共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）追・再試験
問124 (生物（第1問） 問4)

この問題でポイントとなるのは、「ミトコンドリアが一時的に減少すると、遺伝子の種類は偶然による偏りが大きくなる」という点です。偶然に偏るとは、有利な遺伝子が残る訳でもなく、遺伝子に新たに変異が起きる訳でもないということです。

この点をおさえて、選択肢を確認していきましょう。

aは正しいです。

ミトコンドリアの数が一時的に減少することで、偶然に全ての個体のATP合成機能が正常である場合が存在します。一時的な減少がない場合は、もとの集団内の遺伝子の割合が概ね維持される可能性が高いため、一時的に数が減少した方が、全て正常になる確率が高くなります。

bは正しいです。

aと相反する推論に見えるため、間違いであると思いがちですが、これもaと同じ理由で、偶然により全ての卵がATP合成機能の低下した卵になる確率が高くなると言えます。

cは誤りです。

ミトコンドリアの一時的な減少は、すでに存在するDNAの種類が変化する現象であるため、突然変異とは直接的には関係がありません。

dは誤りです。

これはcと同様の理由で、ミトコンドリアの一時的な減少は突然変異とは直接的には関係ありません。

この問題は、ミトコンドリア遺伝子の突然変異によって、その後どうなっていくかを、卵形成過程におけるミトコンドリア数の一時的減少がある場合の推論として、適切なものを選ぶ問題です。

選択肢を見ると、aとｂ、ｃとｄは互いに対応しているように見え、aｂから一つ、ｃｄから一つを選んでしまいがちかもしれません。

今回は、その後の生存に有利不利は考えず、ミトコンドリア数の一時減少によって、その後のミトコンドリア内の遺伝子がどうなるかを考えるようにしましょう。

【ａの解説】正しい

卵形成の途中でミトコンドリア数が一時的に大きく減少すると、残るミトコンドリアは偶然に決まります。

その後、残ったミトコンドリアだけが増殖するため、正常なミトコンドリアだけが残れば、その卵には正常なミトコンドリアだけが増えることになります。

したがって、一時的な減少がない場合よりも、正常なミトコンドリアのみをもつ卵ができる確率は高くなります。

【ｂの解説】正しい

ミトコンドリア数が一時的に減少すると、どのミトコンドリアが残るかは偶然によって決まります。

そのため、まれではありますが、ATP合成機能の低下したミトコンドリアだけが残り、それらが増殖する場合もあります。

このように、一時的な減少は正常なミトコンドリアだけでなく、異常なミトコンドリアだけになる可能性も高めます。

したがって、この記述は正しいです。

【ｃの解説】不適

突然変異はDNAの複製時などに偶然生じる現象であり、ミトコンドリア数が一時的に減少することによって突然変異の起こる頻度が変化するわけではありません。

一時的な減少によって変化するのは、どのミトコンドリアDNAが子孫に受け継がれるかであり、突然変異の起こりやすさではありません。

したがって、この記述は誤りです。

【ｄの解説】不適

ATP合成機能を正常に戻す突然変異（逆突然変異）が起こる頻度も、ミトコンドリア数の一時的な減少によって変化することはありません。

一時的な減少は、ミトコンドリアDNAの種類の割合を偶然変化させる現象であり、新たな突然変異や逆突然変異を起こしやすくする作用はありません。

したがって、この記述は誤りです。

これらを踏まえて、選択肢を選ぶようにしましょう。