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염색체 시뮬레이션 세트

이 제품은 체세포 분열 과정, 감수분열 과정, 그리고 감수분열 시 발생할 수 있는 몇 가지 이상(異狀) 현상을 이해할 수 있도록 구성된 세트입니다.

Ⅰ. 실험재료

노란색 팝비드(60개), 빨간색 팝비드(60개), 자석동원체 4개, 실, 중심립 4개, 투명테이프, 가위

* 자석동원체 보관 시 붙여두세요

◑ 실험 전 준비사항

각 조별로 세트를 나누어 준 후 그림처럼 팝비드를 꽂아서 염색사(체) 형태를 만든다.

실은 약 30cm 정도로 잘라서 4개를 준비한다.

Ⅱ. 실험과정

◑ 체세포분열

간기(Interphase)

DNA복제가 일어나는 시기로 염색체량이 2배가 되며 분열을 준비하는 시기이다.(G1→S→G2) 2개의 중심립 출현하고 염색사가 핵 안에 실처럼 풀어져 있기 때문에 염색체의 형태를 볼 수 없다.

전기(Prophase)

팝비드 중간에 자석동원체를 끼워 넣는다. 두 개의 염색분체를 염색체 팔이 엉클어진 상태로 두고, 중심립을 사진과 같이 염색체 양 옆에 두고(약 30cm위치) 테이핑하여 고정시킨다. 그 후 실을 가지고 자석동원체 두 곳에 묶거나 스카치테이프를 이용하여 붙인다. 실의 한 쪽 끝은 중심립의 구멍 속으로 집어넣어 통과시킨다. 중심립 또한 테이프를 이용하여 바닥에 붙인다.

중기(Metaphase)

두 개의 염색분체를 위 아래로 배치하고 손으로 붙어있는 자석동원체(염색분체)를 살짝 떼어낸 후 실을 부드럽게 잡아당긴다. 이 때 중심립은 움직이지 않고 중심립 통과한 실을 잡아당긴다.

후기(Anaphase)

실을 지속적으로 잡아 당기면 그림과 같이 된다. 중심립에 가까이 갈 때까지 잡아당긴다.

말기(Telophase)

실을 제거하고, 또한 자석동원체를 제거하고 팝비드끼리 연결하여 다음 그림과 같이 뭉쳐놓는다.

◑ 감수분열

⑴ First Division: 생식분열

제1분열 전기(ProphaseⅠ)

실험대 위에 사진과 같이 염색체를 엉킨 채로 내려놓는다. 이때 각 염색체의 염색분체는 평행이 되도록 놓는다. 여기서 원한다면 교차를 수행할 수 있다. 염색분체의 어느 지점을 뽑아서 다른 염색분체와 교체를 하는데 같은 위치로 바꿔주어야 한다. 두 개의 중심립은 동원체 양측에서 어느 정도(약 50cm) 떨어진 위치에 스카치테이프로 고정시킨다.

이 후 위 사진처럼 실을 동원체 부위에 테이핑하고 다른 한쪽 끝을 중심립에 넣는다.

제1분열 중기(MetaphaseⅠ)

염색체의 위치는 양 중심립 가운데에 위치하고 실을 팽팽하게 잡아당긴다.

제1분열 후기(AnaphaseⅠ)

실을 지속적으로 잡아당기면 사진과 같이 된다. 중심립에 가까이 갈 때까지 잡아당긴다.

제1분열 말기(TelophaseⅠ)

실을 제거하고, 자석동원체를 제거하고 팝비드끼리 연결하여 다음 사진과 같이 뭉쳐놓는다. 2개의 세포를 형성하기 위해 핵막의 형성 그리고 세포질 분열이 종종 발생한다.

⑵ Second Division: 체세포분열

제2분열 전기(ProphaseⅡ)

보통 제 1분열 말기와 제 2분열 전기는 거의 같은 시기로 간주된다. 실험대 위에 염색체를 놓고 중심립을 위 아래로 약 50cm 되는 곳에 테이핑하고 전과 마찬가지로 실을 자석동원체에 붙이고 한쪽 끝은 중심립 사이로 집어넣는다.

제2분열 중기(MetaphaseⅡ)

중심립에 나와 있는 실을 위 아래로 부드럽게 잡아당긴다.

제2분열 후기(AnaphaseⅡ)

사진과 같이 염색분체가 중심립에 가까워질 정도로 잡아당겨 놓는다.

제2분열 말기(TelophaseⅡ)

실을 제거하고 자석동원체를 제거하고 팝비드끼리 연결하여 적당히 뭉쳐놓는다. 이 시기에 핵막이 형성되고 세포질분열이 완료된다.

◑ 교차(Crossing-over)

교차는 감수 제 1분열 전기에 일어나며 감수분열 때 형성된 2가 염색체가 꼬이면서 상동염색체의 대립유전자 사이에서 재조합이 일어나는 현상으로, 염색체의 교차가 이루어지는 장소를 키아스마라고 한다.

이 실험에서 두 염색체는 상동염색체로, 팝비드는 유전자로 간주된다. 염색체 상에 있는 유전자는 보통 함께 유전되고 이것을 연관되었다고 말한다. 그러나 이 연관그룹이 감수분열 동안 방해를 받거나 다양한 방식으로 재배열되기도 한다.

1. 상동염색체를 붙여놓고 위 사진처럼 염색체 팔을 교차하여 배열한다.

2. 교차한 부위(키아스마)의 팝비드를 뽑아 다른 염색체로 서로 바꿔 끼운다.

이 때 서로 교차한 염색체 팔의 위치는 같아야 한다.