개념 한 쪽
생물의 변이는 원인에 따라 구분되며, 유전 물질 자체의 변화인 돌연변이와 유전자 재조합에 따른 유전변이, 그리고 유전물질 변화를 수반하지 않는 비유전변이가 있다. 변이의 생성 기작을 구분하는 것이 육종과 진화의 기본 개념을 이해하는 핵심이다.
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출제기준 단원 「환경의 영향」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 환경변이 구별 | 1 | 표현형 변화가 유전적 변이인지 여부를 가림 |
| 작은 집단 효과 판단 | 1 | 집단 크기와 유전자 빈도 변화의 관련성을 설명함 |
| 돌연변이 정의 판별 | 1 | 유전자 재조합과 무관한 유전물질 변화가 무엇인지 설명함 |
변이는 발생 원인에 따라 크게 세 가지로 분류한다. 첫째는 돌연변이로서 DNA 염기서열이나 염색체 구조가 변하여 DNA 자체가 달라지는 경우를 말한다. 돌연변이는 유전적 변이의 근본 원천으로서 새로운 대립유전자를 만든다.
둘째는 유전변이로서 부모의 유전자가 재조합되어 새로운 유전적 조합이 생기는 현상을 말한다. 교배에 의한 유전자 재조합이나 배수체화로 인한 염색체 수 변화가 여기에 해당한다. 이러한 유전변이는 유전적 조성을 변화시켜 자손에게 전달된다.
셋째는 비유전변이(환경변이)로서 온도, 빛, 영양 등 환경 요인에 의해 표현형이 일시적으로 변하는 현상을 말한다. 비유전변이는 유전물질의 변화가 없으므로 자손에게 전달되지 않으며 진화의 원료가 되지 않는다.
작물 집단의 크기도 변이와 유전자 빈도에 영향을 준다. 집단이 작을 경우 우연에 의해 특정 유전자가 보존되거나 사라지는 기회적 변동(유전적 부동)이 발생하여 유전자 빈도가 변화할 수 있다. 이는 자연선택과 무관한 무작위적 과정이다.
돌연변이의 발생 빈도는 자연 상태에서 낮게 일어나며 환경 요인, 예컨대 방사선 등에 의해 유발될 수 있다. 돌연변이 가운데 열성형 돌연변이가 더 흔히 관찰된다는 점을 염두에 둔다.
문제 유형은 주로 변이의 원인과 용어 정의를 묻는다. 예를 들어, 어떤 현상이 유전적 변이를 생성하는 기작인지 묻는다면 '유전물질 자체의 변화' 여부를 기준으로 판단한다. 표현형만 변하는 환경변이는 유전적 변이를 생성하지 않으므로 정답에서 제외한다.
작은 집단에서 유전자 빈도가 우연에 의해 변동하는 설명이 나오면 기회적 변동 또는 유전적 부동을 선택한다. '작은 집단'과 '우연'이라는 키워드가 해당 기작을 가리킨다.
돌연변이를 묻는 문제에서는 '유전자 재조합과 관계없이 DNA에 직접 변화가 생기는 것'이라는 표현을 보면 돌연변이를 선택한다. 반대로 영양번식과 같은 무성생식은 유전적 변이 창출 방법이 아니므로 변이 창출 방법으로 묻는 보기에서 제외한다.
개체의 집단이 작을 때 집단내의 특수한 유전자 조성의 경우만 보존되어 집단의 유전자 빈도를 변화하게 한다. 이는 무엇에 관한 설명인가?
정답 ② · 문항은 작은 집단에서 우연에 의해 특정 유전자 조성이 보존되어 유전자 빈도가 변하는 현상을 묻고 있다. 이런 현상은 기회적 변동(유전적 부동, genetic drift)으로 불리며, 집단 크기가 작을 때 랜덤한 표본 추출 효과로 유전자 빈도가 변한다.
작은 집단에서 우연에 의해 유전자 빈도가 변동하는 현상을 기회적 변동(유전적 부동)이라고 한다.
작물의 진화 과정에서 새로운 변이를 생성시키는 기작이 아닌 것은?
정답 ④ · 문제는 작물 진화에서 새로운 유전적 변이를 생성시키지 않는 기작을 고르라고 묻고 있다. 돌연변이·교배·배수체는 모두 유전물질의 구성을 변화시켜 유전적 변이를 직접 생성하는 반면, 환경변이는 유전자를 변형시키지 않고 표현형만을 변화시키는 비유전적 요인이므로 새로운 유전적 변이를 만들지 않는다.
환경변이는 유전물질의 변화가 없는 비유전적 변이이므로, 유전적 변이를 생성시키는 기작이 아니다.
유전자 재조합과 관계없이 어떤 원인에 의하여 유전 물질 자체에 변화가 일어나 발생되는 변이는?
정답 ④ · 문항은 유전자 재조합과 무관하게 유전물질 자체에 변화가 생기는 변이를 묻고 있다. DNA 서열이나 염색체 구조 자체가 변하는 현상은 돌연변이로 정의되며 이는 재조합 없이 발생한다.
유전자 재조합 없이 유전 물질 자체에 변화가 일어나는 변이는 돌연변이라고 한다.
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