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遺伝の規則性と進化

形質・顕性形質と潜性形質・純系・分離の法則・遺伝子の本体 DNA の用語を答え、相同器官や中間的な特徴をもつ生物(シソチョウなど)から進化についての正しい文を選べる

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説明

親の特徴が子や孫にどう伝わるか(遺伝の規則性)を、形質・顕性形質・潜性形質・純系・分離の法則・DNA という用語で説明できるようになります。また、相同器官やシソチョウ(始祖鳥)のような中間的な特徴をもつ生物を手がかりに、生物が長い時間をかけて変化してきたこと(進化)についての正しい文を選べるようになります。「〜を何というか」という用語の問題や、エンドウの交配実験・進化の証拠について正しい文を選ぶ問題で使います。

なぜそうしてよいのか

生物のもつ形や性質の特徴を形質といい、形質を決めるもとになるものを遺伝子といいます。遺伝子は細胞の核の中の染色体にあり、その本体は DNA(デオキシリボ核酸)という物質です。エンドウの種子の形の「丸」と「しわ」のように、どちらか一方しか現れない形質どうしを対立形質といいます。体細胞では、1 つの形質を決める遺伝子が対(2 つで 1 組)になっています。丸の遺伝子を 、しわの遺伝子を と表すと、体細胞の遺伝子の組み合わせは 、、 のどれかです。親、子、孫と何代も自家受粉をくり返しても同じ形質しか現れないもの( や )を純系といいます。

前提で学んだように、生殖細胞は減数分裂でつくられ、染色体の数が半分になります。このとき対になっている遺伝子も分かれて、別々の生殖細胞に 1 つずつ入ります。これを分離の法則といいます。丸の純系()としわの純系()をかけ合わせると、生殖細胞はそれぞれ と しかもたないので、子はすべて になります。実際には子はすべて丸になります。このように、対立形質をもつ純系どうしをかけ合わせたときに子に現れる形質を顕性形質(丸)、子に現れない形質を潜性形質(しわ)といいます。子()どうしをかけ合わせると、 と をもつ生殖細胞が同じ数ずつでき、受精の組み合わせは になります。 と は丸なので、孫では 丸:しわ となり、子で見えなかった潜性形質がふたたび現れます。潜性形質は消えたのではなく、子の中に遺伝子として受けつがれていたのです。

生物の形質が、長い年月をかけて代を重ねるうちに変化することを進化といいます。その証拠の 1 つが相同器官です。ヒトのうで、クジラのひれ、コウモリのつばさは、形もはたらきもちがいますが、骨格の基本的なつくりがよく似ています。これは、もとは同じ器官だったものが、それぞれの生活に合うように変化したと考えられるからです。もう 1 つの証拠がシソチョウ(始祖鳥)の化石です。シソチョウには、羽毛やつばさという鳥類の特徴と、口に歯がある・つばさの先に爪のある指がある・長い尾の骨があるというハチュウ類の特徴の両方があります。このような中間的な特徴をもつ生物がいたことから、鳥類はハチュウ類から進化したと考えられています。

手順

  1. 問題が遺伝のしくみを問うものか、進化の証拠を問うものかを見分ける。

  2. 遺伝なら、用語の意味を確認する。形質(形や性質の特徴)、対立形質(どちらか一方しか現れない形質の組)、純系(代を重ねても同じ形質しか現れない)、顕性形質(純系どうしの子に現れる)、潜性形質(純系どうしの子に現れない)、遺伝子の本体は DNA。

  3. 遺伝子の組み合わせを記号で書く。純系どうし の子はすべて (顕性形質)。子どうし の孫は で、顕性:潜性 。対の遺伝子が減数分裂で別々の生殖細胞に入ることが分離の法則。

  4. 進化なら、相同器官(形やはたらきはちがうが、基本的なつくりが同じで、もとは同じ器官だったと考えられるもの)か、中間的な特徴をもつ生物(シソチョウ: 鳥類とハチュウ類の特徴をあわせもつ)かを確認する。

  5. 整理した内容を、問題の用語や選択肢の文と照らし合わせて答えを決める。

例題

エンドウの種子の形には「丸」と「しわ」がある。丸の純系としわの純系をかけ合わせたところ、できた子の種子はすべて丸になった。このように、対立形質をもつ純系どうしをかけ合わせたとき、子に現れる形質を何というか。

例題の解答

手順 1: 親から子への形質の伝わり方を問う、遺伝のしくみの問題である。
手順 2: 用語を確認すると、純系どうしの子に現れる形質を顕性形質、現れない形質を潜性形質という。
手順 3: 丸の遺伝子を 、しわの遺伝子を とすると、 の子はすべて になり、その子がすべて丸だったので、丸が子に現れる形質である。
手順 5: よって、子に現れる形質(ここでは丸)を顕性形質という。

答え:

顕性形質

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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