性染色体と伴性遺伝について

※染色体は、２種類に分けられる

　・常染色体・・・雌雄に共通、２Ａ

　・性染色体・・・性を決定するもので、雌雄で異なり、２本または１本の場合がある

１、性の決定様式

　※性の決定様式には、２種類ある

　　・雄ヘテロ型・・・精子が性を決定する

　　・雌ヘテロ型・・・卵が性を決定する

①雄ヘテロ型

　ＸＹ型・・・ヒト（ほ乳類）、ショウジョウバエ　など

　　　　　体細胞　　　　　　配偶子　　　　　　　　子

　♀　　２Ａ＋ＸＸ　　→　　Ａ＋Ｘ　　－　　２Ａ＋ＸＸ♀

　♂　　２Ａ＋ＸＹ　　→　　Ａ＋Ｘ　　－　　２Ａ＋ＸＹ♂

　　　　　　　　　　　　　　Ａ＋Ｙ

　ＸＯ型・・・♂の染色体数が♀より１本少なく奇数本で、

　　　　　　　トンボ、バッタ、キリギリス　など

　　　　　体細胞　　　　　　配偶子　　　　　　　　子

　♀　　２Ａ＋ＸＸ　　→　　Ａ＋Ｘ　　－　　２Ａ＋ＸＸ♀

　♂　　２Ａ＋Ｘ　　　→　　Ａ＋Ｘ　　－　　２Ａ＋Ｘ♂

　　　　　　　　　　　　　　　Ａ

②雌ヘテロ型

　ＺＷ型・・・ニワトリ、カイコガ、マムシ　など

　　　　　体細胞　　　　　　配偶子　　　　　　　　子

　♀　　２Ａ＋ＺＷ　　→　　Ａ＋Ｚ　　－　　２Ａ＋ＺＷ♀

　　　　　　　　　　　　　　Ａ＋Ｗ

　♂　　２Ａ＋ＺＺ　　→　　Ａ＋Ｚ　　－　　２Ａ＋ＺＺ♂

ＺＯ型・・・♀の染色体数が♂より１本より少なく奇数本で、

　　　　　　多くの鳥類、トカゲ、ミノガ（ミノムシ）　など

　　　　　体細胞　　　　　　配偶子　　　　　　　子

　♀　　２Ａ＋Ｚ　　　→　　Ａ＋Ｚ　　－　　２Ａ＋Ｚ♀

　　　　　　　　　　　　　　　Ａ

　♂　　２Ａ＋ＺＺ　　→　　Ａ＋Ｚ　　－　　２Ａ＋ＺＺ♂

２、伴性遺伝

　※（広義の）伴性遺伝は、（狭義の）伴性遺伝と限性遺伝に分けられる

　　　・（狭義の）伴性遺伝・・・雌雄共通の性染色体（ＸとＺ染色体）

　　　・限性遺伝・・・雌雄独自の性染色体（ＹとＷ染色体）

　※ヒトの例・・・赤緑色覚異常、血友病（血液凝固しにくい）

ショウジョウバエの例　　眼の色　－　赤・・・ＸＡ　　（Ｙ染色体にこの遺伝子は存在しない）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　白・・・Ｘａ

①

　Ｐ　　　白♀（Ｘａ、Ｘａ）　×　赤♂（ＸＡ、Ｙ）

　　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　　　　　　←この遺伝のスタイルを

Ｆ１　　　赤♀（ＸＡ、Ｘａ）　×　白♂（Ｘａ、Ｙ）　　　　十字遺伝という

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　※十字遺伝は、伴性遺伝の特徴

②

　Ｐ　　　赤♀（ＸＡ、ＸＡ）　×　白♂（Ｘａ、Ｙ）

　　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　　　　　　←この遺伝のスタイルを

Ｆ１　　　赤♀（ＸＡ、Ｘａ）　×　赤♂（ＸＡ、Ｙ）　　　　正逆交雑という

性染色体と伴性遺伝 from: アラエス

遺伝子と染色体について

１、染色体説

　・メンデルの仮説　　　　　　　　　←　→　　　　減数分裂での染色体の動き

　　※分離の法則　　　　　　　　　　　　　　　　　二価染色体の形成

　　　→２個の遺伝子を分離させて、　　　　　　　（二価染色体が対合面で分離し、

　　　　どちらか１個を子に伝える　　　　　　　　　染色体数が半減）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↑

　　　　　　　　　　　　　　　アメリカのサットン

　　　　　　　　　　　　　　　染色体説・・・遺伝子は染色体に存在する

　　　　　　　　　　　　　　　遺伝子座・・・染色体の特定の場所に特定の遺伝子が存在する

２、遺伝子の連鎖と組み換え

（１）連鎖

　　　ヒトの遺伝子（ヒトゲノム計画）　　　　　　　ヒト

　　　　約３００００個と推定　　　　　←　→　　　２ｎ　＝　４６

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１本の染色体に多数の遺伝子が同時に存在

　　　※連鎖では、メンデルの独立の法則は成立しない

①完全連鎖・・・ＡとＢ（ａとｂ）はいつも一緒

　※ただし、現実には完全連鎖はとても少ない

　　→基本的に不完全連鎖（遺伝子の組み換えが起こる）が多い

（２）乗換えと組換え

　　　※減数分裂・・・第一分裂の前期に二価染色体が出来る

①ＡとＢ（ａとｂ）が不完全連鎖の場合（組換えが起きる）

　　Ｆ１（ＡａＢｂ）の作る配偶子

　　　　　ＡＢ　：　Ａｂ　：　ａＢ　：　ａｂ

　　　　＝　ｎ　：　１　　：　１　　：　ｎ

　　Ｆ２の割合

　　〔ＡＢ〕・・・ｎ２乗＋ｎ＋ｎ＋ｎ２乗＋ｎ＋ｎ＋ｎ２乗＋１＋１

　　　　　　　　　＝３ｎ２乗＋４ｎ＋２

　　〔Ａｂ〕・・・１＋ｎ＋ｎ

　　　　　　　　　＝２ｎ＋１

　　〔ａＢ〕・・・１＋ｎ＋ｎ

　　　　　　　　　＝２ｎ＋１

　　〔ａｂ〕・・・ｎ２乗

②Ａとｂ（ａとＢ）が不完全連鎖の場合

　Ｆ１（ＡａＢｂ）のつくる配偶子

　　　ＡＢ　：　Ａｂ　：　ａＢ　：　ａｂ

　＝　　１　：　　ｍ　：　　ｍ　：　　１

　Ｆ２の割合

　〔ＡＢ〕・・・１＋ｍ＋ｍ＋１＋ｍ＋ｍ＋１＋ｍ２乗＋ｍ２乗

　　　　　　　　＝２ｍ２乗＋４ｍ＋３

　〔Ａｂ〕・・・ｍ２乗＋ｍ＋ｍ

　　　　　　　　＝ｍ２乗＋２ｍ

　〔ａＢ〕・・・ｍ２乗＋ｍ＋ｍ

　　　　　　　　＝ｍ２乗＋２ｍ

　〔ａｂ〕・・・１

（３）検定交雑による連鎖と組換えの証明

Ｆ１（ＡａＢｂ）

　　　　　　　　　　ＡａＢｂ　×　ａａｂｂ　　※検定交雑（劣性ホモをかける）

　　　　　　　　　　　　　　　↓

　　　　　　　ＡＢ　：　Ａｂ　：　ａＢ　：　ａｂ　　　　　

　　　　　　　　４　：　　１　：　　１　：　　４　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｆ１の作る配偶子

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＡＢ　：　Ａｂ　：　ａＢ　：　ａｂ

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝　　４　：　　１　：　　１　：　　４

※Ｆ２を自家受精させるとどうなるのか　　→　　〔ＡＢ〕：〔Ａｂ〕：〔ａＢ〕：〔ａｂ〕

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝　６６　：　９　　：　９　　：　１６

遺伝子と染色体①　－染色体説・連鎖・組換え－ from: アラエス

１、染色体について

　※染色体は、中期に最も観察しやすい

　　　→核型（生物種で一定）

　※染色体については、２つの見方がある

（１）相同染色体

　　・同形、同大の染色体が２本ずつ存在する（１本は父方、もう１本は母方から受け継ぐ）

　　・染色体数の一般式　＝　２ｎ

　　　　　　　　　　　　　（ヒトの場合　２ｎ　＝　４６）

（２）核相

　　・２ｎ　→　複相

　　・ｎ（減数分裂で生じる）　→　単相

　※体細胞分裂の観察　　タマネギの根端分裂組織

　　・固定・・・酢酸で生きた状態のまま固めて保存する

　　・解離・・・希塩酸（６０℃）で浸し、細胞同士のつながりを壊し、やわらかくする

　　・染色・・・酢酸カーミン（オルセイン）で染色

　　・押しつぶし・・・細胞を押し広げて均一にする

２、細胞の分化について

　・分化とは・・・分裂で生じた娘細胞が特有の形や働きを持つように変わること

　　　　　　　　　（Ｇ１期に起こる）

　細胞　　→　　　組織　　→　　器官　　→　　個体　（多細胞生物）

　　　　 分化

　※細胞の分化は、動物と植物で分かれる

①動物細胞の分化

　・分化すると、分裂能力は基本的に失われる

　・万能細胞は、分裂しでいろいろな組織や器官に分化する能力がある

　　※万能細胞の例：胚性幹細胞（体細胞を脱分化して万能細胞にする可能性がある）

②植物細胞の分化

　・頂端分裂組織（根や茎の先端）に分化細胞がある

　・組織培養として、下のような動きがある

　　ニンジンの根の細胞　　　→　　　末文化細胞　　　→　　　カルス（細胞塊）

　　　　　　　　　　　　　脱分化　　　　　　　　　分裂

　　→茎や葉（植物ホルモン処理）

　　→根

染色体と細胞の分化 from: アラエス

体細胞分裂について

※細胞分裂には、体細胞分裂と減数分裂の２種類がある

　・体細胞分裂・・・体をつくる細胞を増やす

　・減数分裂・・・染色体数が半減し、生殖細胞（配偶子、胞子）を作る

１、体細胞分裂の仕組みと種類

（１）仕組み

　・母細胞が核分裂と細胞質分裂を起こす

　　※核分裂から細胞質分裂の一連の流れを細胞分裂という

　　※細胞分裂の時に、娘細胞が出てくる

　　　→その後に間期が出てくる（間期は、分裂に備えてＤＮＡが２倍存在する）

（２）核分裂

　・核分裂は、染色体の形や動きによって４期（前期、中期、後期、終期）に別れる

　①前期

　　・核膜、核小体が消失する

　　・染色体が凝縮して棒状になり、縦裂面が出来る

　　・動物では中心体が両極に移動して、紡錘糸を伸ばす（紡錘糸の形成が開始）

　②中期

　　・染色体が赤道面に運ぶ

　　・紡錘糸が完成する

　　・紡錘糸が最も観察しやすい時期になる（極方向から見ると全ての染色体がよく見える）

　③後期

　　・紡錘糸に引かれて染色体が縦裂面を分離し、赤道面から両極に移動する

　　　（細くなった染色体が２倍存在するように見える）

　④終期

　　・棒状の染色体が分散し、見えなくなる

　　・核膜と核小体が形成され、娘核が完成する

（３）細胞質分離

　※細胞質分裂は、動物と植物で分かれる

　・動物・・・赤道面が収縮して、くびれるように分裂する

　・植物・・・細胞板が出来て、分裂する

　　　　　　　　※細胞板は、セルロースが沈殿して細胞壁になる

２、細胞周期　（Ｃｅｌｌ　ｃｙｃｌｅ）

・細胞周期は、　前期　→　中期　→　後期　→　終期　→　Ｇ１期　→　Ｓ期　

　　　　　　　　→　Ｇ２期　→　前期　

　の順番でローテーションする

　※前期～終期までの期間を分裂期という

　※Ｇ１期～Ｇ２期までの期間を周期という

　※Ｇ１期で分化する

　※Ｓ期は、ＤＮＡ合成期になる

　※ＤＮＡはＳ期に増え、分裂期が終わると減る

・各期の細胞数とその期の所要時間は比例する

　→　所要時間　＝　その期の細胞数　÷　全細胞数　×　細胞周期（時間）

体細胞分裂と細胞周期 from: アラエス

核の構造はどうなっているのか

・核は、ふつうは１個（無核・・哺乳類の赤血球、多核・・骨格筋（細胞融合））

　直径　２０～３０μｍ（老若に関係なく、ほとんど同じ大きさ）

・核は、下に書いてあるようなもので出来ている

　→・染色体（ＤＮＡとタンパク質で、酢酸カーミンなどで染まる）

　　・核小体（ＲＮＡが集中する）

　　・核膜孔（ＲＮＡの出口）

　　・核膜（二重膜、真核生物に存在する）

　　・核液（細胞分裂の時に染色体を引っ張る紡錘糸になる）

実際の核の働きを、２つの実験から考えてみる

①アメーバの除核実験

　・アメーバを、核がある部分と無い部分とに分ける

　　→すると、核があるほうと無いほうで別々の結果が生じる

　　　※核があるほう・・成長と増殖を続ける

　　　　　　無いほう・・しばらく生きるものの、やがて死ぬ

　　＝つまり、核は成長や増殖（生命活動）を支配している

②カサノリの核移植実験

　１、ＡとＢの２種類のカサノリを、カサ、茎、核のある根の３つに分ける

　２、その後、両方ともカサを捨てる

　３、そして、Ａの茎をＢの核に、Ｂの茎をＡの核にくっつける

　４、すると、両方とも１回目は中間のカサが生まれる

　　　※この時に枝の情報が無くなる

　５、その後、両方のカサを除去して再生する

　　　→すると、Ａの茎かつＢの核からはＢのカサが、Ｂの茎かつＡの核からはＡのカサが生まれる

　　　＝つまり、核は細胞の構造を決める力がある

核の構造と核の働き from: アラエス