개념 한 쪽
생물 변이는 원인에 따라 돌연변이, 유전변이, 비유전변이로 분류한다. 유전적 변이는 DNA 서열이나 염색체 구성이 변하면서 생성되고, 비유전변이는 환경 요인에 의해 표현형만 일시적으로 바뀌는 현상이다. 작은 집단에서는 우연에 의해 유전자 빈도가 크게 요동하는 기회적 변동이 작용한다.
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출제기준 단원 「온도」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기회적 변동 판별 | 1 | 작은 집단에서 유전자 빈도 변동 현상 이름 가리기 |
| 변이 생성 기작 구분 | 1 | 유전적 변이를 생성시키는 기작과 아닌 것 구분하기 |
| 돌연변이 정의 식별 | 1 | 유전자 재조합과 무관한 유전물질 변화 명칭 고르기 |
변이의 발생 원인에 따라 세 가지로 구분한다. 첫째는 유전 물질 자체의 구조가 바뀌는 돌연변이로, 유전자 서열이나 염색체 구조의 변화가 포함된다. 둘째는 부모 유전자의 재조합으로 생기는 유전변이로, 교배에 의해 유전자가 섞이는 과정을 의미한다. 셋째는 환경의 영향으로 표현형만 달라지는 비유전변이로, 유전 물질 자체는 변하지 않는다.
환경변이는 온도, 빛, 영양 등 외부 요인에 의해 일시적으로 나타나는 표현형 변화이며 유전되지 않는다. 따라서 환경변이는 새로운 유전적 변이를 생성시키는 기작이 아니므로 진화의 원료가 되지 못한다. 진화적 관점에서 새로운 유전적 변이가 생성되려면 DNA 수준의 변화나 염색체 수의 변화 등 유전물질의 변화가 수반되어야 한다.
작물의 진화 중 새로운 유전적 변이가 생겨나는 대표적 경로로는 돌연변이, 교배, 배수체화가 포함된다. 배수체는 염색체 수의 변화로 새로운 형질을 유발할 수 있으며, 인위 돌연변이 유도나 인공교배는 육종 과정에서 변이를 창성하는 방법에 해당한다. 반면 단위결과(단성결과)는 수정 없이 열매가 맺히는 생리적 현상으로, 새로운 유전적 변이를 창성하는 방법이 아니다.
집단유전학적 관점에서 집단 크기가 작을 때 유전자 빈도가 무작위 표본 추출 오차에 의해 변동하는 현상을 기회적 변동 또는 유전적 부동이라고 한다. 이는 자연선택과 달리 적응도와 무관한 무작위적 과정으로 작용하므로 작은 집단에서는 진화 경로가 우연에 의해 크게 달라질 수 있다.
돌연변이는 유전자 재조합과 관계없이 유전 물질 자체에 변화가 일어나는 현상으로 정의한다. 자연 발생 빈도는 낮고 환경 요인이나 방사선 등에 의해 유발될 수 있으며, 돌연변이의 표현형적 특성으로는 우성보다 열성 돌연변이가 더 흔하게 관찰된다는 점이 언급된다.
유전적 변이를 묻는 문제에서는 '유전물질의 변화 여부'를 기준으로 판단한다. 예컨대 표현형이 온도 변화로 일시적으로 달라지는 경우는 환경변이로 분류하여 정답에서 제외한다. 작은 집단에서 특정 유전자가 우연히 보존되어 빈도가 변하는 서술이 보이면 기회적 변동을 선택한다. 또한 '재조합과 관계없이 유전 물질 자체의 변화'라는 문구가 있으면 돌연변이가 정답임을 바로 연결한다.
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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