大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)追・再試験
問129 (生物(第1問) 問4)
問題文
現在、多くの生物で絶滅のおそれが高まり、(a)生物多様性の低下が懸念されている。近年、植物種Xの生息地は分断され、(b)個体数が減少しつつある。植物種Xは多年生の草本で、地下茎により越冬し、翌年まで生存した個体は前年と同じ位置から地上部を出す。植物種Xには三つの生育段階(芽生え、幼個体、開花個体)があり、種子から発芽した芽生えは、成長すると翌年は幼個体になる。幼個体は数年をかけて成長して開花個体になり、一度だけ開花したのち、枯死する。
下線部(b)に関連して、個体数が減少すると近親交配の機会が増して、生まれてくる子の生存率や成長速度が低下することがある。これは、低頻度で存在する劣性の有害な対立遺伝子がホモ接合になることで起こる。近親交配が生じるとホモ接合体が増えることは、中立な対立遺伝子を用いて確かめることができる。自家受粉によるホモ接合体の頻度の変化に関する次の文章中のエ・オに入る数値の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
まず、自由に交配が行われている個体群を考え、対立遺伝子Aとa(Aはaに対して優性)を含む遺伝子座において、劣性のホモ接合体aaの頻度が1%であるとする。このとき、ヘテロ接合体Aaの頻度は( エ )%である。
ここで、全ての個体が自家受粉によって等しい数の子を次世代に残すとすると、aaの個体が次世代に残す子の遺伝子型は全てaaとなるが、Aaの個体が残す子の4分の1もaaとなる。したがって、次世代におけるaaの頻度は( オ )%と求められ、自由に交配が行われていた親世代に比べて頻度が高まる。
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問題
大学入学共通テスト(理科)試験 令和4年度(2022年度)追・再試験 問129(生物(第1問) 問4) (訂正依頼・報告はこちら)
現在、多くの生物で絶滅のおそれが高まり、(a)生物多様性の低下が懸念されている。近年、植物種Xの生息地は分断され、(b)個体数が減少しつつある。植物種Xは多年生の草本で、地下茎により越冬し、翌年まで生存した個体は前年と同じ位置から地上部を出す。植物種Xには三つの生育段階(芽生え、幼個体、開花個体)があり、種子から発芽した芽生えは、成長すると翌年は幼個体になる。幼個体は数年をかけて成長して開花個体になり、一度だけ開花したのち、枯死する。
下線部(b)に関連して、個体数が減少すると近親交配の機会が増して、生まれてくる子の生存率や成長速度が低下することがある。これは、低頻度で存在する劣性の有害な対立遺伝子がホモ接合になることで起こる。近親交配が生じるとホモ接合体が増えることは、中立な対立遺伝子を用いて確かめることができる。自家受粉によるホモ接合体の頻度の変化に関する次の文章中のエ・オに入る数値の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
まず、自由に交配が行われている個体群を考え、対立遺伝子Aとa(Aはaに対して優性)を含む遺伝子座において、劣性のホモ接合体aaの頻度が1%であるとする。このとき、ヘテロ接合体Aaの頻度は( エ )%である。
ここで、全ての個体が自家受粉によって等しい数の子を次世代に残すとすると、aaの個体が次世代に残す子の遺伝子型は全てaaとなるが、Aaの個体が残す子の4分の1もaaとなる。したがって、次世代におけるaaの頻度は( オ )%と求められ、自由に交配が行われていた親世代に比べて頻度が高まる。
- エ:1.98 オ:1.495
- エ:1.98 オ:2.495
- エ:9 オ:2.25
- エ:9 オ:3.25
- エ:18 オ:4.5
- エ:18 オ:5.5
- エ:54 オ:13.5
- エ:54 オ:14.5
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この過去問の解説 (1件)
01
これは、「遺伝・集団遺伝学の近親交配」について書かれています。
この問題では、ヘテロ接合体Aaの頻度(エ)と、自家受粉した次世代でのaaの頻度(オ)を求めます。
まず、ハーディ・ワインベルグ式「p2+2pq+q2=1」を使って、Aaの頻度を求めましょう。
p=Aの頻度
q=aの頻度
aaの頻度=q2=0.01=√q=√0.01=0.1
Aの頻度=p=1-q=1-0.1=0.9
ヘテロ接合体Aaの頻度:2pq=2×0.9×0.1=0.18=18%
よって、ヘテロ接合体Aaの頻度は、18%となります。
次に、自家受粉した次世代でのaaの頻度(オ)について求めましょう。
・aa×aa→全部aa
・Aa×Aa→次世代の1/4がaa
・AA×AA→次世代の全てがAA
世代全体でのaaの頻度は、q’2=q2+1/4⋅2pq
2pqは、ヘテロ接合体の頻度Aa=18%から代入し、
2pq=0.18q2=0.01
q’2=0.01+41⋅0.18=0.01+0.045=0.055=5.5%
よって、自家受粉した次世代でのaaの頻度(オ)は、5.5%となります。
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