방사성 동위원소는 높은 에너지를 갖는 방사선을 방출하여 식물체에 물리적·화학적 영향을 줄 수 있으므로 품종 개량을 위한 돌연변이 유도에 이용된다. 돌연변이 유도는 염색체나 유전자의 변화를 통해 새로운 형질을 획득하도록 하는 육종적 방법으로 설명된다.
동위원소 표지법을 통해 물질의 이동 경로나 동태를 추적할 수 있다. 특정 원소의 동위원소를 표지하면 그 동위원소의 이동을 검출하여 양분이나 물질의 분포와 이동 경로를 파악할 수 있다. 예컨대 인의 동위원소 32P는 양분 이동 경로 추적에 활용된다는 설명이 제시된다.
저장 중 발아 억제나 살균 등 저장처리에는 감마선을 이용하는 사례가 있다. 코발트-60(60Co)에서 나오는 감마선은 세포 분열을 억제하여 감자나 양파 등의 맹아(발아)를 억제하는 데 쓰인다는 설명이 재료에서 제시된다. 이러한 이용은 저장 품질 관리를 위한 물리적 처리 사례로 분류된다.
동위원소별 특수 용도도 구분하여 이해해야 한다. 24Na는 반감기와 물리적 성질로 인해 누수 탐지나 토양 침식 연구 등에서 활용된다는 설명이 제시된다. 45Ca는 칼슘의 식물 내 이동 연구에 쓰인다는 설명이 재료에 포함된다. 이와 같이 동위원소의 선택은 연구 목적과 동위원소의 물리·화학적 특성에 따라 달라진다.
휴면타파 등은 방사성 동위원소의 직접적 이용 대상이 아니므로, 동위원소의 농업적 이용 범위를 기억할 때 돌연변이 유도·추적 표지·저장처리(발아 억제 등)를 핵심으로 삼아야 한다.
예제
문제 유형에서는 방사성 동위원소의 대표적 이용을 묻는 문항이 출제된다. 예컨대 저장 중 맹아 억제에 관련된 선택지에서는 '60Co의 감마선으로 세포 분열을 억제하여 맹아를 방지한다'는 설명을 옳게 고르면 된다. 물질 이동 추적과 관련된 보기는 '32P는 양분 이동 경로 추적에 사용된다'는 설명을 선택하면 된다.
오답 유도 문항은 휴면타파를 동위원소의 이용 사례로 제시하거나, 동위원소의 용도를 혼동하여 24Na를 칼슘 이동 추적에 연결하는 식으로 나온다. 따라서 동위원소별 전형적 이용(60Co=감마선 발아억제, 32P=양분 추적, 24Na=누수/침식 탐지, 45Ca=칼슘 이동)을 연관지어 기억하면 문항을 빠르게 판별할 수 있다.
대표 기출 3문항
동질배수체의 특성이 아닌 것은?
발육이 왕성하여 거대화 된다.
결실성이 대체로 높아진다.
내병성이 대체로 증대한다.
식물체 함유성분에 변화가 생긴다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 배수체는 동일한 염색체 세트가 3세트 이상 존재하는 식물을 말하며, 같은 종 내에서 유래한 것을 동질배수체라 합니다. 동질배수체는 유전자의 양적 증가로 인해 영양기관이 거대해지고(거대성), 유전자가 중복되어 내병성이 증대하며, 특정 성분 함량이 변화하는 특성을 보입니다.
정답 ③ · T/R율(Top-Root ratio)은 식물체의 지상부 생장량에 대한 지하부 생장량의 비율을 의미하는 것으로, 지상부와 지하부의 균형 있는 생장 정도를 파악하는 데 활용됩니다. 보기 3번에서 설명하는 '신장생장에 대한 비대생장의 비율'은 T/R율의 정의가 아니므로 틀린 설명입니다.
T/R율은 지상부 대비 지하부 생장량의 비율로 정의되며, 신장생장과 비대생장의 비율은 T/R율이 아니다.
식물호르몬의 재배적 이용에 대한 설명으로 틀린 것은?
사과의 낙과를 방지하기 위하여 옥신을 살포한다.
배추의 개화를 유도하기 위하여 지베렐린을 살포한다.
조직배양의 세포분열을 위하여 시토키닌을 첨가한다.
감의 떫은맛을 없애기 위하여 아브시스산을 처리한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 식물호르몬의 재배적 이용 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 감의 떫은맛은 가용성 타닌에 의한 것으로, 에틸렌 처리로 타닌을 불용화하면 단감처럼 되는데, 아브시스산은 노화와 휴면을 유도하는 생장 억제 호르몬이므로 떫은맛 제거와 무관하다.