遺伝と生殖・発生の問題

ある被子植物は $2n=8$ で、4 対の相同染色体（第 1 〜第 4 染色体）をもつ。この植物の 2 個体 P と Q を用意し、P を花粉親、Q を胚珠をつくる親（めしべ側の親）として交配した。

P と Q のもつ各染色体は、それぞれの個体の父親に由来するものと母親に由来するものを区別できるものとする。染色体の一部だけが乗換えによって入れかわっている場合も、その染色体のどの部分がどちらの親に由来するかまで区別する。

減数分裂について、次のことがわかっている。

• P の花粉母細胞のうち、ちょうど $50\%$ では、第 1 染色体の二価染色体で、非姉妹染色分体の間に乗換えがちょうど 1 か所で起こる。乗換えの位置はつねに同じである。残りの $50\%$ の花粉母細胞では、乗換えは起こらない。
• P の第 2 〜第 4 染色体では乗換えは起こらない。
• Q では、どの染色体でも乗換えは起こらない。
• 4 対の相同染色体は、互いに独立に配偶子へ分配される。1 個の花粉母細胞からできる 4 個の花粉は、どれも同じように受精にかかわる。

この交配で、別々の受精によってできた種子を 2 個とり出す。この 2 個の種子の受精に使われた 2 個の花粉は、非常に多数の花粉母細胞からできた花粉全体の中から、互いに独立に無作為に選ばれたものとし、同じ花粉母細胞に由来する花粉どうしの相関は考えない。また、2 個の種子の卵細胞は別々の胚のう母細胞からできたものであり、それぞれの卵細胞に入る染色体の組み合わせは、減数分裂の規則にしたがって互いに独立にランダムに決まるものとする。

2 個の種子の胚がもつ 8 本の染色体が、どの部分がどの祖父母（P の父・P の母・Q の父・Q の母）に由来するかまで含めて完全に一致する確率を、分数で求めよ。

体細胞の染色体数が $2n=12$ のある植物がある。この植物の体細胞には、父親（花粉親）に由来する染色体 $6$ 本と、母親（胚珠親）に由来する染色体 $6$ 本が含まれ、これらは $6$ 組の相同染色体をつくっている。

この植物の 1 個体が減数分裂によって配偶子をつくるとき、各相同染色体の組の 2 本は、互いに独立に分かれてそれぞれ別の配偶子に入るものとする。また、乗換え（交さ）は起こらず、突然変異も起こらないものとする。父親由来の染色体と母親由来の染色体を区別して考える。

この個体がつくる配偶子のうち、父親由来の染色体をちょうど $2$ 本含む配偶子の染色体の組み合わせは何通りあるか。

ある植物では、子葉の色を決める遺伝子 $A$（黄色、顕性）と $a$（緑色、潜性）、種子の形を決める遺伝子 $B$（丸形、顕性）と $b$（しわ形、潜性）がある。この 2 組の遺伝子が同じ染色体上にあるかどうかは分かっていない。

遺伝子型 $AAbb$ の純系と $aaBB$ の純系を交配して ${\mathrm{F}}_1$ を得て、${\mathrm{F}}_1$ を自家受粉させたところ、${\mathrm{F}}_2$ が 1600 個体得られた。表現型を $[AB]$（黄色・丸形）のように表すと、結果は次のようになった。

次に、${\mathrm{F}}_2$ のうち表現型が $[aB]$ の個体をすべて選び、それぞれを自家受粉させて次の世代を得た。この世代全体での表現型 $[aB]$ と $[ab]$ の個体数の比を、最も簡単な整数比で $[aB]:[ab]$ の順に求めよ。

ただし、${\mathrm{F}}_1$ の配偶子形成では、もし組換えが起こるなら組換え価は卵（胚珠）と花粉で等しいとする。また、どの遺伝子型の個体も生存率は等しく、選んだ $[aB]$ の個体はどれも同じ数の子を残すものとする。

ヒトの ABO 式血液型は、常染色体上の複対立遺伝子 $A$、$B$、$O$ によって決まる。$A$ と $B$ はどちらも $O$ に対して顕性で、$A$ と $B$ の間には顕性・潜性の関係がない（遺伝子型 $AB$ は AB 型）。また、ある形質 $T$ は、X 染色体上の潜性遺伝子 $d$ によって現れ、その対立遺伝子 $D$（顕性）をもつと形質 $T$ は現れない。Y 染色体にはこの遺伝子座はない。

ある夫婦について、次のことがわかっている。

• 夫は A 型で、形質 $T$ は現れていない。
• 妻は B 型で、形質 $T$ は現れていない。妻の父には形質 $T$ が現れていた。
• この夫婦の第 1 子は O 型であった。

この夫婦の次に生まれる子が「B 型で、かつ形質 $T$ が現れている男子」である確率を求めよ。ただし、ABO 式血液型の遺伝子と形質 $T$ の遺伝子は独立に遺伝し、突然変異は起こらないものとする。また、生まれる子が男子である確率と女子である確率はそれぞれ $\frac{1}{2}$ とする。

性決定が XY 型（雌が XX、雄が XY）のある昆虫で、見た目は正常な雌 $W$ を、正常な系統の雄と交配したところ、次の結果になった。

この結果は、X 染色体上にある潜性の致死遺伝子 $l$ によるものである。$l$ をホモ接合（$X^l{X}^l$）でもつ雌と、$l$ をもつ雄（$X^{l}Y$）は胚の段階で死に、ふ化しない。$l$ の対立遺伝子 $L$ は顕性で、$X^L{X}^l$ の雌は正常に育つ。Y 染色体には $L$、$l$ の遺伝子座はない。正常な系統の個体は $l$ をもたない。

次に、この交配で得られた雌をすべて 1 匹ずつ正常な系統の雄と交配し、得られた子をすべて合わせた。このとき、ふ化した子について、[$l$ をもつ雌]:[$l$ をもたない雌]:[雄] の比を、最も簡単な整数比でこの順に求めよ。

ただし、どの交配でも雌と雄の受精卵は同数ずつできるものとし、雌 1 匹あたりの受精卵の数はどの雌でも等しいとする。また、$l$ による死亡以外で死ぬ個体はなく、突然変異は起こらないものとする。