生物
高校生
解決済み
問4️⃣
（b）(c)
計算の時になぜ分母に2を掛けているのですか？
問1)
二酸化炭素 (1) 核 ( 細胞小器官)
問2 白血球: 体内に侵入した異物の排除
(ヘモグロビン
血小板 : 血液凝固
3 (a) aaẞBaaßßs, aaßsẞs
存在比 1:2:1
(b) 遺伝子型が AS の人は、 変異型 β 鎖のみで構成されているヘモグロ
ビンだけでなく、正常型 β 鎖のみで構成されるヘモグロビンや, 正
常型と変異型のβ鎖で構成されるヘモグロビンももつ。 よって遺伝
子型SSの人と比べると鎌状赤血球は少なく、日常生活を送る場合
は問題ないと考えられる。
問4 a) p = 0.7g = 0.3
(b) g' ≒ 0.24
(c) g" = 0.23
解説 問3 赤血球は造血幹細胞からつくられ, 脱核するまでにヘモグロビンが生成される。
モグロビンは2本のα鎖と2本のβ鎖から形成されるので, β鎖の遺伝子としてAと
の両方をもつ場合, 表のように, αα ββ aa Baßs: aaβss = 1:2:1となる。
細胞内で対立遺伝子であるAとSが等しく発
BA
Bs
現するという注釈はないが, 「理論上の存在
「比」が問われているため,そのように解釈して
答える。
BA
(aa) BABA
(aa)BABs
Bs
(aa) BABS
(aa) Bsbs
問4 (a) ハーディ・ワインベルグの法則から,遺伝子型の比は
AA:AS:SS= p2 : 2pg:q2 となる。(p+g=1)
生まれた直後、遺伝子型 SS の子どもの割合が9%なので, q = 0.09
よって g = 0.3 p=1-0.3= 0.7
(b) 生まれた直後の遺伝子型の存在比は
AA:AS:SS = p2:2pg:g2=0.49:0.42:0.09 となる。
この存在比の子どものうち, 遺伝子型 SSの子どもが成人するまでに全員死亡し、遺
伝子型 AA の子どものうち10%がマラリアで死亡する。 この場合, 成人の存在比は
AA: AS: SS = 0.441(=0.49 0.049):0.42:0 となる。
よって成人に達したときの遺伝子Sの頻度は
5
0.42
g' =
* × (0.441 + 0.42)
= 0.243... ≒ 0.24
(C) 遺伝子型 SS の子どもは成人するまでに全員死亡するが, 遺伝子型 AAの子どもが特
効薬により死亡しなくなった場合, 成人の存在比は
AA: AS: SS = 0.49:04:0 となる。
よって成人における遺伝子Sの頻度は
0.42
q" =
2 X ( 0.49 +0.42)
= 0.230.≒ 0.23
この問題における正常な遺伝子Aと変異遺伝子Sには自然選択がはたらいているので、
ハーディ・ワインベルグの法則が成り立つ条件を厳密には満たしていない。ただし、法
則が成り立たなくても, マラリアが流行する地域においては時間経過とともに遺伝子頻
度が平衡に達していると考えられ, 問題文中に 「この集団ではハーディ・ワインベルグ
の法則が成立し」との注釈がついているので, 法則にしたがった計算をすることになる。
解説
第1章 生命の起源と進化
5
時間の
経過
るか, 述
度は上
が上が
浜市大]
な形
=増え
思わ
が激
く減
あっ
潔え
簡潔
増え
よ
・よ
(2)
-]
4. 集団遺伝学と鎌状赤血球
ヒトの赤血球は血液の主要な構成成分で、酸素を(イ)から全身の細胞に送り届け,
/29 不要になった
(ロ)を(イ)に届けるはたらきをもつ。ヒト赤血球は,他の細胞でみ
られる (ハ)がないこと、鉄を含む色素成分と4本のポリペプチド鎖(2本のα鎖と2本
のβ鎖)からなる(=)とよばれるタンパク質を多く含むことがその大きな特徴である。
鎌状赤血球症は,)のβ鎖の6番目のグルタミン酸がパリンに変異することに
よって引き起こされる。正常なβ鎖遺伝子をA, 変異した β 鎖遺伝子をSとすると,遺伝
子型 SS の人の赤血球は鎌状に変形する。この鎌状赤血球は壊れやすく血管に詰まりやす
いため、多くの人が貧血によって成人前に死亡する。 一方,遺伝子型 AS の人は,ほぼ正
常な生活を営める。 日本ではこの変異遺伝子の保有者がほとんど見られないのに対し, ア
フリカの一部地域では20%を超える人がこの変異遺伝子を有している。
マラリアは,現在でも死に至る可能性が高い感染症である。 その原因となるマラリア原
虫は,赤血球を破壊しながら増殖をくり返すため, 重症化した場合には感染者は死に至る。
しかし, 遺伝子型 AS の人の赤血球内ではマラリア原虫が増殖しにくいため, マラリアに
対して抵抗性をもつ。 そのため、マラリアが流行するアフリカ地域において,この変異遺
伝子は高頻度に維持されていると考えられる。
問1 (イ)~(二)に当てはまる用語をそれぞれ答えよ。
問2 下線部①の血液のおもな構成成分には,赤血球以外に白血球と血小板という2種類
の有形成分も含まれる。 それぞれのおもな機能を答えよ。
問3 下線部②について以下の問いに答えよ。
(a) 遺伝子型 AS の人の赤血球の中には, どのような構成からなる() が含まれるか。
α鎖を α 正常β鎖をβA, 変異β鎖を βs として すべての組み合わせを示せ。 また,
遺伝子型 AS の人におけるそれらの理論上の存在比を答えよ。
(b) 遺伝子型 ASの人は, 遺伝子型SSの人に比べて赤血球が鎌状になりにくく、ほぼ正常
な生活を営める。 その理由を(a)で得られた() のα鎖とβ鎖の構成を考慮して答えよ。
問4 アフリカのある地域では,生まれた直後の遺伝子型 SS をもつ子どもの割合は9%
である。この地域では成人になるまでに, 遺伝子型SSの子どもがすべて死亡し、遺伝
子型 AAの人の10%がマラリア感染で死亡するが, 遺伝子型 AS の人は死亡しないもの
として、以下の問い (a), (b), (c)について答えよ。 ただし, この集団ではハーディ・ワイ
ンベルグの法則が成立し, マラリア原虫感染以外の自然選択圧は無視でき,他の突然変
異は起こらず,遺伝子流動もないものとする。
(a) この地域で生まれた子どもにおける, 遺伝子Aの遺伝子頻度と、遺伝子Sの遺伝
子頻度g をそれぞれ求めよ。
(b) この地域で生まれた子どもたちが成人に達したときの遺伝子Sの遺伝子頻度を求
めよ。 ただし、数値は小数第3位を四捨五入して表せ。
(C) マラリア特効薬の開発によって, ある時点から生まれた子どもたちがマラリアで死
亡しなくなった場合,その時点で生まれた子どもたちの成人時の遺伝子Sの遺伝子頻
度 q" を求めよ。 ただし, 数値は小数第3位を四捨五入して表せ。
[22 富山大]
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ASは、全体を1として捉えた時に半分（=1/2）だけSがあるから1/2をかけてるということでいいですか？