석사동 과학과외
석사동 과학과외에서 시작한 유전자형·표현형 판별
퇴계주공6단지와 석사4거리가 가까운 생활권, 우석중학교와 춘천고등학교가 있는 석사동에서 한 학생이 유전자형과 표현형을 구분하는 문제를 풀었다. 석사동과외에서 준비한 유전자형-표현형 자료를 펼쳤지만, 표를 읽는 첫 순간부터 판단이 흔들렸다. 석사동과학과외 수업에서는 정답보다 학생이 실제로 어느 부분에서 방향을 잘못 잡았는지를 먼저 확인했다.
표에 남은 첫 표시
문제는 완두의 씨 색을 다룬 자료였다. 노란색을 나타내는 대립유전자를 Y, 초록색을 나타내는 대립유전자를 y로 정하고, 표에 다음과 같이 제시되어 있었다.
- YY → 노란색
- Yy → 노란색
- yy → 초록색
- 관찰한 개체 20개 중 노란색 15개, 초록색 5개
학생은 먼저 표의 왼쪽에 ‘유전자형’, 오른쪽에 ‘표현형’이라고 표시했다. 이어 YY, Yy, yy를 각각 읽어 적고, 관찰 수인 15와 5에도 동그라미를 쳤다. 여기까지의 표시는 정확했다. 그러나 첫 판단 칸에 “노란색이 더 많이 보이므로 노란색이 우성”이라고 썼다.
학생의 오류: 많이 나타난 표현형을 우성이라고 정한 것
이 판단은 관찰된 개체 수의 크기와 대립유전자 사이의 우열을 같은 뜻으로 본 데서 생겼다. 많이 관찰되었다는 사실만으로 우성인지 결정할 수는 없다. 이 문제에서 우열을 확인하려면 먼저 이형접합인 Yy에서 어떤 표현형이 나타나는지 보아야 한다.
이미 맞은 부분은 두고, 기준만 바꾸기
교정할 때 학생이 적어 둔 유전자형·표현형의 대응과 관찰 수 표시는 지우지 않았다. 노란색 15개와 초록색 5개를 다시 계산하게 하지도 않았다. 대신 첫 판단 옆에 작은 화살표를 그어 ‘관찰 수’에서 ‘Yy의 표현형’으로 방향을 바꾸었다.
학생은 Yy 행을 손가락으로 짚고, “Y와 y가 함께 있을 때 노란색이 나타난다”고 읽었다. 따라서 Y가 우성 대립유전자이고 y가 열성 대립유전자라는 결론을 표에서 직접 확인했다. YY와 Yy는 모두 노란색 표현형이지만 유전자형은 서로 다르며, yy는 초록색 표현형이다. 표현형은 겉으로 나타난 색이고, 유전자형은 그 색을 결정하는 대립유전자의 조합이라는 구분도 같은 표 안에서 다시 표시했다.
기호와 색을 바꾼 새 자료
며칠 뒤에는 같은 숫자를 반복하지 않고 자료의 기호와 표현형을 바꾸어 제시했다. 이번에는 검은색 털을 나타내는 대립유전자를 B, 흰색 털을 나타내는 대립유전자를 b로 두었다. 세 유전자형 카드는 섞인 순서로 놓였다.
- bb → 흰색
- Bb → 검은색
- BB → 검은색
학생은 먼저 색 이름만 보고 우열을 정하지 않았다. 각 카드에서 두 기호가 같은지 다른지 표시한 뒤, 기호가 다른 Bb 카드를 찾아 그 표현형을 확인했다. Bb에서 검은색이 나타나므로 B가 우성이고 b가 열성이라고 판단했다. 그다음 검은색이라는 표현형에 BB와 Bb 두 유전자형이 연결되고, 흰색이라는 표현형에는 bb만 연결된다는 내용을 화살표로 정리했다. 이는 앞의 표를 숫자만 바꿔 다시 푼 것이 아니라, 배열과 기호와 표현형을 바꾼 독립적인 판별이었다.
힌트 없이 남긴 마지막 확인
마지막에는 설명이나 우성 표시 없이 다음 자료만 제시했다.
- SS → 매끈한 씨
- ss → 주름진 씨
- Ss → 매끈한 씨
학생은 먼저 이형접합인 Ss를 찾아 ‘매끈한 씨’라고 기록했다. 이어 S가 우성, s가 열성이라고 쓴 뒤, 매끈한 표현형에 SS와 Ss가 모두 해당하고 주름진 표현형에는 ss만 해당하는지 역으로 확인했다. “많이 보이는 표현형이 아니라, 서로 다른 대립유전자가 함께 있을 때 나타나는 표현형을 기준으로 우열을 판단했다”고 근거도 남겼다.
마지막 검산에서 학생은 세 줄을 다시 대조하며 유전자형과 표현형의 방향이 뒤바뀌지 않았는지 확인했다. 표현형만 보고 유전자형을 하나로 단정하지 않고, 우성 표현형에는 두 유전자형이 가능할 수 있다는 점까지 스스로 점검하면서 문제를 마무리했다.