개념 한 쪽
멘델의 독립의 법칙은 서로 다른 유전자 쌍들이 독립적으로 분리되어 유전형과 표현형이 조합된다는 원리라 한다. 독립 유전 가정 하에서 이형접합체가 만드는 생식세포 종류는 각 유전자당 두 가지 대립형질이 곱해져 2^n으로 계산된다고 본다. 또한 유전자 간 상호작용은 다양한 분리비 변형을 초래하므로 유형별 특징을 구별해야 한다고 본다.
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출제기준 단원 「양성교배-독립의 법칙」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 유전자형 고정과 자가수분 효과 | 1 | 자가수분 반복 시 이형접합과 동형접합 변화의 방향 설명 |
| 삼잡종 분리비·표본수 판정 | 1 | 삼잡종 F2의 분리비 검정에 필요한 최소 집단 크기 판단 |
| 비대립유전자 상호작용 분류 | 1 | 비대립유전자 간 상호작용 유형을 가려내기 |
독립의 법칙은 서로 다른 좌위(locus)에 있는 유전자들이 감수분열 동안 서로 독립적으로 분리되어 각 유전자에 대한 대립유전자가 임의로 조합된다는 원리라 한다. 이 원리에 따르면 n개의 이형접합 유전자 쌍(Aa, Bb, ...)이 있을 때 생성되는 생식세포(배우자 또는 화분)의 이형성 종류는 2의 n제곱(2^n)으로 계산한다고 본다. 예로 이형접합체 AaBb에서는 2^2 = 4종류의 배우자가 생성된다고 본다.
자가수분을 반복할 경우 유전자형 빈도의 변화와 고정화 현상이 발생한다고 본다. 이형접합체가 자가수분을 반복하면 세대가 지남에 따라 이형접합의 비율은 감소하고 동형접합의 비율은 증가한다는 점을 기억해야 한다고 본다. 이 원리는 계통육종에서 자손의 유전형 고정과 관련된 기본 개념을 제공한다고 본다.
유전자 간 상호작용은 독립의 법칙이 단순히 적용되지 않는 경우를 만들며, 그 결과 F2에서의 표현형 분리비는 멘델의 전형적 9:3:3:1에서 변형된 비율(예: 15:1, 13:3, 9:7, 9:3:4 등)을 보일 수 있다고 본다. 각 변형 비율은 중복유전자, 억제유전자, 보족유전자, 상위성(epistasis) 등 특정 상호작용 유형을 반영하므로 분리비 숫자를 통해 작용 유형을 추정할 수 있다고 본다.
특수한 교배나 염색체 수 변이(예: 삼배체 관련 상황)는 기본적인 2^n 규칙과 다른 표본 크기나 분리 패턴을 요구할 수 있다고 본다. 삼잡종 F2의 분리비 검정 같은 문제에서는 통계적 검정에 필요한 최소 집단 크기가 달라질 수 있으므로 문제 조건을 주의 깊게 확인해야 한다고 본다.
예 1: 이형접합체 AaBbCcDdEe가 있을 때 생성되는 화분 종류 수를 묻는 문제는 n=5이므로 2^5 = 32로 계산한다고 본다. 계산 과정은 2×2×2×2×2 형태로 전개하여 32를 얻는 방식으로 진행한다고 본다.
예 2: 부모 AABB × AAbb 교배의 경우 F1은 모두 AABb가 된다고 본다. 계통육종(자가수분)을 통하면 F2에서 BB가 될 확률은 Bb × Bb 교배의 결과로 1/4이 된다고 본다. 반수체육종(배우자 수준의 처리를 통해)은 배우자가 B 또는 b를 가질 확률이 각각 1/2이므로 특정 절차에서는 1/2의 확률로 계산되는 차이가 존재한다고 본다.
요한슨(Johanson)의 순계설에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?
정답 ④ · 요한슨(Johanson)의 순계설은 순계 내에서의 선발은 효과가 없으며(유전적 변이가 없으므로), 순계 간의 선발만이 유효하다는 이론입니다. 이는 순계의 표현형 변이는 환경에 의한 것이라는 원리를 바탕으로 하며, 주로 순계 선발 육종법(Pedigree method)이나 혼합 선발법(Mass method) 등 순계 육종의 이론적 기초가 됩니다.
요한슨의 순계설은 순계 내 유전적 변이가 없으므로 순계 내 선발은 무효이며, 순계 간 선발만이 유효하다고 보았다.
삼성잡종의 F2 세대의 분리비 검정의 최소집단의 크기는?
정답 ④ · 문항은 삼배체 잡종의 F2 세대에서 분리비 검정 시 요구되는 최소 집단 크기를 묻고 있다. 삼배체의 경우 각 유전자좌에서 가능한 유전자형 조합 수가 3의 배수 형태로 증가하므로 통계적 검정을 위해 충분한 표본크기가 필요하다.
삼배체 잡종 F2 세대의 유전자형 분리 조합 수는 3의 n제곱으로 계산되므로 3^4=81이 아닌 최소 집단 크기는 64이다.
비대립유전자간에 일어날 수 있는 상호작용만으로 짝지어진 것은?
정답 ② · 문항은 비대립유전자 간에 일어나는 상호작용만으로 짝지어진 것을 묻고 있다. 서로 다른 유전자좌 간 상호작용에는 상위·하위 현상과 보족유전자 작용이 포함되며 이는 비대립유전자 상호작용의 전형적 형태이다.
비대립유전자 상호작용은 서로 다른 유전자좌 간 작용으로 상위, 하위, 보족유전자 작용이 해당되며 동일 좌석 내 현상은 제외된다.
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