。この子の表現型の分離比を、最も簡単な整数比で、[紫・高い]:[紫・低い]:[白・高い]:[白・低い] の順に求めよ。

ただし、X と Y のどちらでも、また卵と精細胞(花粉)のどちらをつくるときも、 と の間の組換え価は実験 1・実験 2 の結果から求めた値と同じであるとする。また、どの遺伝子型の配偶子も子も同じように生存するものとする。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(14 技能)
算数中学高校大学大学院

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  8. 動物の分類
  9. 遺伝の規則性と進化
  10. 分離の法則と独立の法則
  11. 独立の法則と 2 組の遺伝子の遺伝
  12. 連鎖と組換え・遺伝的多様性
  13. 検定交雑と組換え価
  14. 組換え価から求める分離比

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

検定交雑の子の表現型の比は、雑種がつくる配偶子の比と同じです。X と Y で、どの配偶子が組換えによってできたものかを、両親の遺伝子型から考えましょう。

ヒント 2

どちらの実験からも組換え価は 20% になります。X()と Y()がつくる配偶子の割合をそれぞれ書き出し、まず [白・低い]()の割合を求めましょう。

ヒント 3

X の配偶子は 、Y の配偶子は です。 の割合は 。子が になる割合、 になる割合はそれぞれ なので、ここから [白・高い] と [紫・低い] を求めます。

答えと解説

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解説を読む

組換え価を求める

検定交雑では、潜性ホモ接合体 は の配偶子しかつくらないので、子の表現型の比は雑種がつくる配偶子の比にそのまま一致する。

実験 1: X は P1( の配偶子)と P2( の配偶子)の子なので、 と 、 と が同じ染色体上にある()。組換えでできる配偶子は と なので、

実験 2: Y は P3()と P4()の子なので である。組換えでできる配偶子は と なので、

配偶子の比

組換え価 20% より、X がつくる配偶子の割合は

Y がつくる配偶子の割合は

子の表現型の割合

[白・低い]()は、X と Y の両方から を受け取ったときだけなので

X も Y も をもつ配偶子( と )を合計 の割合でつくるので、子が になる割合は である。よって [白・高い]()は

同様に、X も Y も をもつ配偶子( と )を合計 の割合でつくるので、子が になる割合は である。よって [紫・低い]()は

残りが [紫・高い] なので

したがって

(54, 21, 21, 4 の最大公約数は 1 なので、これが最も簡単な整数比である。)

別解

実験1: X は AABB と aabb の交配で得たので遺伝子型 AaBb で、連鎖は AB / ab(A と B、a と b が同じ染色体上)。検定交雑の結果は [紫・高い](AB)400、[白・低い](ab)400 が親型、[紫・低い](Ab)100、[白・高い](aB)100 が組換え型。組換え価は (20%)。X がつくる配偶子の比は AB : Ab : aB : ab = 0.4 : 0.1 : 0.1 : 0.4。
実験2: Y は AAbb と aaBB の交配で得たので、連鎖は Ab / aB。検定交雑の結果は [紫・低い](Ab)396、[白・高い](aB)404 が親型、[紫・高い](AB)104、[白・低い](ab)96 が組換え型。組換え価は 。Y がつくる配偶子の比は Ab : aB : AB : ab = 0.4 : 0.4 : 0.1 : 0.1。
X × Y の子:
- [白・低い](aabb): X の ab(0.4)× Y の ab(0.1)= 0.04
- bb をもつ子: X の配偶子が b をもつ(Ab + ab = 0.1 + 0.4 = 0.5)かつ Y の配偶子が b をもつ(Ab + ab = 0.4 + 0.1 = 0.5)確率で 0.25。このうち aabb が 0.04 なので [紫・低い] は 0.25 - 0.04 = 0.21
- aa をもつ子: X の配偶子が a をもつ(aB + ab = 0.5)かつ Y の配偶子が a をもつ(aB + ab = 0.5)確率で 0.25。このうち aabb が 0.04 なので [白・高い] は 0.21
- [紫・高い]: 1 - 0.21 - 0.21 - 0.04 = 0.54
分離比は 0.54 : 0.21 : 0.21 : 0.04 = 54 : 21 : 21 : 4。54, 21, 4 の最大公約数は 1 なのでこれが最も簡単な整数比。
検算: 54 + 21 + 21 + 4 = 100 で合計が一致する。

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