遺伝と生殖・発生（知識）の問題
ショウジョウバエの野生型の成虫と、ある突然変異体の成虫のからだを観察し、次の表の結果を得た。
| 観察した項目 | 野生型 | 突然変異体 |
|---|---|---|
| 体節の数と並び方 | 頭部・胸部・腹部の体節が正常に並ぶ | 野生型と同じ |
| 頭部の複眼 | ある | ある（野生型と同じ） |
| 頭部の触角があるべき位置 | 触角がある | 触角がなく、かわりに脚が 1 対ある |
| 胸部の脚 | 3 対ある | 3 対ある（野生型と同じ） |
こ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〜エのうちから 1 つ選べ。
- ア 分節遺伝子に突然変異が起こり、体節の数が野生型より増えた。
- イ 母性因子であるビコイドがはたらかず、頭部が形成されなかった。
- ウ 胸部で脚がつくられなくなり、そのかわりに頭部で脚がつくられた。
- エ ホメオティック遺伝子に突然変異が起こり、頭部の体節に胸部の体節の性質が与えられた。
この問題で使うもの
- 分節遺伝子とホメオティック遺伝子（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（53 技能）
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- 遺伝子の発現調節と細胞の分化
- 分節遺伝子とホメオティック遺伝子
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
技能「分節遺伝子とホメオティック遺伝子」を使い、分節遺伝子とホメオティック遺伝子がそれぞれ何を決めるかを思い出そう。
ヒント 2
分節遺伝子はからだを体節に区切り、ホメオティック遺伝子は各体節がどの体節の性質をもつか（どんな構造ができるか）を決める。
ヒント 3
表で体節の数・頭部の形成・胸部の脚がどうなっているかを確かめると、ア・イ・ウはそれぞれ表のどこかの結果と食い違うことがわかる。
答えと解説
答えを見る
エ
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解説を読む
使う知識: 分節遺伝子とホメオティック遺伝子のはたらきの違い。
1. ショウジョウバエの発生では、まず分節遺伝子（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ー遺伝子の順にはたらく）によって、胚が一定の数の体節に区切られる。
2. 次に、ホメオティック遺伝子（Hox 遺伝子）が、それぞれの体節が頭部・胸部・腹部のどの体節になるか、その体節にどのような構造（触角・脚・翅など）ができるかを決める。
3. ホメオティック遺伝子に突然変異が起こると、ある体節が別の体節の性質をもつようになり、からだの一部の構造が別の構造に置きかわる。触角の位置に脚ができる突然変異体がその例である。
表の結果を見ると、体節の数と並び方は野生型と同じなので、体節に区切るしくみ（分節遺伝子）は正常にはたらいている。一方、頭部の触角の位置に、本来は胸部の体節にできる脚ができている。これは、頭部の体節が胸部の体節の性質をもつようになったことを示しており、ホメオティック遺伝子の突然変異と考えられる。
各選択肢:
- ア 誤り。表より体節の数と並び方は野生型と同じであり、体節の数は増えていない。
- イ 誤り。表より複眼をもつ頭部は形成されている。
- ウ 誤り。表より胸部の脚は野生型と同じ 3 対あり、胸部で脚がつくられなくなってはいない。
- エ 正しい。体節の数は正常で、頭部の触角が胸部の構造である脚に置きかわっている。
別解
体節の数と並びは野生型と同じで、触角の位置に脚ができ、胸部の脚は 3 対のままである。これは体節の数の異常ではなく、体節の性質（どの器官をつくるか）が変わったことを示し、ホメオティック突然変異（触角が脚になるアンテナペディア）にあたる。ア 体節の数は同じなので誤り。イ 頭部の複眼はあり、頭部は形成されているので誤り。ウ 胸部の脚は 3 対あり失われていないので誤り。エ ホメオティック遺伝子の突然変異で頭部の体節が胸部の性質をもつようになったと考えられ、正しい。よって エ。