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減数分裂の過程

減数分裂の各時期(間期の DNA 複製、第一分裂前期の対合・二価染色体と乗換え、第一分裂での相同染色体の分離、第二分裂での染色分体の分離)と、1 個の母細胞()から核相 の細胞が 4 個できることについて、正しい記述を選べる

前提

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説明

減数分裂は、精子や卵などの配偶子(植物では胞子など)をつくるときに起こる細胞分裂で、続けて起こる 2 回の分裂(第一分裂・第二分裂)からなります。1 個の母細胞(核相 )から、染色体の数が半分になった核相 の細胞が 4 個できます。この技能では、各時期に何が起こるか(DNA の複製、対合と二価染色体、乗換え、相同染色体の分離、染色分体の分離)を体細胞分裂と比べながら整理し、正しい記述を選べるようにします。

なぜそうしてよいのか

体細胞には、形と大きさが同じで同じ遺伝子の並びをもつ染色体が 2 本ずつあり、これを相同染色体といいます(一方は父親から、もう一方は母親から受け継いだもの)。相同染色体を 2 本ずつもつ状態を核相 、1 本ずつもつ状態を核相 と表します。配偶子どうしが受精すると染色体が合わさるので、受精卵が親と同じ になるためには、配偶子は でなければなりません。減数分裂は、相同染色体を 1 本ずつに分けることでこれを実現します。

体細胞分裂と同じく、減数分裂の前の間期(S 期)に DNA が複製され、各染色体は 2 本の染色分体(姉妹染色分体)がくっついた状態になります。第一分裂前期には相同染色体どうしが並んで接着し(対合)、4 本の染色分体からなる二価染色体ができます。このとき、相同染色体の染色分体の間で一部が交換される乗換えが起こることがあります。第一分裂の中期に二価染色体が赤道面に並び、後期には対合していた相同染色体が分かれて両極へ移動します。ここで染色体の数が半分になり、核相が から になります。

第一分裂のあとは DNA の複製を行わずに第二分裂に入ります。第二分裂は体細胞分裂とよく似ていて、各染色体の 2 本の染色分体が分かれて両極へ移動します。その結果、1 個の母細胞から核相 の細胞が 4 個できます。DNA 量で見ると、母細胞の G 期を 2 とすれば、複製後に 4、第一分裂後に 2、第二分裂後に 1 になります。

手順

  1. 記述がどの時期(間期・第一分裂・第二分裂、前期・中期・後期・終期)のことかを確認する

  2. DNA の複製は第一分裂の前の間期にだけ起こり、第一分裂と第二分裂の間には起こらないことと照らし合わせる

  3. 対合・二価染色体・乗換えは第一分裂前期に起こることと照らし合わせる

  4. 第一分裂で分かれるのは相同染色体(ここで核相が から になる)、第二分裂で分かれるのは染色分体(核相は のまま)であることと照らし合わせる

  5. 最後に、1 個の母細胞から核相 の細胞が 4 個できること、DNA 量が と変わることと矛盾しないかを確かめる

例題

減数分裂について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ア 第一分裂と第二分裂の間の間期に、DNA が複製される。
イ 第一分裂前期に、相同染色体が対合して二価染色体ができる。
ウ 第一分裂後期には、姉妹染色分体が分かれて両極へ移動する。
エ 第二分裂によって、核相が から になる。

例題の解答

手順 1・2:アは第一分裂と第二分裂の間のこと。DNA の複製は第一分裂の前の間期にだけ起こり、第一分裂と第二分裂の間には起こらないので、アは誤り。

手順 3:イは第一分裂前期のこと。この時期に相同染色体が対合して二価染色体ができるので、イは正しい。

手順 4:ウは第一分裂後期のこと。第一分裂で分かれるのは対合していた相同染色体で、姉妹染色分体が分かれるのは第二分裂なので、ウは誤り。エについて、核相が から になるのは相同染色体が分かれる第一分裂で、第二分裂では核相は のままなので、エは誤り。

手順 5:イは、第一分裂で相同染色体が分かれて核相 の細胞ができ、最終的に 4 個の の細胞ができる流れと矛盾しない。

よって正しいものはイ。

答え:

イ

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

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