유전양식 - elearning.kocw.netelearning.kocw.net/kocw/document/2015/chungang/kimdaehwan/4.pdf ·...

© 2011 Bioscience, Inc.

PowerPoint® Lectures forCampbell Essential Biology with Physiology, Third Edition– Eric Simon, Jane Reece, and Jean Dickey

Chapter 9

유전양식


그림 9.0 개 유전학이 시베리안 허스키와 같이 개는 인류가 가장 오랫동안 진행해온 유전실험중 하나이다.


• 유전학(genetics)은 유전에 대한 과학적인 연구를 하는것임

– 유전학은 순종 개의 자손이 왜 자신의 부모와 비슷한지를설명해 줌 [그림 9.0]

– 개의 근친교배는 종종 심각한 유전적 장애를 갖게 됨

• 개의 행동은

– 자신의 유전자와

– 환경에 의해 결정된다

우리와 함께하는 생물학:육종의 문제


• 유전(heridity)은 한 세대에서 다음 세대로 형질이전달되는 것을 말함

• 멘델은

– 1860년대에 연구를 하였으며[그림 9.1]

– 유전패턴을 맨 처음으로 분석한 사람이었다

– 유전의 기본법칙을 추론해 냈다

유전가능한 변이와 유전양식


그림 9.1 멘델


9.1 수도원 정원에서

• 멘델은 완두를 가지고 연구했는데, 그 이유는 이들은

– 키우기가 쉽고

– 다양한 품종이 있고

– 다루기가 쉽고

– 자가수정이 가능하였기 때문이다[그림 9.2]

• 특성(character)은 개체 중에 다양한 유전가능한 성질을말함

• 형질(trait)은 어떤 특성의 변이를 말함

• 멘델이 연구를 위해 선택한 특성 각각은 다른 두 형태로나타남


암술(난자가 만들어진다)

수술(정자를생산하는꽃가루가만들어진다)

꽃잎

그림 9.2 완두꽃의 구조


• 멘델은

– 여러 순종인 품종을 만들었으며

– 순종의 다른 두 품종을 교배시켰다

• 잡종(hybrid)은 순종의 다른 두 품종의 자손임

– 부모식물은 P 세대(P generation)라 하며

– 이들의 잡종 자손은 F1 세대(F1 generation)라 부름

– F1 식물의 교배로 F2 세대(F2 generation)가 만들어짐


9.2 멘델의 분리의 법칙

• 멘델은 많은 실험을 수행하였음

• 그는 두 대립형질로 나타나는 특성의 유전을 조사[그림 9.3]


그림 9.3 멘델이 연구한 완두콩의 일곱 가지 특성

흰색자주색

열성우성

녹색노란색

정단측면

주름짐둥긂

녹색 노란색

종자의 모양

종자의 색

꽃의 위치

꽃의 색

꼬투리의 색

열성우성

꼬투리의 모양

줄기의 길이

통통함 잘록함

긺 짧음


단성잡종교배

• 단성잡종교배(monohybrid cross)는 한 가지 특성에서만서로 다른 부모식물 사이의 교배를 말함[그림 9.4]

• 멘델은 단성잡종교배로부터 4가지 가설을 생각해 냄

1. 유전자는 대립유전자(allele)라 부르는 서로 다른 버전이 있다

2. 각 특성에 대해서 생물은 양부모로부터 하나씩 물려받은 두 개의대립유전자를 가진다

– 같은 두 개의 대립유전자를 가지면, 그 생물은 그 유전자에대해 동형접합성(homozygous)이라고 말한다

– 서로 다른 두 개의 대립유전자를 가지면, 그 생물은 그유전자에 대해 이형접합성(heterozygous)이라고 말한다

단형질교배(Blast Animation: Single-Trait Crosses )

09_05single_trait_cross(단형질교배).swf


그림 9.4 한 특성(꽃의 색)을 추적하는 멘델의 교배

자주색 꽃

F1 세대

흰색 꽃

P 세대

모두자주색 꽃

F2 세대

F1 식물 사이에 수정(F1 F1)

식물의 이

자주색 꽃

식물의 이

흰색 꽃

34

14

완두 꽃을 보고 있는 멘델


3. 유전된 쌍의 두 대립유전자가 서로 다르면 이때,

– 그 생물의 모습을 결정하는 대립유전자가우성대립유전자(dominant allele)가 된다

– 그 생물의 모습에 어떠한 영향도 미치지 않는 나머지 다른하나가 열성대립유전자(recessive allele) 가 된다

4. 배우자는 유전된 각 특성에 대해 한 개의 대립유전자만 지니게된다

– 하나의 대립유전자 쌍의 두 멤버는 배우자 형성과정에서 서로분리된다

– 이 내용이 분리의 법칙(law of segregation)이다


• 멘델의 가설은 F2 세대에서 나타난 3:1의 비율에 대해설명할 수있을까? [그림 9.5]

• 퍼네트 상자(Punnett square)는 배우자의 네 가지 가능한조합과 각 교배로부터 각 얻어진 자손을 보여주고 있음

• 유전학자들은 생물의 물리적 형질과 유전자구성을구별해서 사용함

– 생물의 물리적 형질을 표현형(phenotype)이라 함

– 생물의 유전자구성을 유전자형(genotype)이라 함

유전변이: 배우자의 융합(Blast Animation: Genetic Variation: Fusion of Gametes)

09_06gamete_fusion(유전변이 배우자의 융합).swf


자주색 꽃

F1 세대(잡종)

흰색 꽃

P 세대 유전자구성(대립유전자)

배우자

부모가 지닌대립유전자

PP

P

pp

p모두 모두

모두Pp

자주색 꽃

배우자

대립유전자가분리

P p

F2 세대(잡종)

F1 식물에서정자P p

P

p

PP

pp

Pp

Pp

F1 식물에서난자

표현형의 비자주색 3 : 흰색 1

유전자형의 비1 PP : 2 Pp : 1 pp

12

12

그림 9.5 분리의 법칙


유전적 대립유전자와 상동염색체

• 상동염색체는 [그림 9.6]은

– 특정 좌위에서 유전자를

– 그리고 같은 좌위에서 한 유전자의 대립유전자를 갖는다


상동염색체P

유전자형:

유전자 좌위

P

a

aa

b

B

우성대립유전자

열성대립유전자

BbPP

우성 대립유전자의동형접합성

열성 대립유전자의동형접합성 이형접합성

a

그림 9.6 대립유전자와 상동염색체 사이의 관계


9.3 멘델의 독립의 법칙

• 양성잡종교배(dihybrid cross)는 두 가지 특성이 서로 다른부모 품종의 교배를 말함

• 양성잡종교배로부터 어떤 결과가 나타나는가? 두 가설이가능한데, 그것은 [그림 9.7]

– 비독립적인 분리와

– 독립적인 분리이다

두형질교배(Blast Animation: Two-Trait Crosses)

09_08two_trait_cross(두형질교배).swf


F1 세대

F2 세대

RRYY

예측 결과(실제로 볼 수 없음)

P 세대

배우자 RY

rryy

ry

(a) 가설: 비독립적 분리

RrYy

RY ry

정자

난자난자

RY

ry

실제 결과(가설 지지)

RRYY

RY

rryy

ry

RrYy

(b) 가설: 독립적 분리

배우자

RY ry

정자

RY

ry

Ry

rY

RyrY

RRYY

RryyRRyyRrYyRRYy

RrYy rrYy Rryy rryy

RrYY

RrYY rrYY RrYy rrYy

RRYy RrYy

노란색둥긂

노란색주름짐녹색주름짐

녹색둥긂

12

12

12

12

14

14

14

14

14

14

14

14

116

163163169

그림 9.7 양성잡종교배에서 유전자 분리에 대한 두 가지 가설을 확인하는 실험


• 멘델의 양성잡종교배는 배우자 형성과정 동안에 각 쌍의대립유전자가 다른 쌍의 대립유전자와는 상관없이독립적으로 분리된다는 가설을 뒷받침하였음

• 따라서 한 특성의 유전이 다른 특성의 유전에 어떠한영향도 미치지 않는다는 것이 독립의 법칙(law of independent assortment)임

• 독립의 법칙은 래브라도 리트리버에서 유전되는 두 가지특성에서도 역시 볼 수 있음

유전양식 - elearning.kocw.netelearning.kocw.net/kocw/document/2015/chungang/kimdaehwan/4.pdf ·...

Documents