遺伝と生殖・発生（知識）の問題
ある動物において、遺伝子 と 、 と 、 と はそれぞれ対立遺伝子であり、、、 は 、、 に対してそれぞれ顕性である。遺伝子型 の個体と の個体を交配して、（遺伝子型 ）を得た。この に遺伝子型 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 ・ に注目した結果、表 2 は遺伝子 ・ に注目した結果である。なお、 は と 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
| 表現型 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 個体数 | 451 | 49 | 52 | 448 |
表 2
| 表現型 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 個体数 | 251 | 248 | 249 | 252 |
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 と は異なる染色体上にあり、 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 と の子が生じたのは、遺伝子型 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 と の子が生じたのは、 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 （）と （）の間で染色体の一部が交換されたためである。
- エ 表現型 と の子が生じたのは、 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 と 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。
この問題で使うもの
- 連鎖と組換え・遺伝的多様性（説明と入口の問題）
- 減数分裂の過程（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（11 技能）
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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、どちらの親がつくる配偶子の比を表しているかを考えよう。
ヒント 2
遺伝子が独立に分配されると検定交雑の比は になる。連鎖していて乗換えが起こると、親と同じ組み合わせが多く、新しい組み合わせが少なくなる。乗換えは減数分裂のどの時期に、どの染色体どうしの間で起こるかを思い出そう。
ヒント 3
表 1 は からずれているのでアは除ける。 の親は の配偶子しかつくらないのでイも除ける。表 2 はほぼ なのでオも除ける。残る 2 つのうち、乗換えが起こる時期と、染色分体の組み合わせが正しいものを選ぼう。
答えと解説
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ウ
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解説を読む
検定交雑では、相手の がつくる配偶子はすべて なので、子の表現型の比は がつくった配偶子の遺伝子の組み合わせの比をそのまま表す。
表 1 の読み取り： はおよそ であり、 ではない。親（ と ）と同じ組み合わせ ・ の配偶子が多く、新しい組み合わせ ・ の配偶子が少ない。したがって、 と は同じ染色体上にあって連鎖しており、 の減数分裂で一部の細胞において乗換えが起こり、組換えが生じたと考えられる。乗換えは、減数分裂の第一分裂前期に相同染色体が対合して二価染色体をつくったとき、相同染色体の染色分体どうしの間で起こり、染色体の一部が交換される。よって ウ が正しい。
表 2 の読み取り： はほぼ であり、 は ・・・ の 4 種類の配偶子をほぼ等しい割合でつくっている。
ほかの選択肢が誤りである理由
- ア： と が独立に分配されるなら、表 1 はほぼ になるはずである。実際は と が大部分を占めるので誤り。
- イ： の個体は、乗換えが起こっても の配偶子しかつくれないので、子の表現型の違いには関係しない。新しい組み合わせは の減数分裂で生じたものなので誤り。
- エ：姉妹染色分体はもともと同じ DNA が複製されたもので、同じ遺伝子をもつため、その間で交換が起こっても新しい遺伝子の組み合わせは生じない。また、乗換えは第一分裂前期の二価染色体で起こるので誤り。
- オ： と の間で乗換えがほとんど起こらないなら、親と同じ組み合わせの と がほとんどを占めるはずである。表 2 はほぼ なので、データと矛盾し誤り。
別解
表1：検定交雑の結果は [AB]:[Ab]:[aB]:[ab] = 451:49:52:448 で、1:1:1:1 にならない。親型（[AB]と[ab]）が多く、組換え型（[Ab]と[aB]）が少ない。したがって A と B は同じ染色体上に連鎖しており、一部で組換えが起こっている。組換え価は (49+52)/1000 = 10.1% である。
表2：251:248:249:252 でほぼ 1:1:1:1 なので、A と D は独立（異なる染色体上、または十分に離れている）。
各選択肢の検討：
ア 誤り。A と B は独立ではなく連鎖している（分離比が 1:1:1:1 でない）。
イ 誤り。検定親 aabbdd はすべて ab の配偶子しかつくらず、乗換えが起こっても配偶子の遺伝子型は変わらない。組換えは F1 の配偶子形成で起こる。
ウ 正しい。組換え型の [Ab]、[aB] は F1 の減数分裂第一分裂前期に、対合した相同染色体間で乗換えが起こり、A(a) と B(b) の間で染色体の一部が交換されたために生じる。
エ 誤り。組換えは第一分裂前期の相同染色体間（非姉妹染色分体間）で起こる。第二分裂での姉妹染色分体間の乗換えでは遺伝子の組合せは変わらない。
オ 誤り。A と D の結果は 1:1:1:1 で独立の遺伝を示し、同じ染色体上で乗換えがほとんど起こらないなら親型ばかりになるはずである。
答えはウ。