遺伝と生殖・発生

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。

ヒトの性決定は XY 型である。血友病は X 染色体上にある遺伝子によって決まり、血液を正常に凝固させる遺伝子 $H$ は、血友病の遺伝子 $h$ に対して顕性である。Y 染色体上にはこの遺伝子はない。

遺伝子型が $X^H{X}^h$ の女性と、遺伝子型が $X^{H}Y$ の男性の間に男子が生まれるとき、その男子が血友病である確率を求めよ。ただし、新たな突然変異は起こらず、どの配偶子も同じ確率で受精するものとする。

ヒトの ABO 式血液型は、1 組の対立遺伝子 $A$, $B$, $O$ によって決まる。$A$ と $B$ はどちらも $O$ に対して顕性であり、$A$ と $B$ の間には顕性・潜性の関係がない（$A$ と $B$ を両方もつと AB 型になる）。

遺伝子型が $AO$ の父親と、遺伝子型が $BO$ の母親の間に子が 1 人生まれるとき、その子が O 型である確率を求めよ。ただし、どの配偶子も同じ確率で受精するものとする。

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。

ある動物の受精卵を観察したところ、受精から 90 分後に第 1 卵割が起こり、その後は 30 分ごとに卵割がくり返された。この卵割では、毎回すべての割球が同時に分裂して、それぞれ 2 個の細胞になる。

受精から 225 分後の胚の細胞の数は何個か。ただし、卵割は一瞬で終わるものとし、割球が失われることはないものとする。

ある昆虫では、体色を灰色にする遺伝子 $A$ は黒色にする遺伝子 $a$ に対して顕性であり、触角を長くする遺伝子 $B$ は短くする遺伝子 $b$ に対して顕性である。遺伝子 $A,a$ と $B,b$ は同じ染色体上にあり、連鎖している。

遺伝子型 $AABB$ の個体と $aabb$ の個体を交配して得た ${\mathrm{F}}_1$（$AaBb$）に、$aabb$ の個体を交配（検定交雑）したところ、次の結果が得られた。

このとき、遺伝子 $A,a$ と $B,b$ の間の組換え価は何 % か。

ある哺乳類では、尾を短くする遺伝子 $T$ が、尾を長くする遺伝子 $t$ に対して顕性である。また、遺伝子 $T$ をホモにもつ個体（遺伝子型 $TT$）は、胚の段階で死んでしまい生まれてこない。

尾の短い個体（遺伝子型 $Tt$）どうしを交配したとき、生まれてくる子の表現型の分離比を、最も簡単な整数比で、尾の短い個体 : 尾の長い個体の順に求めよ。ただし、遺伝子型 $Tt$ と $tt$ の個体はどちらも同じように生まれて育つものとする。

ヒトの ABO 式血液型は常染色体上の対立遺伝子 $A$, $B$, $O$ によって決まり、$A$ 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。また、血友病は X 染色体上の遺伝子によって決まり、正常の遺伝子 $H$ は血友病の遺伝子 $h$ に対して顕性である（Y 染色体上にはこの遺伝子はない）。2 つの形質は互いに独立に遺伝する。

ある夫婦について、次のことがわかっている。

この夫婦に第 2 子が生まれるとき、その子が「AB 型で血友病の男子」である確率を求めよ。ただし、新たな突然変異は起こらず、どの配偶子も同じ確率で受精するものとする。

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。

ある植物では、草たけを高くする遺伝子 $A$ は低くする遺伝子 $a$ に対して顕性であり、種子を丸形にする遺伝子 $B$ はしわ形にする遺伝子 $b$ に対して顕性である。遺伝子 $A,a$ と $B,b$ は同じ染色体上にあって連鎖しており、その組換え価は 25% である。

遺伝子型 $AABB$ の個体と $aabb$ の個体を交配して得た ${\mathrm{F}}_1$（$AaBb$）を自家受精させて ${\mathrm{F}}_2$ を得た。${\mathrm{F}}_2$ の表現型の分離比を、最も簡単な整数比で、[高・丸] : [高・しわ] : [低・丸] : [低・しわ] の順に求めよ。ただし、卵と花粉の形成における組換え価はどちらも 25% であり、どの配偶子も同じ確率で受精するものとする。

ある昆虫で、3 組の対立遺伝子 $A$ と $a$、$B$ と $b$、$C$ と $c$ は同じ染色体上にあり、連鎖している。$A$, $B$, $C$ はそれぞれ $a$, $b$, $c$ に対して顕性である。

遺伝子型 $AABBCC$ の個体と $aabbcc$ の個体を交配して得た ${\mathrm{F}}_1$（$AaBbCc$）に、$aabbcc$ の個体を交配（検定交雑）したところ、次の結果が得られた。表現型は、顕性形質を大文字、潜性形質を小文字で表している（たとえば [$AbC$] は、$A$ と $C$ の形質が顕性、$B$ の形質が潜性であることを表す）。

この結果をもとに 3 つの遺伝子の染色体地図をつくるとき、両端にある 2 つの遺伝子の間の距離は何か。ただし、距離は隣り合う遺伝子間の組換え価（%）の和で表し、その数値を答えよ。

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。

ある植物では、花の色を紫色にする遺伝子 $A$ は白色にする遺伝子 $a$ に対して顕性であり、花粉の形を長形にする遺伝子 $B$ は丸形にする遺伝子 $b$ に対して顕性である。

遺伝子型 $AABB$ の個体と $aabb$ の個体を交配して ${\mathrm{F}}_1$（$AaBb$）を得て、${\mathrm{F}}_1$ を自家受精させたところ、${\mathrm{F}}_2$ の表現型と個体数は次のようになった。

この結果は $9:3:3:1$ から大きくずれているので、2 組の遺伝子は連鎖していると考えられる。遺伝子 $A,a$ と $B,b$ の間の組換え価は何 % か。ただし、卵と花粉の形成における組換え価は等しく、どの配偶子も同じ確率で受精し、子はすべて同じように育つものとする。

ある植物で、3 組の対立遺伝子 A と a、B と b、C と c は同じ 1 本の染色体上にあり、A・B・C はそれぞれ a・b・c に対して顕性である。この 3 つの遺伝子の位置関係を調べるため、次の 2 つの検定交雑を行った。

交雑 1　遺伝子型 AABB と aabb の個体を交配して得た ${\mathrm{F}}_1$（AaBb）に、aabb の個体を交配したところ、次の結果を得た。

交雑 2　遺伝子型 BBCC と bbcc の個体を交配して得た ${\mathrm{F}}_1$（BbCc）に、bbcc の個体を交配したところ、次の結果を得た。

また、別の実験から、染色体上で遺伝子 B は遺伝子 A と遺伝子 C の間にあることがわかっている。組換え価は染色体上の遺伝子間の距離に比例し、2 つの遺伝子の間の組換え価は、その間にある遺伝子との組換え価の和に等しいものとする（二重乗換えは考えない）。

このとき、遺伝子 A と遺伝子 C の間の組換え価は何 % か。

ある植物では、花の色を決める遺伝子 $A$（紫、顕性）と $a$（白、潜性）、葉の形を決める遺伝子 $B$（丸葉、顕性）と $b$（細葉、潜性）が同じ染色体上にある。紫花・細葉の純系（$AAbb$）と白花・丸葉の純系（$aaBB$）を交配して ${\mathrm{F}}_1$ を得た。この ${\mathrm{F}}_1$ に白花・細葉の個体（$aabb$）を交配（検定交雑）したところ、次の結果が得られた。

この ${\mathrm{F}}_1$ を自家受精させて ${\mathrm{F}}_2$ を得たとき、${\mathrm{F}}_2$ の表現型の分離比を、最も簡単な整数比で、[紫花・丸葉]:[紫花・細葉]:[白花・丸葉]:[白花・細葉] の順に求めよ。ただし、検定交雑の結果から求めた組換え価は、${\mathrm{F}}_1$ がつくる卵細胞と精細胞のどちらでも同じであるとする。

ヒトの ABO 式血液型は、常染色体上の 1 つの遺伝子座にある 3 つの対立遺伝子 $A$, $B$, $O$ 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・潜性の関係はない（遺伝子型 $AB$ は AB 型になる）。また、血友病は X 染色体上の潜性遺伝子 $h$ によって発症し、その対立遺伝子 $H$（正常）は $h$ に対して顕性である。Y 染色体上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。

この夫婦の間に子が 1 人生まれるとき、その子が「AB 型で、かつ血友病を発症していない男子」である確率を求めよ。ただし、ABO 式血液型の遺伝子と血友病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。

ある昆虫では、3 組の対立遺伝子 $P$ と $p$、$Q$ と $q$、$R$ と $r$ が同じ 1 本の染色体上にある。$P$・$Q$・$R$ はそれぞれ $p$・$q$・$r$ に対して顕性である。

遺伝子型 $PPqqRR$ の純系の雌と $ppQQrr$ の純系の雄を交配して、$F_1$（$PpQqRr$）を得た。この $F_1$ の雌を、遺伝子型 $ppqqrr$ の雄と検定交雑したところ、次の表のような子 1000 個体が得られた。表の $[]$ は表現型を表し、大文字は顕性形質、小文字は潜性形質が現れていることを示す。

この結果から 3 つの遺伝子の並び順を決め、隣り合う 2 つの遺伝子の間の組換え価をそれぞれ求めて染色体地図をつくる。このとき、地図上で両端にある 2 つの遺伝子の間の距離（隣り合う遺伝子間の組換え価の和）は何 % か。整数で答えよ。

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、花の色を決める遺伝子 $A$（紫、顕性）と $a$（白、潜性）、果実の形を決める遺伝子 $B$（丸、顕性）と $b$（長、潜性）は、同じ 1 本の染色体上にある。

遺伝子型 $AAbb$ の純系（紫・長）と $aaBB$ の純系（白・丸）を交配して ${\mathrm{F}}_1$ を得た。この ${\mathrm{F}}_1$ に遺伝子型 $aabb$ の個体を交配（検定交雑）したところ、次の結果が得られた。

この結果は ${\mathrm{F}}_1$ がつくる配偶子の遺伝子型の比をそのまま表しているものとする。また、${\mathrm{F}}_1$ では卵（胚のう）をつくるときも花粉をつくるときも、同じ割合で組換えが起こるものとする。

この ${\mathrm{F}}_1$ を自家受粉させて得られる ${\mathrm{F}}_2$ の表現型の分離比を、最も簡単な整数比で、紫・丸 : 紫・長 : 白・丸 : 白・長 の順に求めよ。

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。

ある動物は体細胞の染色体数が $2n=8$ で、常染色体 3 対と性染色体 1 対をもつ。性決定は XY 型（雌は XX、雄は XY）である。

雄 P と雌 Q を交配し、雄の子 S が生まれた。P の父を $G_1$、P の母を $G_2$、Q の父を $G_3$、Q の母を $G_4$ とする。

S がもつ 8 本の染色体のそれぞれについて、祖父母 $G_1$〜$G_4$ のうち誰の染色体が伝わったものかを考える。S の 8 本の染色体のうち、祖父（$G_1$ または $G_3$）に由来する染色体がちょうど 4 本である確率を求めよ。

ただし、次のことを仮定する。
- 減数分裂では乗換え（染色体の部分的な交換）は起こらず、染色体は 1 本ずつまるごと伝わる。
- 減数分裂は正常に進み、相同染色体の各対で、どちらの染色体が配偶子に入るかはそれぞれ確率 $\frac{1}{2}$ で、対ごとに独立に決まる。
- どの配偶子も受精する確率は等しい。

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。

ある海産動物の受精卵は、受精後 $60$ 分に第 $1$ 卵割を行い、その後は $40$ 分ごとにすべての割球が同時に分裂して、受精後 $180$ 分の第 $4$ 卵割で $16$ 細胞期になる。$16$ 細胞期の胚は、動物極側の中割球 $8$ 個、植物極側の大割球 $4$ 個、植物極にある小割球 $4$ 個からなる。その後の分裂は、細胞の系列ごとに次のように起こる。

同じ系列の細胞はすべて同時に分裂し、分裂は表の時刻に瞬時に完了して $1$ 個の細胞が $2$ 個になるものとする。また、観察した時間内に細胞の死は起こらないものとする。胚全体の細胞数が初めて $400$ 個以上になるのは受精後何分か。

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。

ある植物では、花の色を決める遺伝子 $A$（紫、顕性）と $a$（白、潜性）、草丈を決める遺伝子 $B$（高い、顕性）と $b$（低い、潜性）が同じ染色体上にある。純系の系統 P1（遺伝子型 $AABB$）、P2（$aabb$）、P3（$AAbb$）、P4（$aaBB$）を用いて、次の実験を行った。

• 実験 1: P1 と P2 を交配して得た雑種を X とする。X に P2 を交配（検定交雑）すると、次の結果になった。
• 実験 2: P3 と P4 を交配して得た雑種を Y とする。Y に P2 を交配（検定交雑）すると、次の結果になった。

次に、X と Y を交配して多数の子を得た。この子の表現型の分離比を、最も簡単な整数比で、[紫・高い]:[紫・低い]:[白・高い]:[白・低い] の順に求めよ。

ただし、X と Y のどちらでも、また卵と精細胞（花粉）のどちらをつくるときも、$A$ と $B$ の間の組換え価は実験 1・実験 2 の結果から求めた値と同じであるとする。また、どの遺伝子型の配偶子も子も同じように生存するものとする。

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。

性決定が XY 型（雌が XX、雄が XY）のある昆虫で、3 組の対立遺伝子 $A$ と $a$、$B$ と $b$、$C$ と $c$ はいずれも X 染色体上にあり、Y 染色体上にはこれらの遺伝子はない。$A$・$B$・$C$ はそれぞれ $a$・$b$・$c$ に対して顕性である。

遺伝子型 $X^{ABc}{X}^{ABc}$ の純系の雌と、遺伝子型 $X^{abC}Y$ の雄を交配して $F_1$ の雌を得た。この $F_1$ の雌を遺伝子型 $X^{abc}Y$ の雄と交配したところ、得られた雄の子 2000 個体の表現型は次の表のようになった。ただし、$[ABc]$ は形質 $A$・$B$・$c$ が現れたことを表す。

どの表現型の個体も生存率は等しいものとする。また、染色体地図上の距離は、隣り合う遺伝子間の組換え価（%）の和で表し、組換え価 1 % を距離 1 とする。

この結果から直接求めた遺伝子 $B$ と $C$ の間の組換え価（%）と、3 つの遺伝子の染色体地図から求めた $B$ と $C$ の間の距離を、この順に求めよ。

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。