자연 선택과 진화
같은 종이라도 개체마다 형질이 조금씩 달라요(변이). 환경에 더 알맞은 형질을 가진 개체가 더 많이 살아남아 자손을 남기면, 세대가 지나면서 무리 전체의 형질이 바뀌어요. 이것이 자연 선택에 의한 진화예요. 천적이 사는 곳에서 곤충의 몸 색이 어떻게 바뀌는지 모의 실험해 보세요.
2022 개정 교육과정통합과학2 변화와 다양성 · 변이의 발생과 자연선택 과정, 진화와 생물다양성, [10통과2-01-02]생명과학 생명의 연속성과 다양성 · 변이와 자연선택에 의한 생물 진화의 원리, 유전적 부동과 유전자흐름, [12생과03-03]생명과학 실험 생명의 연속성과 다양성 · 대립유전자 빈도 변화 모의 실험, [12생실03-10]
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이하은T 과학 실험실
사는 곳
천적 (새)
변이 크기
처음 내성 세균
처음 A의 빈도
자연 선택
개체군 크기
한 번 일어나는 사건
빠르기
몸 색의 분포
막대는 지금 세대, 점선은 1세대 · 왼쪽일수록 밝고 오른쪽일수록 어두워요
지금 세대1세대
세대에 따른 평균 몸 색
점선은 사는 곳의 바탕색이에요
평균 몸 색바탕색
시간에 따른 세균 수
세로선은 항생제를 넣은 때예요
항생제에 죽는 세균내성 세균
세대에 따른 대립 유전자 A의 빈도
흐린 선은 앞서 남긴 결과예요
A의 빈도a의 빈도
변이
개체마다 조금씩 달라요
- 같은 종의 개체 사이에 나타나는 형질의 차이
- 유전자의 차이로 생긴 변이는 자손에게 전해져요
- 돌연변이로 새로운 변이가 생겨요
과잉 생산 · 생존 경쟁
모두 살아남지 못해요
- 생물은 살아남을 수 있는 것보다 많은 자손을 낳아요
- 먹이, 천적, 질병 등으로 일부만 살아남아요
자연 선택
환경에 알맞은 개체가 남아요
- 환경에 유리한 변이를 가진 개체가 더 많이 살아남아 자손을 남겨요
- 어떤 형질이 유리한지는 환경에 따라 달라져요
진화
세대를 거치며 바뀌어요
- 유리한 형질이 세대마다 쌓이면 무리의 형질이 바뀌어요
- 개체 하나가 바뀌는 것이 아니라 개체군의 유전적 구성이 바뀌는 거예요
유전적 부동 · 유전자 흐름
우연과 이주도 진화를 일으켜요
- 유전적 부동: 우연한 사건으로 대립 유전자 빈도가 바뀜, 작은 개체군일수록 크게 작용
- 병목 효과, 창시자 효과도 유전적 부동이에요
- 유전자 흐름: 개체의 이주나 꽃가루 이동으로 다른 개체군의 대립 유전자가 들어옴
생물 다양성
다양성이 생기는 까닭
- 서로 다른 환경에서 서로 다른 형질이 선택되며 생물이 다양해졌어요
- 변이가 많을수록 환경 변화에도 살아남는 개체가 있을 가능성이 커요
생각해 보기
- ① 탭에서 밝은 모래에서 10세대가 지나면 평균 몸 색은 어떻게 되나요? 천적이 없을 때와 비교해 보세요.
- 몸 색이 밝아진 뒤 사는 곳을 어두운 화산재로 바꾸면 어떤 일이 일어날까요? 변이 크기를 ‘작게’로 하면 어떤가요?
- 새에게 잡아먹히지 않으려고 곤충이 스스로 몸 색을 바꾼 것일까요? 시뮬레이션 결과를 근거로 설명해 보세요.
- ② 탭에서 처음 내성 세균이 없을 때와 3마리 있을 때 항생제를 넣은 뒤의 결과를 비교해 보세요. 항생제가 내성 세균을 만든 것일까요?
- ③ 탭에서 자연 선택이 없을 때와 aa가 불리할 때 A의 빈도 변화를 비교해 보세요.
- ③ 탭에서 큰 개체군과 작은 개체군으로 각각 여러 번 실험해 보세요. 유전적 부동은 어느 쪽에서 더 크게 나타나나요? 병목 효과를 일으키면 어떻게 되나요?
- 도로 건설로 서식지가 나뉜 두 개체군의 유전적 차이를 줄이려면 어떻게 해야 할까요? 유전자 흐름과 관련지어 생각해 보세요.