Comments
Description
Transcript
第 20 講 遺伝③ いろいろな遺伝
基礎から分かる生物基礎 第 20 講 遺伝③ いろいろな遺伝 性決定と伴性遺伝 染色体の種類（ＸＹ型） 動物の染色体は常染色体と１組の性染色体からなる。 常染色体は、それぞれ相同染色体の対になっており、雌雄共通である。 性染色体はＸ染色体とＹ染色体の２種類があり、Ｘ染色体を２本持つのが雌、Ｘ染色体とＹ 染色体を１本ずつ持つのが雄となる。 性決定様式の種類 動物の性決定様式はＸＹ型のほか、下の図に示すように４種類ある。 ＸＹ型、ＸＯ型を雄ヘテロ型、ＺＷ型、ＺＯ型を雌ヘテロ型という。 性決定様式 染色体の種類 オス 例 メス ＸＹ型 ＸＹ ＸＸ ショウジョウバエ、メダカ、ヒト ＸＯ型 Ｘ ＸＸ バッタ、キリギリス ＺＷ型 ＺＺ ＺＷ カイコガ、ニワトリ ＺＯ型 ＺＺ ＺＯ ミノガ、トビケラ 配偶子に分配される染色体の種類 ＸＹ型では、卵に分配される染色体はどちらかのＸ染色体なので、１種類の卵子か形成され ないが、精子に分配される染色体はＸかＹのどちらかになるため、２種類の精子が形成され る。Ｘ、Ｙのどちらをもつ精子が受精するかで、雄が生まれるか、雌が生まれるかが決定す る。 1 第 20 講 遺伝③ 伴性遺伝 遺伝子がＸ染色体上にあるときの遺伝のこと。 次代（子供）の雄・雌の表現型の比が異なるとき、その遺伝子はＸ染色体上にあると判断で きる。 （Ｙ染色体上にあるとき、その形質は雄にしか現れないため、これを限性遺伝という。） このとき、Ｘ染色体に存在する遺伝子を右肩に表す方法が一般的である。配偶子の求め方は 独立・連鎖のときと違いはない。 いろいろな遺伝 不完全優性 対立遺伝子（Ａ，ａ）に優劣関係がある場合（Ａ＞ａ）、遺伝子型ＡＡとＡａは表現型が〔Ａ〕 となるが、優劣関係がない場合、ヘテロ接合体のＡａは表現型が〔Ａ〕とならず、〔Ａ〕と 〔ａ〕の中間の形質が現れる。このような優劣関係のない対立遺伝子の関係を不完全優性と いう。 中間雑種 不完全優性における、ヘテロ接合体（遺伝子型Ａａ）を中間雑種という。 複対立遺伝子 １つの形質を決定する対立遺伝子が３種以上存在する遺伝子を、複対立遺伝子という。 ＡＢＯ式血液型 ＡＢＯ式血液型の場合、Ａ，Ｂ，Ｏ遺伝子の３種類の遺伝子が存在する。Ａ遺伝子とＢ遺伝 子は不完全優性の関係にあり、ＡＢ型は中間雑種となる。Ｏ遺伝子はＡ遺伝子、Ｂ遺伝子に 対して劣性であり、Ｏ型の遺伝子型はＯ遺伝子のホモ接合体となる。 Ａ型・・・遺伝子型ＡＡとＡＯ Ｂ型・・・遺伝子型ＢＢとＢＯ ＡＢ型・・・遺伝子型ＡＢ Ｏ型・・・遺伝子型ＯＯ 2 基礎から分かる生物基礎 致死遺伝子 ハツカネズミの体色は黄色と黒の２種類があり、対立遺伝子Ｙとｙで調節される。Ｙ遺伝子 が存在すると黄色体色に、存在しない（遺伝子型ｙｙ）と黒色体色になる。しかし、Ｙ遺伝 子がホモ接合体（遺伝子型ＹＹ）になると、発生初期に死んでしまう。Ｙ遺伝子には体色を 決定する作用のほかに、致死作用があるからである。このような致死作用をもつ遺伝子を致 死遺伝子といい、特に、表現型〔致死〕は致死遺伝子がホモにならないと現れないので、 〔死 なない〕に対して劣性であるため、劣性致死遺伝子という。 相互作用の遺伝子 １つの形質を決定するのに、２つ以上の遺伝子が関与する遺伝のしくみのこと。 補足遺伝子 ２つの遺伝子が互いに作用しあって１つの形質を発現する遺伝子を補足遺伝子という。 このような形式の遺伝では、２つの対立遺伝子の組み合わせでどのような表現型が現れるか に注目するとよい。 スイートピーの花色の遺伝 スイートピーの花色の遺伝は、色素原をつくる遺伝子Ｃと色素原から紫色の色素をつくりだ す遺伝子Ｐによって調節されている。Ｃ、Ｐそれぞれの対立遺伝子ｃ、ｐはＣ、Ｐに対して 劣性であり、Ｃ、Ｐのはたらきをもたない。 Ｃ遺伝子が存在すると、紫色のもととなる色素原がつくられる。この色素原が存在するとき、 Ｐ遺伝子が作用すると、色素原から紫の色素がつくられる。つまり、Ｃ遺伝子、Ｐ遺伝子が 両方存在するときだけ、紫色が発現するのである。 表現型 〔ＣＰ〕＝紫色 〔Ｃｐ〕、 〔ｃＰ〕 、〔ｃｐ〕＝白色 色素原のもと （材料１） 3 色素原 紫色の色素 （材料２） （製品） Ｃ遺伝子 Ｐ遺伝子 （工程１） （工程２） 第 20 講 遺伝③ Ｃ遺伝子が存在するときだけ色素原がつくられる。 Ｐ遺伝子が存在しても、色素原がつくられなければ紫色の色素はつくられない。 （材料１、工程１、材料２、工程２がそろわなければ製品がつくられない。） 抑制遺伝子 ある優性遺伝子のはたらきに優先して、その遺伝子のはたらきを抑制する遺伝子を抑制遺伝 子という。 カイコのまゆの色の遺伝（抑制遺伝子の例） カイコのまゆの色には黄色と白色があり、黄色は白色に対して優性である。しかし、まゆの 色を決定する遺伝子は抑制遺伝子により抑制される。 まゆの色を決定する遺伝子をＹ（黄色）＞ｙ（白色）、抑制遺伝子をＩ＞ｉとする。Ｉ遺伝 子存在下ではＹ遺伝子のはたらきが抑制されるので、まゆの色は白色となる。黄色のまゆが 生じるのは、Ｉ遺伝子が存在せず、Ｙ遺伝子が存在するときだけである。 表現型 〔ｉＹ〕＝黄色 〔ＩＹ〕、 〔Ｉｙ〕 、〔ｉｙ〕＝白色 4 基礎から分かる生物基礎 ヒトの染色体は( ａ )本あるが，そのうち( ｂ く，( ｃ ( ｄ )組の相同染色体は男女による違いがな )と呼ばれている。残りの１組は男女により異なる性染色体であり，女性では )染色体が２本，男性では( ｄ )染色体と( ｅ )染色体がそれぞれ１本ずつある。 性染色体には性を決定する遺伝子だけでなく，他の形質に関する遺伝子も存在している。た とえば，ヒトでは赤緑色覚異常の遺伝子は( ｆ )染色体にのみある。また，赤緑の色覚が 正常な遺伝子に対立する異常遺伝子は劣性である。したがって，男性では，赤緑色覚遺伝子 をもてば，表現形質として現れてくるが，女性では赤緑の色覚異常遺伝子をヘテロに持って いても，表現形質として現れてこない。このように，男女により形質の現れ方が異なる遺伝 を( ｇ )遺伝という。一方，グッピーはヒトと同様な性染色体をもっているが，背びれの 斑紋模様は雄にしか現れない。これは斑紋を決定する遺伝子が( ｈ るためである。このように，性を限定して伝わる遺伝を( ｉ )染色体に存在してい )遺伝という。 問１ 文中の空欄( ａ )～( ｉ )に最も適切な語句を記入しなさい。 問２ 色覚が正常な夫婦から生まれた子が，その後の検査の結果，赤緑色覚異常であること がわかった。この子の性が決定できる場合は「男性」か「女性」かを，決定できない場合 は「決定できない」と答えなさい。 問３ 下線部のような遺伝をする病気を下記の(1)～(5)から１つ選び，番号で答えなさい。 (1) 家族性大腸ポリポーシス (2) 鎌状赤血球症 (3) 血友病 (4) フェニルケトン尿症 (5) 網膜芽細胞腫 5 第 20 講 遺伝③ ヒトは 23 対の染色体をもっている。そのうち，22 対(１番染色体から 22 番染色体まで) は男女とも共通であり，これらは常染色体という。残りの１対は性染色体といい，女性では X 染色体を２本もち，男性では X 染色体とそれより小型の Y 染色体をそれぞれ１本ずつも つ。 ヒトの遺伝子は全部で５万～10 万と推定されているが，これまで遺伝子座が確定された遺 伝子は遺伝病を含めても約２万にすぎない。よく知られている遺伝子の遺伝子座は，Rh 式 血液型が１番染色体，ABO 式血液型が９番染色体，血友病および赤緑色覚異常が X 染色体， 精巣形成因子が Y 染色体にそれぞれ存在する。 問１ 図１は，親と子の染色体構成を示す。図中の空欄 答欄に記入せよ。なお，空欄 問２ ｄ ～ ｆ ａ ～ ｆ の染色体構成を解 には♀または♂の性別を併記のこと。 ヒトの ABO 式血液型には４つの表現型(A 型，B 型，AB 型および O 型)があり， それぞれは同一の遺伝子座に存在する３つの遺伝子(A，B および O)により支配され ている。優劣関係は A と B の遺伝子間には存在しないが，A と B の両遺伝子は O 遺 伝子に対してそれぞれ優性を示す。もう一つの Rh 式血液型では，Rh＋型と Rh－型の 表現型がある。Rh＋型の遺伝子型は DD または Dd で表され，Rh－型は dd となる。 血液型が AB 型・Rh＋型の女性と O 型・Rh－型の男性が結婚した場合，生まれてく る子供にはどのような血液型(表現型および遺伝子型)がどのような出現比で現われ るか。予想される親の遺伝子型組み合わせ別に記せ。 6 基礎から分かる生物基礎 遺伝に関する次の問に答えよ。 遺伝子型が Y y の黄色のハツカネズミどうしを P として交配したところ，F1 では黄色のハ ツカネズミと黒のハツカネズミが２：１の比率で得られた。 問１ 問２ このような遺伝における遺伝子 Y をどのようによぶか。最も適切なものを選択せよ。 ① 複対立遺伝子 ② 条件遺伝子 ③ 限定遺伝子 ④ 致死遺伝子 ⑤ 同義遺伝子 ⑥ 抑制遺伝子 ⑦ 補足遺伝子 ⑧ 伴性遺伝子 F1 で得られた黄色のハツカネズミと P とを交配すると，黄色：黒色は，どのような比 率でできるか。正しいものを選択せよ。 問３ ① ０：１ ② １：０ ③ １：１ ④ １：２ ⑤ １：３ ⑥ ⑦ ３：１ ⑧ ３：２ ⑨ ３：４ ０ ４：３ ◯ ２：１ F1 で得られた黒色のハツカネズミと P とを交配すると，黄色：黒色は，どのような比 率でできるか。正しいものを選択せよ。 問４ ① ０：１ ② １：０ ③ １：１ ④ １：２ ⑤ １：３ ⑥ ⑦ ３：１ ⑧ ３：２ ⑨ ３：４ ０ ４：３ ◯ ２：１ 問２で得られた F2 と P とを交配すると，黄色：黒色は，どのような比率でできるか。 正しいものを選択せよ。 問５ ① ０：１ ② １：０ ③ １：１ ④ １：２ ⑤ １：３ ⑥ ⑦ ３：１ ⑧ ３：２ ⑨ ３：４ ０ ４：３ ◯ ２：１ 問３で得られた F2 と P とを交配すると，黄色：黒色は，どのような比率でできるか。 正しいものを選択せよ。 7 ① ０：１ ② １：０ ③ １：１ ④ １：２ ⑤ １：３ ⑥ ⑦ ３：１ ⑧ ３：２ ⑨ ３：４ ０ ４：３ ◯ ２：１ 第 20 講 遺伝③ 8