소개글
"멘델의 유전실험에 적용된 통계적 확률 수학"에 대한 내용입니다.
목차
1. 멘델의 유전법칙
1.1. 우열의 법칙
1.2. 분리의 법칙
1.3. 독립의 법칙
1.4. 멘델 실험의 성공 요인
1.5. 우성 개체의 유전자형 확인 방법
1.6. 멘델의 실험 결과로 도달한 결론
2. 가계도에서 자식의 유전자 확률 분석
2.1. 주제 선정의 이유
2.2. 수학적 타당성(이론적 배경)
2.2.1. 가계도
2.2.2. 멘델의 유전법칙에 따른 확률 분석
2.2.3. 확률
2.3. 탐구내용
2.4. 결론
2.5. 다른 분야에서의 활용 및 변수, 과학 기술 소개
2.6. 문헌 연구에서 느낀 점
3. PTC 미각 검사
3.1. 실험 목적
3.2. 실험 원리
3.2.1. 멘델의 유전법칙
3.2.2. 우열의 법칙
3.2.3. 분리의 법칙
3.2.4. 독립의 법칙
3.2.5. 하디-바인베르크의 법칙
3.2.6. PTC 미각 유전
3.3. 실험 방법
3.4. 실험 결과
3.5. 결론
4. 참고 문헌
본문내용
1. 멘델의 유전법칙
1.1. 우열의 법칙
멘델은 완두콩 실험을 통해 유전 형질이 우열의 관계를 가진다는 것을 발견하였다. 키 큰 완두콩과 키 작은 완두콩을 교배하면 모든 잡종 1대 완두콩의 키가 중간 크기였다. 이를 통해 키 큰 완두콩이 우성 형질, 키 작은 완두콩이 열성 형질임을 밝혀냈다. 즉, 우성 형질이 열성 형질을 누르고 나타난다는 것이 우열의 법칙이다. 멘델은 이를 통해 한 쌍의 유전자 중 하나의 유전자가 다른 하나의 유전자를 지배한다는 사실을 발견하였다. 이처럼 우성-열성 유전 양상은 유전자와 표현형 간의 관계를 설명하는 근간이 되었다.
1.2. 분리의 법칙
분리의 법칙은 멘델의 유전법칙 중 하나로, 멘델의 연구 결과에서 하나의 개체가 두 개의 유전자를 가지고 있지만 생식세포에는 그 중 하나의 유전자만이 들어간다는 것을 발견한 법칙이다.
멘델은 완두콩 실험에서 순종의 완두콩을 교배하여 얻은 잡종 1대의 자손들에서, 둥근 모양의 완두와 주름진 완두가 3:1의 비율로 나타나는 것을 관찰하였다. 이를 통해 완두콩의 모양을 결정하는 유전자는 하나의 쌍을 이루고 있으며, 둥근 모양이 우성 형질이고 주름진 모양이 열성 형질이라는 것을 알 수 있었다.
멘델은 이형접합자가 생식할 때 그 배우자는 두 형태이며 같은 비율일 것임을 최초로 깨달았다. 즉, 둥근 모양의 완두콩을 가진 이형접합자가 자가수정할 때 둥근 모양과 주름진 모양의 완두콩을 각각 절반씩 만들 것이라 생각했다. 또한 둥근 모양의 화분과 주름진 모양의 화분을 절반씩 만들 것이라 생각했다. 따라서 수정된 전체 완두콩 중 주름진 완두콩이 나타날 확률은 1/2 × 1/2 = 1/4이 된다.
이처럼 멘델은 각 유전 형질이 한 쌍의 대립유전자에 의하여 만들어지고 그 대립유전자는 화분과 밑씨가 감수분열을 통하여 형성될 때 분리된다는 것을 발견하였다. 이를 분리의 법칙이라 한다.
1.3. 독립의 법칙
멘델의 독립의 법칙은 서로 다른 형질을 결정하는 두 유전자의 유전이 독립적으로 진행된다는 것을 의미한다. 멘델은 서로 다른 두 가지 이상의 형질이 동시에 유전될 때에도 하나의 형질이 유전될 때와 같은 설명이 가능하다는 것을 실험을 통해 확인하였다.
멘델은 황색의 둥근 종자를 맺는 순종과 녹색의 주름진 종자를 교배하였다. F1 세대는 모두 둥글고 황색이었는데, 이는 R와 r이 둥근 유전자와 주름진 유전자의 두 대립유전자를, Y와 y가 황색과 녹색 유전자의 대립유전자를 나타낸 것이다. F2 세대에서 멘델은 556개의 완두를 수확하여 이를 네 종류로 분류하였다. 그 결과는 315개의 둥글고 황색 (RY), 101개의 주름지고 황색 (rY), 108개의 둥글고 녹색 (Ry), 32개의 주름지고 녹색 (ry)이었다.
이를 통해 R와 Y의 두 가지 유전인자에 대해서 각각의 유전인자에 대해 우성과 열성이 3:1의 비율로 나오게 되고, 전체적으로는 나타나는 형질에 따라 RY:Ry:rY:ry = 9:3:3:1의 비율로 발현되게 된다는 것을 알 수 있다. 또한 각각의 유전인자에 대해 RR:Rr:rr = 1:2:1, YY:Yy:yy = 1:2:1이 된다는 것을 확인하였다.
이처럼 멘델의 독립의 법칙은 서로 다른 형질을 결정하는 유전자가 서로 간섭하지 않고 독립적으로 자손에게 전달된다는 것을 의미한다. 이는 멘델이 단순하지만 매우 중요한 유전 법칙을 발견할 수 있었던 이유 중 하나이다.
1.4. 멘델 실험의 성공 요인
멘델 실험의 성공 요인은 다음과 같다.
첫째, 유전현상을 이해하기 위해 실험 결과를 상세하게 기록하고 계량화하는 것이 중요함을 인식하였다. 멘델은 실험으로 알게 된 사실을 명확하게 기록하면서 차근차근 실험을 진행하였고, 결과를 분석하여 일반적 법칙을 입증할 수 있는 통계학적 규칙을 찾아내려고 노력하였다. 멘델이 수도원에 들어갔을 때 수학과 물리학을 공부한 것이 이러한 기초가 되었다.
둘째, 실험 대상으로 완두콩을 선택하였다. 완두콩은 쉽게 구별되는 형질이 존재하고, 일반적으로 자가수분에 의해 증식하므로 순종 교배계통 확립이 쉬우며, 타가수분이 가능하여 잡종 실험을 쉽게 할 수 있었다.
셋째, 서로의 형질은 독립된 관계라 가정하고, 하나의 실험에서 확실한 한 가지의 형질에 중점을 두었다. 대부분의 다른 연구자들은 여러 가지 형질을 동시에 취급함으로써 일관된 법칙을 유도하기 어려웠다.
결과적으로 멘델은 유전 현상을 이해하기 위해 실험 방법론과 통계적 분석을 체계화하였고, 완두콩이라는 적합한 실험 재료를 선택하였으며, 독립적 형질에 초점을 맞추어 실험을 수행함으로써 유전학의 기초를 닦을 수 있었다.
1.5. 우성 개체의 유전자형 확인 방법
멘델은 우성개체의 유전자형을 확실히 알 수 있는 더욱 단순한 실험 방법을 개발하였는데, 그것이 검정교배이다. 이것은 우성 표현형이지만 유전자형은 모르는 개체를 동형접합성 순종인 열성개체와 교배시키는 것이다. 예를 들어 어떤 종자의 표현형이 둥글면 그 유전자형은 RR나 Rr일 것이며 이 종자를 주름진 동형접합성 열성개체(rr)와 교배시키면 유전자형을 알 수 있다. 만약 유전자형이 RR이면 그 교배는 RR×rr이며, 그 자손은 모두 Rr이므로 모두 둥글다. 만약 유전자형이 Rr이면 그 교배는 Rr×rr로 표시되며, 자손의 표현형 중 1/2은 둥글고, 1/2는 주름진 것이다. 따라서 우리는 이 검정 교배를 통해 우성 개체의 유전자형을 알 수 있다.
1.6. 멘델의 실험 결과로 도달한 결론
멘델의 실험 결과로 도달한 결론은...
참고 자료
두산 동아 백과사전
http://aped.snu.ac.kr/cyberedu2/kor/kor20-4.html
http://dnai.co.kr/sangsik/cot_sang_05_12.htm
권오길, 「일반생물학실험」 , 강원대학교출판부, 2004, 255p
“멘델의 법칙”, 《네이버 지식 백과》,
“우열의 법칙”, 《네이버 지식 백과》,
“분리의 법칙”, 《네이버 지식 백과》,
“독립의 법칙”, 《네이버 지식 백과》,
“하디바인베르크의 법칙”, 《네이버 지식 백과》,
“PCT 미각 유전”, 《네이버 지식 백과》,
