개념 한 쪽
멘델 유전의 기본은 유전자의 표기와 세대별 분리·고정 규칙을 이해하는 것이라 본다. 유전자 표기는 대소문자 등으로 우성·열성을 구분하고, 여러 쌍의 독립유전은 곱셈 규칙으로 분리비를 결정한다. 자식성 작물의 자가수분에 따른 이형접합 감소와 동형접합 증가 법칙은 문제 해결의 핵심이라 본다.
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출제기준 단원 「유전자의 기호」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 독립 유전자 생식세포 수 계산 | 1 | 이형접합 여러 쌍의 생식세포 종류 수를 2^n으로 계산하는 법을 묻는다 |
| 자가수분 세대별 동형접합 비율 계산 | 1 | 자식성 작물의 특정 세대에서 동형접합 비율을 확률로 구하는 방법을 묻는다 |
| 두 유전자 독립유전 표현형 분리비 | 1 | 이형접합 두 쌍의 자가수분에서 표현형 분리비를 9:3:3:1로 도출하는 절차를 묻는다 |
독립 유전하는 n개의 유전자에 대한 이형접합체의 생식세포 종류 수는 2의 n제곱으로 계산한다는 원리를 익혀야 한다. 이형접합체가 만들 수 있는 서로 다른 배우자형은 각 유전자마다 두 가지 대립형이 있으므로 곱셈법칙으로 도출한다는 점을 이해해야 한다.
두 쌍 이상의 유전자를 동시에 고려할 때 표현형 분리비는 각 유전자의 분리비를 곱해 구한다는 원리가 적용된다. 예를 들어 이형접합 두 쌍의 자가수분에서 표현형 분리비는 (3:1)²로 9:3:3:1이 됨을 기억해야 한다.
자가수분을 반복하는 자식성 작물에서는 세대가 진전될수록 이형접합 비율이 절반씩 줄어들고 동형접합 비율이 그만큼 증가한다는 점을 숙지해야 한다. 이 원리를 바탕으로 특정 세대에서의 동형접합 비율을 계산할 수 있다.
비멘델적 상호작용의 대표 사례인 중복유전에서는 두 쌍 중 어느 하나라도 우성 대립유전자가 있으면 우성 표현형이 나타나므로 F2에서 우성:열성 분리비가 15:1이 된다는 사실을 알고 있어야 한다.
유전자형을 판별하기 위한 교배 방법으로는 검정교배가 표준적이라는 점을 기억해야 한다. 표현형이 우성인 개체의 유전자형이 동형접합인지 이형접합인지 확인하려면 열성 동형접합체와 교배하여 자손의 표현형 분포를 관찰한다는 점을 숙지해야 한다.
독립 유전하는 5개 유전자에 대해 F1 이형접합체가 생산하는 화분 종류 수는 2의 5제곱 = 32종이 된다. 이형접합 쌍 수 n에 대해 생식세포 종류 수는 2^n 공식을 적용하면 된다.
자식성 작물에서 2쌍의 유전자가 독립적일 때 F3세대의 동형접합체 비율은 한 쌍당 F3에서 동형접합 확률이 1 - 1/4 = 3/4이므로, 두 쌍 모두 동형접합일 확률은 (3/4)×(3/4)=9/16이 된다.
YYRR × yyrr 교배의 경우 F1은 모두 YyRr이 되고 이형접합 두 쌍의 자가수분에서 F2 표현형 분리비는 (3:1)²=9:3:3:1이 됨을 응용해 문제를 해결한다.
독립유전의 경우 YYRR × yyrr의 교잡에서 F2의 표현형 분리비는? (단, Y가 y에 대하여, R이 r에 대하여 완전 우성인 경우)
정답 ③ · 문제는 독립유전하는 두 유전자 좌위의 이형접합체 교배에서 F2의 표현형 분리비를 묻고 있다. 부모가 YYRR × yyrr로 교배하면 F1은 모두 YyRr의 이형접합이 되고, 이 F1의 자가수분으로 얻는 F2에서 각각의 우성형질은 단독으로 3:1의 비율을 보인다.
이형접합 두 쌍의 자가수분 시 표현형 분리비는 (3:1)²=9:3:3:1이 된다.
5개 유전자가 서로 다른 두 품종사이의 교배에 의하여 생겨난 F1식물체가 생산하는 화분의 종류는 몇 개가 되는가? (단, 5개의 유전자는 서로 독립 유전을 한다고 가정함)
정답 ③ · 문제는 서로 다른 5개 유전자를 가진 이형접합체 F1 식물체가 생산하는 서로 다른 화분(생식세포) 종류 수를 묻고 있다. 독립유전하는 n개의 유전자에 대해 이형접합체가 만들 수 있는 서로 다른 배우자(생식세포) 종류 수는 2^n으로 계산된다.
독립 유전하는 n개의 유전자에 대한 이형접합체의 생식세포 종류 수는 2의 n제곱으로 계산된다.
자식성 작물에서 유전자 조성의 변화 요인이 없을 때 2쌍의 유전자가 관여하는 F3세대에서의 home 개체의 비율은? (단, 유전자가 독립적인 경우)
정답 ③ · 문항은 자식성 작물에서 두 유전자좌가 독립일 때 F3세대에서 동형접합(홈) 개체 비율을 묻고 있다. 한 유전자좌의 F3세대 동형접합 비율은 3/4이며 두 좌가 독립이면 두 확률을 곱해 (3/4)×(3/4)=9/16이 된다.
자식성 작물의 F3세대에서 동형접합 비율은 1-(1/2)^n * (1-(1/2)^n) 공식을 적용하여 계산한다.
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