개념 한 쪽
식물의 유전적 변이는 주로 유전물질 자체의 변화나 유전자 재조합으로 생성한다. 돌연변이는 DNA 서열이나 염색체 구조의 변화를 통해 새로운 대립유전자를 만들어내는 근본 원천이라고 할 수 있다. 반면 영양번식은 부모와 유전적으로 동일한 개체를 복제하는 무성생식 방법으로, 유전적 변이를 새로 창출하지 않는다.
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출제기준 단원 「영양분」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기회적 변동 판단 | 1 | 작은 집단에서 유전자 빈도 변동의 원인을 가리기 |
| 변이 생성 방법 판별 | 1 | 영양번식과 육종 기법 중 변이 창출 여부를 구분하기 |
| 돌연변이 정의 확인 | 1 | 유전자 재조합과 무관하게 유전물질 변화가 일어나는 용어를 밝히기 |
유전적 변이의 가장 근본적인 원천은 돌연변이한다. 돌연변이는 DNA 염기서열의 변화나 염색체 구조의 변형을 수반하여 새로운 대립유전자를 생성하므로 대립유전자 변이의 근본원인으로 본다. 이러한 돌연변이는 자연 발생할 수 있고, 방사선이나 화학물질 등으로 인위적으로 유도할 수도 있다.
유전자 재조합도 변이를 만드는 주요 기작이다. 교배와 같은 유성생식 과정에서 일어나는 교차는 부모로부터 온 유전자의 조합을 바꾸어 새로운 표현형을 만들 수 있다. 이와는 별개로 배수체의 형성은 염색체 수의 변화로서 새로운 유전적 구성을 생성하는 기작이다.
영양번식은 식물의 줄기·뿌리·잎 등 영양 기관을 이용해 새로운 개체를 만드는 무성생식 방식이다. 이 과정에서는 부모의 체세포가 복제되어 자손이 유전적으로 동일하게 생성되므로, 유전물질 자체의 변화가 없는 한 새로운 유전적 변이는 발생하지 않는다.
집단 유전학적 관점에서 집단 크기가 매우 작을 때 우연에 의해 특정 유전자의 빈도가 크게 변화하는 현상이 발생한다. 이러한 기회적 변동(유전적 부동)은 적응도와 무관한 무작위적 표본 오차로 인한 것이며, 작은 집단에서 유전자 빈도의 변동을 이해할 때 중요하게 고려해야 한다.
문항 예시는 변이의 원인과 생성 방법을 구분하는 식으로 출제한다. 예컨대 "새로운 대립유전자의 근본원인"을 묻는 문제라면 돌연변이를 정답으로 골라야 한다. "변이 창출의 방법이 아닌 것"을 묻는 문제에서는 영양번식을 선택해야 한다. 작은 집단에서 유전자 빈도 변화의 원인을 묻는 문제는 기회적 변동을 답으로 한다.
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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