[생1 오늘의 기출] 2022학년도 수능 7번

안녕하세요! 생명과학 1 과목을 가르치고 있는 (구) 피램수강생 (현) Cluster: 하드워커 입니다.

이번주부터 ‘오늘의 기출’이라는 칼럼 컨텐츠를 진행해보려고 합니다. 

실제로 제가 문제를 어떻게 풀고, 어떻게 설명하는지 보여드릴 수 있는 좋은 기회가 될 것 같습니다. 

제가 보여드리는 풀이는 문제를 가장 빠르게 푸는 방법이 아닐 수도 있습니다. 

하지만 논리적으로 비약 없이, 발상을 최소화해서 풀 수 있는 풀이를 보여드리려고 합니다. 

그럼 시작해보겠습니다!

오늘 다룰 문제는 2022학년도 수능 7번 세포 분열 문제입니다. 

당시 7번에 배치되어 안 그래도 어려웠던 22수능을 더욱 어렵게 했던 주범이었죠. 

이 문제는 염색체의 o/x를 다루는 염색체 매칭 유형과, DNA 상대량 유형이 합쳐진 문제입니다. 

염색체 매칭 문제를 풀기 전에 해야 할 일이 하나 있습니다. 

바로 짝을 맞춰주는 것인데요, 

8번 염색체인 ⓒ의 상동 염색체가 표에 표시되어 있지 않기 때문에, 우리는 ⓒ의 상동 염색체를 ⓓ라고 하고 이를 표에 같이 표시해두는 게 좋습니다. 

물론 안 그려도 푸는 데 지장이 없을 수도 있지만, 염색체 매칭의 경우 유전자와 같이 출제되는 경우가 대다수이기 때문에 염색체와 유전자를 연결하려면 염색체의 짝을 맞춰두고 시작하는 것이 좋습니다. (유전자는 꼭 짝을 맞출 필요는 없습니다!)

염색체 매칭의 목적은 딱 2가지입니다. “핵상 찾기, 상동 염색체 찾기”

핵상이 2n이면 모든 염색체가 다 존재하기 때문에, 염색체가 하나라도 존재하지 않는, 즉 ⅹ가 하나라도 있는 세포 I, III, IV의 핵상은 모두 n입니다. 

핵상이 n인 세포에는 상동 염색체가 존재할 수 없기 때문에, III을 통해 ㉠과 ㉢은 상동 염색체가 아니고, IV를 통해 ㉠과 ㉡도 상동 염색체가 아님을 알 수 있습니다. 

그러면 ㉠과 ⓓ가 상동 염색체가 되고, ㉡과 ㉢이 상동 염색체가 되겠네요!

㉠은 ⓒ가 될 것이고, 상동 염색체인 ㉡과 ㉢을 모두 갖는 세포 II는 핵상이 2n이 되겠죠?

n에는 상동 염색체 중 하나만 존재하고, 2n에는 모든 염색체가 존재하는 것을 이용해서 표를 다시 그려보면 다음과 같습니다. 

보기 ㄱ과 ㄴ은 해결되었습니다. ㄱ은 틀리고, ㄴ은 맞습니다. 

이제 보기 ㄷ을 해결해야 합니다. 이 사람의 유전자형을 구해야 합니다. 

염색체와 유전자를 연결하는 기본 원리는 ‘염색체 위에 유전자가 있다.’입니다. 

‘유전자 위에 염색체가 있다’가 아니라요. 

기본 원리만 이용해도 이 문제를 풀 수 있습니다. 

I에서 염색체 ㉡과 ⓓ가 있는데 그 때 H와 r가 있고, 

III에 염색체 ㉠(ⓒ)과 ㉢이 있는데 그 때 H와 R가 있습니다. 

그러면 유전자형이 HHRr이라고 바로 결정할 수 있습니다. (7번 염색체와 8번 염색체에 (가)의 유전자가 있다고 했기 때문에 연관은 고려하지 않아도 됩니다.) 즉 ㄷ은 틀렸습니다. 

이거 말고도 답만 구하려면 많은 방법이 있겠지만, 이렇게만 보고 넘어가면 아쉽습니다. 

ㄷ 보기를 쉽게 판단할 수 있게 줘서 그렇지, 문제를 좀만 어렵게 냈다면 각 염색체에 정확히 어떤 유전자가 존재하는지 물어봤을 겁니다. 

다시 표를 갖고 오겠습니다. 

염색체와 유전자를 연결하는 기본 원리는 ‘염색체 위에 유전자가 있다’ 이지만, 

좀 더 스킬틱하게 문제에 접근해볼 수 있습니다. 

동형 접합인 유전자와 이형 접합인 유전자의 차이를 이용하는 것인데요, 

염색체 ㉠, ㉡, ㉢, ㉣ 위에 각각 A, a, b, b가 있다고 해 보겠습니다. 

㉠이 있으면 A도 있어야 하고, A가 있으면 ㉠도 있어야 합니다. ㉡과 a도 마찬가지입니다. 

그런데 ㉢이 있으면 b가 있어야 하는 건 맞지만, b가 있을 때 ㉢이 있어야 하는 것은 아닙니다. ㉣이 있을 수도 있으니까요. 

여기서 얻을 수 있는 결론은, “이형 접합인 유전자는 어떤 염색체와 일대일로 매칭된다”입니다. 

이 사람은 이미 Rr인 것이 확정되었기 때문에, 표의 r는 어떤 염색체와 일대일로 매칭되어야 합니다. 

즉, 위에서부터 r의 유무가 ○, ○, ⅹ, ○이기 때문에, 염색체 중에서도 존재 유무가 ○, ○, ⅹ, ○인 것이 있을 것입니다. 

㉠, ㉡, ㉢, ⓓ 중에는 ㉡이 정확하게 여기에 해당하네요! 즉 ㉡에 R가 있는 것입니다. ㉢에는 R가 있을 거구요. 

그 다음부터는 간단합니다. 

㉠(ⓒ)와 ⓓ에 각각 H 또는 h가 있어야 하기 때문에, 

I에서 ⓓ가 있는데 H가 있고, III에서 ㉠(ⓒ)가 있는데 H가 있으므로

㉠(ⓒ)과 ⓓ에는 모두 H가 있어야 합니다. 

끝까지 좀 더 스킬틱하게 풀면, 

만약 HH가 아니라 Hh였다면 H가 어떤 염색체와 일대일로 매칭되었을텐데, 

H와 일대일로 매칭되는 염색체가 없으므로 Hh가 아니라 HH임을 알 수도 있습니다. 

이상입니다. 

염색체 매칭, 나아가 염색체와 유전자를 연결하는 방법까지 잘 배워가시면 좋을 것 같습니다. 

감사합니다!

이상적인 수능 생1 공부법: https://orbi.kr/00061394767

세포 분열 기출 모음집&자체 제작 해설지: https://orbi.kr/00061368773

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