개념 한 쪽
멘델의 유전법칙은 대립유전자의 분리와 독립적 유전을 전제로 유전자형과 표현형의 비율을 예측하는 방법을 제공한다. 분리에 대한 검정법은 이형접합과 동형접합의 비율, 배우자 형성 종류, 표현형 수와 특정 유전자형 비율을 계산하는 기본 원리를 다룬다.
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출제기준 단원 「분리에 대한 검정법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 멘델 법칙 옳은·틀린 것 판정 | 1 | 멘델의 법칙과 연관의 구별을 묻는 개념 이해 |
| 자식 반복에 따른 동형접합 비율 계산 | 1 | 자가수분 반복 후 동형접합 비율을 1-(1/2)^n으로 계산하는 문제 |
| 독립유전 표현형 수와 특정 유전자형 비율 | 1 | n쌍 독립유전에서 표현형 수와 특정 유전자형 비율을 구하는 계산 |
멘델의 유전법칙에는 우성의 법칙, 분리의 법칙, 독립의 법칙이 포함된다. 분리의 법칙은 대립유전자가 감수분열에서 분리되어 각 배우자에 하나씩 들어간다는 원리이며, 독립의 법칙은 서로 다른 유전자 쌍이 독립적으로 분리된다는 가정에 기초한다. 연관은 서로 다른 유전자가 같은 염색체에 붙어 함께 유전되는 현상으로, 멘델의 독립의 법칙과는 구분한다.
이형접합 쌍이 n개일 때 형성되는 배우자의 종류는 2^n으로 계산한다. 예를 들어 두 쌍의 이형접합(TtGg)에서는 TG, Tg, tG, tg의 네 가지 배우자가 형성된다. 이 공식을 통해 교배에서 나올 수 있는 배우자 조합과 그에 따른 유전자형 분포를 빠르게 예측할 수 있다.
자가수분을 반복하면 이형접합 비율은 세대마다 절반으로 감소하고 동형접합 비율은 증가한다. 이형접합의 빈도가 세대 n에서 (1/2)^n이므로 동형접합 비율은 1-(1/2)^n으로 계산한다. 예컨대 부모가 Aa인 경우 F4세대의 동형접합 비율은 1-(1/2)^4=7/8이 된다.
독립유전하는 n쌍의 유전형에서 표현형 수는 2^n으로 계산하고, 특정 유전자형의 비율은 각 유전자쌍에서의 확률을 독립적으로 곱하여 구한다. 세 쌍이 독립적일 때 표현형 수는 2^3=8종이며, 특정 우성 동형접합(AABBCC) 비율은 (1/4)^3=1/64가 된다.
예 1: 부모가 TTGG × ttgg을 교배하면 F1은 TtGg가 된다. 이 F1이 배우자를 형성할 때 이형접합 쌍이 두 개이므로 형성되는 배우자 종류는 2^2=4종류(TG, Tg, tG, tg)이다.
예 2: 양친 AABBcc × aabbCC 교배로 F1이 AaBbCc가 되었을 때 F2에서 나타나는 표현형 수는 2^3=8종이며, AABBCC의 비율은 각 쌍에서 AA 혹은 BB 혹은 CC가 될 확률(1/4)을 곱하여 1/64이다.
예 3: 유전자형 Aa인 개체를 자식성으로 반복하여 F4 세대에 이르면 이형접합 비율은 (1/2)^4=1/8이므로 동형접합 비율은 1-1/8=7/8이 된다.
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.
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.
양친의 유전자형이 AABBcc X aabbCC 일 경우 F2에서 나타나는 표현형은 몇 종이며, 그 중에서 AABBCC는 얼마의 비율로 존재하는가? (단, 대립유전자간에 완전우성 관계가 성립되며, 세쌍의 대립유전자의 각 유전자는 독립유전한다.)
정답 ③ · AABBcc와 aabbCC의 교배에서 F1은 AaBbCc가 됩니다. F1의 자가수정(F2)에서 나타나는 표현형은 각 형질이 우성일 때 2가지씩(우성/열성)이므로 2 × 2 × 2 = 8가지입니다.
3쌍 독립 유전자 자가수정 시 표현형은 2^3=8종이며, 특정 유전자형 비율은 (1/4)^3=1/64이다.
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