KR20180004514A - 유전 법칙 교육용 키트와 그를 이용한 학습 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체, 및 이를 구현하기 위한 기록매체에 저장된 프로그램 - Google Patents

유전 법칙 교육용 키트와 그를 이용한 학습 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체, 및 이를 구현하기 위한 기록매체에 저장된 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유전 법칙 교육용 키트 및 그를 이용한 학습 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부모 세대(P), 잡종1세대(F1) 및 잡종2세대(F2)에 이르는 씨앗들을 포함하는 개인용 또는 단체용 키트를 제공하고, 제공된 씨앗들을 성장시키고 관찰함으로써 통계 및 확률과 관련된 유전법칙을 학습할 수 있도록 하는 유전 법칙 교육용 키트와 그를 이용한 학습 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체, 및 이를 구현하기 위한 기록매체에 저장된 프로그램을 제공한다.

Description

유전 법칙 교육용 키트와 그를 이용한 학습 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체, 및 이를 구현하기 위한 기록매체에 저장된 프로그램 {EDUCATIONAL KIT FOR LAWS OF INHERITANCE, AND LEARNING METHOD USING THE SAME, RECORDING MEDIUM FOR EXECUTING THE SAME, AND PROGRAM STORED IN RECORDING MEDIUM FOR EXECUTING THE SAME}
본 발명은 유전 법칙 교육용 키트 및 그를 이용한 학습 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 부모 세대(P), 잡종1세대(F1) 및 잡종2세대(F2)에 이르는 씨앗들을 포함하는 개인용 또는 단체용 키트를 제공하고, 제공된 씨앗들을 성장시키고 관찰함으로써 통계 및 확률과 관련된 유전법칙을 학습할 수 있도록 하는 유전 법칙 교육용 키트와 그를 이용한 학습 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체, 및 이를 구현하기 위한 기록매체에 저장된 프로그램에 관한 것이다.
어린이들과 청소년들이 손쉽게 종자의 발아 및 생장을 관찰할 수 있는 식물 배양용기 키트가 많이 제공되고 있다.
일례로, 여러 가지 식물의 성장과정을 직접 수시로 관찰할 수 있도록 하여 아이들 정서에 좋은 자연학습용 씨앗 발아기나, 여러 가지 씨앗을 동시에 발아하여 키우는 식물의 뿔리 및 줄기를 관찰할 수 있는 관찰용 교구 등이 있다.
상기 자연학습용 씨앗 발아기나 관찰용 교구 등을 통해, 식물의 자라나는 과정을 지켜보면서, 생명의 소중함도 알고 자연의 신비함도 느낄 수 있으며, 씨앗의 발아과정과 뿌리의 모양, 줄기의 모양, 새싹의 모양 등을 관찰하여 사진을 찍거나 기록할 수 있다.
한편, 대한민국 등록특허 10-0433246 (출원번호 10-2001-0055023)에서는, 씨앗을 포함한 파종판과, 작물 성장에 적합하도록 조성하여 압착한 압축 배양토를 재배용기에 수납하여 세트화시킴으로써 재배의 편의성을 도모하고, 제반 물류비용을 절감하고, 산업 폐기물로 변하는 포장 자재의 사용을 절약할 수 있는 가정용 재배세트에 대하여 개시하고 있다.
한편, 대한민국 공개특허 10-2012-0090364 (출원번호 10-2011-0010739)에서는 가정에서 소규모로 재배하면서 관상용도 겸할 수 있는 이끼를 이용한 상추재배 키트를 개시하고 있다.
즉, 상기 지금까지 설명한 제품들은, 식물의 성장을 보고 외형을 관찰하고 비교할 수 있거나 혹은 식용으로 재배할 수 있는 키트에 한정되어 있으며, 관찰 및 추론을 통해 수학 및 과학적인 내용까지 학습할 수 있도록 하는 학습용 키트는 제공되지 않고 있는 실정이다.
한국등록특허 [10-0433246] (등록일자: 2004. 05. 17) 한국공개특허 [10-2012-0090364] (공개일자: 2012. 08. 17)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 부모 세대(P), 잡종1세대(F1) 및 잡종2세대(F2)에 이르는 씨앗들을 포함하는 개인용 또는 단체용 키트를 제공하고, 제공된 씨앗들을 성장시키고 관찰함으로써 통계 및 확률과 관련된 유전법칙을 학습할 수 있도록 하는 유전 법칙 교육용 키트와 그를 이용한 학습 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체, 및 이를 구현하기 위한 기록매체에 저장된 프로그램을 제공한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유전법칙 교육용 키트는, 소정의 유전형질을 가지는 부계 씨앗; 상기 부계 씨앗과 대립되는 유전형질을 가지는 모계 씨앗; 상기 부계 씨앗 및 상기 모계 씨앗을 성장시킨 식물을 교배하여 얻은 잡종1세대 씨앗; 및 상기 잡종1세대 씨앗을 성장시킨 식물을 자가 교배하여 얻은 잡종2세대 씨앗을 포함하고, 상기 부계 씨앗, 상기 모계 씨앗, 상기 잡종1세대 씨앗 및 상기 잡종2세대 씨앗은 각각 분리되어 포장된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 부계 씨앗, 모계 씨앗, 잡종1세대 씨앗 및 잡종2세대 씨앗을 포함하여 구성되는 유전 법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법은, 상기 씨앗들을 분리하여 성장시키는 단계; 상기 잡종2세대 씨앗으로부터 성장된 식물을 대립 형질별로 구분하여 개체수를 카운트하는 단계; 상기 카운트 결과에 따라, 상기 대립 형질별 우성 유전자와 열성 유전자의 표현형을 추론하는 추론단계; 상기 잡종1세대 씨앗으로부터 성장된 식물을 관찰하여, 모두 하나의 표현형으로 성장되었는지를 확인하는 제1확인단계; 상기 잡종1세대 씨앗으로부터 성장된 식물을 관찰하여, 상기 추론단계의 정답여부를 확인하는 제2확인단계; 및 상기 부계 씨앗으로부터 성장된 식물 및 상기 모계 씨앗으로부터 성장된 식물이 대립되는 표현형으로 성장되었는지를 확인하는 제3확인단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램은, 상기 잡종2세대 씨앗으로부터 성장된 식물 관찰 후, 대립 형질별로 분류하여 카운트한 개체수를 입력받는 제1입력단계; 상기 제1입력단계의 내용을 표로 작성하여 출력하는 제1출력단계; 상기 대립 형질별 우성 유전자와 열성 유전자의 표현형을 입력받는 제2입력단계; 상기 잡종1세대 씨앗이 모두 하나의 표현형으로 성장되었는지를 입력받는 제3입력단계; 상기 잡종1세대 씨앗으로부터 성장된 식물의 표현형을 입력받는 제4입력단계; 상기 제4입력단계의 입력내용에 따라 상기 제2입력단계의 입력내용의 정답여부를 출력하는 제2출력단계; 상기 부계 씨앗으로부터 성장된 식물 및 상기 모계 씨앗으로부터 성장된 식물의 표현형을 대립 형질별로 입력받는 제5입력단계; 및 상기 제5입력단계의 입력내용의 정답여부를 출력하는 제3출력단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체가 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전법칙 교육용 키트와 그를 이용한 학습 방법에 의하면, 유전법칙 교육용 키트에 제공된 씨앗들을 성장시킨 후 관찰함으로써 통계 및 확률과 관련된 유전법칙을 학습할 수 있는 효과가 있다.
또한, 유전법칙 교육용 키트에 포함된 실험지를 통해 수학과 과학을 연계하여 학습할 수 있는 효과가 있다.
또한, 유전법칙 교육용 키트가 개인용 및 단체용으로 구분되어 제공됨으로써, 개인의 경우 경제적으로 비용을 줄이면서, 식물의 자라나는 과정을 지켜보면서 생명의 소중함도 알고 자연의 신비함도 느낄 수 있으며 동시에 학습도 가능한 효과가 있다.
도 1은 멘델의 유전법칙을 설명하기 위한 도면.
도 2는 멘델의 법칙 중 독립의 법칙을 설명하기 위한 도면.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 유전법칙 교육용 키트의 일실시예 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전법칙 교육용 키트에 포함될 수 있는 수박의 부모세대, 잡종1세대, 잡종2세대의 유전형질을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법의 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램의 흐름도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
멘델은 유전의 원리에 대해 처음으로 과학적인 설명을 시도한 사람이다. 멘델 이전의 사람들은 아버지와 어머니의 유전인자가 섞여 중간 형질의 자손이 태어난다고 생각하였다. 그러나 멘델은 입자와 같은 유전자의 존재를 가정하고, 생식세포 형성 시 이 유전 인자의 임의적인 행동을 확률적인 방법으로 예측하여 실험함으로써 유전의 기본 법칙을 발견할 수 있었다.
멘델의 유전법칙은 그레고어 멘델이 완두콩을 이용한 7년의 실험을 정리하여 1865년에서 1866년 사이에 발표한 유전학의 법칙이다. 이하, 도 1 및 2를 참고로 멘델의 유전법칙을 설명하기로 한다.
도 1은 멘델의 유전법칙을 설명하기 위한 도면이다.
멘델은 완두콩의 교배 결과를 해석하기 위해 유전에 관한 몇 가지 원리를 가정했다.
첫째, 모든 생물의 유전 형질은 그 성질을 나타나게 하는 유전자가 있으며, 각 개체는 유전자를 쌍으로 가지고 있다. 완두의 모양을 보면 둥근 것과 주름진 것이 있는데 둥글게 나타나게 하는 유전자를 R, 주름지게 하는 유전자를 r로 표시하였다. 멘델의 실험에서 골라낸 순종 중 둥근 완두콩은 RR(101), 주름진 완두콩은 rr(102)로 표시할 수 있다.
둘째, 한 쌍의 유전자는 각각 부모로부터 물려받은 것이며, 각 유전자는 생식 세포를 만들 때 분리되어 생식 세포로 들어간다. 멘델은 부모가 가지고 있는 2개의 유전자가 자손에게 전달되는데, 2개의 유전자 중 하나만 전달된다고 했다. 다시 말해 둥근 완두콩(RR)(101)과 주름진 완두콩(rr)(102)을 교배시키면 생식 세포 R과 r이 자손에게 전달되어 잡종1세대(F1)인 둥근 완두콩(Rr)(103)이 나타난다.
셋째, 한 가지 형질에 대해 한 쌍의 유전자를 가지며, 서로 다른 대립 유전자가 만나면 두 가지 대립 형질 중 한 가지 형질만 나타난다. 이 때 드러난 형질을 우성, 드러나지 않은 형질을 열성이라고 한다.
두 번째 교배는 멘델 식으로 설명하면 Rr(103)끼리 교배시키는 것이다. Rr는 유전자를 R과 r을 가지고 있으므로 자손에게 전달되는 유전자는 R과 r이다. 그러므로 Rr끼리 교배시키면 잡종2세대(F2)(104) 자손은 RR, Rr, rR, rr가 나타난다. 둥근 것(RR, Rr, rR) 3개와 주름진 것(rr) 1개가 생겨난다. 우성과 열성의 비율이 3 : 1이다. 그리고, 유전자형의 비율 RR : Rr : rr 은 1 : 2 : 1이 된다. 이렇게 해서 멘델은 자신이 생각해 낸 유전의 원리로 유전 현상을 설명할 수 있다는 사실을 확인하였다.
즉, 멘델의 유전법칙을 정리하면 다음과 같다.
첫 번째, 우열의 원리는, 순종의 대립 형질끼리 교배시켰을 때 잡종1세대(F1)(103)에서 우성 형질만 발현한다는 것이다. 원래 '우열의 법칙'으로 불렸으나, '우열의 법칙'이라고 하기에는 어긋나는 예가 많아 '우열의 원리'로 정정되었다.
두 번째, 분리의 법칙은, 우성만이 발현된 잡종1세대(F1)(103)를 자화 수분하여 얻은 잡종2세대(F2)(104)에서 1??4의 확률로 열성이 분리된다는 것이다.
세 번째로 독립의 법칙은, 멘델의 선택한 7가지 대립형질 중 두 쌍 이상의 대립 형질이 유전되는 경우, 각각의 형질은 서로에게 영향을 미치지 않고 독립적으로 발현된다는 것이다.
도 2는 멘델의 법칙 중 독립의 법칙을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 둥글고 노란 표현형을 갖는 완두(RRYY)(201)와 주름지고 녹색(rryy)(202)의 표현형을 갖는 완두를 교배했을 때 나타나는 잡종1세대(F1)(203)는 우성형질인 둥글고 노란색(RrYy)의 표현형을 갖는다. 이후 잡종1세대(F1)를 자가 수분(자가 교배)하여 만들어진 잡종2세대(F2)(204)는 둥글고 노란색, 둥글고 녹색, 주름지고 노란색, 주름지고 녹색의 표현형을 갖는 완두가 9 : 3 : 3 : 1의 비로 나타난다.
이때, 노란색 완두와 녹색 완두의 비율은 12 : 4 = 3 : 1 이고, 둥근 완두와 주름진 완두의 비율도 12 : 4 = 3 : 1 이다. 그러므로, 완두의 색을 지정하는 대립유전자와 완두의 모양과 관련 있는 대립유전자가 서로 독립적으로 자손세대로 유전됨을 의미한다.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 유전법칙 교육용 키트의 일실시예 구성도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 유전법칙 교육용 키트(300)는, 소정의 유전형질을 가지는 부계 씨앗(P)(301), 상기 부계 씨앗(302)과 대립되는 유전형질을 가지는 모계 씨앗(P)(302), 상기 부계 씨앗(301) 및 상기 모계 씨앗(302)을 성장시킨 식물을 교배하여 얻은 잡종1세대 씨앗(F1)(303), 및 상기 잡종1세대 씨앗(F1)을 성장시킨 식물을 자가 교배하여 얻은 잡종2세대 씨앗(304)을 포함한다.
상기 부계 씨앗(301), 상기 모계 씨앗(302), 상기 잡종1세대 씨앗(303) 및 상기 잡종2세대 씨앗(304)은 각각 분리되어 포장된 것을 특징으로 한다.
상기 유전법칙 교육용 키트(300)는 상기 씨앗들(301, 302, 303, 304)의 유전형질과 관련되어 수학 및 과학적 관찰실험을 안내하는 실험지(305)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 유전법칙 교육용 키트(303)는, 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 유전 법칙 교육용 키트(300)는, 개인용 키트와 단체용 키트로 구분되어 구성될 수 있다.
상기 개인용 키트는 각 씨앗이 4개 이상으로 구성되되, 상기 잡종2세대 씨앗(304)은 각 대립 형질 별로 구분되는 한 개 이상의 세트를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 잡종2세대 씨앗(304)은 각 대립 형질에 대하여 확률적 통계에 따른 3가지 유전자형(AA, Aa, aa)을 가진 씨앗이 1:2:1의 비율에 맞추어 구성되거나, 각 대립 형질에 대하여 우성과 열성이 3:1의 비율에 맞추어 구성될 수 있는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 대립 형질이 5종류일 때, 대립 형질 별로 유전자 비율에 맞추어 각 4개씩의 씨앗이 포함된 5세트의 잡종2세대 씨앗이 포함될 수 있다.
도 3b를 참고하면, 상기 잡종2세대 씨앗(304)은, 대립 형질 A에 대하여 AA : Aa : aa 가 1:2:1 의 비율로 담긴 제1 잡종2세대 씨앗(311), 대립 형질 B에 대하여 BB : Bb : bb 가 1:2:1 의 비율로 담긴 제2 잡종2세대 씨앗(312), 대립 형질 C에 대하여 CC : Cc : cc 가 1:2:1 의 비율로 담긴 제3 잡종2세대 씨앗(313), 대립 형질 D에 대하여 DD : Dd : dd 가 1:2:1 의 비율로 담긴 제4 잡종2세대 씨앗(314), 대립 형질 E에 대하여 EE : Ee : ee 가 1:2:1 의 비율로 담긴 제5 잡종2세대 씨앗(315)을 포함한다.
일반적으로, 하나의 씨앗을 심으면, 다수의 열매를 맺을 수 있다. 따라서, 씨앗을 성장시킨 후의 열매(예: 수박)의 개체수는 씨앗의 개수 대비 5배 내지는 10배 이상까지도 수확할 수 있다.
독립된 5개의 대립 형질을 모두 조합했을 때 나타날 수 있는 경우의 수는, 45 이며, 1024 개이다. 대립 형질을 모두 조합한 1024 가지의 서로 다른 씨앗에서 열린 열매에 대하여 확률을 계산하면, 각 대립 형질에 대하여 3:1의 비율을 얻을 수 있다.
개인용 키트의 경우, 독립된 5개의 대립 형질에 대한 잡종2세대 씨앗(304)의 개수는 20개이다. 20개의 씨앗을 성장시키면 200개 정도의 열매까지 얻는 것이 가능하다.
따라서, 열매의 개수가 1024개에는 모자라지만, 200개 정도의 열매 내에서 우성과 열성의 비율을 조사해 볼 때, 우성이 열성보다 높은 비율을 가지는 것으로는 관측될 것이다.
즉, 개인용 키트에서, 각 대립 형질에 대하여 구분된 세트를 포함함으로써, 충분히 유전법칙, 통계 및 확률까지도 학습이 가능하다.
한편, 상기 단체용 키트는 상기 부계 씨앗(301), 상기 모계 씨앗(302), 상기 잡종1세대 씨앗(303) 및 상기 잡종2세대 씨앗(304) 각각이 50개 이상으로 구성될 수 있다.
단체용 키트의 경우, 잡종2세대 씨앗(304)의 개수는 50개이다. 50개의 씨앗을 성장시키면 500개 정도의 열매까지 얻는 것이 가능하다.
따라서, 열매의 개수가 1024개에는 모자라지만, 500개 정도의 열매 내에서 우성과 열성의 비율을 조사해 볼 때, 우성이 열성보다 높은 비율을 가지는 것으로는 관측될 것이다.
즉, 단체용 키트에서도 상기 잡종2세대 씨앗(304)으로부터 성장된 식물(열매)을 관찰하여 확률과 통계에 따른 유전법칙을 학습할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전법칙 교육용 키트에 포함될 수 있는 수박의 부모세대, 잡종1세대, 잡종2세대의 유전형질을 설명하기 위한 일실시예 도면이다.
도 4를 참고하면, 수박의 부모세대 계통명 YSKLT(401)는, 과피는 황피이며, 과형은 타원형이고, 과중은 5~6 Kg이고, 종자크기는 보통이고, 과육색은 황색이다.
한편, 수박의 부모세대 계통명 DrHS421(402)는, 과피는 호피이며, 과형은 원형이고, 과중은 2~3 Kg이고, 종자크기는 매우작고, 과육색은 적색이다.
한편, 수박의 잡종1세대(F1) YSKLT × DrHS421 (403)는, 과피는 황피이며, 과형은 단타원형이고, 과중은 3~4 Kg이고, 종자크기는 보통이고, 과육색은 황색이다.
이로부터, 과피는 황피가 우성이고, 종자크기는 보통이 우성이고, 과육색은 황색이 우성임을 알 수 있다.
한편, 수박의 잡종1세대(F1)(403)의 과형은 부모세대(401, 402)의 과형과 전혀 다른 과형을 가지며, 잡종1세대(F1)(403)의 과중도 부모세대(401, 402)의 과중과 전혀 다른 과중을 가진다. 이를 중간 유전이라 한다.
중간 유전이란, 1903년 독일의 코렌스는 분꽃의 교배 실험에서 대립 유전자 사이에 우열 관계가 불완전하여 잡종1세대가 우열의 법칙에 따르지 않고 어버이(부모세대)의 중간 형질이 나타나는 현상을 말한다.
이후, 상기 수박의 잡종2세대(F2) (YSKLT × DrHS421) (404)에는, 과피(2가지 표현형), 과형(3가지 종류의 표현형), 과중(3가지 종류의 표현형), 종자크기(2가지 표현형), 과육색(2가지 표현형)이 모두 조합되어, 72 개(2 x 3 x 3 x 2 x 2 = 72)의 종류로 구분될 수 있다.
본 발명에서는, 일례를 들어 수박의 부모세대 씨앗, 잡종1세대 씨앗, 및 잡종2세대 씨앗을 포함하는 구성에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 세대별로 구분될 수 있는 식물은 모두 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법의 흐름도이다.
유전법칙 교육용 키트(300)에는 부계 씨앗(301), 모계 씨앗(302), 잡종1세대 씨앗(303) 및 잡종2세대 씨앗(304)이 포함되어 있다.
또한, 상기 유전 법칙 교육용 키트(300)는, 개인용 키트와 단체용 키트로 구분되어 구성될 수 있다. 상기 개인용 키트는 각 씨앗이 4개 이상으로 구성되되, 상기 잡종2세대 씨앗(304)은 각 대립 형질 별로 구분되는 한 개 이상의 세트를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 잡종2세대 씨앗(304)은 각 대립 형질에 대하여 확률적 통계에 따른 3가지 유전자형(AA, Aa, aa)을 가진 씨앗이 1:2:1의 비율에 맞추어 구성되거나, 각 대립 형질에 대하여 우성과 열성이 3:1의 비율에 맞추어 구성되는 것을 특징으로 한다. 한편, 상기 단체용 키트는 각 씨앗이 50개 이상으로 구성될 수 있다.
먼저, 상기 씨앗들을 분리하여 성장시킨다(S510).
상기 잡종2세대 씨앗(304)으로부터 성장된 식물을 대립 형질별로 구분하여 개체수를 카운트한다(S520).
상기 카운트 결과에 따라, 상기 대립 형질별 우성 유전자와 열성 유전자의 표현형을 추론한다(S530).
일반적인 우열의 원리에 따라, 대립 형질별로, 개체수가 많은 것이 우성 유전자의 표현형이고, 개체수가 적은 것이 열성 유전자의 표현형이 될 것으로 추론할 수 있다.
이후, 상기 잡종1세대 씨앗(303)으로부터 성장된 식물을 관찰하여, 모두 하나의 표현형으로 성장되었는지를 확인한다(S540).
상기 잡종1세대 씨앗(303)으로부터 성장된 식물을 관찰하여, 상기 추론단계(S530)의 정답여부를 확인한다(S550).
상기 부계 씨앗(301)으로부터 성장된 식물 및 상기 모계 씨앗(302)으로부터 성장된 식물이 대립되는 표현형으로 성장되었는지를 확인한다(S560).
유전 법칙에 따르면, 상기 부계 씨앗(301)으로부터 성장된 식물 및 상기 모계 씨앗(302)으로부터 성장된 식물은 모두 대립되는 형질로 성장되어야 한다.
예를 들어, 수박의 경우, 부모세대 중 하나가 '황피'이고, '타원형'이고, '5~6 Kg'이고, 종자크기가 '보통'이고, 과육이 '황색'이면, 부모세대 중 다른 하나는 '호피'이고, '원형'이고, '2~3 Kg' 이고, 종자크기는 '매우 작음' 이고, 과육은 '적색'이 되어야 하는 것이다.
또한, 상기 추론단계(S530)에서 추론한 대립 형질별 우성 유전자와 열성 유전자의 표현형이 상기 잡종1세대 씨앗(303)으로부터 성장된 식물의 표현형과 다른 경우, 중간 유전임을 확인할 수도 있다. 예를 들어, 수박의 잡종1세대(F1)(403)의 과형의 경우, '단타원형'을 가지는데, 이는 우성 유전자의 표현형인 '타원형'도 아니고 열성 유전자의 표현형인 '원형'도 아니다.
또한, 상기 잡종2세대 씨앗(304)으로부터 성장된 식물의 대립 형질이 2가지로 구분되지 않고 3가지로 구분되는 경우에도, 중간 유전임을 확인할 수 있다. 예를 들어, 수박의 잡종2세대(F2)(404)에서는, 타원형, 원형, 및 단타원형의 3가지로 구분되는 과형이 모두 관찰될 것이다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법에 대하여 설명하였지만, 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램 역시 구현 가능함은 물론이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램의 흐름도이다.
유전법칙 교육용 키트(300)에는 부계 씨앗(301), 모계 씨앗(302), 잡종1세대 씨앗(303) 및 잡종2세대 씨앗(304)이 포함되어 있고, 상기 씨앗들을 성장시킨 이후, 상기 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램을 통해 결과를 학습할 수 있다.
먼저, 상기 잡종2세대 씨앗(304)으로부터 성장된 식물 관찰 후, 대립 형질별로 분류하여 카운트한 개체수를 입력받는다(S610).
그러면, 상기 S610 단계에서 입력받은 내용을 표로 작성하여 출력한다(S620).
이후, 상기 대립 형질별로 우성 유전자와 열성 유전자의 표현형을 입력받는다(S630).
그리고, 상기 잡종1세대 씨앗(303)이 모두 하나의 표현형으로 성장되었는지를 입력받는다(S640).
상기 잡종1세대 씨앗(303)으로부터 성장된 식물의 표현형을 입력받는다(S650).
상기 S650 단계의 입력내용(잡종1세대 씨앗(303)으로부터 성장된 식물의 표현형)에 따라 상기 S630 단계에서 입력받은 내용(우성 유전자와 열성 유전자의 표현형)의 정답여부를 출력한다(S660).
그리고, 상기 부계 씨앗(301)으로부터 성장된 식물 및 상기 모계 씨앗(302)으로부터 성장된 식물의 표현형을 입력받는다(S670).
그러면, 상기 S670 단계의 입력내용(부계 씨앗(301)으로부터 성장된 식물 및 모계 씨앗(302)으로부터 성장된 식물의 표현형)의 정답여부를 출력한다(S680).
상기 대립 형질별 우성 유전자와 열성 유전자의 표현형이 상기 잡종1세대 씨앗(303)으로부터 성장된 식물의 표현형과 다른 경우, 중간 유전임을 알려줄 수 있다.
또한, 상기 잡종2세대 씨앗(304)으로부터 성장된 식물의 대립 형질이 2가지로 구분되지 않고 3가지로 구분되는 경우, 중간 유전임을 알려줄 수 있다.
즉, 상술한 유전법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음을 당업자들이 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 다시 말해, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
300: 유전법칙 교육용 키트
301: 부계 씨앗(P)
302: 모계 씨앗(P)
303: 잡종1세대 씨앗(F1)
304: 잡종2세대 씨앗(F2)
305: 실험지

Claims (10)

  1. 유전 법칙 교육용 키트에 있어서,
    소정의 유전형질을 가지는 부계 씨앗;
    상기 부계 씨앗과 대립되는 유전형질을 가지는 모계 씨앗;
    상기 부계 씨앗 및 상기 모계 씨앗을 성장시킨 식물을 교배하여 얻은 잡종1세대 씨앗; 및
    상기 잡종1세대 씨앗을 성장시킨 식물을 자가 교배하여 얻은 잡종2세대 씨앗을 포함하고,
    상기 부계 씨앗, 상기 모계 씨앗, 상기 잡종1세대 씨앗 및 상기 잡종2세대 씨앗은 각각 분리되어 포장된 것을 특징으로 하는 유전 법칙 교육용 키트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유전 법칙 교육용 키트는,
    상기 씨앗들의 유전형질과 관련되어 수학 및 과학적 관찰실험을 안내하는 실험지
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 법칙 교육용 키트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유전 법칙 교육용 키트는,
    개인용 키트와 단체용 키트로 구분되어 구성되고,
    상기 개인용 키트는 각 씨앗이 4개 이상으로 구성되되, 상기 잡종2세대 씨앗은 각 대립 형질 별로 구분되는 한 개 이상의 세트를 포함하여 구성되고,
    상기 단체용 키트는 각 씨앗이 50개 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유전 법칙 교육용 키트.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 개인용 키트의 잡종2세대 씨앗은,
    각 대립 형질에 대하여 확률적 통계에 따른 3가지 유전자형(AA, Aa, aa)을 가진 씨앗이 1:2:1의 비율에 맞추어 구성되거나,
    각 대립 형질에 대하여 우성과 열성이 3:1의 비율에 맞추어 구성되는 것을 특징으로 하는 유전 법칙 교육용 키트.
  5. 부계 씨앗, 모계 씨앗, 잡종1세대 씨앗 및 잡종2세대 씨앗을 포함하여 구성되는 유전 법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법에 있어서,
    상기 씨앗들을 분리하여 성장시키는 단계;
    상기 잡종2세대 씨앗으로부터 성장된 식물을 대립 형질별로 구분하여 개체수를 카운트하는 단계;
    상기 카운트 결과에 따라, 상기 대립 형질별 우성 유전자와 열성 유전자의 표현형을 추론하는 추론단계;
    상기 잡종1세대 씨앗으로부터 성장된 식물을 관찰하여, 모두 하나의 표현형으로 성장되었는지를 확인하는 제1확인단계;
    상기 잡종1세대 씨앗으로부터 성장된 식물을 관찰하여, 상기 추론단계의 정답여부를 확인하는 제2확인단계; 및
    상기 부계 씨앗으로부터 성장된 식물 및 상기 모계 씨앗으로부터 성장된 식물이 대립되는 표현형으로 성장되었는지를 확인하는 제3확인단계
    를 포함하는 유전 법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 대립 형질별 우성 유전자와 열성 유전자의 표현형이 상기 잡종1세대 씨앗으로부터 성장된 식물의 표현형과 다른 경우, 중간 유전임을 확인하는 제4확인단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 잡종2세대 씨앗으로부터 성장된 식물의 대립 형질이 2가지로 구분되지 않고 3가지로 구분되는 경우, 중간 유전임을 확인하는 제5확인단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법.
  8. 부계 씨앗, 모계 씨앗, 잡종1세대 씨앗 및 잡종2세대 씨앗을 포함하여 구성되는 유전 법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램에 있어서,
    상기 잡종2세대 씨앗으로부터 성장된 식물 관찰 후, 대립 형질별로 분류하여 카운트한 개체수를 입력받는 제1입력단계;
    상기 제1입력단계의 내용을 표로 작성하여 출력하는 제1출력단계;
    상기 대립 형질별 우성 유전자와 열성 유전자의 표현형을 입력받는 제2입력단계;
    상기 잡종1세대 씨앗이 모두 하나의 표현형으로 성장되었는지를 입력받는 제3입력단계;
    상기 잡종1세대 씨앗으로부터 성장된 식물의 표현형을 입력받는 제4입력단계;
    상기 제4입력단계의 입력내용에 따라 상기 제2입력단계의 입력내용의 정답여부를 출력하는 제2출력단계;
    상기 부계 씨앗으로부터 성장된 식물 및 상기 모계 씨앗으로부터 성장된 식물의 표현형을 대립 형질별로 입력받는 제5입력단계; 및
    상기 제5입력단계의 입력내용의 정답여부를 출력하는 제3출력단계
    를 포함하는 유전 법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 대립 형질별 우성 유전자와 열성 유전자의 표현형이 상기 잡종1세대 씨앗으로부터 성장된 식물의 표현형과 다른 경우, 중간 유전임을 알려주는 제4출력단계
    를 더 포함하는 유전 법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 잡종2세대 씨앗으로부터 성장된 식물의 대립 형질이 2가지로 구분되지 않고 3가지로 구분되는 경우, 중간 유전임을 알려주는 제5출력단계
    를 더 포함하는 유전 법칙 교육용 키트를 이용한 학습 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램.
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KR20200144780A (ko) * 2019-06-19 2020-12-30 대한민국(농촌진흥청장) 낭충봉아부패병에 저항성을 갖는 백두벌

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GOOGLE "뻥튀기를 활용한 멘델의 유전법칙"(2014.04.01.) *
Google "자석과 스티로폼 구를 이용하여 멘델의 유전법칙" http://sciencelove.com/m/1474?category=479416 *
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