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10 어떤 형질은 왜 남자에게 더 많이 나타날까? · 성 결정과 반성유전

과학생식과 유전중344쪽중3 과학 · 생식과 유전
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이 자료는

중3 과학 「생식과 유전」 가운데 성 결정과 반성유전을 다루는 학습지입니다. 표지의 물음 '어떤 형질은 왜 남자에게 더 많이 나타날까?'에서 출발해, 'XX와 XY는 수정 과정에서 어떻게 정해질까?', 'X 염색체에 있는 열성 대립유전자는 왜 남자에서 하나만 있어도 나타날까?', '아버지와 아들에게 모두 적록 색맹이 나타나면 아버지의 X′를 직접 받은 걸까?', '가계도에서 유전자형은 어떤 순서로 정할까?'처럼 학생들이 실제로 헷갈려 하는 질문 7개를 세 묶음으로 나누어 하나씩 답하고, 혈액형과 반성유전을 함께 묻는 질문 1개를 선택 확장으로 덧붙였습니다. 가계도는 모두 지어낸 것이고 딸과 아들이 태어날 확률은 각각 1/2이라는 약속도 처음에 밝혀 둡니다.

질문마다 '한줄답'을 먼저 보이고 그림, 표, '쉽게 생각하면', '헷갈리지 말 것'으로 풀어 줍니다. X와 Y의 전달 → 누구에게서 받았을까 → 확률과 근거 순서로 이어지며, 여자와 남자 체세포의 염색체 구성, 감수 분열과 수정으로 성이 결정되는 과정, 난자와 정자의 성염색체 조합표, 빨강과 초록을 구별하기 어려워지는 모습을 단순화한 예, 여자 XX′와 남자 X′Y의 차이, 보인자 어머니의 자녀, 어머니의 유전자형에 따라 달라지는 자녀, 확률의 기준이 아들인지 모든 자녀인지 구별하기, 유전자형을 정하는 가계도, 같은 가계도를 설명할 수 있는 두 가지 열성 유전 등 그림 번호가 21번까지 붙어 있습니다. '실전 연결' 대표 문제 4개가 '기억할 기준'과 함께 실려 있고, 혈우병도 같은 원리로 다룹니다. 끝에는 가계도 풀이 순서 그림과 단서별로 바로 연결할 것, 부모의 유전자형별 자녀 결과 표가 있는 '한눈에 정리'와 '자주 하는 실수' 표가 있습니다.

묶음마다 확인 문제가 있어 모두 40문항이며(1~12번, 13~24번, 25~40번), 선택 확장에 선택 확인 문제 2문항이 더 있습니다. 선택형·빈칸 채우기·O/X·한 문장 서술·표 완성·조합표 칸 채우기·확률 쓰기·가계도 해석·〈보기〉 고르기 등 여러 유형으로 되어 있습니다. 38쪽부터 빠른 정답 표와 해설이 있고, 선택형 문항에는 틀린 선택지가 왜 틀렸는지, 서술형 문항에는 인정 범위도 함께 적혀 있습니다.

미리보기

실제 학습지의 일부입니다. 누르면 크게 볼 수 있습니다.

XX와 XY는 수정 과정에서 어떻게 정해질까 — 어머니 44 + XX와 아버지 44 + XY의 체세포가 감수 분열로 난자·정자를 만들고, X인 정자와 Y인 정자가 각각 수정해 딸과 아들이 되는 과정 그림 · 5쪽
아버지와 아들에게 모두 적록 색맹이 나타나면 — 아버지 X′Y와 어머니 XX·XX′의 두 조합표를 나란히 놓은 그림과, 아들부터 쓰는 세 단계 표 · 15쪽
가계도에서 유전자형은 어떤 순서로 정할까 — 정상 남자·정상 여자·적록 색맹 남자·적록 색맹 여자를 구별해 표시한 세 세대 가계도 · 23쪽

핵심 정리 · 성 결정과 반성유전

학습지의 질문 8개 가운데 핵심을 짧게 정리했습니다. 그림·표와 확인 문제는 PDF에 있습니다.

사람의 체세포와 생식세포에는 염색체가 몇 개 있나요?

사람의 체세포에는 상염색체 22쌍인 44개와 성염색체 1쌍인 2개, 모두 46개가 있습니다. 여자는 44 + XX, 남자는 44 + XY로 나타냅니다. 난자와 정자에는 그 절반인 23개가 들어가며, 난자는 22 + X, 정자는 22 + X 또는 22 + Y입니다. 전체 수 23개와 성염색체 수 1개를 따로 세어야 합니다.

아들과 딸은 어떻게 정해지나요?

난자는 X 한 종류를, 정자는 X 또는 Y를 전달하므로 수정되는 정자가 X를 가졌는지 Y를 가졌는지에 따라 결정됩니다. X인 정자가 난자와 만나면 XX인 딸, Y인 정자가 만나면 XY인 아들이 됩니다. 그래서 딸은 양쪽 부모에게서 X를 하나씩 받고, 아들은 어머니에게서 X를, 아버지에게서 Y를 받습니다.

정자 한 개에 X와 Y가 함께 들어갈 수 있나요?

아닙니다. 한 정자에는 X와 Y 중 하나만 들어갑니다. XY를 함께 쓰면 성염색체 두 개를 넣은 셈이 됩니다. 또 X는 염색체의 이름일 뿐, X자 모양이라는 뜻이 아닙니다.

반성유전이란 무엇인가요?

형질을 결정하는 유전자가 성염색체에 있어 성별에 따라 형질이 나타나는 비율이 다른 유전 현상을 반성유전이라고 합니다. 적록 색맹이 그 예로, 적색과 녹색 계열을 구별하는 데 어려움이 있는 유전 형질입니다. 학습지에서는 정상 대립유전자가 있는 X를 X, 적록 색맹 대립유전자가 있는 X를 X′로 나타냅니다.

적록 색맹은 왜 남자에게서 하나만 있어도 나타나나요?

남자는 X가 하나이고, Y에는 적록 색맹 유전자가 없기 때문입니다. 여자 XX′에서는 정상 대립유전자가 X′를 가려 주지만, 남자 X′Y에는 가려 줄 정상 대립유전자가 없습니다. 남자에게 들어갔다고 열성 대립유전자가 우성으로 바뀐 것은 아닙니다.

보인자란 무엇이고, 보인자도 자녀에게 유전자를 전달하나요?

보인자는 열성 대립유전자를 가지고 있으나 그 열성 형질이 나타나지 않는 사람이며, 적록 색맹에서는 XX′인 여자가 보인자입니다. XX′인 어머니는 X 또는 X′를 가진 난자를 만들므로, 겉으로 정상이어도 X′를 전달할 수 있습니다. 남자에게는 보인자가 없습니다. X가 하나뿐이라 X′가 있으면 바로 나타나기 때문입니다.

아버지와 아들이 모두 적록 색맹이면 아들은 아버지에게서 물려받은 건가요?

아닙니다. X′Y인 아버지는 딸에게 X′를, 아들에게는 Y를 전달합니다. 그래서 아버지와 아들이 둘 다 적록 색맹이어도 아들의 X′는 어머니에게서 온 것입니다. 형질이 같은 부모를 먼저 고르지 말고 자녀의 성염색체가 온 경로를 확인해야 합니다.

여자에게도 적록 색맹이 나타날 수 있나요?

나타날 수 있습니다. 두 X 모두에 적록 색맹 대립유전자가 있는 X′X′이면 나타나며, 그러려면 양쪽 부모에게서 X′를 하나씩 받아야 합니다. 남자는 X′가 하나만 있어도 나타나지만 여자는 두 개가 모두 X′여야 나타나므로, 적록 색맹은 여자보다 남자에게 더 많이 나타납니다.

적록 색맹 유전에서 반드시 성립하는 관계는 무엇인가요?

어머니가 적록 색맹(X′X′)이면 아들은 모두 적록 색맹입니다. 아들은 어머니에게서 X′를 받을 수밖에 없기 때문입니다. 또 딸이 적록 색맹(X′X′)이면 아버지는 반드시 적록 색맹입니다. 딸의 X′ 하나는 아버지에게서 와야 하기 때문입니다.

혈우병은 어떻게 유전되나요?

혈우병은 상처가 났을 때 피가 잘 멎지 않는 유전병입니다. 유전자가 X 염색체에 있고 열성이므로 적록 색맹과 같은 방식으로 유전됩니다. X′를 혈우병 대립유전자가 있는 X로 쓰면 정상 남자는 XY, 혈우병 남자는 X′Y, 보인자 여자는 XX′입니다.

'아들이라면 나타날 확률'과 '적록 색맹인 아들이 태어날 확률'은 왜 다른가요?

첫 질문은 아들만, 둘째 질문은 모든 자녀를 기준으로 세기 때문입니다. 어머니 XX′, 아버지 XY의 조합표는 XX·XX′·XY·X′Y 네 칸입니다. '자녀가 아들이라고 할 때'는 딸인 칸을 빼고 아들 두 칸 가운데 X′Y가 몇 칸인지를 세고, '다음 자녀가 적록 색맹인 아들일 확률'은 네 칸 전체 가운데 X′Y가 몇 칸인지를 셉니다. 기준이 되는 칸의 수가 다르므로 두 확률도 달라집니다.

앞에 적록 색맹인 아들이 태어났다는 사실은 부모의 유전자형을 알아내는 단서가 될 수 있지만, 부모의 유전자형이 정해진 뒤에는 다음 조합표에서 X′Y 칸을 지우지 않습니다.

반성유전 가계도에서 유전자형은 어떤 순서로 정하나요?

남자부터 정합니다. 정상인 남자는 XY, 적록 색맹인 남자는 X′Y입니다. 다음으로 적록 색맹인 여자를 X′X′로 정하고, 정상인 딸은 부모에게 받은 X를, 아들은 어머니에게 받은 X를 봅니다. 끝까지 하나로 정해지지 않으면 XX 또는 XX′처럼 가능한 유전자형을 남겨 둡니다.

남자에게만 나타나는 형질이면 유전자가 X 염색체에 있다고 할 수 있나요?

그것만으로는 말할 수 없습니다. 부모에게는 없고 아들에게만 나타난 형질은 어머니 XX′·아버지 XY인 X 염색체 열성 유전으로도, 부모 Aa·Aa인 상염색체 열성 유전으로도 설명할 수 있기 때문입니다. 그래서 문제에 주어진 유전자 위치의 조건을 먼저 확인해야 합니다.

혈액형과 적록 색맹을 함께 묻는 확률은 어떻게 구하나요?

각 유전의 결과를 따로 구한 뒤, 두 유전이 독립이라는 조건에서 함께 맞는 확률을 곱합니다. 예를 들어 혈액형 조합표에서 필요한 칸의 확률과, 성별·적록 색맹 조합표에서 필요한 칸의 확률을 각각 고른 다음 곱합니다. '딸이라고 확인되었다'처럼 조건이 붙으면 모든 자녀 중에서 셀 때와 분모가 달라집니다.

핵심 용어

상염색체
남녀에게 공통으로 있는 염색체. 사람의 체세포에는 22쌍인 44개가 있다
성염색체
성을 결정하는 염색체. 체세포에 1쌍인 2개가 있으며 여자는 XX, 남자는 XY이다
44 + XX / 44 + XY
여자와 남자 체세포의 염색체 구성을 상염색체 수와 성염색체로 나타낸 표기
22 + X / 22 + Y
생식세포의 염색체 구성. 난자는 22 + X, 정자는 22 + X 또는 22 + Y이다
조합표
부모의 생식세포가 만나 생기는 자녀의 염색체 구성이나 유전자형을 정리한 표. 위와 왼쪽에 부모 각각의 생식세포를, 안쪽에 만난 결과를 적는다
반성유전
형질을 결정하는 유전자가 성염색체에 있어 성별에 따라 형질이 나타나는 비율이 다른 유전 현상
적록 색맹
적색과 녹색 계열을 구별하는 데 어려움이 있는 유전 형질. 유전자가 X 염색체에 있고 열성이다
X
정상 대립유전자가 있는 X 염색체
X′
적록 색맹 대립유전자가 있는 X 염색체. ′는 프라임 기호이다
Y
적록 색맹 유전자가 없는 Y 염색체. 다른 유전자들은 있다
보인자
열성 대립유전자를 가지고 있으나 그 열성 형질이 나타나지 않는 사람. 적록 색맹에서는 XX′인 여자이다
X′Y
적록 색맹이 나타나는 남자의 유전자형. 가려 줄 정상 대립유전자가 없다
X′X′
적록 색맹이 나타나는 여자의 유전자형. 양쪽 부모에게서 X′를 하나씩 받아야 한다
혈우병
상처가 났을 때 피가 잘 멎지 않는 유전병. 적록 색맹과 같은 방식으로 유전된다
가계도
가족의 형질을 세대별로 나타낸 그림. 색칠은 그 형질이 나타났다는 뜻이며 우성이라는 표시가 아니다

다 풀고 나면

  • 체세포와 생식세포의 염색체 구성을 상염색체 수와 성염색체로 나누어 쓰고, 수정 때 딸과 아들이 정해지는 과정을 설명할 수 있다.
  • 반성유전의 뜻을 알고, X 염색체에 있는 열성 대립유전자가 남자에게서 하나만 있어도 나타나는 까닭을 Y와 연결해 설명할 수 있다.
  • 보인자의 뜻을 알고, 겉으로 정상인 보인자도 자녀에게 열성 대립유전자를 전달할 수 있음을 말할 수 있다.
  • 아들과 딸이 각 부모에게서 받는 성염색체를 구별하여, 자녀의 X′가 누구에게서 왔는지 찾을 수 있다.
  • 조합표로 확률을 구할 때 아들만 세는지, 딸만 세는지, 모든 자녀 중에서 세는지를 먼저 정할 수 있다.
  • 가계도에서 남자부터 유전자형을 정하고, 하나로 확정할 수 없는 사람은 가능한 유전자형을 남길 수 있다.

이렇게 풀면 됩니다

  1. 2쪽의 '질문 지도'로 세 묶음과 선택 확장의 질문, 이어지는 확인 문제 번호를 먼저 보고, '먼저 꺼내 올 것' 표와 '이 편의 약속'에서 앞에서 배운 생식세포·열성 대립유전자·조합표의 개념을 이번 편에 어떻게 연결하는지 확인합니다.
  2. 질문을 읽고 내 답을 한 번 말해 본 뒤 '한줄답'과 그림·표를 읽습니다. '쉽게 생각하면'으로 뜻을 다시 잡고, '헷갈리지 말 것'에서 잘못 받아들이기 쉬운 부분을 확인합니다. 조합표가 나오면 위와 왼쪽의 생식세포만 보고 안쪽 칸을 직접 채워 봅니다.
  3. 묶음이 끝날 때마다 '실전 연결' 대표 문제의 '기억할 기준'을 읽고 확인 문제(12~13쪽 1~12번, 18~19쪽 13~24번, 28~32쪽 25~40번)를 풉니다. 33~34쪽 선택 확장은 혈액형까지 함께 보고 싶을 때 풉니다. 38~39쪽 빠른 정답과 39~44쪽 해설로 맞춰 본 뒤 틀린 문제는 해당 질문으로 돌아갑니다.
  4. 끝으로 35~36쪽 '한눈에 정리'에서 가계도 풀이 순서 그림과 단서별 '바로 연결할 것' 표를 가리고 스스로 말해 본 다음, 부모의 유전자형별 자녀 결과 표를 조합표로 직접 확인하고 37쪽 '자주 하는 실수'로 마무리합니다.

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