07 두 형질을 함께 보면 왜 새로운 조합이 나타날까? · 두 형질의 유전

과학생식과 유전중330쪽중3 과학 · 생식과 유전

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중3 과학 「Ⅴ 생식과 유전」 가운데 두 형질의 유전을 다루는 학습지입니다. 완두의 씨 모양과 씨 색깔을 함께 따라가면서 '두 형질의 유전자형을 함께 쓰면 왜 기호가 네 개일까?', '생식세포에는 하나씩 들어간다는데 왜 RY처럼 두 글자를 쓸까?', '어버이에게 없던 씨 모양과 색깔의 조합은 왜 자손에게 나타날까?', '9:3:3:1은 외워야만 알 수 있는 비율일까?'처럼 학생들이 실제로 헷갈려 하는 질문 7개를 세 묶음으로 나누어 하나씩 답합니다. 두 형질의 유전자가 서로 다른 상동 염색체 쌍에 있어 독립적으로 유전되는 경우를 다룬다는 점도 처음에 '이 편의 약속'으로 밝혀 둡니다.

질문마다 '한줄답'을 먼저 보이고 그림, 비교 표, '정의', '쉽게 생각하면', '헷갈림 바로잡기'로 풀어 줍니다. 생식세포의 종류 → 독립과 새로운 조합 → 결과의 예측 순서로 이어지며, 두 형질을 나타내는 대립유전자 두 쌍, 형질마다 하나씩 받아 생기는 네 종류의 생식세포, 감수 분열에서 가능한 두 가지 염색체 배치, 어버이의 교배부터 잡종 2대의 네 표현형까지, 16칸 교배표, 같은 교배표에서 한 형질씩 따로 세기, 두 형질의 확률을 함께 계산한 네 영역, RrYy와 rryy의 교배 결과 등 그림이 13개 들어 있습니다. '실전 연결' 대표 문제 4개가 '기억할 기준'과 함께 실려 있고, 끝에는 분리·독립·수정을 이은 그림과 우열의 원리·분리의 법칙·독립의 법칙 비교 표, 네 가지 교배의 결과 표를 모은 '한눈에 정리'가 있습니다.

묶음마다 확인 문제가 있어 모두 36문항이며(1~12번, 13~20번, 21~36번), 선택형·대립유전자 쌍 쓰기·O/X·알맞은 말 고르기·한 문장 서술·교배표 빈칸 채우기·예상 개수 계산·〈보기〉 고르기 등 여러 유형으로 되어 있습니다. 뒤쪽에 정답과 해설이 있고, 선택형 문항에는 틀린 선택지가 왜 틀렸는지도 함께 적혀 있습니다.

미리보기

실제 학습지의 일부입니다. 누르면 크게 볼 수 있습니다.

RY·Ry·rY·ry는 염색체에서 어떻게 만들어질까 — 감수 1분열과 감수 2분열을 거치는 배치 A·배치 B를 나란히 놓은 염색체 그림 · 6쪽

어버이에게 없던 씨 모양과 색깔의 조합은 왜 자손에게 나타날까 — 어버이·생식세포·잡종 1대·잡종 2대의 네 표현형을 이은 교배 과정 그림 · 11쪽

한 형질씩 구한 뒤 함께 계산하기 — 3:1과 3:1을 함께 세어 네 영역으로 나눈 확률 그림과 형질별 교배 표 · 17쪽

핵심 정리 · 두 형질의 유전

학습지의 질문 7개 가운데 핵심을 짧게 정리했습니다. 그림·표와 확인 문제는 PDF에 있습니다.

두 형질의 유전자형 RrYy는 왜 기호가 네 개인가요?

체세포에는 씨 모양의 대립유전자 두 개와 씨 색깔의 대립유전자 두 개가 있기 때문입니다. Rr은 씨 모양의 대립유전자 한 쌍(둥근 모양), Yy는 씨 색깔의 대립유전자 한 쌍(노란색)이며, RrYy는 두 형질을 함께 쓴 유전자형으로 둥글고 노란색입니다. 글자 네 개가 염색체 전체 개수라는 뜻은 아니며, 이 생물의 모든 유전자를 나타내는 것도 아닙니다.

RrYy에서 R과 Y는 대립유전자 관계인가요?

아닙니다. R과 r이 서로 대립유전자이고, Y와 y가 서로 대립유전자입니다. R과 Y는 서로 다른 형질에 관여하므로 대립유전자 관계가 아닙니다. 기호는 같은 형질끼리 묶어서 씨 모양을 먼저, 씨 색깔을 나중에 쓰고, Rr·Yy처럼 서로 다른 두 글자를 쓸 때는 대문자를 앞에 둡니다.

생식세포에는 하나씩 들어간다는데 왜 RY처럼 두 글자를 쓰나요?

한 쌍의 대립유전자에서 하나씩 받으므로, 씨 모양에서 하나와 씨 색깔에서 하나를 함께 쓰기 때문입니다. '유전자가 모두 합쳐 하나'가 아니라 '각 쌍에서 하나씩'입니다. RY는 생식세포 하나가 가진 두 대립유전자를 함께 쓴 표기이며, R과 Y가 붙어서 한 유전자가 되었다는 뜻은 아닙니다.

RrYy인 개체가 만드는 생식세포의 종류와 비율은 어떻게 되나요?

RY·Ry·rY·ry 네 종류이며, 각각의 비율은 1/4, 종류별 비는 1:1:1:1입니다. Rr이나 Yy는 한 형질의 한 쌍이 함께 있고 다른 형질의 기호가 없으므로 생식세포의 종류로 쓸 수 없고, RrYy는 두 형질 모두 한 쌍씩 있는 개체의 유전자형입니다.

네 종류의 생식세포는 감수 분열에서 어떻게 만들어지나요?

서로 다른 상동 염색체 쌍이 나뉘는 방향에 따라 만들어지는 생식세포의 종류가 달라집니다. R이 있는 염색체가 Y가 있는 염색체와 함께 이동하면 RY 두 개와 ry 두 개가, y가 있는 염색체와 함께 이동하면 Ry 두 개와 rY 두 개가 생깁니다. 두 배치는 일어날 가능성이 같아서 여러 세포의 결과를 합치면 1:1:1:1이 됩니다.

한 번의 감수 분열에서 네 종류의 생식세포가 하나씩 나오나요?

아닙니다. 그림의 한 배치에서는 두 종류가 두 개씩 나옵니다. 네 종류의 비율은 여러 감수 분열을 함께 보아야 합니다. 또 R이 언제나 Y와 함께 움직이는 것이 아니라, 다른 쌍의 배치에 따라 R은 Y 또는 y와 함께 들어갈 수 있습니다.

독립의 법칙이란 무엇이고, 분리의 법칙과 어떻게 다른가요?

독립의 법칙은 두 쌍 이상의 대립 형질이 함께 유전될 때, 각각의 대립유전자 쌍이 다른 쌍에 영향을 주지 않고 분리되어 독립적으로 유전되는 법칙입니다. 분리의 법칙은 한 쌍 안에서 두 대립유전자가 나뉘는 것을, 독립의 법칙은 서로 다른 쌍의 분리가 서로 영향을 주지 않는 것을 설명합니다. 독립의 법칙은 모든 유전자 조합에 무조건 적용되는 것은 아니며, 이 학습지에서는 두 형질의 유전자가 서로 다른 상동 염색체 쌍에 있는 경우를 다룹니다.

어버이에게 없던 형질의 조합이 왜 잡종 2대에 나타나나요?

잡종 1대가 처음 어버이에게 없던 종류의 생식세포(Ry, rY)를 만들고, 이것이 수정에 참여하기 때문입니다. 어버이 RRYY와 rryy의 생식세포는 RY와 ry뿐이지만, 잡종 1대 RrYy는 RY·Ry·rY·ry를 만듭니다. 모양과 색깔 각각은 처음부터 있던 형질이고 달라진 것은 둘이 함께 나타나는 조합이며, 새 글자가 생긴 것이 아니라 원래 있던 글자들의 짝이 달라진 것입니다.

9:3:3:1은 어떻게 나오는 비율인가요?

RrYy × RrYy의 수정 조합을 세거나, 두 형질의 확률을 함께 계산하면 구할 수 있습니다. 16칸 교배표에서 안쪽 각 칸의 확률은 1/16이고, 둥글고 노란색 9칸, 둥글고 초록색 3칸, 주름지고 노란색 3칸, 주름지고 초록색 1칸입니다. 한 형질씩 보면 Rr × Rr에서 둥근 씨 3/4·주름진 씨 1/4, Yy × Yy에서 노란색 3/4·초록색 1/4이고, 두 형질이 독립적으로 유전되므로 두 조건을 동시에 만족하는 확률은 각 확률을 곱합니다.

두 형질을 함께 보아도 한 형질만 세면 3:1인가요?

그렇습니다. 같은 16칸에서 둥근 자손만 세면 9+3 = 12칸, 주름진 자손은 3+1 = 4칸이므로 씨 모양만 보면 여전히 3:1입니다. 씨 색깔만 보아도 노란색 12칸, 초록색 4칸으로 3:1입니다. 자손의 서로 다른 유전자형 종류는 아홉 가지, 표현형 종류는 네 가지이며, 16은 유전자형 종류 수나 실제 자손 수가 아닙니다.

두 형질을 함께 조사하면 언제나 9:3:3:1이 나오나요?

아닙니다. 두 어버이가 모두 두 형질에 대해 잡종이고, 각 형질에서 우성·열성 관계가 분명하며, 두 형질이 독립적으로 유전되고, 생식세포가 우연히 만나야 그 비율을 예상할 수 있습니다. 또 9:3:3:1은 이론적 비율이어서 자손을 실제로 16개 얻었다고 반드시 9개·3개·3개·1개가 되는 것은 아닙니다. 멘델이 관찰한 잡종 2대의 씨 556개도 315·108·101·32개로, 이론상 예상 개수와 조금 달랐습니다.

RrYy를 열성 순종 rryy와 교배하면 어떤 결과가 나오나요?

검정 교배는 우성 형질인 개체를 열성 순종과 교배하여 유전자형을 알아보는 방법입니다. RrYy × rryy에서는 rryy인 상대가 ry만 주므로, RrYy가 만드는 네 종류의 생식세포에 따라 자손은 RrYy·Rryy·rrYy·rryy가 같은 확률로 생기고 네 표현형의 비는 1:1:1:1입니다. 이 비는 RrYy가 만든 생식세포의 비와 같습니다.

핵심 용어

대립유전자: R과 r, Y와 y처럼 같은 형질에 관여하는 한 쌍의 유전자. R과 Y는 서로 다른 형질에 관여하므로 대립유전자 관계가 아니다
RrYy: 씨 모양과 씨 색깔 두 형질을 함께 쓴 유전자형. 둥글고 노란색이다
생식세포 표기 RY: 생식세포 하나가 가진 두 대립유전자(씨 모양에서 하나, 씨 색깔에서 하나)를 함께 쓴 표기
감수 1분열: 상동 염색체가 나뉘는 분열
감수 2분열: 염색 분체가 나뉘는 분열
우열의 원리: 잡종에서 나타나는 형질을 설명하는 원리. Rr은 둥글고 Yy는 노란색이다
분리의 법칙: 한 쌍 안에서 두 대립유전자가 나뉘어 서로 다른 생식세포로 들어가는 것을 설명하는 법칙
독립의 법칙: 두 쌍 이상의 대립 형질이 함께 유전될 때, 각각의 대립유전자 쌍이 다른 쌍에 영향을 주지 않고 분리되어 독립적으로 유전되는 법칙
자가 수분: RrYy인 한 개체가 암술 쪽과 수술 쪽 생식세포를 모두 만들어 만나는 것. RrYy × RrYy로 나타낸다
교배표: 맨 윗줄과 맨 왼쪽 줄에 생식세포의 종류를, 안쪽에 자손의 유전자형을 적은 표
이론적 비율: 각 수정의 확률로 예상한 비율. 실제로 관찰한 개수와 반드시 같지는 않다
이론상 예상 개수: 전체 자손 수 × 해당 표현형·유전자형의 확률
검정 교배: 우성 형질인 개체를 열성 순종과 교배하여 유전자형을 알아보는 방법

다 풀고 나면

두 형질을 함께 쓴 유전자형을 형질별로 나누어 읽고, 대립유전자 관계인 기호를 구별할 수 있다.
개체의 유전자형을 보고 각 쌍에서 하나씩 받은 생식세포의 종류와 비율을 쓸 수 있다.
감수 분열에서 서로 다른 상동 염색체 쌍이 나뉘는 방향으로 네 종류의 생식세포가 같은 비율로 생기는 까닭을 설명할 수 있다.
독립의 법칙의 뜻을 말하고 분리의 법칙과 구별하며, 어버이에게 없던 조합이 잡종 2대에 나타나는 까닭을 설명할 수 있다.
RrYy × RrYy의 표현형의 비 9:3:3:1을 16칸 교배표에서 세거나 두 형질의 확률을 곱하여 구할 수 있다.
교배 조건이 달라지면 생식세포부터 다시 써서 결과를 예측하고, 이론적 비율과 실제 개수를 구별할 수 있다.

이렇게 풀면 됩니다

1쪽의 '질문 지도'로 세 묶음의 질문과 이어지는 확인 문제 번호를 먼저 보고, '먼저 꺼내 올 것' 표에서 한 형질의 유전에서 배운 개념을 떠올립니다. 2쪽 '이 편의 약속'에서 R·r, Y·y 기호와 네 표현형을 확인합니다.
질문을 읽고 내 답을 한 번 말해 본 뒤 '한줄답'과 그림·표를 읽습니다. '쉽게 생각하면'으로 뜻을 다시 잡고, '헷갈림 바로잡기'에서는 틀린 생각과 바르게 고친 문장을 견주어 봅니다.
묶음이 끝날 때마다 '실전 연결' 대표 문제의 '기억할 기준'을 읽고 확인 문제(8~9쪽 1~12번, 13~14쪽 13~20번, 22~24쪽 21~36번)를 풉니다. 27~30쪽 정답과 해설로 맞춰 본 뒤 틀린 문제는 해당 질문으로 돌아갑니다.
끝으로 25~26쪽 '한눈에 정리'에서 우열의 원리·분리의 법칙·독립의 법칙 비교 표와 네 가지 교배의 결과 표를 가리고 스스로 말해 본 다음, 마지막 '기억할 기준' 한 줄이 무엇을 뜻하는지 설명해 봅니다.

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