プリンキピア

第12章メンデルの実験と遺伝

Section Summary節のまとめ

Working with garden pea plants, Mendel found that crosses between parents that differed by one trait produced F1 offspring that all expressed the traits of one parent. Observable traits are referred to as dominant, and non-expressed traits are described as recessive. When the offspring in Mendel’s experiment were self-crossed, the F2 offspring exhibited the dominant trait or the recessive trait in a 3:1 ratio, confirming that the recessive trait had been transmitted faithfully from the original P0 parent. Reciprocal crosses generated identical F1 and F2 offspring ratios. By examining sample sizes, Mendel showed that his crosses behaved reproducibly according to the laws of probability, and that the traits were inherited as independent events.
メンデルはエンドウを使い、一つの形質が異なる親どうしを交配すると、F1の子がすべて一方の親の形質を示すことを発見した。観察される形質を優性、現れない形質を劣性という。その子を自家交配させると、F2の子には優性形質と劣性形質が3：1で現れ、劣性形質が元のP0親から忠実に伝わっていたことが確認された。正逆交配でもF1とF2の子の比は同じだった。試料数を調べることで、交配の結果は確率の法則に従って再現し、形質が独立な事象として遺伝することを示した。
Two rules in probability can be used to find the expected proportions of offspring of different traits from different crosses. To find the probability of two or more independent events occurring together, apply the product rule and multiply the probabilities of the individual events. The use of the word “and” suggests the appropriate application of the product rule. To find the probability of two or more events occurring in combination, apply the sum rule and add their individual probabilities together. The use of the word “or” suggests the appropriate application of the sum rule.
確率の二つの法則を使うと、さまざまな交配から生じる、異なる形質を持つ子の予想割合を求められる。独立な二つ以上の事象が同時に起こる確率は、積の法則を適用し、個々の確率を掛け合わせる。「かつ」という語が積の法則を使う目印となる。二つ以上の事象が組み合わさって起こる確率を求めるには、和の法則を適用して個々の確率を足し合わせる。「または」という語が和の法則を使う目印となる。

Review Questions確認問題

Exercises 1–5練習問題 1–5
Exercise 1問題 1
Mendel performed hybridizations by transferring pollen from the _______ of the male plant to the female ova.
メンデルは雄側の植物の＿＿＿＿から雌側の卵細胞へ花粉を移して交雑を行った。
  1. anther
    葯
  2. pistil
    雌しべ
  3. stigma
    柱頭
  4. seed
    種子
Solution解き方
A
A
Exercise 2問題 2
Which is one of the seven characteristics that Mendel observed in pea plants?
メンデルがエンドウで観察した七つの特徴の一つはどれか。
  1. flower size
    花の大きさ
  2. seed texture
    種子の表面の形
  3. leaf shape
    葉の形
  4. stem color
    茎の色
Solution解き方
B
B
Exercise 3問題 3
Imagine you are performing a cross involving seed color in garden pea plants. What F1 offspring would you expect if you cross true-breeding parents with green seeds and yellow seeds? Yellow seed color is dominant over green.
エンドウの種子の色について交配するとしよう。緑色の種子と黄色の種子を持つ純系の親どうしを交配すると、F1の子はどうなると予測するか。黄色は緑色に対して優性である。
  1. 100 percent yellow-green seeds
    100％が黄緑色の種子
  2. 100 percent yellow seeds
    100％が黄色の種子
  3. 50 percent yellow, 50 percent green seeds
    50％が黄色、50％が緑色の種子
  4. 25 percent green, 75 percent yellow seeds
    25％が緑色、75％が黄色の種子
Solution解き方
B
B
Exercise 4問題 4
Consider a cross to investigate the pea pod texture trait, involving constricted or inflated pods. Mendel found that the traits behave according to a dominant/recessive pattern in which inflated pods were dominant. If you performed this cross and obtained 650 inflated-pod plants in the F2 generation, approximately how many constricted-pod plants would you expect to have?
くびれたさやと膨らんださやを使い、さやの形の形質を調べる交配を考えよう。メンデルは優性・劣性のパターンを見いだし、膨らんださやが優性だった。この交配を行い、F2世代に膨らんださやの植物が650個体できた場合、くびれたさやの植物はおよそ何個体と予測するか。
  1. 600
    600
  2. 165
    165
  3. 217
    217
  4. 468
    468
Solution解き方
C
C
Exercise 5問題 5
A scientist pollinates a true-breeding pea plant with violet, terminal flowers with pollen from a true-breeding pea plant with white, axial flowers. Which of the following observations would most accurately describe the F2 generation?
科学者が、紫色で頂生の花を持つ純系のエンドウに、白色で腋生の花を持つ純系のエンドウの花粉を付けた。F2世代を最も正確に説明する観察結果はどれか。
  1. 75% violet flowers; 75% terminal flowers
    75％が紫色の花、75％が頂生の花
  2. 75% white flowers in a terminal position
    75％が頂生の白い花
  3. 75% violet flowers; 75% axial flowers
    75％が紫色の花、75％が腋生の花
  4. 75% violet flowers in an axial position
    75％が腋生の紫色の花
Solution解き方
C
C

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 6–9練習問題 6–9
Exercise 6問題 6
Describe one of the reasons why the garden pea was an excellent choice of model system for studying inheritance.
エンドウが遺伝研究のモデル系として優れていた理由を一つ説明しなさい。
Solution解き方
The garden pea is sessile and has flowers that close tightly during self-pollination. These features help to prevent accidental or unintentional fertilizations that could have diminished the accuracy of Mendel’s data.
エンドウは固着性で、自家受粉中に花が固く閉じる。この特徴が、メンデルのデータの正確さを損ねうる、偶発的あるいは意図しない受精を防ぐのに役立つ。
Exercise 7問題 7
How would you perform a reciprocal cross for the characteristic of stem height in the garden pea?
エンドウの草丈について正逆交配を行うには、どうすればよいか。
Solution解き方
Two sets of P0 parents would be used. In the first cross, pollen would be transferred from a true-breeding tall plant to the stigma of a true-breeding dwarf plant. In the second cross, pollen would be transferred from a true-breeding dwarf plant to the stigma of a true-breeding tall plant. For each cross, F1 and F2 offspring would be analyzed to determine if offspring traits were affected according to which parent donated each trait.
P0の親を2組使う。一つ目の交配では高性の純系から矮性の純系の柱頭へ花粉を移す。二つ目では矮性の純系から高性の純系の柱頭へ花粉を移す。それぞれの交配でF1とF2の子を分析し、どちらの親が各形質を与えたかによって子の形質が影響されるか調べる。
Exercise 8問題 8
Mendel performs a cross using a true-breeding pea plant with round, yellow seeds and a true-breeding pea plant with green, wrinkled seeds. What is the probability that offspring will have green, round seeds? Calculate the probability for the F1 and F2 generations.
メンデルが、丸く黄色い種子を持つ純系のエンドウと、緑色でしわのある種子を持つ純系のエンドウを交配した。子が緑色で丸い種子を持つ確率はいくらか。F1世代とF2世代について計算しなさい。
Solution解き方
Since we are calculating the probability of two independent events occurring simultaneously, we use the product rule.
独立な二つの事象が同時に起こる確率を求めるので、積の法則を使う。
F1 generation: Since green seed color is recessive, there is a 0% probability that any plants in the F1 generation will have green, round seeds.
F1世代：緑色の種子は劣性なので、F1世代の植物が緑色で丸い種子を持つ確率は0％である。
F2 generation: The probability of growing an F2 generation plant with green seeds is ¼, while the probability of growing an F2 generation plant with round seeds is ¾. We can use the product rule to then calculate the probability of a plant with green, round seeds:
F2世代：F2世代で緑色の種子を持つ植物が育つ確率は1/4、F2世代で丸い種子を持つ植物が育つ確率は3/4である。積の法則により、緑色で丸い種子を持つ確率を次のように求められる。
1/4×3/4=3/16
Exercise 9問題 9
Calculate the probability of selecting a heart or a face card when heart suit face cards are excluded from a standard deck of cards. Is this outcome more or less likely than selecting a heart suit face card from a standard deck of cards?
標準的なトランプ一組からハートの絵札を除いたとき、ハートまたは絵札を選ぶ確率を計算しなさい。この結果は、標準的な一組からハートの絵札を選ぶ場合より起こりやすいか、起こりにくいか。
Solution解き方
A standard deck of cards contains 52 cards, 13 of which are hearts and 12 of which are face cards.
標準的なトランプ一組は52枚で、そのうち13枚がハート、12枚が絵札である。
Heart suit or face card: This calculation requires the sum rule since there are multiple pathways to successfully pulling a desired card.
ハートまたは絵札：求めるカードを引く経路が複数あるので、和の法則を使う。
13/52+12/52=25/52=48%
The probability of selecting a heart suit or a face card is significantly more likely than the probability of selecting a heart suit face card (3/52=5.8%).
ハートまたは絵札を選ぶ確率は、ハートの絵札を選ぶ確率（3/52=5.8%）よりかなり大きい。
blending theory of inheritance
混合遺伝説
hypothetical inheritance pattern in which parental traits are blended together in the offspring to produce an intermediate physical appearance
親の形質が子の中で混ざり合い、中間の外見を生むとする、仮説上の遺伝パターン。
continuous variation
連続変異
inheritance pattern in which a character shows a range of trait values with small gradations rather than large gaps between them
ある特徴の形質値が、大きな隔たりではなく小さな段階を伴う連続した範囲を示す遺伝パターン。
discontinuous variation
不連続変異
inheritance pattern in which traits are distinct and are transmitted independently of one another
形質が明瞭に分かれ、互いに独立して伝わる遺伝パターン。
dominant
優性
trait which confers the same physical appearance whether an individual has two copies of the trait or one copy of the dominant trait and one copy of the recessive trait
個体がその形質を2コピー持つ場合も、優性形質と劣性形質を1コピーずつ持つ場合も、同じ外見をもたらす形質。
F1
F1
first filial generation in a cross; the offspring of the parental generation
交配の雑種第一代。親世代から生じた子。
F2
F2
second filial generation produced when F1 individuals are self-crossed or fertilized with each other
F1個体を自家交配させるか、互いに受精させて生じる雑種第二代。
hybridization
交雑
process of mating two individuals that differ with the goal of achieving a certain characteristic in their offspring
子にある特徴を得ることを目指して、異なる二個体を交配する過程。
model system
モデル系
species or biological system used to study a specific biological phenomenon to be applied to other different species
特定の生物学的現象を研究し、異なる種へ応用するために用いる種または生物学的な系。
P0
P0
parental generation in a cross
交配における親世代。
product rule
積の法則
probability of two independent events occurring simultaneously can be calculated by multiplying the individual probabilities of each event occurring alone
独立な二つの事象が同時に起こる確率は、各事象が単独で起こる確率を掛け合わせて求められるという法則。
recessive
劣性
trait that appears “latent” or non-expressed when the individual also carries a dominant trait for that same characteristic; when present as two identical copies, the recessive trait is expressed
個体が同じ特徴の優性形質も持つとき、潜在して現れない形質。同一の2コピーとして存在すると発現する。
reciprocal cross
正逆交配
paired cross in which the respective traits of the male and female in one cross become the respective traits of the female and male in the other cross
一方の交配での雄と雌のそれぞれの形質を、他方では雌と雄の形質に入れ替える、一対の交配。
sum rule
和の法則
probability of the occurrence of at least one of two mutually exclusive events is the sum of their individual probabilities
互いに排反な二つの事象の少なくとも一方が起こる確率は、各事象の確率の和であるという法則。
trait
形質
variation in the physical appearance of a heritable characteristic
遺伝する特徴における、外見上の変異。