高校生物、スイートピーの実験（乗換え）について。

高校生物Iからの遺伝子・染色体に関する出題で、わからない問題があり、御質問させていただきます。


スイートピーでは、花色に関する遺伝子（紫花Ｂ、赤花ｂ）と花粉の形に関する遺伝子（長い花粉Ｌ、丸い花粉ｌ）と連鎖している。そこで、ＢとＬおよびｂとｌが連鎖している紫花・長花粉（遺伝子型ＢＢＬL)と赤花・丸花粉（遺伝子型ｂｂｌｌ）を両親としてこ交配を行うと・・・

※Ｆ２は、紫花・長花粉：赤花・丸花粉＝３：１になるはずであるが・・・

結果（実験値）は→紫・長１５２８　紫・丸１０６　赤・長１１７　赤・丸３８１　となった。
分離比では→13,7 ： 1,0 ： 1,0 ： 3,4


生物が好きで、特に遺伝子・染色体が絡む問題に詳しい方々へ、


まずはじめにＦ２が、３：１になる・・・と推察された理由、
｛私は結果（組換えが行われる）を知る以前に推察されるならば、Ｆ１のＢＬとｂｌは互いに連鎖している関係なのだから、
本来　『ＢＬｂｌ』　を自家受精したら、Ｆ２は紫・長　：　赤・丸　→　１　：　１　とみるのが妥当だと思いました・・・｝


そして結果、分離比が13,7 ： 1,0 ： 1,0 ： 3,4
となった理由を教えていただけますでしょうか。

No.3 回答者： yanachu 回答日時： 2011/11/03 07:55

遺伝子型と表現型の違いはちゃんと分かっている前提で。

>Ｆ２が、３：１になる・・・と推察された理由

ＢＢＬＬという遺伝子が減数分裂してできたＢＬという配偶子（おしべ・めしべなどにある卵細胞とか精細胞ね）と、
ｂｂｌｌという遺伝子が減数分裂してできたｂｌという配偶子が一緒になって生まれたのが、
ＢｂＬｌという遺伝子を持つ（表現型；ＢＬ）Ｆ１です。

ＢｂＬｌとは表現するけれども、実際は父由来・母由来の、ＢＬという遺伝子が乗ってる染色体と、ｂｌという遺伝子が乗ってる染色体がそれぞれあるのはいいかな？

Ｆ１が自家受粉するとき、ＢｂＢｌという遺伝子が減数分裂してＢＬとｂｌという配偶子を作ります。

ここで組み換え（遺伝子の乗り換え）がなければ、卵細胞由来の配偶子（ＢＬ，ｂｌ）×精細胞由来の配偶子（ＢＬ、ｂｌ）でＦ２がつくられて、その遺伝子型はＢＢＬＬ，ＢｂＬｌ，ｂＢｌＬ，ｂｂｌｌの4通りが出来る。
表現型はそれぞれＢＬ、ＢＬ、ＢＬ、ｂｌとなるから、紫花・長花粉：赤花・丸花粉＝３：１
と推察されたわけです。

>分離比が13,7 ： 1,0 ： 1,0 ： 3,4

ところが出るはずのない表現型のｂＬやＢｌが出来てしまったってことは、Ｆ１の減数分裂をする際に、ＢＬとｂｌに分かれるはずが途中で遺伝子の乗り換えが起きて、ｂＬやＢｌという遺伝子の配偶子（表現型と意味がちがうので注意）が出来ている。


たとえば（Ｂ　Ｌ）（ｂ　ｌ）という1対の遺伝子が７組、減数分裂を行ったとして、

できた14個の配偶子が

（Ｂ　Ｌ）と（ｂ　ｌ）
（Ｂ　Ｌ）と（ｂ　ｌ）
（Ｂ　Ｌ）と（ｂ　ｌ）
（Ｂ　Ｌ）と（ｂ　ｌ）
（Ｂ　Ｌ）と（ｂ　ｌ）
（Ｂ　Ｌ）と（ｂ　ｌ）
（Ｂ　ｌ）と（ｂ　Ｌ）

のように、7つに1つ組換えをおこしているとすると
配偶子の数を数えると、ＢＬ：Ｂｌ：ｂＬ：ｂｌ＝６：１：１：６

つまり、　1/(1+n)の確率で（n+1個減数分裂するとき、1個）組み換えが起きるとき、遺伝子の分離比はＢＬ：Ｂｌ：ｂＬ：ｂｌ＝n：１：１：nとなる。

そこで（ＢＬ、Ｂｌ、ｂＬ、ｂｌ）× （ＢＬ、Ｂｌ、ｂＬ、ｂｌ）を計算すると、表現型ＢＬ：Ｂｌ：ｂＬ：ｂｌ＝（3n^2+4n+2）：（2n+1）：（2n+1）：n^2

となります。（計算してみてね）

実際の分離比（13.7 ： 1.0 ： 1.0 ： 3.4）と（3n^2+4n+2）：（2n+1）：（2n+1）：n^2を比較すると、ｎ＝６が近いので、おそらく組み換え後の遺伝子の分離比はＢＬ：Ｂｌ：ｂＬ：ｂｌ＝６：１：１：６のはず。

例えば実際に、14個の配偶子×14個の配偶子の組み合わせ（１９６通り）のうち、出来たＦ２の表現型を計算していくと、ＢＬは１３４、ＢｌとｂＬは１３、ｂｌは３６と、実際の分離比に近くなります。

逆に、実際の分離比から組み換え率を推察するときは、分離比を全部合計してみて、（この場合だと１３７＋１０＋１０＋３４＝１９１）ある数字の２乗に近いものがあれば（今回は１４の2乗＝１９６）、そのあたりから推察できそうです。

ただし、必ずn：１：１：nとはならない場合もある（４：７：７：４とか）ので注意が必要です。

参考URL：http://okwave.jp/qa/q6769591.html

No.2 回答者： copemaru 回答日時： 2011/11/01 00:45

コレって，「ベーツソンとパネットの実験」ですよね。

＞結果（実験値）は→紫・長１５２８　紫・丸１０６　赤・長１１７　赤・丸３８１　となった。
分離比では→13,7 ： 1,0 ： 1,0 ： 3,4

＜この後彼らはＦ１の［紫・長］の個体を検定交雑して組み換え価を計算で求めた＞　と高校の時習ったと記憶しています。
多分ｗｈｉｔｅ－ｍｅｎさんの高校生物Iの教科書にも載っていると思いますよ。

No.1 回答者： copemaru 回答日時： 2011/10/31 18:45

＞特に遺伝子・染色体が絡む問題に詳しい方々へ、

別に詳しくはないのですが，

＞Ｆ２は、紫花・長花粉：赤花・丸花粉＝３：１になるはずであるが・・・
↑
コレって，ＢとＬおよびｂとｌが「完全連鎖」の場合です。

実際にはＢとＬおよびｂとｌは，連鎖しているものの１／９の組み換え価の「不完全連鎖」でしょう。
なので，ＢＬ：Ｂｌ：ｂＬ：ｂｌの配偶子の分離比は８：１：１：８で
（８ＢＬ＋１Ｂｌ＋１ｂＬ＋８ｂｌ）×（８ＢＬ＋１Ｂｌ＋１ｂＬ＋８ｂｌ）を計算すると，結果（実験値）は→紫・長１５２８　紫・丸１０６　赤・長１１７　赤・丸３８１　分離比では→13,7 ： 1,0 ： 1,0 ： 3,4
と近似の値になるはずです。

＞｛私は結果（組換えが行われる）を知る以前に推察されるならば、Ｆ１のＢＬとｂｌは互いに連鎖している関係なのだから、
本来　『ＢＬｂｌ』　を自家受精したら、Ｆ２は紫・長　：　赤・丸　→　１　：　１　とみるのが妥当だと思いました・・・｝
↑
これは完全連鎖の場合の「検定交雑」の結果です。

お分かりいただけましたか？

この回答への補足

御回答ありがとうございます。

ＢＬ：Ｂｌ：ｂＬ：ｂｌの配偶子の分離比は８：１：１：８

はどのように求められますか？
８・・数字が大きいですね。

補足日時：2011/10/31 19:09