このシミュレーションでわかること
丸い種子をつくる純系のエンドウ（AA）と、しわのある種子をつくる純系のエンドウ（aa）をかけ合わせると、子（Aa）はすべて丸い種子になります。子どうしをかけ合わせて（自家受粉）できる孫では、丸としわがおよそ3：1の割合で現れます。この比は、調べる数が少ないと大きくばらつき、数を増やすほど3：1に近づきます。
授業での使い方
導入：しわの種子はどこへ消えた？
親→子→孫の流れ（キャンバスの左上）を見せ、「子ではしわの種子が1つもないのに、孫で再び現れるのはなぜか」を問いかけます。
展開：モデル実験とくらべる
班ごとにコインやカードで交配のモデル実験（例：20回）を行い、結果を記録します。次に、このシミュレーターで孫の数を20個にして「🔁 10回くり返す」を押し、班ごとに結果がばらつくのは当たり前であることを確かめます。そのあと数を100、1,000、10,000と増やし、比が3：1に近づいていく様子をグラフで見ます。
まとめ：かけ合わせの表で説明する
かけ合わせの表を使って、AA：Aa：aa＝1：2：1、丸：しわ＝3：1になる理由を説明させます。種子をタップすると遺伝子の組み合わせが見られるので、「見た目が丸でもAAとAaがある」ことも確かめられます。表のマスをタップすると、その組み合わせの種子だけが表示されます。
生徒への問いの例
- 子（Aa）はすべて丸なのに、孫にしわの種子が現れるのはなぜだろう？
- 孫を20個だけ調べたら、丸が18個、しわが2個だった。3：1にならなかったのは、実験の失敗だろうか？
- 孫の丸い種子のうち、遺伝子の組み合わせがAaのものは、およそ何％だろう？
しくみ・解説
用語
- 形質・対立形質：生物の形や性質の特徴を形質といいます。種子の形の「丸」と「しわ」のように、どちらか一方しか現れない形質どうしを対立形質といいます。
- 顕性の形質・潜性の形質：対立形質をもつ純系どうしをかけ合わせたとき、子に現れる形質を顕性の形質（丸）、子に現れない形質を潜性の形質（しわ）といいます。以前は「優性」「劣性」と呼んでいましたが、形質が優れている・劣っているという意味ではないため、日本遺伝学会が2017年に言いかえを提案し、今の教科書では「顕性」「潜性」が使われています。
- 純系：自家受粉をくり返しても、親・子・孫と同じ形質が現れ続ける系統（AA や aa）です。
- 分離の法則：対になっている遺伝子は、生殖細胞（卵細胞・精細胞）がつくられるとき（減数分裂）に分かれて、別々の生殖細胞に入ります。
かけ合わせの表（子 Aa × 子 Aa → 孫）
| 卵細胞＼精細胞 | A | a |
|---|---|---|
| A | AA（丸） | Aa（丸） |
| a | Aa（丸） | aa（しわ） |
卵細胞も精細胞も、Aをもつものとaをもつものが1：1の割合でつくられるので、4つのマスはどれも同じ確率（1/4）で起こります。そのため AA：Aa：aa＝1：2：1。Aが1つでもあれば丸になるので、丸：しわ＝（1＋2）：1＝3：1です。丸い種子のうちAaは2/3（約67％）、AAは1/3です。
計算の例：孫の種子が800個できたとき、しわはおよそ800×1/4＝200個、丸はおよそ600個です。丸600個のうち、AAはおよそ200個、Aaはおよそ400個です。
数が少ないと、なぜずれるのか
1つ1つの孫がどの組み合わせになるかは、コインを投げたときの表・裏のように偶然で決まります。そのため、調べる数が少ないと3：1から大きくずれることがあります。孫の数ごとに、しわの数がおよそ95％の確率で入る範囲を計算すると、次のようになります。
| 孫の数 | しわの数（理論上） | しわの数（およそ95％の範囲） | 丸：しわ の範囲 |
|---|---|---|---|
| 20個 | 5個 | 2〜9個 | 1.2：1 〜 9：1 |
| 100個 | 25個 | 17〜34個 | 1.9：1 〜 4.9：1 |
| 1,000個 | 250個 | 223〜277個 | 2.6：1 〜 3.5：1 |
| 10,000個 | 2,500個 | 2,415〜2,585個 | 2.9：1 〜 3.1：1 |
メンデルの実験の結果
メンデルは1865年にエンドウの交配実験の結果を発表し、翌年に論文として出版しました。7つの対立形質について、孫の代で次のような結果を得ています。
| 形質 | 顕性の形質 | 潜性の形質 | 孫の数（顕性：潜性） | 比 |
|---|---|---|---|---|
| 種子の形 | 丸 | しわ | 5,474：1,850 | 2.96：1 |
| 子葉の色 | 黄色 | 緑色 | 6,022：2,001 | 3.01：1 |
| 種皮の色 | 有色 | 白色 | 705：224 | 3.15：1 |
| さやの形 | ふくれ | くびれ | 882：299 | 2.95：1 |
| さやの色 | 緑色 | 黄色 | 428：152 | 2.82：1 |
| 花のつき方 | 葉のつけ根 | 茎の先端 | 651：207 | 3.14：1 |
| 茎の高さ | 高い | 低い | 787：277 | 2.84：1 |
どの形質もほぼ3：1です。種子の形では、7,324個を調べて丸5,474個・しわ1,850個（2.96：1）でした。このシミュレーターの「📗 メンデルと同じ7,324個」で、同じ数の交配を試せます。グラフの★がメンデルの結果です。
参考
- 文部科学省「中学校学習指導要領（平成29年告示）」理科 第2分野（5）生命の連続性（イ）遺伝の規則性と遺伝子／「中学校学習指導要領（平成29年告示）解説 理科編」（交配のモデル実験）
- 文部科学省「平成29・30・31年改訂学習指導要領（本文、解説）」
- 日本遺伝学会『遺伝単（遺伝学用語集 対訳付き）』（2017年。顕性・潜性への言いかえ）
- G. Mendel（1866）Versuche über Pflanzen-Hybriden（エンドウの交配実験の論文）
- 中学校理科の教科書（第3学年）「遺伝の規則性と遺伝子」
引用・転載について
本ページのシミュレーション結果・数値は、出典を明記いただければブログ・ニュース記事・SNS・授業や社内資料への引用を歓迎します。事前連絡は不要です。
出典：シミュラボ「遺伝の規則性シミュレーター（メンデルの交配実験）」 https://shimulabo.com/sims/mendel-iden/よくある質問
- 「優性・劣性」と「顕性・潜性」は同じ意味？
- 同じ意味です。「優性」は優れている、「劣性」は劣っているという誤解を生みやすいため、日本遺伝学会が2017年に「顕性」「潜性」への言いかえを提案しました。今の中学校の教科書は「顕性」「潜性」を使っています。
- 実験の結果がぴったり3：1にならないのはなぜ？
- どの遺伝子の組み合わせになるかは偶然で決まるため、数が少ないとずれます。孫が100個なら、丸：しわが2：1や4：1くらいになるのは珍しくありません。数を増やすほど3：1に近づきます。メンデルも7,324個の種子を調べて2.96：1という結果を得ています。
- 子（Aa）がすべて丸になるのはなぜ？しわの遺伝子はなくなったの？
- Aとaの両方をもつと、顕性の形質（丸）だけが現れるからです。しわの遺伝子aはなくなったわけではなく、子の中に受けつがれています。そのため子どうしをかけ合わせると、aaの組み合わせになった孫でしわが再び現れます。
- 孫の丸い種子がAAかAaかを見分けるには？
- 見た目では区別できません。しわの種子（aa）をつくる個体とかけ合わせ、できる種子がすべて丸ならAA、丸としわがおよそ1：1ならAaと分かります。
- 分離の法則とは？
- 対になっている遺伝子が、減数分裂で生殖細胞がつくられるときに分かれて、別々の生殖細胞に入ることです。Aaの親からは、Aをもつ生殖細胞とaをもつ生殖細胞が1：1の割合でつくられます。
- 人の血液型も同じしくみ？
- ABO式血液型も遺伝子の組み合わせで決まります。ただし、AとBの遺伝子はどちらも現れ（AB型）、Oの遺伝子は潜性です。エンドウの種子の形より少し複雑で、「血液型 遺伝 判定」で組み合わせを確かめられます。