개념 한 쪽
3성교배 문제는 세 쌍의 유전자가 모두 이형접합인 잡종 개체의 자가교잡 후 자손 분리를 다룬다. 표현형과 유전자형의 수를 구분하는 핵심 공식을 알고 간단한 곱셈으로 답을 얻는다.
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출제기준 단원 「3성교배」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 자가교잡 특정 유전자형 확률 | 1 | AaBb를 자가교잡할 때 AaBb가 나타날 확률을 계산하는 능력 |
| 용어 정의(치사유전자) 판단 | 1 | 생체 발육 중 사망을 초래하는 유전자를 가리키는 용어를 식별하는 능력 |
| 순계 판단 | 1 | 주어진 유전자형들 중 모두 동형접합인 순계를 찾는 능력 |
3성교배는 세 쌍의 형질이 각기 이형접합 상태(AaBbCc)인 잡종을 말한다. 이 상태에서 자가교잡하여 만들어지는 F2 세대의 분포는 멘델의 분리의 법칙과 독립의 법칙에 의해 결정된다고 본다.
표현형은 각 유전자 쌍이 완전 우열 관계일 때 우성형과 열성형의 두 가지로 나뉘므로, 세 쌍이 독립적으로 작용하면 전체 표현형 종류는 2 × 2 × 2 = 8종류가 된다고 설명한다. 이와 달리 유전자형 종류는 각 유전자쌍이 가질 수 있는 세 가지 유전자형(AA, Aa, aa)을 고려하여 3^3 = 27종류로 계산된다고 구분한다.
자가교잡에서 특정 복합 유전자형이 나타날 확률은 각 유전자좌에서 원하는 유전자형이 나올 확률을 독립적으로 곱하여 구한다. 예를 들어 이형접합 상태가 유지되는 확률은 각 유전자좌에서 1/2이므로, n개의 이형접합 쌍이 모두 이형접합을 유지할 확률은 (1/2)^n으로 계산한다.
용어 문제로는 치사유전자와 순계의 정의가 자주 출제된다고 본다. 치사유전자는 개체가 성체로 발육하기 전에 사망을 초래하는 유전자로 정의하고, 순계는 모든 유전자좌가 동형접합인 상태로 정의하여 판별한다.
문제 예시 1: 3성잡종의 F2에서 표현형 종류를 묻는다면 각 유전자쌍이 두 가지 표현형을 보이므로 2^3 = 8로 계산한다. 유전자형 종류와 혼동하지 않도록 표현형은 2^n, 유전자형은 3^n 공식을 구분한다.
문제 예시 2: AaBb를 자가교잡했을 때 AaBb가 자손에 나타날 확률을 묻는다면 Aa가 나올 확률 1/2와 Bb가 나올 확률 1/2를 곱하여 1/4를 얻는다. 이를 16분모로 표현하면 4/16으로 표기할 수 있다.
양성잡종 AaBb를 자식하면 다음 대에 AaBb는 얼마나 나타나게 되는가?
정답 ③ · 양성잡종 AaBb를 자식(selfing)하여 얻어지는 후대의 유전자형은 각 형질이 독립적으로 분리 및 조합되는 독립의 법칙에 따라 계산됩니다. 부모인 AaBb로부터 각각 AB, Ab, aB, ab 형태의 배우자가 1/4씩 생성되어 무작위로 결합하므로, 후대의 유전자형은 총 16가지의 조합이 나옵니다.
양성잡종 AaBb의 자가교잡 자손 중 AaBb가 나타날 확률은 각 유전자쌍별 1/2를 곱한 1/4(4/16)이다.
생물이 성체로 발육하는 과정 중에 생명을 잃게 하는 유전자는?
정답 ① · 질문은 성체로 발육하는 과정에서 발현되어 생명을 잃게 하는 유전자가 무엇인지를 묻고 있다. 치사유전자는 발현 시 개체의 생존을 불가능하게 하여 죽음을 초래하는 유전자로 정의된다.
생체 내 유전자 발현으로 인해 생명이 유지되지 못하고 죽게 되는 유전자를 치사유전자라 한다.
다음 4쌍의 유전자가 결합하여 있는 식물체 중 가장 유전적인 순계는?
정답 ② · 문항은 네 유전자형 가운데 '순계'(모든 유전자좌에서 동형접합)를 묻고 있다. 순계는 각 유전자좌가 동형접합 상태여야 하므로 이형접합 표기를 포함한 유전자형은 순계가 아니다.
순계는 모든 유전자 쌍이 동형접합인 상태로, AAbbCCdd가 가장 순계이다.
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