2010년 10월 4일스웨덴노벨위원회에서는“올해

의노벨생리·의학상은시험관아기시술로전세계

적으로 10% 이상의 불임 부부에게 아기를 안겨 줄

수 있는 길을 연 에드워즈 박사에게 돌아갔다.”라고

발표하였다. 위원회에서는 발표문에서“지금까지 약

400만명이체외수정으로태어나에드워즈의비전은

현실이됐다.”라고밝혔다.

에드워즈 박사의연구로 1978년최초의시험관아

기인‘루이스브라운’이태어났다. 루이스브라운은정상적으로생장하여건강한아들을낳았다. 그당시일부

사람들은에드워즈의연구에대해윤리적인문제점을제기하여연구를중단할것을주장하였다. 이때문에에드

워즈박사는연구기금지원을거절당해, 개인적인기부금으로연구비를충당하기도하였다.

에드워즈(Edwards, R. G. ; 1925~ )

왼쪽은에드워즈박사부부, 오른쪽은최초의시험관아기였

던루이스브라운과그녀의아들

164

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:7 PM 페이지164 DK

Ⅳ생식과발생

이단원에서는

조그만 연못에는 무엇이 살고 있을까? 개구리,

개구리밥, 수련등이있고, 그 밖에도많은생물이

작은세상을이루며살아가고있다. 몇개정도였던

개구리밥은 엄청난 수로 불어나고, 수련은 새로운

씨를 만들기 위해 꽃을 피우며, 까만 개구리 알은

올챙이로부화되어개구리로자란다.

연못의 생물들처럼 지구 상의 모든 생물은 새롭

게 태어나고생장한다음자손을남김으로써종족

을유지한다.

이단원을통해생물은어떤방법으로자손을만

드는지살펴보고, 이과정에서생장은어떻게일어

나는지알아보자.

세포분열과염색체1생식과사람의발생2

165

|이단원을배우고나면|

1⃞체세포분열과정에서염색체의이동을알며, 생식세포

분열과정의특징을이해할수있다.

2⃞남녀생식기관의구조를기능과관련하여설명할수있

으며, 생식주기의특징을설명할수있다.

3⃞수정에서분만에이르기까지주요발생시기별로태아

발육의특징을설명할수있다.

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:7 PM 페이지165 DK

Ⅳ.

생식과

발생

166 Ⅳ. 생식과발생

1세포분열과염색체

중단원 미리 보기

1-1 생물의생장 1-2 생식세포의형성 1-3 유전자와염색체

체세포

벌집이 작은방들로 이루어진 것처럼 우리몸은 작은

세포들로 구성되어 있다. 우리 몸의 수많은 세포들은

모두 하나의 수정란으로부터 만들어진 것이다. 이 세

포들은어떤방법을통해만들어졌을까?

생장점

나뭇가지의일부를잘라내는것이나무에게

는고통일지모르나, 균형잡힌생장을돕고

좋은열매를맺게하는데도움이된다. 그러

나가지가잘려나간부분은더이상자라지

않는다. 그이유는무엇일까?

생물의생장

생식세포의형성 생식세포분열

유전자와염색체

단원의 개념 구조

세포분열과염색체

▶식물의길이생장은생장점에서세포분열을통해일어나는데, 생장점은

뿌리나줄기끝부분에위치한다. 따라서가지가잘려나간부분은생장점이제

거되었기때문에그부위는더이상자라지않는다.

▶우리몸을구성하는체세포는유전물질이분열되는핵분열과정과세포질

이나누어지는세포질분열과정을통해만들어지는데, 핵분열과정에서복제

된유전자가분리되기때문에생성된딸세포는모세포와유전자구성이같다.

체세포분열

유전형질

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:7 PM 페이지166 DK

1. 세포분열과염색체 167

독일의피르호(Virchow, R. ; 1821~1902)는“동물은동물에서태어나고식물은식물에서태어나듯, 세

포가존재하려면반드시먼저존재하는세포가있어야만한다.”라고주장하였다. 세포분열은모세포로부터

동일한딸세포를형성하는과정이다. 딸세포의유전물질이모세포와같아지기위해서는분열전에어떤준

비과정이필요할까?

염색체수

우리몸의피부를구성하는상피세포에

는 46개의 염색체가 들어 있지만, 정자

에는 23개의 염색체가 들어 있다. 이처

럼 상피 세포와 정자에 포함된 염색체

수가서로다른이유는무엇일까?

꽃가루

동물의생식기관에서는정자와난자가생산된다. 그

리고이들의수정에의해새로운자손이만들어진다.

식물에서정자와난자에해당하는세포는무엇일까?

▶식물의꽃밥에서는감수분열에의해꽃가루가만들어지고, 씨방

에서는감수분열을통해난세포와극핵이만들어진다. 꽃가루에서

생성된두개의정핵은각각난세포와극핵과수정하면서씨를만든

다. 식물에서동물에정자에해당하는세포는정핵이고, 난자에해당

하는세포는정핵과결합하는난세포와극핵이다.

▶상피세포는체세포분열을통해만들어진체세

포이며, 체세포분열을통해만들어진딸세포는모

세포와유전자구성이같다. 정자와난자는결합하

여수정란을만드는데, 정자와난자가상피세포와

같이 46개의염색체를갖고있으면, 두세포의수정

을통해만들어진수정란은 92개의염색체를갖게

되면서생명의특성이유지될수없다. 따라서생명

체는다른체세포와달리생식세포를만들때상동

염색체가분리되는방식을통해염색체의수가모세

포의 1/2인생식세포를만들게된다. 그결과정자

의염색체수는상피세포의염색체수의 1/2인 23

개이다.

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:7 PM 페이지167 DK

168 Ⅳ. 생식과발생

체세포분열

우리는어렸을때찍었던사진속의모습을보면서“어라. 내가많이

컸네.”라는생각을하게된다. 이처럼생물이자라는과정이생장인데,

생물이자랄수있는이유는무엇일까?

생물이생장하는것은몸을구성하고있는세포가분열을거듭하여

그수가많아지기때문이다. 몸을구성하고있는세포의수는체세포분열을통

해증가한다. 이러한체세포분열은어떤과정을거쳐일어나는지양파의뿌리끝

을관찰하여알아보자.

Ⅳ.

생식과

발생

어미 닭이 알을 품은 지 21일이

지나면병아리는부리로껍데기를깨고

나온다. 그 후 모이를 먹고 무럭무럭 자라서

6개월후에는어미닭만큼커지게된다. 병아리가어미닭으로자랄때몸속에서는어

떤일이일어날까?

생물의 생장1-1

•체세포분열을관찰하는방법에대

하여설명할수있다.

•체세포 분열을 관찰하고, 각 분열

시기의특징을설명할수있다.

실험 전 준비 과정

목·표❶물을가득채운유리컵에양파를올려놓고뿌리

가자라게한다.

❷양파 뿌리가 2~3cm 정도 자라면 뿌리 끝을

1 cm 정도로 잘라 에탄올과 아세트산 용액을

부피비 3:1로 섞은 혼합액에 하루 동안 담가

둔다.

❸이 뿌리를 거즈로 싸서 60æ의 묽은 염산에

7~8분간담근후증류수로헹군다.

관찰(동영상)양파의체세포분열

60#

탐구 활동

내가이렇게작을때도있었네.......

•체세포 분열 과정을 염색체와

관련지어설명할수있다.

•생물이생장하는이유를체세포

분열과관련지어설명할수있다.

학습 목표

⋯ •체세포 분열 과정을 그

림자료를활용하여설명한다.

•생물의생장이일어나는이유를체

세포분열과관련지어이해시키고,

체세포 분열 과정을 그림 자료를

활용하여단계별로설명한다.

Tip수업

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:8 PM 페이지168 DK

1. 세포분열과염색체 169

결과

1분열하고있는세포를찾아그린다음, 특징을기록해보자.

2핵을가진세포가있는가? 핵이없다면어떤구조물이관찰되는가?

1⃞실험에서양파의뿌리끝을사용하는이유에대하여설명해보자.

2⃞막대기모양의구조물은어떻게이동하는지토의해보자.

해석

과정

❶안전면도날로뿌리끝을 2mm 정도잘

라받침유리에놓고아세트산카민용액

을한방울떨어뜨린다음2분정도둔다.

유·의·점

1. 실험 전 준비 과정에서 알코올램

프를 이용하여 묽은 염산을 가열

할 때 반드시 보안경과 마스크를

착용한다.

2. 실험 과정에서 해부 침을 치켜들

지않는다.

(^400)(_ )

특징:

❸덮개 유리를 덮고 그 위를 지우개 달린

연필로가볍게여러번두드린다.

❷해부침으로뿌리끝을잘게찢는다.

❹여분의 용액을 거름종이로 흡수한 다음

현미경으로관찰한다.

아세트산카민용액

•실험전: 양파, 유리컵, 물, 안전면

도날, 비커, 에탄올, 아세트산 용

액, 거즈, 핀셋, 묽은염산, 스탠드,

온도계, 쇠그물, 삼발이, 알코올램

프, 보호안경, 마스크, 실험용장갑

•실험 과정: 양파 뿌리, 받침 유리,

덮개유리, 핀셋, 스포이트, 안전면

도날, 아세트산카민용액, 해부침,

지우개 달린 연필, 거름종이, 실험

용장갑, 현미경

준·비·물

창의·인성

보충자료

•고정(에탄올과아세트산혼합액): 양파뿌리의세포분열진행을중단시키고살아있

을때와비슷한상태로고정

•해리(묽은염산): 세포벽을제거하고조직을연하게하여세포가쉽게분리되도록함

•염색(아세트산카민용액): 핵과염색체가붉은색으로염색됨

•분리및압착(해부침찢기): 세포들이겹치지않도록한겹으로폄

▶전기: 핵막과인이사라지고, 염색체가나타난다.

중기: 방추사가동원체에부착된염색체가세포중앙

에배열된다.

후기: 염색분체가방추사에의해양극으로이동한다.

말기: 염색체가풀려염색사로되고, 두 개의딸핵이

나타난다.

▶ 뿌리끝에체세포분열이왕성하게일어나는생장점이있기때문이다.

▶둥근모양의핵을가진세포는간기의세포이다. 핵이없는세포에서는굵은실또는막대기

모양의염색체가관찰된다.

▶ 막대기모양의구조물은방추사에의해양극으로끌려간다.

400

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:8 PM 페이지169 DK

(^1,000)

양파뿌리끝의생장점에서는세포분열이활발하게일어나므로분열시기

가다른다양한세포를관찰할수있다. 특히핵이보이지않는세포에

서는막대모양의구조물이관찰되는데, 이를염색체라고한다. 세포

가분열하지않을때에는염색체를관찰할수없지만, 분열하기시

작하면실모양의염색사가뭉쳐져서짧고굵은막대모양의염색체

로나타난다.

체세포분열의과정

모세포로부터동일한두개의딸세포가만들어지기위해서는먼저유전물질이

두배로증가하고, 세포분열에필요한여러가지물질이만들어져야하는데, 이

시기를간기라고한다. 간기가지나면유전물질이들어있는핵이분열하여둘로

되는핵분열이일어나고, 이어서세포질이나누어지는세포질분열이일어난다.

핵분열과세포질분열이일어나는시기를분열기라고한다.

170 Ⅳ. 생식과발생

그림Ⅳ-̀̀1 양파뿌리의생장점

에서의세포분열(_400)

모세포와딸세포

분열하기전의세포를모세포라고

하며, 분열 결과 만들어진 세포를

딸세포라고한다.

그림Ⅳ-̀̀2 생물의체세포분열과정

방추사가생긴다.방추사가동원체에붙는다.

Gº기심화자료

신경세포나골격근육세포와같이더이상분열하지않는세포들은G¡기에 멈추어있는데, 이시기를Gº기라고

한다. 하지만일시적으로 Gº기로들어간세포는세포주기조절신호를받아다시분열할수있다. Gº기상태인

간세포의경우, 간이손상되면세포분열을촉진하는신호를받게되고다시정상세포주기로돌아간다.

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:8 PM 페이지170 DK

1. 세포분열과염색체 171

핵분열기는전기, 중기, 후기, 말기의순서로진행된다. 전기에는핵막이사라

지고두가닥의염색분체로된염색체가형성된다. 그리고세포의양쪽끝에서

뻗어나온방추사가염색체에붙는다.

중기에는굵고짧아진염색체가세포의중앙에위치하게되는데, 이때의염색체

는두개의염색분체가붙어있는상태이다. 후기에는염색분체가방추사에의해

양극으로끌려간다. 말기에는세포의양극으로끌려간염색체가다시염색사로풀

어져핵막에의해둘러싸이면서두개의딸핵이나타난다.

말기에핵분열이끝나면이어서세포질이나누어지는세포질분열이일어난다.

식물세포는두핵사이에세포판이형성되어두개의딸세포가만들어진다. 반

면, 동물세포는세포막이밖에서안으로함입되면서세포가나누어져두개의딸

세포가형성된다.

이처럼체세포분열은간기와분열기가연속으로일어난다.

중기에관찰되는염색체

세포분열이일어나기전에하나의

염색체가똑같이복제된다. 따라서

전기와중기의염색체는똑같은유

전자를갖고있는두개의염색분

체가붙어있는상태로존재한다.

염색분체(_13,000)

염색체의관찰

염색체는염색액에의해쉽게염색이된다.

염색체는세포분열의전기에형성되며,

중기에세포중앙에배열되므로이시기에

가장뚜렷하게관찰된다.

세포막이밖에서안으로함입되어두개의

딸세포가만들어진다.

세포중앙에서세포판이형성되어두개의

딸세포가만들어진다.

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:8 PM 페이지171 DK

172 Ⅳ. 생식과발생

체세포분열의의의

생물은체세포분열을통해세포수가늘어나몸이생장한다. 식물의경우에는

뿌리나줄기끝의생장점과형성층에서체세포분열이일어난다. 식물의생장점

에서는길이생장이일어나며, 형성층에서는부피생장이일어난다.

반면, 사람의체세포분열은몸전체에서일어난다. 일반적으로어릴때에는체세

포분열이활발하게일어나생장속도가빠르지만, 성인이되면세포의분열속도가

느려지다가생장이멈추게된다. 따라서사람의생장곡선은 S자형으로나타난다.

몸에상처가나면상처부위에서체세포분열이일어나손상된세

포가교체되므로상처가아물게된다. 또백혈구와적혈구가수명을

다하면골수에서체세포분열을통해혈구가다시만들어진다. 따라

서혈액속혈구의수는항상일정하게유지된다. 이처럼사람은체세

포분열을통해생장하고, 늙거나손상된세포가젊은세포로교체되

어건강을유지할수있다.

그림Ⅳ-̀̀4 상처의회복_̀ 상처가나면상처

부위에서체세포분열이일어나상처가아문다.

그림Ⅳ-̀̀3 사람의생장변화

❶체세포분열에서핵분열과정을순서대로써보자.

❷사람의생장이일어나는원리를설명해보자.

개념확인하기

운동을하다가넘어져서무릎에상처가난경우며칠이지나

면원래대로회복된다. 상처가아무는이유를체세포분열과

관련지어설명해보자.

생활속문제해결하기자기

주도

학습

사람의생장곡선이 S자형을나타내는이유는무엇인가?

생장이가장빠른시기

사람의생장곡선

생장이멈춘시기

수정 출생 10세 20세 50세

세포분열이필요한이유

세포의 크기가 커지면 표면적이 증가

하는 비율보다 부피가 증가하는 비율

이커져서세포막을통한물질교환능

력이떨어진다.

▶핵분열은염색체의행동을중심으로전기-중기-후기-말기의

네시기로구분된다.

▶사람의몸을구성하는체세포가세포분열을통해그수를

늘리기때문에사람의생장이일어난다.

▶상처가난경우손상된세포를대신할수있는새로운세포가체세포

분열을통해만들어지기때문에상처가아문다.

▶사춘기때에는생장속도가빠르지만, 어릴때와성인시기에는생장속도가

느리기때문에S자형의생장곡선이된다.

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:8 PM 페이지172 DK

1. 세포분열과염색체 173

생명을 위협하는 암!

MP3 플레이어, 스마트폰등새로운디자인과다양한기능을가진

제품을수없이개발했던스티브잡스(Steve Jobs ; 1955~2011)

는 췌장(=이자)암이간으로전이되어끝내사망하였다. 암세포는정

상세포와어떤점에서차이가날까?

사람의몸은수십조개의세포로이루어져있으며, 세포의수가늘어나면서생장을하게된다.

세포의수명은영원한것이아니라어느정도분열하면더이상분열하지못하고죽게된다. 그런데

세포의정상적인생장이나상처에의한재생과는무관하게비정상적으로세포분열이일어나면종양

이된다.

종양은생명에위험을초래하지않고천천히생장하는양성

종양과빠른속도로증식하여주변의세포들을죽이면서생명

을위협하는악성종양으로구분할수있다. 이 중에서악성

종양을암이라고한다.

그렇다면암세포가비정상적으로세포분열을하는이유는

무엇일까?

정상세포에는암을억제하는유전자가존재하여세포분열

이엄격하게통제되고있다. 그러나암을억제하는유전자에

돌연변이가일어난암세포는세포분열을조절하지못한다.

따라서암세포는계속해서세포분열이일어나무한히증식한

다. 이러한돌연변이는모든세포에서일어날수있으므로암

세포는우리몸의어디에서든지생길수있다.

또암세포는혈액이나림프를따라신체의다른조직이나기관으로이동할수있는데, 이를전이

라고한다. 스티브잡스는췌장의암세포가간으로전이되어췌장암수술을받은이후에도간이식

수술을받아야했다.

암세포의발생

암세포의전이

보충·심화

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:8 PM 페이지173 DK

Ⅳ.

생식과

발생

174 Ⅳ. 생식과발생

생식세포분열

사람을비롯한많은동물은정자와난자라는생식세포를만들고, 이들의결합

을통해새로운자손이태어난다. 만약생식세포가체세포분열과같은과정으로

만들어진다면어떻게될까? 자손의염색체수는부모의두배가되고, 세대가거

듭할수록염색체수는점점증가하게될것이다.

사람의염색체수는세대를거듭하여도일정하게유지된다. 그이유는모세포

와딸세포의염색체수가변함없는체세포분열과달리, 생식소에서만들어지는

생식세포는염색체수가모세포의절반으로감소하는분열을통해만들어지기때

문이다. 이러한세포분열을생식세포분열이라고한다.

호밀의꽃밥에서생식세포인꽃가루가만들어지는과정을관찰함으로써생식세

포분열이어떻게일어나는지알아보자.

생식세포인 꽃가루가 만들어지는 과

정을관찰하고, 각 분열 시기의특징

을설명할수있다.

실험 전 준비 과정목·표

❶호밀의이삭이피기전에이삭을채취하여에

탄올과 아세트산 용액의 3:1 혼합액에 넣어

일주일간둔다.

❷ 70 %에탄올로이삭을씻어낸후, 70 %에탄

올에넣어냉장보관한다.

관찰(동영상)호밀이삭의생식세포분열탐구 활동

엄마,저어때요?

70 %에탄올

호밀이삭

•생식세포분열과정을염색체와

관련지어설명할수있다.

•생식세포분열이일어나야하는

이유를설명할수있다.

학습 목표 사춘기가 되면 성호르몬이 활발하게 분비되면서

남자는몽정을하고여자는초경을하는등의 2차성징

이나타난다. 이것은자손을만드는데필요한생식세포인

정자와난자가정상적으로만들어지기시작했다는것을의미한다.

생식세포는어떤과정을거쳐만들어질까?

생식세포의 형성1-2

호밀이삭의구조보충자료

호밀이삭에는매우많은수의홑이삭이붙어있으며, 하나의홑이삭은둘

로분리되는데, 각각세개씩의꽃밥이들어있다. 생식세포분열을관찰

하기위해서는약4mm길이의꽃밥을사용하는것이좋다. 체세포분열

과같이꽃밥을너무잘게찢을필요가없으며, 단지꽃밥을터뜨려꽃밥

속에들어있는세포를빼낸다는생각으로현미경표본을준비한다.

⋯ 도입글을읽고정자와난자

의기능을생각하게한후, 생식세포

가갖는염색체수가체세포와같다

면그자손이갖는염색체수는어떻

게달라지며, 나아가생물종이유지

될수있을지에대해생각하게한다.

Tip수업

핵상

유성 생식을 하는 생물의 염색체 구성

을나타낸것으로, 체세포는어버이양

쪽에서각각한벌의염색체를받기때

문에 2n으로 표시한다(사람의 핵상

2n=46). 정자와난자는염색체의수

가모세포의 1/2이므로핵상은 n이다.따라서 정자와 난자의 핵상은 각각

n=23이다.

5월중순이삭이본잎에싸여있을때

이삭을채취한다.

164~181 4단원①-ok 2014.12.24 8:9 PM 페이지174 DK

1. 세포분열과염색체 175

유·의·점

염색액이 마르기 전에 염색액을 한

방울더떨어뜨린다.

과정

❸꽃밥외의나머지를제거한후1%아

세토올세인용액을한방울떨어뜨린다.

❷낱꽃을 받침 유리에 올려놓고, 낱꽃

에포함된꽃밥을분리한다.

❻여분의 용액을 거름종이로 흡수한

다음현미경으로관찰한다.

❺꽃밥조각을제거한후덮개유리로

덮는다.

❶고정된 호밀 이삭에서 핀셋으로 낱

꽃을뜯어낸다.

❹해부침을이용하여꽃밥을잘게찢

은후 5분간두어염색한다.

아세토올세인용액

호밀이삭

•실험전: 이삭이피기전의호밀이

삭, 에탄올, 아세트산 용액, 저장

용기

•실험과정: 고정된호밀이삭, 1 %

아세토올세인 용액, 현미경, 받침

유리, 덮개 유리, 해부 침, 거름종

이, 스포이트, 핀셋, 실험용장갑

준·비·물결과

1현미경으로관찰되는여러단계의세포를그리고, 생식세포가만들어지는순서대

로나열해보자.

2중기로보이는세포의염색체모양은어떠한가?

1⃞생식세포가형성되려면몇번의세포분열이일어나야하는가? 그리고분열후

생긴생식세포는몇개인가?

2⃞생식세포의특징을염색체수와관련지어설명해보자.

해석

(_ ) (_ ) (_ )

창의·인성

▶감수1분열중기에는2가염색체가, 감수2분열중기에는두개의염색분체가결합한염색체가관찰된다.

▶감수1분열과감수2분열의2회에걸쳐일어난다. 그결과네개의생식세포(꽃가루)가만들어진다.

▶생식세포는감수1분열에서상동염색체가분리되었기때문에염색체수가모세포의절반이다.

400 400 400(^40

1

(^400

1

(^40

2

보충자료

•고정(에탄올과아세트산혼합액): 호밀이삭의세포분열진행

을중단시키고살아있을때와비슷한상태로고정

•보관(에탄올): 고정시킨 이삭을 에탄올에 넣어 냉장 보관하면

3~4년간사용할수있음

•염색(아세토올세인용액): 핵과염색체가염색됨

•분리및압착(해부침찢기): 세포들이겹치지않도록한겹으로폄

⋯ 교사는 수업 전에 분열하

고있는이삭을고정시킨것을학생

들에게 나누어 준다. 그렇지 않을

경우분열전의이삭이나분열이끝

나꽃가루만들어있는이삭을고정

시킨것으로실험한학생은생식세

포분열과정을관찰할수없다.

Tip수업

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2

(^400)

2

176 Ⅳ. 생식과발생

생식세포의분열과정과의의

생식세포의예로는사람의정자와난자, 속씨식물의꽃가루와난세포가있다.

사람의정자는정소에서만들어지고,난자는난소에서만들어진다. 속씨식물의꽃

가루는꽃밥에서, 난세포는씨방안의밑씨에서만들어진다.

생식세포분열의간기에는체세포분열과같이유전물질이복제된다. 그러나

생식세포분열에서는세포분열이 2회에걸쳐연속적으로일어난다. 이때처음

일어나는분열을감수 1분열이라고하며, 나중에일어나는분열을감수 2분열이라

고한다.

감수 1분열의전기에는상동염색체가서로붙게되는데, 이상동염색체의쌍

을 2`가염색체라고한다. 중기에는 2가염색체가세포의중앙에배열하고, 후기에

는방추사에의해상동염색체가각각분리되어양극으로끌려간다. 이처럼감수

1분열로두개의딸세포가만들어지며, 각각의딸세포에들어있는염색체수는

상동염색체가분리되었기때문에모세포수의절반으로줄어든다. 감수 1분열이

끝나면바로감수 2분열이시작된다. 2

2가염색체

감수 1분열전기에상동염색체가

서로 붙어서 2가 염색체를 형성

한다.

그림Ⅳ-̀̀5 생물의생식세포분열과정

상동염색체

체세포에존재하는, 모양과크기가

같은염색체쌍

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1. 세포분열과염색체 177

감수 2분열에서는간기에복제되었던염색분체가나누어져양극으로끌려가

므로염색체수는변화가없다. 결과적으로생식세포분열로하나의모세포에서

염색체수가반으로줄어든네개의딸세포가형성된다. 이와같이염색체가반감

되는특성때문에생식세포분열을감수분열이라고도부른다.

생식세포분열을통해만들어진정자와난자는수정하여자손이태어나며, 자

손의염색체수는어버이와같다. 이처럼염색체수는생식세포분열과수정을통

해세대를거듭하여도항상일정하게유지될수있으며, 그결과생물종이유지될

수있다.

❶생식세포분열과정에서유전물질의복제는몇번일어나는가?

❷염색분체는생식세포분열의어느과정에서분리되는가?

개념확인하기

백합을이용하여생식세포를관찰하려고한다. 관

찰재료를어떻게선택해야하는지조사해보자.

과학과실험연관짓기자기

주도

학습

정자와난자형성과정의비교심화자료

①세포질분열 정자형성과정에서는세

포질이균등하게분열하지만, 난자형성

과정에서는 세포질이 불균등하게 분열

한다.

②1개의모세포로부터만들어지는생식세

포수 하나의모세포로부터정자는네

개가만들어지지만, 난자는한개가만

들어진다.

▶1회_̀ 체세포분열과마찬가지로생식세포분열에서도유전물질의복제는

간기에1회만일어난다.

▶감수 2분열후기_̀ 감수 1분열에서는상동염색체가분리되기때문에핵상

이 2n에서 n으로반감된다. 그러나감수 2분열에서는간기에복제되었던염

색분체가분리되기때문에핵상은n에서n으로변화가없다.

▶생식세포분열이진행되고있는시기의백합꽃봉오리를

채취하여고정시켜야한다. 백합의경우약 2 cm 길이의꽃

봉오리를 채취하여 고정시키면 생식세포 분열을 잘 관찰할

수있다.

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Ⅳ.

생식과

발생

178 Ⅳ. 생식과발생

•유전자와염색체의관계를설명

할수있다.

•사람의 염색체 구성을 설명할

수있다.

•세포 분열 과정에서 염색체의

행동을설명할수있다.

학습 목표 어렸을때잃어버린자식을찾은부모가자식을부

둥켜안고감격의눈물을흘리는모습을텔레비전을통해

볼수있다. 그들은어떻게서로한가족이라는것을알수있

을까?

유전자와 염색체1-3

유전자와염색체

부모가어렸을때잃어버렸던자식을금방알아볼수있었던이유는아이에게서

자신과닮은모습을찾을수있었기때문이다. 이처럼부모의여러가지특징은자

손에게전달된다. 그러면부모의특징들은무엇을통해자손에게전달될까?

부모로부터자손에게전해지는특징을유전형질이라고하는데, 유전형질은유

전자의활동에의해나타난다. 과학자들은생식세포분열과수정과정에서유전

자와염색체의행동이비슷한점에서유전자가염색체에존재한다고생각하였다.

그림Ⅳ-̀̀6 염색체와유전자

세포

수정란

정자

난자

⋯ •도입글을읽고부모와자식이닮는이유가무엇인지를

생각하게한후, 생식세포에는무엇이들어있을지발표시킨다.

•체세포 분열과 생식세포 분열에서 염색체가 어떻게 이동하는지

비교하여모세포와딸세포의차이점을이해시킨다.

Tip수업

상동염색체와염색분체의구조

예⃝눈꺼풀, 머리카락색깔, 혈액형등

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1. 세포분열과염색체 179

자손은부모의생식세포인정자와난자의수정에의해태어난다. 이때부모의

정자와난자는자손에게무엇을전달하는것일까?

정자와난자는부모에게서물려받은각각 23개의염색체를가지고있다. 따라

서부모의유전자를절반씩물려받은자손은부모양쪽의특징을물려받아부모

와닮는것이다.

예를들어아버지와어머니로부터쌍꺼풀유전자를물려받은경우, 자손은쌍

꺼풀유전자를가지게되어쌍꺼풀이나타난다. 이처럼염색체는부모의형질을

자손에게물려주는역할을한다. 사람의여러가지형질을결정하는유전자의종

류는약 2만가지이지만염색체의종류는 23개에불과하다. 따라서한염색체에

는수백~수천개의유전자가존재한다.

그러면형질을결정하는유전자는무엇으로이루어져있으며, 염색체에어떻게

존재할까?

핵속에는유전물질인DNA가있는데, 어떤형질에대한정보를가지고있는

DNA의특정영역을유전자라고한다. 핵에서DNA는단백질을감싼후꼬여서

염색사를형성한다. 세포가분열하지않는간기에는염색사로존재하지만, 세포

가분열기에접어들면염색사가접히고응축되어막대기모양의염색체로관찰

된다.

DNA두가닥이서로꼬여있는나선구

조로되어있으며, 생물의유전형

질을 결정하는 유전 정보를 저장

한다.

DNA모형

눈꺼풀유전

쌍꺼풀은외까풀형질에대하여우

성형질이다.

염색체

단백질

유전자 2유전

자3

유전자 1

DNA

염색사

핵

( “ 9

( \ \ \ { \ \ \ 9 {DNA량보충자료

두가닥의염색분체로이루어진염색체의

DNA량은한가닥의염색체의두배이지

만, 염색체가완전히떨어지지않았기때문

에두개의염색체가아닌하나의염색체로

보여진다. 따라서감수 2분열전기~후기

와말기의염색체수는같지만전기~후기

의DNA량은말기DNA량의두배이다.

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180 Ⅳ. 생식과발생

염색체와세포분열

우리몸을구성하는체세포는 46개의염색체를가지고있으며, 각각의세포가

지니고있는유전자구성은모두같다. 그이유는하나의수정란에서체세포분열

을통해몸이만들어졌기때문이다. 그러나생식세포분열을통해만들어진정자

와난자는각각 23개의염색체를가지며, 각세포들은유전자구성이매우다양

하다. 체세포분열과생식세포분열의공통점과차이점은무엇일까?

체세포분열과생식세포분열이일어나기위해서는먼저간기에유전물질인

DNA가복제되어야한다. DNA 복제는체세포분열과생식세포분열에서공통

으로일어나는과정이다. DNA 복제가일어나면염색체는 2개의염색분체가붙

어있는상태가된다. 따라서세포분열의전기와중기에관찰되는염색체는염색

분체가분리되지않았기때문에유전자구성이같은 2개의염색분체로구성되어

있다.

2

2n=4

n=2 n=2

n=22n=4 2n=4

n=2 n=2 n=2

그림Ⅳ-̀̀7 체세포분열과생식세포분열에서염색체의분리

어버이양쪽으로부터같은수의염색체를받기

때문에 정상적인 체세포의 염색체 수는 항상

짝수이며핵상은2n으로 표시한다.

온몸

체세포형성시

1회

2개

2n→`2n

생장

생식기관

생식세포형성시

연속 2회

4개

2n→`n

생식세포생성

분열장소

분열시기

분열횟수

딸세포수

염색체수

분열결과

체세포분열과생식세포분열

사람의DNA는얼마나빠르게복제될까?

DNA 복제과정에서뉴클레오타이드가첨가되는속도는박테리아의경우초당 500개이고, 사람은초당 50개이다. 그러므로

4,000개의염기를갖는DNA를복제하는데필요한시간은박테리아가 8초, 사람은 80초이다. 따라서 46개의염색체에있는

30억쌍의뉴클레오타이드전체를복제하기위해서는대략8시간정도의시간이필요하다.

체세포분열 감수분열구분

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1. 세포분열과염색체 181

사람의체세포가가진염색체는 46개이지만, 세포분열후체세포와생식세포

의염색체수가서로달라진까닭은무엇일까?

체세포분열과생식세포분열의차이점은분열횟수와염색체가분리되는방식

에있다. 체세포분열에서는염색체들이적도면에배열한후, 방추사에의해염색

분체가분리되어양쪽으로끌려간다. 따라서딸세포가갖는염색체수는모세포

와동일한 46개이다.

생식세포분열에서는 2회의연속적인분열이일어난다. 감수 1분열에서 2가

염색체를구성하는상동염색체가서로분리되므로만들어진딸세포의염색체수

는 23개이다. 이때염색분체는아직분리되지않은상태이므로각염색체는 2개

의염색분체로이루어져있다. 감수 2분열에서는체세포분열과유사하게염색

분체가분리되어 23개의염색체를갖는네개의딸세포가만들어진다. 그결과

생식세포분열로만들어진딸세포의염색체수는모세포의절반이된다.

사람의염색체구성

각 생물이 가진 염색체의 모양과 수는 생물의

종에따라다르다. 우리몸을구성하고있는세포

들은모두하나의수정란으로부터체세포분열을

통해만들어졌으며, 모두 46개의염색체를갖고

있다. 이 46개의염색체를자세히관찰하면모양

과크기가같은염색체가쌍으로존재하는데, 이

를상동염색체라고한다.

상동염색체중에서남자와여자에공통으로존

재하는 22쌍의염색체를상염색체라고하며, 성을

결정하는X와Y 염색체를성염색체라고한다. 남

자는 22쌍의상염색체와성염색체 X와 Y를가지

며, 여자는 22쌍의상염색체와성염색체 X를두

개가진다.

생식세포의유전적다양성

상동염색체는부모양쪽으로부터

하나씩물려받은것이므로상동염

색체 사이의 유전적 구성은 서로

다르다. 이러한 상동 염색체가 감

수 1분열에서 무작위로 분리되어

생식세포로들어가므로유전자구

성이다양해진다.

❶특정형질을결정하는유전적요소를무엇이라고하는가?

❷체세포의염색체수가 46개인생물에서체세포분열과생식세포분열

결과만들어진딸세포에는각각몇개의염색체가들어있는가?

개념확인하기

한부모로부터태어난자녀라도모습이서

로다르다. 그이유를생식세포분열과관

련지어설명해보자.

과학과생활연관짓기자기

주도

학습

X Y

1 2 3 4

6

13 14 15 16 17 18

19 20 21

22

X X X Y

7 8 9 10 11 12

5

핵형

생물은종에따라염색체의수나크기,

모양이일정한데, 이러한염색체의특

성을핵형이라고한다. 생물은종마다

고유한핵형을가지고있다. 따라서핵

형분석을통해태아의기형여부나서

로다른종간의유연관계를알아볼수

있다.

▶유전자_̀ 유전형질을결정해주는요소를유전자라고하며, 유전자의활동에의해

특정형질이발현된다.

▶체세포의염색체수가 46개이므로, 체세포분열결과만들어진딸세포의염색체수는

46개이고, 생식세포분열의결과만들어진생식세포의염색체수는23개이다.

▶아버지로부터정자가, 어머니로부터난자가만

들어지는데, 생식세포분열을통해만들어진생식

세포는유전적으로다양하다. 따라서자손은부모

가같아도모습이서로다르다.

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