수능(생명과학II) 필기 기출문제복원 (2011-10-12)

수능(생명과학II) 2011-10-12 필기 기출문제 해설

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수능(생명과학II)
(2011-10-12 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림 (가)는 U자관의 양쪽에 같은 양의 증류수와 10% 설탕물 을 각각 넣은 다음 일정 시간이 지난 후의 상태를, (나)는 (가)의 B에 압력을 가하여 양쪽의 수면 높이를 같게 한 상태를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, ㉠은 압력을 나타낸다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 삼투 현상과 삼투압의 원리를 묻는 문제입니다.
    ㄱ. A에 설탕을 추가하면 A의 농도가 높아져 B와의 농도 차이가 줄어들거나 A가 더 높아지게 되어, B에서 A로 물이 이동하거나 이동량이 줄어들어 A의 수면이 높아집니다.
    ㄴ. (나)에서 수면 높이가 같아졌다는 것은 외부에서 가한 압력 ㉠이 설탕물의 삼투압과 평형을 이루어 물의 순이동이 없어진 상태임을 의미합니다.
    ㄷ. 삼투는 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 물이 이동하는 수동 수송 과정으로, 에너지가 소모되지 않습니다.
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2. 그림 (가)는 식물 세포의 구조를, (나)는 동물 세포에서 일어나는 식세포 작용을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • A는 핵, B는 엽록체, C는 미토콘드리아, D는 미토콘드리아, E는 리소좀입니다.
    핵(A)에는 DNA 복제를 위한 DNA 중합 효소와 전사를 위한 RNA 중합 효소가 모두 존재합니다.
    엽록체(B)와 미토콘드리아(C, D)는 세포 호흡과 광합성을 통해 ATP를 합성하는 효소 체계를 가지고 있습니다.
    리소좀(E)은 내부의 가수 분해 효소를 이용해 식세포 작용으로 들어온 물질을 분해합니다.
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3. 다음은 어떤 유전병에 대해 조사한 내용이다.

유전병인 남성이 임의의 정상 여성과 결혼했을 경우 유전병인 자녀가 태어날 확률은? [3점]

  1. 1/4
  2. 3/13
  3. 6/13
  4. 21/100
  5. 42/100
(정답률: 알수없음)
  • 상염색체 유전이며 정상 부모 사이에서 유전병 자녀가 태어나므로 상염색체 열성 유전입니다. 하디-바인베르크 법칙에 따라 유전병 빈도 $q^{2} = 0.09$이므로, 열성 유전자 빈도 $q = 0.3$, 정상 유전자 빈도 $p = 0.7$ 입니다. 유전병 남성은 유전자형이 $aa$이며, 임의의 정상 여성은 $AA$일 확률이 $\frac{p^{2}}{p^{2}+2pq} = \frac{0.49}{0.49+0.42} = \frac{7}{13}$, $Aa$일 확률이 $\frac{2pq}{p^{2}+2pq} = \frac{0.42}{0.49+0.42} = \frac{6}{13}$ 입니다. 자녀가 유전병($aa$)일 확률은 정상 여성이 $Aa$일 때만 가능하며 그 확률은 $\frac{6}{13} \times \frac{1}{2} = \frac{3}{13}$ 입니다.
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4. 그림 (가)는 기질이 충분할 때 효소 농도에 따른 초기 반응 속도를, (나)는 기질의 농도가 일정할 때 두 가지 효소 농도에서 시간에 따른 생성물의 총량을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 보기 에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 엽록체의 구조와 기능을 분석하는 문제입니다.
    A는 엽록체 내부의 액체 성분인 스트로마이며, B는 틸라코이드 막, C는 틸라코이드 내부 공간(루멘)입니다.
    B에 광합성 색소가 있어 명반응이 일어나는 것이 옳습니다.

    오답 노트

    A는 그라나이다: A는 스트로마이며, 그라나는 틸라코이드가 쌓여 있는 구조체입니다.
    C에서 $CO_{2}$가 포도당으로 환원된다: $CO_{2}$의 고정 및 환원은 스트로
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5. 그림 (가)는 클로렐라 배양액에 14CO2를 공급하면서 일정 시간 빛을 비춘 후 클로렐라에서 채취한 물질을 2차원 크로마토그래피로 분리한 결과를, (나)는 칼빈 회로를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, a와 b는 각각 ㉠과 ㉡ 중 하나이다.)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 2차원 크로마토그래피 결과, 2초 후에는 a만 검출되고 120초 후에는 b, a, 포도당, RuBP가 검출됩니다. 이는 $CO_{2}$가 가장 먼저 ㉠(3-PGA)으로 고정되고, 이후 ㉡(G3P)을 거쳐 포도당과 RuBP로 합성됨을 의미합니다.
    따라서 a는 ㉠(3-PGA)에 해당하며 ㄱ은 옳습니다. 또한 ㉡(G3P) 중 일부는 포도당으로, 나머지는 RuBP로 재생되므로 b가 ㉡일 때 ㄷ은 옳습니다.

    오답 노트

    한 분자당 에너지량은 ⑦ > ㉡ > 포도당이다: 일반적으로 분자당 에너지는 포도당과 같은 고에너지 화합물이 더 높으므로 에너지 서열 설명이 옳지 않습니다.
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6. 그림 (가)는 광합성 과정을, (나)는 엽록체의 구조를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, X와 Y는 무기물이다.)

  1. X는 H2O이다.
  2. X가 분해되어 O2가 발생하는 과정은 광계Ⅰ에서 일어난다.
  3. 포도당 1분자를 만들기 위해 6분자의 Y가 필요하다.
  4. ㉠ 반응은 B, ㉡ 반응은 A에서 일어난다.
  5. ㉡ 반응이 일어나려면 ㉠ 반응이 먼저 일어나야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 광합성의 명반응은 틸라코이드(B)에서, 암반응(칼빈 회로)은 스트로마(A)에서 일어납니다.
    X는 물($H_{2}O$)이며, 물의 광분해로 $O_{2}$가 발생하는 과정은 광계 II에서 일어납니다. 따라서 X가 분해되어 $O_{2}$가 발생하는 과정은 광계 I에서 일어난다는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트

    X는 $H_{2}O$이다: 명반응의 원료로 물이 사용되므로 옳습니다.
    포도당 1분자를 만들기 위해 6분자의 Y가 필요하다: Y는 $CO_{2}$이며, 포도당($C_{6}H_{12}O_{6}$) 합성을 위해 6분자의 $CO_{2}$가 필요하므로 옳습니다.
    ㉠ 반응은 B, ㉡ 반응은 A에서 일어난다: ㉠은 명반응(틸라코이드 B), ㉡은 암반응(스트로마 A)이므로 옳습니다.
    ㉡ 반응이 일어나려면 ㉠ 반응이 먼저 일어나야 한다: 암반응은 명반응 산물인 ATP와 $NADPH_{2}$를 이용하므로 옳습니다.
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7. 다음은 미토콘드리아의 각 성분을 분리하는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 보기 에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 미토콘드리아 분획법에 관한 문제입니다.
    ㄱ. 내막(B)은 외막(A)보다 표면적이 훨씬 넓은 크리스테 구조를 가지고 있어 단백질 함량이 훨씬 많습니다. 따라서 $\frac{\text{B의 단백질량}}{\text{A의 단백질량}}$ 값은 1보다 큽니다.

    오답 노트

    ㄴ. C는 기질 성분으로, 피루브산은 존재하지만 포도당은 세포질에서 분해되므로 미토콘드리아 기질에는 존재하지 않습니다.
    ㄷ. 외막을 터뜨리기 위해서는 세포 내부보다 낮은 농도의 용액인 저장액에 넣어 삼투압으로 인해 팽창시켜야 하며, 고장액을 사용하면 수축합니다.
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8. 그림 (가)는 TCA 회로를, (나)는 전자 전달계를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. ㉠이 없으면 (가)는 진행되지 않는다.
  2. (가)와 (나)는 미토콘드리아에서 일어난다.
  3. (가)에는 탈탄산 효소와 탈수소 효소가 관여한다.
  4. (가)에서 생성된 NADH2는 (나)에서 산화된다.
  5. 한 분자의 활성아세트산이 완전 분해될 때 (가)와 (나)에서 총 11분자의 ATP가 생성된다.
(정답률: 알수없음)
  • TCA 회로와 전자 전달계를 통한 ATP 생성량을 계산하는 문제입니다.
    한 분자의 활성아세트산이 TCA 회로를 한 번 돌 때 생성되는 에너지는 $\text{NADH}_2$ 3분자, $\text{FADH}_2$ 1분자, $\text{ATP}$ 1분자입니다. 전자 전달계에서 $\text{NADH}_2$ 1분자당 3$\text{ATP}$, $\text{FADH}_2$ 1분자당 2$\text{ATP}$가 생성된다고 가정하면 총 생성량은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\text{Total ATP} = (3 \times 3) + (1 \times 2) + 1$
    ② [숫자 대입] $\text{Total ATP} = 9 + 2 + 1$
    ③ [최종 결과] $\text{Total ATP} = 12$
    따라서 11분자가 생성된다는 설명은 틀렸습니다.
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9. 그림 (가)는 두 종류의 발효 과정을, (나)는 ATP 합성의 한 방법을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A와 B는 발효 과정의 최종 생성물이고, X는 조효소의 일종이다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)에서 A는 젖산 발효(최종 생성물 젖산), B는 알코올 발효(최종 생성물 에탄올과 $\text{CO}_{2}$) 과정이며, (나)는 화학 삼투를 통한 ATP 합성 과정입니다.
    ㄱ. A는 젖산, B는 에탄올이 맞습니다.
    ㄴ. 해당 과정의 초기 단계(에너지 투자기)에서는 ATP가 소모되어야 반응이 시작됩니다.
    ㄷ. 발효 과정에서 $\text{X}$($\text{NAD}^{+}$)는 전자 전달계로 가지 않고 피루브산이나 그 유도체로 전자를 전달하여 다시 $\text{NAD}^{+}$로 재생됩니다.
    ㄹ. (가)의 발효는 기질 수준 인산화로 ATP를 생성하며, (나)는 화학 삼투(ATP 합성 효소)를 이용하므로 서로 다른 방법입니다.
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10. 그림은 붉은빵곰팡이의 야생종이 아르기닌을 합성하는 과정을, 표는 붉은빵곰팡이의 야생종과 최소배지에서 아르기닌을 합성하지 못하는 세 가지 돌연변이주 Ⅰ~Ⅲ형의 효소 a ~ c 합성 여부를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 최소배지에는 글루탐산이 포함되어 있으며, 효소 a ~ c의 유전자 외에 다른 돌연변이는 없다.)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효소 a, b, c가 순차적으로 작용하여 글루탐산 $\rightarrow$ 오르니틴 $\rightarrow$ 시트룰린 $\rightarrow$ 아르기닌 순으로 합성됩니다.
    ㄱ. I형은 효소 a가 없으므로 글루탐산에서 오르니틴으로 가지 못하지만, 오르니틴을 직접 넣어주면 효소 b, c가 있어 아르기닌을 합성할 수 있습니다.
    ㄴ. II형은 효소 b가 없으므로 오르니틴이 있어도 시트룰린으로 전환하지 못해 아르기닌을 합성할 수 없으며, 따라서 성장할 수 없습니다.
    ㄷ. III형은 효소 c가 없으므로 최종 산물인 아르기닌이 포함된 배지에서만 성장 가능합니다. 아르기닌 배지에서는 효소 결핍과 상관없이 모든 형질전환주가 성장할 수 있습니다.
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11. 다음은 초파리를 대상으로 한 교배 실험이다. G는 회색 몸, g는 검은색 몸, V는 정상 날개, v는 흔적 날개 유전자이며, G와 V는 각각 g와 v에 대해 완전 우성이다.

이에 대한 옳은 설명만을 보기 에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • P 암컷의 유전자형은 $G V / g v$이며, 연관 상태에서 교차가 일어난 상황입니다.
    ㄱ. 전체 $F_1$ 개체수 $122+31+29+118 = 300$ 중 교차형인 회색 몸·흔적 날개(31)와 검은색 몸·정상 날개(29)의 합은 60입니다. 따라서 교차로 생성된 생식 세포의 비율은 $\frac{60}{300} = 20\%$ 입니다.
    ㄴ. ㉠(회색 몸·흔적 날개, $G v / g v$) 암컷과 ㉡(검은색 몸·정상 날개, $g V / g v$) 수컷을 교배하면 $G v$와 $g V$가 만나 $G V / g v$인 P 암컷과 같은 유전자형이 나타날 수 있습니다.
    ㄷ. 회색 몸·흔적 날개 개체는 P 암컷의 $G V / g v$ 유전자형에서 교차가 일어나 $G v$ 또는 $g V$ 생식 세포가 형성되었기에 가능합니다.
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12. 그림 (가)~(다)는 근육세포에서 발견되는 DNA, RNA, ATP의 구조를 순서 없이 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 구조 분석 결과 (가)는 ATP, (나)는 DNA, (다)는 RNA입니다.
    ㄱ. (가)인 ATP는 세포 내 에너지 화폐로 사용되어 근육 운동의 에너지원으로 이용됩니다.
    ㄴ. (나) DNA의 당은 디옥시리보스이고, (다) RNA의 당은 리보스이므로 서로 다릅니다.
    ㄷ. 아데닌은 DNA, RNA, ATP 모두에 공통적으로 포함되는 염기입니다.
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13. 그림은 진핵 세포의 유전 정보 흐름을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 보기 에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 중심 원리(Central Dogma)와 전사, 번역 과정을 분석합니다.
    진핵 세포에서 DNA $\rightarrow$ mRNA로의 전사(가)는 핵에서, mRNA $\rightarrow$ 단백질로의 번역(나)은 세포질(리보솜)에서 일어납니다.

    오답 노트

    DNA의 C는 mRNA에서 U로 전사되므로 $\frac{C}{G}$ 값은 달라집니다. 리신을 지정하는 코돈은 $5'\text{-AAA}-3'$ 또는 $5'\text{-AAG}-3'$이며, 이에 대응하는 tRNA의 안티코돈은 $3'\text{-UUU}-5'$ 또는 $3'\text{-UUC}-5'$여야 합니다.
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14. 그림 (가)는 호수 주변의 큰잎부들과 애기부들의 분포를, (나)는 큰잎부들과 애기부들이 각각 단독으로 자랄 경우(a)와 자연상태에서 함께 자랄 경우(b) 수심에 따른 큰잎부들과 애기부들의 건조 중량을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 보기 에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 생태적 지위와 기본 서식지, 실제 서식지의 개념을 적용합니다.
    (나)의 (a) 그래프를 보면 애기부들은 큰잎부들이 없을 때 A 구간(수심 $20\text{cm}$ 미만)에서도 생존 가능합니다. 또한 (b) 그래프에서 애기부들은 큰잎부들보다 더 깊은 수심(C 구간)까지 분포하고 있습니다.

    오답 노트

    C 구간에 큰잎부들이 없는 것은 애기부들과의 경쟁 결과가 아니라, 큰잎부들의 기본 서식지 자체가 해당 수심까지 미치지 않기 때문입니다.
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15. 다음은 백합나무를 대량으로 생산하는 기술 개발에 관한 내용이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 돌연변이는 일어나지 않는다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 식물의 번식 방법과 유전적 특성을 묻는 문제입니다.
    종자로 얻은 ㉠의 묘목은 유성 생식을 통해 생성되므로 유전자 구성이 각각 다릅니다. 반면, 캘러스(조직 배양)를 통해 얻은 ㉡의 묘목은 무성 생식(복제)이므로 유전자 구성이 모두 같습니다.

    오답 노트

    병충해 저항성 유전자를 삽입하여 만든 ㉢은 세포 융합 기술이 아니라 유전자 재조합 기술을 이용한 것입니다.
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16. 그림 (가)는 육지와 그 주변의 섬에 서식하는 5종의 새(A~E)의 분포를, (나)는 (가)와 같은 분포를 보이기까지 이들의 이주 및 종 분화 과정을 나타낸 것이다.

이 자료에 근거하여 작성한 종 B ~ E의 계통수로 가장 적절한 것은? (단, →는 이주, ⇒는 종 분화를 나타낸다.)

(정답률: 알수없음)
  • 종 분화 과정(⇒)과 이주 경로(→)를 분석하여 계통수를 도출합니다.
    A에서 B가 분화되고, B에서 C가 분화되었습니다. 또한 A에서 D가 분화되고, D에서 E가 분화된 흐름을 보입니다. 따라서 B와 C가 한 그룹, D와 E가 한 그룹으로 묶이며, 이들이 최종적으로 A라는 공통 조상에서 갈라져 나온 형태인 가 정답입니다.
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17. 그림은 여러 동물들의 유연 관계를 알아보기 위해 헤모글로빈 α사슬의 아미노산 서열의 차이를 비교하여 나타낸 계통수이다. 숫자는 두동물의 헤모글로빈 α사슬의 아미노산 서열을 비교하여 차이가 나는 아미노산 수를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 아미노산 서열의 차이가 적을수록 유연 관계가 가깝습니다.
    사람과 소의 차이는 $17$로 가장 적으므로 유연 관계가 가장 가깝습니다. 또한, 아미노산 서열 비교를 통한 유연 관계 분석은 진화의 생화학적 증거에 해당합니다.

    오답 노트

    잉어와 상어의 차이는 $75 \sim 85$로, 사람과 오리너구리의 차이인 $37$보다 훨씬 큽니다.
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18. 그림은 생태계의 질소 순환 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, (가)~(다)는 소비자, 생산자, 분해자를 순서 없이 나타낸 것이다.)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 질소 순환 과정에서 A는 질소 고정, B는 탈질 작용으로 주로 세균에 의해 수행됩니다.
    생산자(가)가 흡수한 질소는 유기물 형태로 소비자(나)에게 전달됩니다.
    (다)는 생산자와 소비자의 사체나 배설물을 분해하여 암모늄 이온($\text{NH}_{4}^{+}$)으로 만드는 분해자(세균, 곰팡이 등)에 해당합니다.
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19. 표는 네 종류의 동물문을, 그림은 몇 가지 기준에 따라 이 동물문을 분류하는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 보기 에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 분류 체계에 따라 A는 해면동물, B는 편형동물, C는 척삭동물(극피동물과 절지동물은 체강이 있음)입니다.
    해면동물(A)은 조직과 기관의 분화가 나타나지 않는 가장 원시적인 동물입니다.
    편형동물(B)은 척삭이 없으며, 척삭동물(C)은 발생 과정 중 또는 평생 동안 척삭을 가집니다. 하지만 모든 척삭동물이 평생 척삭을 가지는 것은 아니므로 ㄴ은 틀린 설명입니다.
    체강이 있는 동물 중 절지동물과 척삭동물을 구분하는 기준 X는 '원구가 항문으로 분화하는가(후구동물 여부)'가 될 수 있습니다.
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20. 그림은 생명 공학 기술을 이용하여 대장균 F와 G를 만드는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 제한 효소 A와 B의 작용 부위는 표시된 부위 외에는 없으며, 대장균 E는 항생제 X와 Y에 대한 내성이 없다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 플라스미드 $\text{ㄱ}$은 제한 효소 A로 잘라 유전자 I을 삽입했으므로 항생제 X 내성 유전자는 유지되지만, 제한 효소 A의 작용 부위가 유전자 I 내부에 없다면 내성 유전자가 파괴될 수 있습니다. 그림에서 유전자 I의 양 끝이 $\alpha$이므로 삽입 시 X 내성 유전자가 제거됩니다. 따라서 대장균 F는 항생제 X 배지에서 자랄 수 없습니다.
    대장균 G는 플라스미드 $\text{ㄷ}$을 가지며, 이는 유전자 I과 II가 모두 삽입된 형태입니다. 이 과정에서 X와 Y 내성 유전자가 모두 제거되었으므로 항생제 X, Y 배지에서 자랄 수 없습니다.
    플라스미드 $\text{ㄷ}$은 제한 효소 A 작용 부위 2개(유전자 I 양 끝)와 제한 효소 B 작용 부위 2개(유전자 II 양 끝)를 가지므로, 두 효소로 완전히 자르면 총 4조각으로 나뉩니다.
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