우두동 과학과외

우두동 과학과외에서 다룬 유전자형·표현형 경계 문제

이번 우두동과학과외에서는 유전자형과 표현형의 관계가 조건 하나에 따라 어떻게 달라지는지 확인했다.

표의 첫 줄에서 생긴 판단

문제에는 한 생물의 형질을 나타내는 대립유전자를 A와 a로 표시하고, 다음과 같은 유전자형-표현형 자료가 제시되어 있었다.

• AA: 둥근 씨
• Aa: 둥근 씨
• aa: 주름진 씨

이어진 질문은 “둥근 씨를 나타내는 대립유전자와 주름진 씨를 나타내는 대립유전자를 각각 쓰고, 둥근 씨인 개체의 유전자형을 모두 고르라”는 것이었다. 학생은 표에서 둥근 씨가 두 번 나타난 것을 보고 곧바로 “둥근 씨가 더 많이 나타나므로 둥근 씨가 우성”이라고 적었다.

학생의 오류: 표현형이 나타난 횟수를 먼저 세어 우성 여부를 결정했다.

결과적으로 대립유전자 기호와 유전자형을 고르는 답까지 흔들릴 수 있었지만, 가장 먼저 어긋난 지점은 표현형의 횟수를 근거로 삼은 순간이었다. 우성은 표에서 많이 보이는 형질이라는 뜻이 아니라, 이형접합 유전자형인 Aa에서 나타나는 형질을 가리킨다.

표에서 바뀐 조건만 따로 떼어 읽기

학생은 종이에 표를 다시 옮긴 뒤, 변하지 않은 정보와 판단 기준을 나누어 표시했다. AA와 aa는 각각 같은 대립유전자가 두 개 있는 유전자형이고, Aa는 서로 다른 대립유전자가 함께 있는 이형접합 유전자형이라는 점은 그대로였다. 따라서 먼저 Aa의 표현형인 둥근 씨를 확인했다.

• Aa에서 나타난 둥근 씨 → A가 우성 대립유전자
• aa에서 나타난 주름진 씨 → a가 열성 대립유전자
• 둥근 씨의 유전자형 → AA 또는 Aa
• 주름진 씨의 유전자형 → aa

이 과정에서 이미 정확했던 표의 유전자형 읽기는 그대로 유지하고, ‘많이 나타난다’는 판단만 지웠다. 이어 원래 표의 조건을 한 줄로 정리했다. “이형접합 Aa에서 둥근 씨가 나타난다.” 이 문장이 우성과 열성을 구별하는 직접적인 근거였다.

같은 개념을 다른 배열로 확인한 문제

며칠 뒤에는 숫자만 바꾼 문제가 아니라, 표의 배열과 대립유전자 기호를 바꾼 자료를 제시했다. 이번에는 대립유전자를 B와 b로 쓰고, 표현형 이름도 ‘검은 털’과 ‘흰 털’로 바꾸었다.

• BB: 흰 털
• Bb: 흰 털
• bb: 검은 털

질문은 “검은 털이 열성이라는 근거를 자료에서 찾아 쓰고, 흰 털인 개체의 유전자형을 제시하라”였다. 학생은 먼저 Bb를 찾아 흰 털이라고 표시했다. 이어 이형접합에서 흰 털이 나타나므로 B가 우성, b가 열성이라고 적고, 흰 털의 유전자형을 BB와 Bb로 구분했다. 표현형 이름이나 기호의 모양이 달라졌지만, 판단 순서는 유전자형을 확인한 뒤 표현형과 연결하는 방식으로 유지되었다.

자료 없이 스스로 대조한 마지막 확인

마지막에는 표를 다시 보여 주지 않고 다음 조건만 제시했다. “어떤 형질에서 CC는 큰 잎, Cc는 작은 잎, cc는 작은 잎이다. 작은 잎과 큰 잎 중 우성 형질은 무엇이며, 작은 잎 개체의 유전자형은 무엇인가?”

학생은 이형접합 Cc에서 작은 잎이 나타난다는 조건을 먼저 찾았다. 따라서 작은 잎이 우성이고, 큰 잎은 열성이라고 설명했다. 작은 잎의 유전자형은 CC와 Cc, 큰 잎의 유전자형은 cc라고 적었다.

확인 근거: 우성 판단은 표현형의 등장 횟수가 아니라 이형접합 유전자형에서 실제로 나타나는 형질로 결정했다.

학생은 앞의 두 자료와 마지막 조건을 나란히 대조하며, 기호와 표현형 이름이 달라도 “이형접합에서 나타나는 형질 확인 → 우성·열성 결정 → 각 표현형의 유전자형 분류”가 변하지 않는다는 점을 직접 검산했다.