遺伝と生殖・発生の問題

ある動物の胚を観察し始めた時刻（0 分）には、小さい割球 4 個からなる細胞群 P と、大きい割球 4 個からなる細胞群 Q があり、胚全体の細胞の数は 8 個であった。

その後、細胞群 P の細胞は 20 分ごと（20 分後、40 分後、60 分後、…）に、細胞群 Q の細胞は 40 分ごと（40 分後、80 分後、…）に分裂した。どちらの細胞群でも、群の中のすべての細胞が同時に分裂し、それぞれ 2 個の細胞になる。

胚全体の細胞の数が初めて 50 個をこえるのは、観察を始めてから何分後か。ただし、分裂は一瞬で終わり、細胞が失われることはないものとする。

体細胞の染色体数が $2n=10$ のある動物がいる。この動物の体細胞には、父親に由来する染色体と母親に由来する染色体からなる相同染色体が 5 組ある。

この動物が減数分裂によって配偶子をつくるとき、配偶子に入る染色体の組み合わせ（どの相同染色体について、父親由来と母親由来のどちらが入るかの組み合わせ）は何通りあるか。ただし、乗換え（交さ）は起こらないものとし、各組の相同染色体は互いに独立に配偶子へ分配されるものとする。

ある植物では、花の色を赤色にする遺伝子 $A$ は白色にする遺伝子 $a$ に対して顕性であり、葉の形を丸葉にする遺伝子 $B$ は細葉にする遺伝子 $b$ に対して顕性である。2 組の遺伝子 $A,a$ と $B,b$ は異なる染色体上にあり、互いに独立に遺伝する。

遺伝子型が $AaBb$ の個体と、遺伝子型が $aabb$ の個体を交配したところ、子が 800 個体得られた。このうち、赤色の花で細葉の個体は何個体と考えられるか。ただし、どの遺伝子型の配偶子も受精し、子はすべて同じように育つものとする。

ある動物の受精卵の発生を観察したところ、次のことがわかった。

• 受精した時刻を受精後 $0$ 分とする。第一卵割は受精後 $60$ 分に起こり、その後、第二卵割・第三卵割・第四卵割は $40$ 分ごとに、すべての細胞で同時に起こった。
• 第四卵割で $16$ 細胞期になったとき、動物極側の $8$ 個の細胞は同じ大きさの「中割球」になった。植物極側では不等割が起こり、$4$ 個の「大割球」と $4$ 個の「小割球」ができた。
• 第四卵割より後は、それぞれの割球とその子孫の細胞が、次の表の間隔で分裂を続けた。同じ種類の割球に由来する細胞はすべて同時に分裂した。

たとえば中割球に由来する細胞は、第四卵割の $40$ 分後に初めて分裂する。分裂は瞬間的に起こり、1 回の分裂で 1 個の細胞は 2 個になるものとする。また、この間に細胞が死ぬことはないものとする。

この胚の細胞の総数が初めて $300$ 個を超えるのは、受精後何分か求めよ。

ある動物の個体は、同じ染色体上にある 2 組の対立遺伝子 $A,a$ と $B,b$ について遺伝子型 $AaBb$ であり、一方の染色体に $A$ と $B$、その相同染色体に $a$ と $b$ がある。

この個体の配偶子をつくる母細胞のうち 40% では、減数分裂第一分裂前期に、二価染色体の非姉妹染色分体の間で、$A$ と $B$ の間の 1 か所で乗換えが起こる。残りの 60% の母細胞では、$A$ と $B$ の間で乗換えは起こらない。

この個体がつくる配偶子のうちの 1 個を選んだとき、それが遺伝子 $A$ と $b$ をもつ配偶子である確率を求めよ。ただし、1 個の母細胞からは 4 個の配偶子ができ、どの母細胞からできた配偶子も同じように選ばれるものとする。