エンドウの赤花・白花で交配結果から遺伝子型を判断する
エンドウの花の色には、赤花と白花があり、赤花が顕性、白花が潜性である。赤花の純系と白花の純系を交配すると、子はすべて赤花になった。その子どうしを交配して得た孫には、赤花と白花がおよそ3:1で現れた。孫の赤花は多数あり、どれも見た目は同じ赤花である。太郎さんは、そのうちの1株を選んで白花の純系と交配したところ、赤花と白花がほぼ1:1で得られた。次に、別の孫の赤花1株を自家受粉させたところ、赤花と白花がおよそ3:1で得られた。さらに別の孫の赤花1株を白花と交配すると、すべて赤花になった。太郎さんは「赤花ならば遺伝子型は同じはずだ」と言い、花子さんは「赤花でも遺伝子型は2通りあるので、交配結果を見ないと決められない」と言った。赤花を顕性形質、白花を潜性形質とし、遺伝子型はRとrで表す。白花の純系の遺伝子型はrrである。得られた子孫の数は十分多く、偶然による偏りは無視できるものとする。
1. 孫の赤花1株を白花の純系と交配して赤花と白花が1:1になった。この赤花の遺伝子型を答え、配偶子の種類と受精の組み合わせを用いて説明せよ。
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この赤花の遺伝子型はRrである。
Rrの個体がつくる配偶子は、Rとrが1:1の割合になる。白花の純系rrはrの配偶子だけをつくる。受精の組み合わせは
- Rの配偶子 + r → Rr（赤花）
- rの配偶子 + r → rr（白花）
となり、赤花と白花が1:1になる。
もしRRなら、配偶子はRだけなので、rrと交配すると子はすべてRrの赤花になる。実際に白花が現れたので、Rrと判断できる。
2. 別の孫の赤花を自家受粉して3:1になった場合と、白花と交配してすべて赤花になった場合について、それぞれの赤花の遺伝子型を答えよ。また、花子さんの考えが正しい理由を説明せよ。
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自家受粉で赤花と白花が3:1になった赤花はRrである。Rrどうしの交配では、Rr×RrからRR:Rr:rrが1:2:1となり、表現型は赤花:白花=3:1になる。
白花と交配してすべて赤花になった赤花はRRである。RR×rrでは子はすべてRrになり、すべて赤花になる。
赤花の表現型にはRRとRrの2通りの遺伝子型がある。外見だけでは区別できないので、花子さんの「交配結果を見ないと決められない」という考えは正しい。
3. 太郎さんの考えを、反例を挙げて否定せよ。また、赤花の純系と白花の純系を交配してできる子の遺伝子型と表現型を答えよ。
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太郎さんの「赤花ならば遺伝子型は同じ」は誤りである。反例として、RRとRrはどちらも赤花だが、白花rrと交配したときの結果が異なる。RRなら子はすべてRrで赤花、RrならRrとrrが1:1で赤花と白花になる。同じ赤花でも遺伝子型は2通りある。
赤花の純系RRと白花の純系rrを交配すると、RRはRの配偶子だけ、rrはrの配偶子だけをつくる。子はすべてRrで、表現型はすべて赤花になる。