エンドウの遺伝と検定交雑の判断
エンドウの種子の形には、丸い種子としわのある種子があり、丸が優性、しわが劣性である。Yさんたちは、純系の丸い種子をつくる個体と純系のしわのある種子をつくる個体を交配した。得られた子（F1）はすべて丸い種子であった。次に、F1どうしを交配して得られた孫（F2）の種子を調べると、丸が1204個、しわが396個であった。Yさんは「F1は丸だから、遺伝子型はRRしかない」と考えたが、先生は「F1の遺伝子型を、両親から受け取る遺伝子に分けて考えよう」と助言した。さらに、F2の丸い種子を20個選んでそれぞれ育て、自家受精させたところ、しわの種子は1個も出なかった。Yさんは「この20個はすべて純系だ」と結論づけた。遺伝子はRとrで表し、RRとRrは丸、rrはしわになるとする。エンドウは自家受精しやすく、他家受精を防ぐために開花前に花を包む必要がある。実験では、交配のたびに親の形質と種子の数を記録した。F2の個体数は合計1600個であった。
1. F1の遺伝子型を答え、F2が丸：しわ＝3：1になる理由を、配偶子のでき方と受精の組み合わせから説明せよ。
Read the worked answer
純系の丸はRR、純系のしわはrr。F1は両親からRとrを1つずつ受け取るのでRr。F1がつくる配偶子は、減数分裂でRとrに分かれ、1：1の割合になる。
F1どうしの交配では、Rの配偶子とrの配偶子がそれぞれ1/2ずつで受精する。組み合わせは RR：Rr：rr＝1：2：1。RRとRrは丸、rrはしわなので、表現型は丸：しわ＝3：1になる。実際、1204：396≒3.04：1で、理論比によく合っている。
2. F2の丸い種子を1つ選び、それが純系（RR）か雑種（Rr）かを調べる方法を、交配の相手と結果の予想を含めて説明せよ。
Read the worked answer
検定交雑を行う。相手にはしわの種子をつくる個体（rr）を使う。
選んだ丸い種子がRRなら、配偶子はRだけ。rrの配偶子はrだけなので、子はすべてRr（丸）になる。 選んだ丸い種子がRrなら、配偶子はRとrが1：1。rrとの交配では、子はRr（丸）とrr（しわ）が1：1で現れる。
したがって、子にしわの種子が1個でも出ればRr、すべて丸ならRRと判断できる。ただし子の数が少ないと、Rrでも偶然しわが出ないことがあるので、ある程度多くの子を調べる必要がある。
3. F2の丸い種子20個を自家受精させて、しわが1個も出なかったからといって「すべて純系だ」と結論づけられない理由を、確率の考えを用いて説明せよ。
Read the worked answer
F2の丸い種子にはRRとRrが1：2の割合で含まれる。Rrを自家受精させると、しわ（rr）が出る確率は1/4、丸が出る確率は3/4である。Rrの個体から20個の子を調べたとき、すべて丸になる確率は (3/4)^20 ≒ 0.0032 で、約0.3％と小さいが0にはならない。
また、20個すべてがRRであるとは限らず、Rrが混じっていても偶然しわが出ない可能性がある。したがって、20個でしわが出なかったことだけでは、すべて純系とは断定できない。判断するには、より多くの子を調べるか、検定交雑を行う必要がある。