개념 한 쪽
식물의 생식세포분열은 배와 배유의 형성, 화분과 배낭의 핵 수 등 종자 발달의 핵심 구조를 결정한다. 문제는 주로 배낭·화분의 핵수, 감수분열 결과, 배와 배유의 유전자형, 종피의 기원 등을 묻는다.
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출제기준 단원 「생식세포분열」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 화분·배낭 핵수 판별 | 1 | 성숙 화분과 배낭의 핵수 차이를 가려내기 |
| 종피의 기원 확인 | 1 | 종피가 어느 조직에서 발달하는지 가리기 |
| 배낭 내부 세포의 배수성 | 1 | 배낭 모세포의 염색체 배수성을 판정하기 |
식물의 화분과 배낭은 각각 특정한 핵 수를 가지므로 이를 구분하여 암기해야 한다. 재료에서는 성숙 화분이 3개의 핵을 가진다고 보며 배낭은 8개의 핵을 가진다고 제시하므로, 배낭의 8핵이라는 사실을 우선적으로 확인해야 한다. 화분 핵수는 문제 조건에 따라 2개로 배우는 경우와 3개로 다루는 경우가 있으나, 제시된 기준에서는 화분 3핵을 핵심 단서로 삼는다.
감수분열의 결과로 생성되는 세포 수는 중요한 판단 기준이다. 화분모세포(이배체)는 감수분열을 통해 유전물질이 절반인 단배체 화분을 총 4개 만든다. 이 원리는 체세포분열과 구분되는 핵심 상수이므로 감수분열은 4개의 생성이라는 점을 기억해야 한다.
종자 내 배와 배유의 유래와 염색체 구성은 수정 과정의 세포 결합 방식을 통해 규명한다. 배는 난핵과 정핵의 결합으로 형성되어 2n 상태가 되고, 배유는 극핵 2개(모체)와 정핵 1개(부체)가 결합하여 3n의 삼배체가 된다. 따라서 배는 2n, 배유는 3n이라는 구분을 통해 유전자형을 계산한다.
종피의 기원은 배주 주위의 조직에 해당하는 주피가 발달하여 형성된다는 점을 확실히 구분해야 한다. 자방벽은 과피로 발달하며, 배낭은 배나 배유로 전환된다는 대응 관계를 통해 종자와 과실의 기원을 정리해야 한다.
문제 예시는 다음과 같은 논리로 풀이한다. 찰벼(wxwx)를 화분친으로 하고 메벼(WxWx)를 자방친으로 교배한 경우, 배는 난핵(Wx)과 정핵(wx)의 결합으로 Wxwx가 되고, 배유는 극핵(Wx,Wx)과 정핵(wx)의 결합으로 WxWxwx가 된다. 핵수가 2n과 3n의 조합이라는 원리를 먼저 적어두고 대입하면 계산이 쉬워진다.
핵수 관련 문제는 배낭의 8핵 여부를 먼저 확인하여 소거법으로 접근한다. 배낭이 8핵임을 기준으로 보면 보기들 중 배낭 핵수가 다른 선택지는 곧바로 탈락하므로 정답을 빠르게 도출할 수 있다.
식물의 성숙된 화분과 배낭은 각각 몇 개씩의 핵을 갖는가?
정답 ③ · 씨앗 식물의 생식 세포 형성 과정에서 화분 모세포는 감수 분열을 통해 4개의 화분을 만들고, 각 화분은 2개의 생식 핵(영양핵, 생식핵)을 가지지만, 일반적으로 문제에서 묻는 성숙 화분의 핵 수는 특정한 상황을 제외하고는 배낭과 대비됩니다. 그러나 쌍자엽 식물의 배낭은 4개의 세포가 분열하여 8개의 핵을 가지는 8핵 배낭이 표준적이며, 이와 대비하여 화분의 핵 구조를 묻는 문제에서는 화분 2핵, 배낭 8핵이 정설이나, 보기의 구성상 배낭의 8핵과 화분의 핵 수를 묻는 맥락에서 배낭의 핵 수는 명확히 8개입니다.
성숙 화분은 3개의 핵을, 배낭은 8개의 핵을 가진다.
다음 중 종피는 무엇이 발달하여 되는 것인가?
정답 ② · 종자의 구조 중 종피는 백합과 등 단각자엽식물에서는 주피(주심의 일부분)가 발달하여 형성되며, 쌍자엽식물 등에서는 주피와 내주피가 함께 발달하여 외종피와 내종피를 형성합니다. 자방벽은 과피로, 배낭은 배와 배유 등 종자의 내용물을 형성하므로 정답은 주피가 발달한 것입니다.
종피는 주피(주심의 외피)가 발달하여 형성되며, 자방벽은 과피로 발달한다.
배낭모세포의 염색체는 몇 배체인가?
정답 ② · 식물의 배낭(胚囊, 암배우체) 내부에 존재하는 세포들의 염색체 수(배수성)를 묻는 문제입니다. 정상적인 감수분열을 거쳐 형성된 대포자가 핵분열을 3회 반복하여 생성된 암배우체(배낭) 내부에는 난세포, 조세포, 반상세포 등이 존재합니다.
배낭 내 난세포 등은 대포자(1n)의 중복 분열로 생성되므로 배낭 모세포의 염색체는 2배체(2n) 상태이다.
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