遺伝と生殖・発生（知識）の問題

ショウジョウバエの発生のしくみについて述べた文として誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　未受精卵の中では、ビコイド遺伝子の mRNA は卵の前端に、ナノス遺伝子の mRNA は卵の後端に、それぞれかたよって分布している。
• イ　受精後に合成されたビコイドタンパク質は前端から後方へ広がって濃度勾配をつくり、胚の各部の細胞はその濃度を位置情報として、前後軸に沿った位置に応じた遺伝子を発現する。
• ウ　分節遺伝子は、ギャップ遺伝子、ペアルール遺伝子、セグメントポラリティ遺伝子の順にはたらき、胚を前後軸に沿って次第に細かく区画していく。
• エ　ビコイド遺伝子のはたらきを失った遺伝子をホモ接合でもつ雌を、正常な雄と交配して得られた胚は、雄から正常なビコイド遺伝子を受け継ぐので、頭部や胸部が正常に形成される。
• オ　ホメオティック遺伝子に突然変異が起こると、ある体節に本来とは別の体節の構造がつくられることがあり、触角ができるはずの位置に脚ができる突然変異体も知られている。

ショウジョウバエの常染色体上にある遺伝子 $M$ と、その機能を失った潜性の対立遺伝子 $m$ について、次の実験 1・2 を行った。

実験 1 いろいろな遺伝子型の雌と雄を交配し、得られた胚（受精卵から発生した胚）の前後軸に沿った構造を調べた。結果は次の表のとおりである。

実験 2 遺伝子型 $mm$ の雌が産んだ受精卵に、正常な卵（$MM$ の雌が産んだ卵）の前端部の細胞質を注入した。前端部に注入した卵では、ほぼ正常な胚が生じた。卵の中央部に注入した卵では、中央部に頭部の構造が生じ、その両側に後方の構造が生じた。

実験 1・2 の結果からわかることとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　胚の前後軸に沿った構造は、胚自身の遺伝子型によって決まる。
• イ　$M$ の産物は、雌の体内で卵がつくられるときに卵の前端部に蓄えられ、頭部と胸部の形成に必要である。
• ウ　$M$ の産物は、受精のときに精子によって卵に持ち込まれ、頭部と胸部の形成に必要である。
• エ　$M$ の産物は、受精後に胚自身の核で $M$ が転写されてつくられ、頭部と胸部の形成に必要である。
• オ　卵の前端部の細胞質にある物質は、注入した場所に関係なく、つねに卵の前端に頭部をつくらせる。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ショウジョウバエの卵には、母親の遺伝子からつくられた mRNA などの母性因子が蓄えられている。ビコイド遺伝子の mRNA は卵の（ a ）に、ナノス遺伝子の mRNA は卵の（ b ）に局在している。受精後、これらの mRNA が翻訳されてできたタンパク質は胚の中に拡散して濃度勾配をつくり、その濃度が位置情報となって、胚の前後軸が決まる。

被子植物の配偶子の形成、受精および種子の形成について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　花粉管の中にできた 2 個の精細胞のうち、一方は卵細胞と受精し、もう一方は助細胞と受精する。
• イ　胚のう母細胞の減数分裂でできた細胞のうち 1 個が胚のう細胞となり、胚のう細胞は核分裂を 3 回くり返して、8 個の核をもつ胚のうになる。
• ウ　受精卵は分裂して胚球と胚柄になり、このうち胚柄から子葉・幼芽・胚軸・幼根が分化する。
• エ　中央細胞にある 2 個の極核と精細胞の核が合わさってできる胚乳核の核相は $3n$ である。
• オ　エンドウやナズナの種子では胚乳がほとんど発達せず、発芽に使われる栄養分は主に子葉に蓄えられる。

ある動物において、遺伝子 $A$ と $a$、$B$ と $b$、$D$ と $d$ はそれぞれ対立遺伝子であり、$A$、$B$、$D$ は $a$、$b$、$d$ に対してそれぞれ顕性である。遺伝子型 $AABBDD$ の個体と $aabbdd$ の個体を交配して、${\mathrm{F}}_1$（遺伝子型 $AaBbDd$）を得た。この ${\mathrm{F}}_1$ に遺伝子型 $aabbdd$ の個体を交配（検定交雑）し、生まれた子 1000 個体の表現型を調べた。表 1 は遺伝子 $A$・$B$ に注目した結果、表 2 は遺伝子 $A$・$D$ に注目した結果である。なお、$[AB]$ は $A$ と $B$ の両方の形質が現れた表現型を表し、ほかも同様である。また、突然変異は起こらなかったものとする。

表 1

表 2

この実験の結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　遺伝子 $A$ と $B$ は異なる染色体上にあり、${\mathrm{F}}_1$ が配偶子をつくる際に互いに独立に分配された。
• イ　表現型 $[Ab]$ と $[aB]$ の子が生じたのは、遺伝子型 $aabbdd$ の親が配偶子をつくる減数分裂で乗換えが起こったためである。
• ウ　表現型 $[Ab]$ と $[aB]$ の子が生じたのは、${\mathrm{F}}_1$ の減数分裂の第一分裂前期に、対合した相同染色体の間で乗換えが起こり、遺伝子 $A$（$a$）と $B$（$b$）の間で染色体の一部が交換されたためである。
• エ　表現型 $[Ab]$ と $[aB]$ の子が生じたのは、${\mathrm{F}}_1$ の減数分裂の第二分裂で、同じ染色体の姉妹染色分体の間で乗換えが起こったためである。
• オ　遺伝子 $A$ と $D$ は同じ染色体上にあり、その間では乗換えがほとんど起こらない。