석사지구 과학과외

석사지구 생활권에서 시작한 가계도 추론

석사지구의 방축거리와 석사4거리 주변에서 과학 학습을 이어 가는 학생이 대룡중학교와 춘천고등학교의 생명과학 자료를 참고해 가계도 문제를 풀었다. 이번 과외의 중심은 부모와 자손의 형질 표시를 연결해 가능한 유전 정보를 좁혀 가는 일이었다. 석사지구과외와 석사지구과학과외에서도 자주 다루는 내용이지만, 기호를 외우는 것보다 가족 사이의 연결을 정확히 읽는 과정이 중요했다.

가계도에서 먼저 멈춘 지점

처음 제시된 자료에는 1세대 부모 한 쌍, 그들의 자녀 세 명, 그리고 자녀 중 한 명의 자손 두 명이 표시되어 있었다. 색칠된 도형은 관찰 형질을 가진 사람, 빈 도형은 관찰 형질이 없는 사람을 뜻했다. 질문은 “2세대의 두 사람이 낳은 자녀에게서 어떤 형질 조합이 가능한가”였다.

학생은 2세대의 부모와 자녀 두 명만 동그라미로 묶고, 바로 “부모 중 한 명이 색칠되어 있으므로 자녀의 유전자형은 이 경우”라고 적었다. 그러나 이것은 학생의 오류였다. 한 세대의 표시만 보고 부모의 유전자형을 확정했으며, 그 부모가 1세대에서 어떤 조합으로 태어났는지 확인하지 않았기 때문이다. 이미 가계도의 세대 번호와 색칠 여부를 정확히 표시한 행동은 그대로 유지할 수 있었다.

한 사람의 가능한 유전자형은 그 사람의 형질만이 아니라 부모와 자손의 표시를 함께 연결해 판단한다.

연결선을 다시 그리며 좁혀 간 경우

교정할 때 풀이 전체를 다시 쓰지 않고, 첫 판단 앞에 한 문장만 덧붙였다. 학생은 “이 사람의 경우를 정하기 전에 위 세대와 아래 세대에서 가능한 조합을 모두 확인한다”라고 적었다. 이어 1세대의 부모에서 2세대 자녀로 내려오는 선을 따라가고, 2세대에서 다시 자손으로 내려가는 선을 다른 색 펜으로 표시했다.

관찰 형질이 없는 부모에게서 관찰 형질이 있는 자녀가 나온 자료에서는, 부모가 겉으로 드러나지 않는 유전 정보를 각각 가지고 있어야 그 자녀에게 해당 조합이 전달될 수 있음을 확인했다. 학생은 이 판단을 이용해 2세대 부모 중 한 사람의 가능한 유전자형을 하나로 단정하지 않고 두 경우로 남겼다. 그 뒤 자손 두 명의 형질 표시와 맞지 않는 경우를 지웠다. 따라서 교정은 ‘한 세대만 보고 확정하기’라는 최초 오류에만 직접 닿았고, 이미 해 둔 도형 표시와 세대 구분은 유지되었다.

마지막에는 각 자녀의 형질이 부모에게서 받을 수 있는 조합 안에 들어가는지 역으로 확인했다. 자손에게 나타난 형질을 설명하지 못하는 부모 조합은 답에서 제외했다.

배열을 뒤집은 새 자료

며칠 뒤에는 숫자만 바꾼 문제가 아니라 가계도 표현 자체가 달라졌다. 이번 자료는 왼쪽에 자손 세 명을 먼저 배치하고, 오른쪽에 그들의 부모와 조부모를 연결했다. 색칠된 도형이 연속으로 놓이지 않았고, 질문도 “3세대의 빈 도형인 자녀가 부모에게서 받을 수 있는 정보는 무엇인가”처럼 아래 세대에서 위 세대로 거슬러 올라가도록 바뀌었다.

학생은 해설이나 유형명을 기다리지 않고 먼저 범례를 확인했다. 그다음 부모와 자손 사이의 선을 따라 가족 묶음을 나누고, 빈 도형인 자녀가 있다는 사실만으로 부모의 경우를 단정하지 않았다. 부모 각각의 부모 세대까지 연결한 뒤, 각 자녀의 형질을 동시에 설명할 수 있는 경우만 남겼다. 풀이 순서는 이전 자료와 달랐지만 중심 기준은 같았다. 형질이 표시된 사람 하나만 보는 것이 아니라 부모와 자손의 정보를 함께 맞추는 방식이었다.

힌트 없이 다시 확인한 기록

한 주 뒤 새 가계도가 제시되자 학생은 교사가 순서를 말하기 전에 범례와 세대 위치부터 확인했다. 이번에는 부모가 위쪽이 아니라 가운데에 있고, 자손 네 명이 양쪽으로 나뉘어 표시되어 있었다. 학생은 먼저 각 연결선의 가족 관계를 표시한 뒤, 형질이 나타난 자녀와 나타나지 않은 자녀를 모두 기록했다.

그는 “부모의 가능한 유전자형을 자손 한 명으로 정하지 않고, 모든 자손의 형질을 설명하는지 확인해야 한다”고 판단 이유를 말한 뒤 경우를 비교했다. 마지막으로 선택한 부모 조합에서 실제로 표시된 자손 형질이 나올 수 있는지 하나씩 대조했다. 어느 한 자녀라도 설명되지 않으면 그 경우를 지우는 방식으로 검산했으며, 이번에는 도움 없이 첫 행동부터 근거와 확인 기준을 스스로 세웠다.