유전 · 자료 분석

표본으로 대립유전자 빈도 구하기(하디–바인베르크)

유전자형을 세면 집단의 대립유전자 빈도를 구하고, 그 집단이 평형 상태인지 알 수 있을까?

  • 45분
  • 난이도 도전
  • 권장 경로 고등
  • 혼자 가능

안전 안내

  • 실제 친구나 가족의 혈액형·유전 정보를 조사하지 않아요. 유전 정보는 민감한 개인 정보라서 이 활동은 가상의 자료로만 해요.
  • 바둑돌이나 카드는 어린 동생이 입에 넣지 않게 끝난 뒤 모두 세어 치워요.

준비물

  • 제공된 표본 자료(아래 표)
  • 계산기
  • (선택) 두 색의 바둑돌이나 종이 카드 각 50개, 속이 보이지 않는 주머니

공정한 실험

바꾸는 것 (하나만)
분석한 표본(A, B)
같게 하는 것
  • 표본 크기(200명)
  • 같은 계산 방법
  • 같은 판단 기준(자유도 1, 유의 수준 5%)
관찰하거나 재는 것
대립유전자 빈도 p·q, 유전자형의 관찰 수와 기대 수

실험 순서

  1. 표본 A(200명)의 유전자형 수를 확인해요. MN 혈액형은 대립유전자 M과 N이 공동 우성이라 MM·MN·NN 세 유전자형이 모두 구별돼요.
  2. 대립유전자 수를 세요. 한 사람은 대립유전자를 2개 가지므로 전체는 400개이고, M의 수 = 2×(MM 수) + (MN 수)예요. p(M) = M의 수 ÷ 400, q(N) = 1 − p로 계산해요.
  3. 하디–바인베르크 평형이라면 유전자형 비율은 p², 2pq, q²이에요. 각각에 200을 곱해 기대 인원을 구해요.
  4. 관찰 수와 기대 수로 카이제곱 값 Σ(관찰−기대)² ÷ 기대를 구해요. 자유도 1의 5% 기준값 3.84보다 작으면 '평형에서 벗어났다는 증거가 없다'고 판단해요.
  5. 표본 B도 같은 방법으로 분석하고, 두 표본의 결과가 왜 다른지 가능한 까닭을 적어요.
  6. (선택) 주머니에 두 색 돌을 p : q 비율로 넣고, 하나 뽑아 색을 적고 다시 넣기를 두 번 해서 '자손' 한 명의 유전자형을 정해요. 50명을 만들어 무작위 교배의 결과가 p², 2pq, q²에 가까운지 확인해요.

제공된 자료

MN 혈액형 유전자형 표본(각 200명)
표본MMMNNN합계
A5810042200
B706070200
가상의 자료 — 계산 연습을 위해 만든 수이며, 실제 학급이나 지역을 조사한 결과가 아니에요.
POE 기록 · 예상 → 관찰 → 설명

실험 기록지

채점하지 않아요. 틀린 예상도 좋은 기록이에요. 적은 내용은 이 기기에만 저장돼요.

표본 A에서 M의 빈도는 얼마일까요? 이형접합(MN)은 절반보다 많을까요, 적을까요? 두 표본이 모두 평형에 가까울까요?

무엇을 보았나요? 잰 값이 있으면 숫자와 단위를 함께 적어요.

예상과 관찰이 같았나요, 달랐나요? 왜 그런 결과가 나왔을지 내 말로 설명해 보세요.

설명을 보기 전에 예상을 먼저 적어 보세요.

더 해 보기

표본 B가 사실 평형 상태인 두 마을(각 100명)을 합친 것이라고 해 봐요. 한 마을은 p(M) = 0.8, 다른 마을은 p(M) = 0.2예요. 두 마을의 기대 유전자형 수를 각각 구해 더하면 이형접합이 몇 명이 되는지 계산하고, 표본 B와 비교해 보세요.

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