【中3理科】メンデルの遺伝の法則とDNA｜顕性:潜性=3:1を分かりやすく解説！

「顕性や潜性、3:1ってどういうこと？」
「遺伝子とDNA、染色体のちがいが分からない！」

この記事で分かること 1. メンデルによるエンドウの実験 2. 分離の法則のしくみ 3. 遺伝子・DNA・染色体のちがい

この記事を読めば、中3理科で学ぶ遺伝の基本から、メンデルの遺伝の実験、顕性:潜性=3:1のしくみまで、すべてがスッキリ理解できます。

そこで、現役教員の私が、豊富な図や具体例で徹底解説。教科書だけでは分かりにくい内容も、この1記事だけでマスターできます。

けい先生

この解説記事で、中3理科の生物「遺伝のしくみ」を得意分野に変え、自信を持ってテストに臨みましょう！

この記事で分かること

【基本】遺伝のしくみ
メンデルの遺伝の法則｜3:1とは？
DNAと遺伝子組み換え
- 染色体・遺伝子・DNAの関係
- 遺伝子組み換えと安全性
【まとめ】遺伝のしくみとDNAの重要ポイントを整理しよう

【基本】遺伝のしくみ

ヒトや他の生き物が持つ特徴は、親から子へ受け継がれます。この現象を遺伝と呼びます。

この章では、遺伝を理解するための基本的な用語を解説します。

形質・遺伝・遺伝子

生物が持つ形や性質などの特徴を形質（けいしつ）といいます。

例えば、エンドウの種子の「丸」や「しわ」、花弁の「赤色」や「白色」などが形質です。

親の形質が子孫に現れることを遺伝といいます。

けい先生

「遺して伝えられるもの」と書きますね！

形質のもとになる情報の本体を遺伝子（いでんし）といいます。

遺伝子は、細胞の染色体（せんしょくたい）の中に含まれていて、親から子へと受けつがれます。

"けいしつ形質" 生物のもつ形や性質などの特徴。 "いでん遺伝" 親の形質が子に現れること。 "いでんし遺伝子" "細胞の染色体に含まれている、形質のもとになるもの。遺伝子は親から子へ受けつがれる。"

純系とは？｜自家受粉・他家受粉

同じ形質を持つ個体どうしをかけ合わせたとき、いつも親と同じ形質の個体ができるものを純系（じゅんけい）といいます。

例えば、代々丸い種子しかできないエンドウは、丸い種子の純系だといえます。

植物の受粉には、自家受粉と他家受粉があります。

自家受粉（じかじゅふん）:
同じ個体のおしべの花粉が、同じ個体のめしべにつくこと。
エンドウは花弁に包まれ、自然に自家受粉する。
他家受粉（たかじゅふん）:
ちがう個体の花粉がめしべの柱頭につくこと。

メンデルは、花弁にめしべとおしべが包まれており、自然に自家受粉するという理由から、エンドウを遺伝の実験に用いました。

他家受粉では、遺伝子の組み合わせが多様な子孫をつくることができるというメリットがあります。これは、他の個体から自分が持っていない遺伝子を受けとれるためです。

"じゅんけい純系" 同じ形質の個体をかけ合わせたとき、つねに親と同じ形質の個体ができるもの。 "じかじゅふん自家受粉" 同じ個体のおしべのやくから出た花粉が、同じ個体のめしべの柱頭につくこと。 "たかじゅふん他家受粉" ちがう個体の花粉がめしべの柱頭につくこと。

対立形質と顕性形質・潜性形質

ある形質について、同時に現れない2つの対になる形質を対立形質（たいりつけいしつ）と言います。例えば、エンドウの種子の「丸」と「しわ」です。

対立形質を持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形質（けんせいけいしつ）といい、子に現れない形質を潜性形質（せんせいけいしつ）といいます。

潜性形質は、子の世代では見えなくても、孫の世代で再び現れることがあります。

「顕・潜」の意味から理解▼

顕（けん）は、「あらわれる」「はっきり見える」という意。
→ 見た目に出る形質⇒ 顕性形質
潜（せん）は、「もぐる」「見えないところにかくれる」という意。
→ かくれて見えない形質⇒ 潜性形質

例えばエンドウの種子では、「丸い」形質と「しわ」の形質が対になっています。

けい先生

「丸っこいしわ」のような中間の形質は現れません！

丸い種子の純系（AA）と、しわの種子の純系（aa）をかけ合わせると、子はすべて丸い種子（Aa）になります。

この場合、「丸い形」が顕性形質、「しわの形」が潜性形質です。かつては「優性形質・劣性形質」と呼ばれていました。

よくある対立形質の例

✅ マツバボタン

花弁の色:赤色（顕性） vs 白色（潜性）

✅ ネコ

毛の長さ:短毛（顕性） vs 長毛（潜性）

✅ メダカ

体色:黒色（顕性） vs 黄色（潜性）

⚠️ マルバアサガオ

花の色:赤色と白色をかけ合わせると、子が桃色になることがある。不完全優性（ふかんぜんゆうせい）と呼び、顕性・潜性の関係では説明できない。

"たいりつけいしつ対立形質" "ある形質について、同時に現れない2つの対になる形質。例：エンドウの種子の「丸」と「しわ」" "けんせいけいしつ顕性形質" "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。優性形質と呼ばれた。" "せんせいけいしつ潜性形質" "対立形質をもつ純系どうしをかけ合わせたとき、子に現れない形質。劣性形質と呼ばれた。"

生殖による形質の現れ方のちがい

有性生殖と無性生殖ではしくみが異なるため、形質の現れ方に次のようなちがいがあります。

無性生殖有性生殖受精受精が行われず、体細胞分裂で子ができる "減数分裂によってできた生殖細胞が受精する" 遺伝子親と同じ遺伝子を、そのまま受けつぐ子は両親の遺伝子を半分ずつ受けつぐ子の形質子には親と同じ形質が現れる "子の形質は、親と同じであったり、異なったりする" その他 "同じ遺伝子を持ち、全く同じ形質の個体集団をクローンという" 子に現れなかった形質が、孫に現れることがある

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メンデルの遺伝の法則｜3:1とは？

メンデルの遺伝の法則は多くの中学生が苦手だと感じる単元です。

この章では、テストや入試問題にも出やすいのに、多くの中学生がつまづいてしまう「顕性:潜性=3:1」を徹底的に分かりやすく解説します。

「遺伝の父」メンデルって誰？

遺伝のしくみを解き明かしたのが、メンデルです。

グレゴール・ヨハン・メンデル 1822–1884[オーストリア] 修道院の神父であり、生物学者。 1856年から8年間、エンドウマメの遺伝実験を行った。遺伝の法則（分離の法則など）を発見したが、当時は理解されなかった。 1900年以降になって研究成果が評価され、今では「遺伝学の父」と呼ばれている。

メンデルはエンドウを用いた実験から、次のような遺伝の法則を明らかにしました。

メンデルの遺伝の法則遺伝子は2個が対になって存在する。ある形質で、異なる遺伝子を2つもつとき、子にはどちらか一方の形質だけが現れる。分離の法則：減数分裂の結果、対になっている遺伝子が分かれ、別々の生殖細胞に入る。

遺伝子の対（つい）とは？

生物の細胞の中では、遺伝子が必ず2つでペア（対）になって存在しています。

けい先生

遺伝子のペアが、形質を決めるもとになっているのです

例えば、エンドウの種子（マメ）の形を決める遺伝子には「丸」にする遺伝子（A）と「しわ」にする遺伝子（a）の2種類があります。

遺伝子（A）と（a）がペアになってできる細胞は、次の3パターンが考えられます。

遺伝子のペア（対）の組み合わせ形質を丸くする遺伝子(A) と、しわにする遺伝子(a)があるとき、ペアの組み合わせは、次の3パターン。 1.「丸」の遺伝子2つ：A A 2.「しわ」の遺伝子2つ：a a 3.「丸」の遺伝子1つと「しわ」の遺伝子1つ：A a

上図のように、父母から1つずつ遺伝子を受けつぎ、ペア（対）になることで、子の形質が決まるのです。

顕性形質が現れるしくみ｜なぜ潜性形質は現れない？

対立形質を持つ純系どうし（例えば「丸」と「しわ」）をかけ合わせると、子には顕性形質（丸）だけが現れ、潜性形質（しわ）は現れません。この理由を考えていきましょう。

顕性形質を決める遺伝子（A）と、潜性形質を決める遺伝子（a）がペアになった場合（Aa）、顕性形質を決める遺伝子の情報が優先して現れます。

「丸」遺伝子(A)×「しわ」遺伝子(a)=丸い形質(Aa)

潜性形質の情報は、顕性形質の情報に「隠れて」しまい、子の見た目には現れません。

けい先生

潜性形質が現れるのは、潜性形質を決める遺伝子どうしがペアになった場合（aa）だけなのです

かつて「優性の法則」という言葉も使われていましたが、現在は「顕性形質・潜性形質」という用語を使います。

分離の法則のしくみ

メンデルの遺伝の法則の1つに分離の法則（ぶんりのほうそく）があります。

分離の法則減数分裂のとき、対になっている遺伝子は、それぞれ分かれて別々の生殖細胞に入ること

例えば、丸の遺伝子（A）としわの遺伝子（a）を1つずつ持つ細胞（Aa）があったとします。

細胞（Aa）が生殖細胞をつくるとき、遺伝子（A）と遺伝子（a）は別々に分かれます。つまり、遺伝子（A）が入った生殖細胞と、遺伝子（a）が入った生殖細胞が、それぞれ半分の割合でできるのです。

エンドウ実験「孫の丸:しわ=3:1」徹底図解

メンデルはエンドウを用いて実験をし、孫の形質が丸:しわ=3:1になる規則性を発見しました。この理由を解説します。

step1. 純系の親どうしをかけ合わせる｜（AA）×（aa）

[操作] 丸い種子の純系（AA）と、しわの種子の純系（aa）のエンドウをかけ合わせる
[結果] できた種子（子世代）は、すべて丸い形質になる
[考察] 子世代の遺伝子がすべて（Aa）となるため、「丸」の形質が「しわ」の形質に対して顕性形質だと分かる

けい先生

遺伝子のかけ合わせを考えるとき、以下のようなかけ合わせ図やかけ合わせ表を使うと理解しやすいですよ。自分にとって分かりやすい方法を選んでみましょう。

メンデルの実験① 純系どうしをかけ合わせる丸の純系(AA)×しわの純系(aa)＝子；丸い形(Aa) つまり、子はすべて丸顕性形質＝「丸」だと分かる

"メンデルの実験① 純系どうしをかけ合わせる" 　　[親]　丸い純系　遺伝子(AA) 　　卵細胞 (A) 　　卵細胞 (A) "[親] しわの純系遺伝子(aa) " "精細胞 (a) " "　　[子] 　　丸い形質　　遺伝子(Aa)" "　　[子] 　　丸い形質　　遺伝子(Aa)" "精細胞 (a) " "　　[子] 　　丸い形質　　遺伝子(Aa)" "　　[子] 　　丸い形質　　遺伝子(Aa)"

step2. 子どうしをかけ合わせる｜（Aa）×（Aa）

[操作] 子世代の丸い種子（遺伝子Aa）どうしをかけ合わせる
[結果] できた種子（孫世代）には「丸:しわ=3:1」の割合で形質が現れる
[理由] 分離の法則により遺伝子（A）と遺伝子（a）をそれぞれ半分ずつ持つ生殖細胞がランダムに受精すると、孫世代の遺伝子の組み合わせがAA:Aa:aa=1:2:1になるから