【高校生物】花の形態形成のポイント・練習問題」

花の形態形成は、遺伝子による調節を受けています。どのように花が付つくられているのか詳しく見ていきましょう。

花の形態形成
1. 花の形成のABCモデル
2. ホメオティック突然変異体
【練習問題】花の形態形成
1. 【解答】花の形態形成

花の形態形成

シロイロナズナを使った研究で、被子植物の花の形態形成にはA～Cの3つの調節遺伝子（ホメオティック遺伝子）が関与することがわかっています。

調節遺伝子（ホメオティック遺伝子）の発現によってつくられた調節タンパク質のはたらきによって、花の各部位を分化させる遺伝子の発現が抑制されます。このような花の分化のしくみはABCモデルによって説明できます。

花の形成のABCモデル

調節遺伝子A、B、Cはそれぞれ花の領域（領域1～4）ではたらきます。遺伝子Aはがくを発生させ、遺伝子Cはめしべを発生させます。遺伝子Bは単独でははたらかず、他の遺伝子と共同ではたらくことでおしべや花弁を発生させます。

遺伝子A　→　「がく」を発生させる
遺伝子A＋遺伝子B　→　「花弁」を発生させる
遺伝子B＋遺伝子C　→　「おしべ」を発生させる
遺伝子C　→　「めしべ」を発生させる

正常に花の形態が形成される野生型のシロイロナズナの場合、領域1～4で次の遺伝子が発現し、正常に花が形成されます。

領域1　→　遺伝子A　→　「がく」が発生
領域2　→　遺伝子A＋B　→　「花弁」が発生
領域3　→　遺伝子B＋C　→　「おしべ」が発生
領域4　→　遺伝子C　→　「めしべ」が発生

ホメオティック突然変異体

調節遺伝子（ホメオティック遺伝子）に突然変異が起こり、遺伝子の一部が欠損する場合があります。これをホメオティック突然変異体と呼びます。欠損する遺伝子によって、次の3つが考えられます。

遺伝子Aの欠損　→　A遺伝子欠損型の変異体が発生
遺伝子Bの欠損　→　B遺伝子欠損型の変異体が発生
遺伝子Cの欠損　→　C遺伝子欠損型の変異体が発生

遺伝子A～Cのすべてがはたらかなくなった変異体では、葉が形成されることも分かっています。

【練習問題】花の形態形成

被子植物は、花の中心からめしべ、おしべ、花弁、がくというつくりがあり、これらの形成には3種類の調節遺伝子A、B、Cが関与している。
下の図は、花の原基において、各調節遺伝子がはたらく領域①～④を模式的に示したものである。遺伝子Aはがくの分化を誘導し、遺伝子Bは遺伝子Aとともにはたらくと花弁を、遺伝子Cとともにはたらくとおしべの分化を誘導する。遺伝子Cは単独でめしべの分化を誘導するとともに、分裂組織の活動を停止させ、花の形成を終わらせるはたらきを持っている。
花の各部の形成には多くの遺伝子が関わっているが、A、B、Cの遺伝子はそれらを制御する調節遺伝子である。

（1）図のようなモデルを何というか。

（2）図の領域阿①～④では、それぞれ何が分化するか。

（3）突然変異によって、遺伝子A、B、Cのいずれかが欠損した場合、領域ア①～④では、それぞれ何が分化するか下の表を埋めよ。

	①	②	③	④
遺伝子Aが欠損
遺伝子Bが欠損
遺伝子Cが欠損

（4）花弁が幾重にも重なって咲く八重咲きの花は、突然変異によるものである。遺伝子A～Cのどれの欠損によるものか。

（5）下線部のような調節遺伝子を何というか。

【解答】花の形態形成

（1）ABCモデル

（2）①がく　②花弁　③おしべ　④めしべ

（3）

	①	②	③	④
遺伝子Aが欠損	めしべ	おしべ	おしべ	めしべ
遺伝子Bが欠損	がく	がく	めしべ	めしべ
遺伝子Cが欠損	がく	花弁	花弁	がく