다음 중 유전변이체를 얻을 목적으로 수행하는 것은?
- 질소 비료 시용
- 지역 적응성 검정
- 일장 처리
- 인공 교잡
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 유전변이체를 얻기 위해 수행하는 방법을 묻고 있다. 유전변이체는 서로 다른 유전자를 가진 부모를 교배해 새로운 유전자 조합을 만드는 교잡이나 돌연변이 유발을 통해 얻을 수 있다.
인공 교잡은 서로 다른 유전자를 가진 개체를 교배하여 새로운 유전적 조합(유전변이체)을 만드는 방법이다.
개념 한 쪽
종자기사 인위돌연변이의 유발 — 돌연변이 유발과 선발시기
인위돌연변이 유발은 방사선이나 화학물질로 유전자를 변화시켜 새로운 변이체를 얻는 육종 기법이라고 정의한다. 감마선과 엑스선은 잔류방사능이 남지 않아 실용적으로 많이 사용된다는 점 때문에 널리 적용된다고 설명한다. 돌연변이체의 선발 시기는 세대별 유전적 상태를 고려하여 결정한다는 점을 강조한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「인위돌연변이의 유발」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 유전변이체 획득 방법 판단 | 1 | 교잡과 돌연변이 유발을 통한 변이체 획득 방법을 구분하는 능력을 묻는다 |
| 돌연변이 관련성 판별 | 1 | 돌연변이 육종과 관련된 요소들 중 가장 관련이 적은 항목을 가려내는 능력을 묻는다 |
| 감마 포장 방사선원 매칭 | 1 | 감마선을 이용한 조사 시설에서 사용하는 대표 방사선원을 연결하는 능력을 묻는다 |
뜻
인위돌연변이의 유발은 식물의 유전물질에 변화를 일으켜 새로운 유전형을 얻는 방법을 말한다고 정의한다. 방사선(예: 감마선, 엑스선)이나 화학물질로 DNA에 손상을 유도하면 변이가 발생하고, 이 중 유용한 표현형을 가진 개체를 선발하여 육종에 이용한다는 원리로 이해한다.
감마선과 엑스선을 주로 사용하는 이유는 조사 후 식물체에 잔류방사능이 남지 않아 안전하고 처리·운용이 용이하다는 점이라고 설명한다. 따라서 감마 포장 등에서는 감마선을 방출하는 방사선원이 표준적으로 사용되며, 대표적인 방사선원으로 코발트-60이 자주 매칭되어 설명된다는 사실을 제시한다.
돌연변이의 선발 시기와 세대 개념은 중요하다고 본다. 돌연변이 유발 처리 당대인 M1 세대에서는 변이가 이형접합 상태로 존재하여 우성인 경우 표현형으로 드러나지 않을 수 있고 방사선 스트레스로 생육이 불량할 우려가 있으므로 선발하기에 부적절하다고 판단한다. M2 세대에서는 유전자 분리에 의해 열성 돌연변이가 동형접합으로 나타나 표현형으로 확인할 수 있으므로 돌연변이체의 선발은 M2 세대 이후에 수행하는 것이 타당하다고 결론짓는다.
작물 특성에 따라 인위돌연변이의 활용도 차이가 있다고 본다. 과수처럼 영양번식이 주류인 작물에서는 가지에서 우연히 발생한 아조변이(체세포 돌연변이)를 채취해 영양번식으로 고정하는 방식이 신품종 개발에 크게 기여해 왔음을 이해한다고 제시한다. 반대로 종자결실이 어려운 작물에서는 교잡에 의한 유전변이 획득이 제한되어 인위적 돌연변이 유도가 대안이 된다고 설명한다.
돌연변이의 기본 성질로는 자연발생과 유전성이 있다고 정리한다. 돌연변이는 자연 상태에서도 발생할 수 있고, 발생한 변이는 자손에게 유전될 수 있으므로 인위적으로 유도한 변이도 육종 소재로 활용할 수 있다는 점을 강조한다. 해로운 돌연변이는 집단 내에서 열성으로 숨어 잔존하는 경향이 있기 때문에 선발과 검정 과정에서 유전적 특성과 발현 양상을 고려해야 한다고 지적한다.
예제
예시 1 — 유전변이체 획득 방법 구분 문제에서는 인공 교잡과 돌연변이 유발을 구별하는 것이 핵심이라고 본다. 유전변이체를 얻는 대표 방법으로 인공 교잡은 서로 다른 유전형의 부모를 교배해 유전자 재조합으로 새로운 형질을 만드는 방법이며, 방사선 조사 등은 유전자를 변화시켜 돌연변이를 유발하는 방법이므로 둘 다 변이체 획득 수단으로 연결할 수 있다고 설명한다.
예시 2 — 방사선원 매칭 문제에서는 감마 포장에서 흔히 쓰이는 방사선원으로 코발트-60을 매칭하는 것이 정답으로 처리된다고 안내한다. 문제에서 감마 포장과 방사선원을 연결짓는 유형이 출제되면 '감마 포장 = 코발트-60'을 떠올려 소거하라고 제시한다.
예시 3 — 선발 세대 판단 문제에서는 우성으로 작용하던 유전형이 열성 표현형으로 바뀐 사례를 가정할 때 표현형 선발이 가능한 최초 세대는 M2라는 사실을 근거로 정답을 선택한다고 설명한다. M1은 이형접합 상태로 표현형 확인이 어렵고 M2에서 분리되어 열성 동형이 출현하므로 선발은 M2에서 한다고 정리한다.
대표 기출 3문항
돌연변이 육종과 관련이 가장 적은 것은?
- 감마선
- 열성변이
- 성염색체
- 염색체이상
정답과 해설 보기
정답 ③ · 돌연변이 육종은 방사선(감마선, 엑스선 등)이나 화학 물질(EMS 등)을 이용하여 작물의 유전자에 돌연변이를 인위적으로 일으켜 유용한 형질을 찾아내는 육종법입니다. 발생한 돌연변이는 열성 변이가 우성 변이보다 발견 및 육종에 유리하며, 염색체 이상(결실, 중복 등)을 수반하기도 합니다.
감마선은 돌연변이 유발 방사선이고, 열성변이와 염색체 이상은 돌연변이 육종의 결과물이므로 성염색체가 관련이 적다.
감마 포장에서 가장 흔히 쓰이는 방사선원은?
- N15
- P32
- S35
- Co60
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 감마 포장(gamma field)에서 주로 사용하는 방사선원을 묻고 있다. 감마선 방사원으로 산업적·육종적 조사에 널리 쓰이는 동위원소는 코발트-60(Co-60)으로, 감마선을 강하게 방출하여 식물 돌연변이 유도에 사용된다.
감마 포장은 감마선을 이용한 방사선 육종으로, 가장 흔히 쓰이는 방사선원은 코발트-60이다.
자주 묻는 물음
- 감마선과 엑스선을 돌연변이 유발에 쓰는 이유는 무엇인가?
- 감마선과 엑스선은 조사 후 잔류방사능이 남지 않아 안전하게 처리할 수 있고, 조사 장비 운용이 비교적 용이하여 돌연변이 유발 수단으로 널리 사용된다는 점이 주된 이유라고 답한다.
- 돌연변이체는 어느 세대에서 선발해야 하나?
- 돌연변이 유발 처리 당대인 M1에서는 이형접합으로 열성 돌연변이가 발현되지 않으므로 선발이 어렵고, M2에서 유전자 분리에 의해 열성 동형접합 개체가 출현하여 표현형으로 선발할 수 있으므로 M2 이후에 선발한다고 권장한다.
- 과수 육종에서 아조변이는 어떤 의미로 중요합니까?
- 과수는 영양번식으로 번식하므로 가지에서 발생한 체세포 돌연변이인 아조변이를 채취해 영양번식으로 복제하면 신규 품종을 고정하기 쉬워 과수 육종에 크게 이바지한다고 설명한다.
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