의예과 3-2·3-3번

(가) 20세기 초까지 유전 법칙을 설명하는 데 있어서 멘델 지지론자들과 생물통계학자 사이에 첨예한 대립이 있었다. 멘델은 유전 양상은 분명하게 구별되는 단위(유전물질)에 의하여 결정되며, 이것은 일정한 방식으로 분리된다는 불연속적 특성을 제시하였다. 하지만 다윈의 진화론 발표 이후, 많은 생물 통계학자들은 키, 머리 크기, 수명 등 주로 연속적으로 나타나는 변이를 설명하는 유전 법칙을 찾고자 하였다. 멘델이 실험한 완두의 키 높이는 변이가 있지만 중복되지 않아 이형접합인 F1 자손의 개체를 자가 수정하여 얻은 F2의 경우 분리의 법칙에 따라 큰 것과 작은 것(3:1)으로 불연속적으로 나뉘어진다(그림 A). 하지만 옥수수 이삭의 크기, 밀알의 색, 콩의 무게 같은 많은 형질들은 연속적인 변이를 보인다. 즉, 긴 이삭을 가진 옥수수와 작은 이삭을 가진 옥수수를 교배하여 얻은 F1의 경우 이삭의 길이는 두 부모의 중간 정도이며, 이들을 교배하여 얻은 F2의 경우엔 긴 것부터 짧은 것까지의 모든 길이를 연속적으로 갖게 되어 구별되는 무리로 나눌 수가 없게 된다(그림 B).

(나) 집단이 크고 돌연변이나 이주가 없으며 선택이 일어나지 않고 무작위로 교배할 때, 유성생식을 하는 이배체 집단의 유전자형 빈도와 대립 유전자의 빈도에는 일정한 규칙이 있다. 즉, 대립 유전자 A와 a를 가지는 좌위 A에 대하여 대립유전자 A 및 a의 빈도를 각각 $\displaystyle f(\mathrm{A})=p$, $\displaystyle f(\mathrm{a})=q$라 하면, AA, Aa, aa 세 유전자형의 빈도에는 다음과 같은 규칙이 있다.$\displaystyle f(\mathrm{AA})=p\times p=p^{2}$$\displaystyle f(\mathrm{Aa})=p\times q+p\times q=2pq$$\displaystyle f(\mathrm{aa})=q\times q=q^{2}$