개념 한 쪽
멘델의 유전법칙은 우열의 법칙, 분리의 법칙, 독립의 법칙으로 정리된다. 그의 성공 원인은 유전자의 독립적 분리 전제와 자손 반복에서 나타나는 동형접합화 및 자가수정 관련 현상을 규명한 데 있다.
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출제기준 단원 「멘델이 성공한 원인」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 멘델 법칙의 오답 판단 | 1 | 연관과 독립 구분으로 멘델 설명의 오류를 찾기 |
| 자가수정의 유전자형 변화 | 1 | 자가수정 반복에 따른 동형접합 비율 계산하기 |
| 자식열세 정의 적용 | 1 | 자가수정 지속 시 나타나는 생육 저하 설명하기 |
멘델의 유전법칙은 우성 대립유전자가 존재할 때 우성 형질이 나타나는 우열의 법칙을 포함한다. 분리의 법칙은 이형접합체가 감수분열을 통해 대립유전자를 분리하여 자손에 전달되는 현상을 설명한다. 독립의 법칙은 서로 다른 두 유전자 쌍이 독립적으로 유전되어 분리되는 경향을 다룬다.
그러나 모든 유전 현상이 멘델 법칙에 따르지는 않는다. 서로 다른 유전자가 한 염색체에 붙어 함께 유전되는 연관 현상은 멘델의 독립의 법칙과는 달라 모건의 연구로 설명되는 예외가 된다. 따라서 멘델 법칙의 적용 범위와 한계를 구분하는 것이 중요하다.
자가수정의 반복은 이형접합체 빈도를 매 세대마다 절반으로 줄이고 동형접합체 빈도를 증가시킨다. 이 과정에서 열성 동형접합체가 증가하면 생육 저하 등의 불리한 형질이 드러나는 자식열세가 발생할 수 있다. 자가수정은 유전적 순수화와 동형접합 고착을 초래하므로 육종에서 중요한 작용을 한다.
상가적 효과는 여러 유전자의 고유 효과가 단순히 합쳐져 형질을 결정하는 현상으로, 각 유전자의 기여가 누적되어 나타난다는 특징을 가진다. 상가적 효과는 환경 영향이 적고 세대가 바뀌어도 그 효과가 일정하다고 보는 설명이 재료에 제시된다.
자가수정하는 이형접합체 Aa의 동형접합 비율을 구할 때에는 이형접합 비율이 세대마다 절반으로 줄어드는 원리를 이용한다. n세대에서 동형접합 비율은 1 - (1/2)^n으로 계산한다. 예를 들어 F4 세대의 동형접합 비율은 1 - (1/2)^4 = 1 - 1/16 = 15/16이 아니라, 재료에 제시된 방식에 따라 이형접합 비율이 F4에서 1/8이므로 동형접합 비율은 1 - 1/8 = 7/8이 된다.
독립유전하는 양성잡종 AaBb를 자가수분시 동형접합체 비율을 구할 때에는 각 유전자별 동형접합 확률 1/2를 곱한다. 두 쌍의 경우 1/2 × 1/2 = 1/4(25%)가 되며, 이는 네 가지 동형접합(AABB, AAbb, aaBB, aabb)이 각각 1/16씩 합쳐진 결과와 같다.
다음 중 멘델의 유전법칙을 잘못 설명한 것은?
정답 ④ · 멘델의 유전법칙은 지배의 법칙, 분리의 법칙, 독립의 법칙 세 가지로 구성됩니다. 1번은 우성 형질이 나타난다는 지배의 법칙을, 2번과 3번은 대립유전자가 분리되어 순수성을 유지한다는 분리의 법칙을 의미합니다.
멘델의 법칙은 유전자가 독립적으로 분리된다고 보며, 연관은 모건의 발견 사항이다.
자식열세 현상의 설명으로 옳은 것은?
정답 ② · 자식열세(inbreeding depression)는 주로 타가수정 작물에서 자가수정을 계속적으로 진행할 때 나타나는 현상으로, 동형 접합체가 증가하면서 열성 유전자들이 발현되어 생육 저하, 수량 감소 등 불량 형질이 나타나는 것을 말합니다. 자가수정 작물은 이미 오랜 기간 자식을 거듭하여 열성 유전자가 정제된 상태이므로 자식열세가 거의 나타나지 않으며, 타가수정 작물에서만 두드러지게 발생합니다.
자가수정을 계속하면 열성 동형접합체가 증가하여 생육 저하 등 불량 형질이 나타나는 현상을 자식열세라 한다.
유전자형이 Aa인 자식성 식물의 F4 세대에 있어 동형접합(homo)개체의 비율은?
정답 ③ · 이형접합체(Aa)가 자식(selfing)을 반복할 때 특정 세대(F4)에서 동형접합체가 되는 비율을 묻는 문제입니다. 잡종 제1대(F1, Aa)가 자식할 때마다 이형접합체(Aa)의 비율은 매 세대마다 절반으로 감소합니다.
이형접합체(Aa)의 자식 반복 시 동형접합체 비율은 1-(1/2)^n 공식을 적용하여 F4세대에는 7/8이 된다.
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