이곳에 설명한 내용을 토대로 추가로 개발한 가상실험 프로그램은 아래 링크 참고
https://sciencelove.com/482991
체세포분열과 감수분열 가상실험
체세포분열과 감수분열을 학생들이 직접 조작해 보게 하고 싶었다.그래서 프로그램으로 만들어 보았다. 아래 링크에서 실행하면 된다. https://sciencej.cafe24.com/html5/cell/celldivision.html 처음 시작하
sciencelove.com
체세포분열과 감수분열을 가르치다 보면 염색분체, 상동염색체, 2가염색체 등 다양한 용어가 등장한다. 처음배우는 학생들은 용어 자체가 잘 이해되지 않으니 어려울 수 밖에...
그래서 쉽게 가르치기 위해서 모형을 사용해 보지만 여전히 어렵다. 그러다가 이번에는 학생 몸을 이용하기로 했다.
<약간의 개념정리 필요, 정확히 말하면 염색분체는 X자 모양의 염색체를 이루었을때 절반을 염색분체라고 한답니다. 그리고 염색체에서 염색분체가 떨어져 나오는 순간부터는 염색분체가 아니라 이것도 하나의 염색체라고 불러야 합니다.>
우리교실은 1개의 세포다 그리고 너희들은 교실세포 안에 들어있는 염색체 들이다.(30명이니까 30개 정도 되는구나) 우리교실세포를 2개의 교실세포로 체세포분열을 시도할 것이다.
모두 일어나서 양다리와 양팔을 벌려라. 그래 염색체는 세포분열이 시작되면 전기에 지금 너희 모습과 같은 X자 형으로 나타나기 시작한다. (평상시에는 염색사로 핵 속에 들어있어서 염색체모양을 볼 수는 없다.)
평상시에는 염색사로 풀어져 있다. 그래야지 유전자를 비교하면서(?) 똑같은 염색체를 복제할 수 있기 때문이다. 뭉쳐 있으면 복제할 수 없다. 하지만 세포분열을 할 때는 실처럼 풀려 있으면 분리하기 어려우니까, 돌돌 뭉쳐서 X자 모양이 되는 것이다.
염색체 안에는 유전물질인 유전자가 들어있다. 세포분열할때는 이 유전자를 딸세포에게 그대로 전달해 주어야 한다. 너희 각자가 염색체 인데 사실 선생님은 너희들 한명 한명을 절반씩만 봐도 너희가 어떤 모습인지 알 수 있다. 너희들 절반(염색분체)에는 이미 너희들에 대한 모든 정보가 담겨있기 때문이다.
왼쪽팔을내리고 왼쪽다리를 오므리고 있어도, 선생님이 너희들 오른쪽 절반만 봐도 너희가 어떻게 생겼는지 다 알 수 있다. 마찬가지로 염색체는 2개의 염색분체로 되어 있는데 그 중 1개의 염색분체만 있어도 필요한 유전정보는 다 알아낼 수 있단다.
그런데 왜 1개의 염색체는 2개의 염색분체로 되어 있냐고? 그건 세포분열을 하기 위해서다. 1개의 모세포가 2개의 딸세포로 분열하려면 양쪽에 똑같은 유전정보를 나누어 줘야 하기 때문이다.
자 우리교실세포 1개에는 염색체가 30개(30명)가 들어 있는데 이 교실세포를 2개의 교실세포로 체세포분열을 시켜보자
체세포분열 전기에 너희와 같은 염색체가 X모양으로 나타나고, (여기부터는 자동이다.) 중기에는 무조건 중앙배열 (모두 중앙에 한줄로 선다.) 그럼 자동으로 무조건 절반으로 잘라낸다. (조금 잔인하지만) 너희들 몸이 절반으로 나누어져서 양끝으로 이동하게 되고 이동된 너희들 절반(염색분체)은 각각 2개의 학급으로 만들어지게 된다. 그래서 2개의 딸세포가 만들어 진다.
그럼 만들어진 딸세포 1개에는 너희들 절반(염색분체)만 들어있는데 모세포의 유전정보가 제대로 전달된 걸까? 그렇다 아까 선생님이 이야기 한데로 절반만 있어도 너희 각자가 어떤 학생인지 알 수 있다.
이제 간기 동안 절반만 남은 너희들은 너희들 절반의 정보를 이용해서 다시 나머지 절반을 복제해 낸다. 그럼 다시 X자 모양의 염색체로 성장하게 된다. (간기 시기가 가장 길다. 다음 체세포분열을 위해 준비하는 기간이다)
복제가 끝나면 다시 온전한 정보를 가진 반으로 나눌 수 있으니까 또 체세포 분열을 할 수 있게 된단다.
선생님이 너희 염색체들을 절반으로 나눠 2개의 딸세포로 만들어도 염색체수는 줄어들지 않는다.
그런데 생식세포분열을 할때는 왜 염색체수가 절반으로 줄을까?
가장 중요한 핵심은 2가염색체 때문이다. 생식세포분열은 분열이 2번연속으로 이루어지는데 감수1분열 전기에 모양과 크기가 같은 상동염색체끼리 달라 붙어 있는 2가염색체가 나타난다.
자 이번에는 너희 짝꿍끼리 팔장을 껴 봐라. 무슨일이 있어도 둘이 떨어지면 안된다. 지금 너희들 모습이 바로 2가 염색체이다. 이후 과정부터는 자동이다. 감수1분열 중기가 되면 중앙에 배열되야 하는데, 팔장을 낀 친구와 떨어지면 안되니까 팔장을 낀 채로 중앙에 한줄로 서게 된다. 선생님은 어떻게 너희들이 서 있는지 관심없다. 후기가 되면 그 상태에서 중앙에 서있는 염색체들을 절반으로 잘라서 양끝으로 무조건 나눠 버린다.
그런데 나눠 놓고 보니, 너희들 몸이 절반으로 잘린게 아니라 팔장끼고 있던 친구와 떨어져서 왼쪽에 15명, 오른쪽에 15명이 가 있다. 염색체수가 모세포에는 30개 였는데 감수1분열 과 만들어진 딸세포에는 15개만 남아 있다. 즉 감수1열에서 염색체수가 이미 절반으로 줄어든 것이다.
그런데 딸세포에 있는 15명의 염색체를 보니 아직 완전한 X자 형태를 유지하고 있다. 이상하다 아까 분명히 절반으로 자른 것 같은데...
그래서 선생님은 남아있는 15명의 염색체를 다시한번 세포분열(감수2분열)을 시킨다. 감수2분열 중기에 중앙에 한줄로 세운 다음 다시 자동으로 반으로 잘라 버린다. 그리고 양끝으로 이동시킨다.
그결과 절반으로 잘라진 몸(염색분체1개씩)이 세포에 들어가 있게된다. 제2감수분열에서는 체세포분열처럼 염색체수는 줄어들지 않는다. 체세포분열과 감수2분열이 다른점은 절반으로 잘린몸이 다시 원래 X자형태로 성장하는 간기가 없다는 점이다. (당연하다, 복제된 염색분체가 그대로 존재하니까 복제할 시간이 필요하지 않다)
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실제 수업시간에 모둠별로 몸으로 해보게 하거나, 아니면 8명을 앞으로 불러내서 직접 움직이게 하면서 보여줘도 좋다.
그리고 수시로 수업시간에 일어나서 X자 형태로 몸을 만들게 하니까 학생들이 훨씬 더 잘 이해하는 것 같다.
물론 선생님인 저는 매 시간 마다 X자 모양을 만든다. (^^)
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아직미완성이지만 염색체 분열을 설명하기 위해 만들고 있는 프로그램이다.
사람모형과 염색체 모형으로 바꿔 가면서 드래그 해서 수동으로 이동시켜가며 설명할 수 있다.
