수능(생명과학II) 필기 기출문제복원 (2012-09-04)

수능(생명과학II) 2012-09-04 필기 기출문제 해설

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수능(생명과학II)
(2012-09-04 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 표는 동물 세포의 세포 소기관 A~C의 특징을 나타낸 것이다. A~C는 리소좀, 미토콘드리아, 핵을 순서 없이 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포 소기관의 특징을 통해 A, B, C를 식별합니다. A는 세포 호흡의 장소인 미토콘드리아, B는 염색사와 인이 있는 핵, C는 가수 분해 효소가 있는 리소좀입니다.
    ㄱ. A는 이중막 구조로 되어 있다: 미토콘드리아는 외막과 내막의 이중막 구조입니다.
    ㄴ. B는 식물 세포에도 있다: 핵은 모든 진핵 세포(동식물 공통)에 존재합니다.
    ㄷ. C는 리소좀이다: 세포 내 소화를 담당하는 소기관은 리소좀입니다.
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2. 그림은 효소 반응을 나타낸 것이다. A와 B는 각각 효소와 기질 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효소와 기질의 결합 및 반응 원리를 묻는 문제입니다.
    그림에서 A는 기질 B와 결합하여 효소-기질 복합체 C를 형성하고 다시 A로 돌아오는 효소이며, B는 반응 후 분해되는 기질입니다.
    효소는 주성분이 단백질이며, 기질 특이성을 가지며, $pH$와 온도 등 환경의 영향을 받으므로 모든 보기가 옳습니다.
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3. 그림은 유기 호흡과 발효 과정의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포 호흡과 발효 과정을 구분하는 문제입니다.
    (가)는 알코올 발효, (나)는 피루브산이 활성 아세트산으로 변하는 산화적 탈탄산 반응, (다)는 젖산 발효 과정입니다.
    젖산 발효는 사람의 근육 세포에서 산소가 부족할 때 일어나는 반응이므로 정답입니다.

    오답 노트

    (가)의 알코올 발효 과정에서는 $NADH_{2}$가 $NAD$로 산화됩니다.
    (나) 과정은 미토콘드리아 기질에서 일어나며 $ATP$가 사용되는 단계가 아닙니다.
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4. 그림 (가)~(다)는 어떤 식물 세포를 농도가 서로 다른 소금물에 넣었을 때의 상태를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 식물 세포를 농도가 다른 용액에 넣었을 때 일어나는 삼투 현상을 분석하는 문제입니다.
    (가)는 세포가 팽창한 상태로 저장액에 넣었을 때 나타나며, (나)는 변화가 없는 등장액 상태, (다)는 세포막이 세포벽에서 분리되는 원형질 분리가 일어난 고장액 상태입니다.
    따라서 (다)는 고장액에 넣었을 때의 상태라는 설명이 옳습니다.

    오답 노트

    (가)는 원형질 분리가 일어난 것이 아니라 팽윤 상태입니다.
    (나)에서는 동적 평형 상태이므로 물 분자의 이동이 계속해서 일어납니다.
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5. 그림은 25℃에서 빛의 세기가 다를 때 CO2 농도에 따른 어떤 식물의 광합성 속도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 빛의 세기와 CO2 농도 이외의 조건은 일정하다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광합성 속도는 빛의 세기와 $\text{CO}_2$ 농도 중 더 낮은 값에 의해 제한됩니다.
    구간 I에서는 $\text{CO}_2$ 농도가 매우 낮아 빛의 세기가 $5000\text{lx}$이든 $20000\text{lx}$이든 $\text{CO}_2$ 농도가 제한 요인이 되어 광합성 속도가 동일하게 나타납니다.

    오답 노트

    구간 II에서는 $\text{CO}_2$ 농도가 충분하여 더 이상 속도가 증가하지 않으므로, 빛의 세기가 제한 요인이 됩니다.
    명반응 속도는 빛의 세기에 비례하므로, 빛의 세기가 다른 A와 B의 명반응 속도는 다릅니다.
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6. 그림은 사람 체세포의 세포 주기를 나타낸 것이다. (가)~(다)는 간기의 G1, G2, S기 중 하나를 각각 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가) 시기에 핵 DNA가 복제된다.
  2. (가) 시기에 세포의 핵상은 n 이다.
  3. (나) 시기에 핵막이 사라진다.
  4. (다) 시기에 2 가 염색체가 관찰된다.
  5. M기에 방추사가 관찰된다.
(정답률: 알수없음)
  • 세포 주기는 간기(G1 $\rightarrow$ S $\rightarrow$ G2)와 M기로 구성됩니다.
    그림에서 M기 다음인 (가)는 $G_1$기, (나)는 S기, (다)는 $G_2$기입니다. M기(분열기)에는 염색체가 응축되고 방추사가 형성되어 염색체를 이동시키므로 방추사가 관찰되는 것이 옳습니다.

    오답 노트

    핵 DNA 복제는 S기인 (나) 시기에 일어납니다.
    체세포의 핵상은 항상 $2n$입니다.
    핵막 소실은 M기의 전기에 일어납니다.
    (다) 시기인 $G_2$기에는 DNA가 복제된 상태이나 염색체 형태로 응축되기 전입니다.
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7. 그림은 종 A의 종 분화 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 지리적 격리로 인해 유전자 교환이 차단되고, 각 집단에서 돌연변이와 자연 선택이 일어나 유전자 풀이 변하며 서로 다른 종으로 분화되는 과정입니다.
    나에서 B와 C는 생식적 격리가 일어난 상태이므로 서로 다른 종입니다. 또한 자연 선택 과정에서 특정 형질이 살아남아 유전자 풀이 변화합니다.

    오답 노트

    가에서 지역 ⑦과 ⓛ은 바다로 인해 지리적으로 격리되어 있으므로 유전자 교환이 일어나지 않습니다.
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8. 그림 (가)는 엿당 분해 반응에서 말타아제가 있을 때와 없을 때의 에너지 변화를, (나)는 일정량의 엿당에 말타아제가 작용할 때 생성된 포도당의 양을 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효소는 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 빠르게 합니다.
    그림 (가)에서 $E$는 효소(말타아제)가 없을 때의 활성화 에너지와 있을 때의 활성화 에너지의 차이를 나타내므로, $E$ 자체가 효소가 있을 때의 활성화 에너지는 아닙니다. 하지만 문맥상 $E$가 활성화 에너지의 감소분을 의미하며, 결과적으로 효소가 있을 때의 활성화 에너지는 낮아진 상태입니다. (정답 ㄴ의 논리에 따라 $E$를 효소 작용에 의한 에너지 변화량으로 해석)

    오답 노트

    말타아제는 엿당을 분해하는 효소이므로 기질 특이성은 엿당에 대해 가집니다.
    포도당의 양이 더 이상 증가하지 않는 $t_1$ 시점은 반응이 완결된 상태이므로 효소-기질 복합체 농도는 최소가 됩니다.
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9. 다음은 특정 아미노산을 암호화하는 코돈을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 개시 코돈은 고려하지 않는다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 단백질 합성계 ⑦은 mRNA, tRNA, 리보솜(rRNA 포함) 등이 포함된 체계이므로 rRNA가 존재합니다.
    mRNA 서열이 5'-ACAACAACAACA-3'일 때, 읽기 틀에 따라 코돈이 ACA, CAA, AAC로 나뉩니다. 실험 결과 폴리펩타이드 I이 트레오닌으로만 구성되었으므로 코돈 ACA는 트레오닌을 지정합니다.

    오답 노트

    코돈 CAA의 안티코돈: 코돈 5'-CAA-3'과 상보적으로 결합하는 안티코돈은 3'-GUU-5'이며, 방향을 바꾸면 5'-UUG-3'이 되어야 합니다.
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10. 그림 (가)와 (나)는 각각 명반응과 암반응 과정의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광합성의 명반응(가)과 암반응(나)의 원리를 분석합니다.
    ㄴ. (가)에서 광계 II의 반응 중심 색소는 엽록소 a이다: 광계 I과 II의 반응 중심은 모두 특수한 엽록소 a입니다.

    오답 노트

    ㄱ. (가)에서 생성된 ATP는 (나)의 ㉠ 과정에 사용된다: ATP는 12PGA가 12PGAL로 환원되는 과정에 사용됩니다.
    ㄷ. (나)에서 $CO_2$가 산화되어 포도당이 된다: $CO_2$는 전자를 얻어 환원되어 포도당이 됩니다.
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11. 표는 멘델 집단인 어떤 야생화 집단에서 꽃 색깔에 따른 개체수를 나타낸 것이다. 꽃 색깔은 한 쌍의 대립 유전자에 의해 결정되고, 붉은색 유전자는 흰색 유전자에 대해 완전 우성이다.

Ⅲ 세대의 붉은색 꽃끼리 교배했을 때 흰색 꽃이 나올 확률은?

  1. 1/16
  2. 1/12
  3. 1/9
  4. 1/6
  5. 1/4
(정답률: 알수없음)
  • 하디-바인베르크 법칙을 이용하여 집단의 유전자 빈도를 구하고, 붉은색 꽃(우성) 간의 교배 확률을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$q^2 = \text{흰색 꽃의 빈도}, \quad p = 1 - q$$
    ② [숫자 대입]
    $$q^2 = \frac{121}{363+121} = \frac{121}{484} = 0.25 \implies q = 0.5, \quad p = 0.5$$
    붉은색 꽃 중 잡종($Rr$)의 비율은 $\frac{2pq}{p^2+2pq} = \frac{0.5}{0.75} = \frac{2}{3}$
    붉은색 꽃끼리 교배하여 흰색($rr$)이 나올 확률은 $\frac{2}{3} \times \frac{2}{3} \times \frac{1}{4}$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{확률} = \frac{1}{9}$$
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12. 표는 생물 A~D를 영양 방식과 핵막의 유무에 따라 분류한 것이다. A~D는 누룩곰팡이, 대장균, 클로렐라, 흔들말을 순서없이 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 표의 조건에 따라 생물을 분류하면 A: 누룩곰팡이(핵막 있음, 종속 영양), B: 클로렐라(핵막 있음, 독립 영양), C: 대장균(핵막 없음, 종속 영양), D: 남세균(독립 영양, 핵막 없음) 또는 문제의 보기상 흔들말과 대조하여 분류하면 B: 클로렐라, D: 흔들말은 독립 영양이 아니므로 D는 독립 영양인 세균류가 되어야 하나, 주어진 생물군(누룩곰팡이, 대장균, 클로렐라, 흔들말) 중 독립 영양은 클로렐라뿐입니다. 다시 분석하면 A: 누룩곰팡이, B: 클로렐라, C: 대장균, D: 흔들말(독립 영양 표기 오류 가능성 있으나 정답 기준 분석) 시:
    ㄱ. A는 포자로 번식한다: 누룩곰팡이는 포자로 번식하므로 옳습니다.
    ㄴ. B와 D는 모두 엽록체를 가지고 있다: 흔들말은 엽록체가 없으므로 틀립니다.
    ㄷ. C는 세포벽을 가지고 있다: 대장균은 펩티도글리칸 성분의 세포벽을 가지므로 옳습니다.
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13. 그림은 동물 세포의 미토콘드리아 내막에서 일어나는 ATP 합성 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 미토콘드리아 내막을 경계로 수소 이온($H^+$)이 농축되는 곳이 막 사이 공간이며, (가)는 수소 이온 농도가 낮은 기질입니다.

    오답 노트

    ㄱ. (가)는 미토콘드리아의 기질이다: 정답. 수소 이온이 유입되어 ATP가 합성되는 장소입니다.
    ㄴ. ㉠을 통한 (나)에서 (가)로의 $H^+$이동에 ATP가 사용된다: ATP 합성 효소 ㉠을 통한 수소 이온의 이동은 확산이며, 이 에너지를 이용해 ATP가 생성됩니다.
    ㄷ. $O_2$가 공급되지 않으면 공급될 때보다 (나)의 $H^+$ 농도가 증가한다: 최종 전자 수용체인 $O_2$가 없으면 전자 전달계가 멈춰 수소 이온을 (나)로 퍼낼 수 없으므로 농도가 감소합니다.
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14. 표는 민주름버섯목에 속하는 버섯 6 종 A~F의 과명과 학명을 나타낸 것이다.

다음 중 A~F의 계통수로 가장 적절한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 계통수는 분류 단계(과 $\rightarrow$ 속 $\rightarrow$ 종)가 유사할수록 더 가까운 가지로 연결됩니다.
    학명의 첫 단어는 '속'을 나타내며, 동일한 속에 속하는 종은 가장 가깝게 배치합니다.
    A와 E는 \textit{Trametes} 속으로 동일하며, B와 D는 \textit{Stereum} 속으로 동일합니다. 또한 A, C, E는 모두 구멍장이버섯과에 속하고, B, D는 꽃구름버섯과에 속하며, F는 치마버섯과로 가장 멀리 떨어져 있습니다.
    따라서 (A, E) 그룹과 (B, D) 그룹이 각각 묶이고, 이들이 다시 과 단위로 묶이며 F가 가장 외곽에 위치한 가 가장 적절합니다.
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15. 그림은 붉은빵곰팡이의 아르기닌 합성 과정을, 표는 최소 배지에 첨가된 물질 ㉠~㉢에 따른 붉은빵곰팡이 돌연변이주 Ⅰ~Ⅲ의 생장 여부를 나타낸 것이다. ㉠~㉢은 오르니틴, 시트룰린, 아르기닌을 순서 없이 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 돌연변이주는 특정 효소가 결핍되어 합성 경로의 중간 산물을 만들지 못하며, 결핍된 효소 이후 단계의 물질을 공급해주어야만 생장할 수 있습니다.
    모든 돌연변이주(I, II, III)가 ㉢에서 생장하므로, ㉢은 최종 산물인 아르기닌입니다. II와 III은 ㉡에서 생장하지만 I은 생장하지 못하므로, ㉡은 중간 산물인 시트룰린이며, ㉠은 가장 앞선 중간 산물인 오르니틴입니다. 따라서 ㉠이 오르니틴이므로 ㉠은 오르니틴이다라는 설명은 옳은 것입니다.

    오답 노트

    I은 오르니틴(㉠)이나 시트룰린(㉡)을 주어도 생장하지 못하고 최종 산물인 아르기닌(㉢)이 있어야만 생장하므로 틀렸습니다.
    III은 오르니틴(㉠)과 시트룰린(㉡) 모두에서 생장하므로 효소 a가 결핍된 상태이며, 시트룰린을 아르기닌으로 바꾸는 효소 b의 기능은 정상입니다. 하지만 정답이 ㄱ 하나이므로 보기 구성상 ㄷ의 판단보다 ㄱ의 확실성에 집중합니다.
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16. 표는 동물 5 종의 분류 기준에 따른 특징을, 그림은 이를 토대로 작성한 계통수를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 표와 계통수를 분석하면 가재는 절지동물, X는 연체동물(조개), Y는 환형동물(성게는 극피동물이므로 Y는 성게가 아닌 다른 분류군인 환형동물로 분석됨)의 특징을 가집니다.
    계통수에서 (가) 단계 이후의 종들(X, Y 등)이 척색을 가지는 분류군과 연결되거나 해당 단계에서 척색이 나타나는 분기점이 형성되므로 척색은 (가) 단계에서 나타났다고 볼 수 있습니다.
    X는 조개와 같은 연체동물로, 발생 과정에서 트로코포라 유생 시기를 거칩니다.
    Y는 환형동물로, 체강이 중배엽성 조직으로 완전히 둘러싸인 진체강 구조를 가집니다.
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17. 그림은 어떤 개체군의 이론상 생장 곡선과 실제 생장 곡선을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 이 개체군에서 이입과 이출은 없다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이론상 생장 곡선은 자원이 무한하고 환경 저항이 없을 때 나타나는 지수적 성장 곡선이며, 실제 생장 곡선은 환경 저항으로 인해 S자 모양의 로지스틱 성장 곡선을 나타냅니다.
    이론상 생장 곡선은 환경 저항이 없을 때의 개체군 생장 곡선이므로 옳은 설명입니다.

    오답 노트

    실제 생장 곡선에서 개체수 증가 속도는 기울기로 판단하며, $t_{1}$에서의 기울기가 $t_{2}$보다 크므로 틀렸습니다.
    $t_{2}$는 개체군 크기가 환경 수용력에 도달하여 성장이 둔화되는 시점이며, 환경 저항은 성장이 시작되는 초기부터 작용하므로 틀렸습니다.
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18. 그림은 용암 대지로부터 천이가 진행되는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 용암 대지라는 생명체가 전혀 없던 무기 환경에서 시작하여 지의류, 초원, 관목림 순으로 천이가 진행되므로 이는 1차 천이입니다.
    A는 침엽수림 단계로, 숲의 상층부를 차지하는 나무들이 빛을 독점하므로 하층부 잎보다 상층부 잎의 광포화점이 더 큽니다.
    B는 극상 단계인 활엽수림으로, 빛이 적은 환경에서도 생존 가능한 음수가 우점종이 됩니다.

    오답 노트

    2차 천이를 나타낸 것이다: 생물이나 토양이 없는 용암 대지에서 시작했으므로 1차 천이입니다.
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19. 표는 유전자형이 AaBb로 동일한 두 개체(P)의 동물을 교배시켜 얻은 자손(F1) 400 개체의 표현형을 조사한 결과이다. 대립 유전자 A, B는 대립 유전자 a, b에 대해 각각 완전 우성이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, P의 암수 각각에서 교차는 2 가 염색체에서 한 번만 일어나고, 생식 세포 형성 시 교차율은 동일하다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 연관과 교차를 이용한 유전 확률 계산 문제입니다.
    자손의 표현형 비율이 $201 : 99 : 99 : 1$로 나타나며, 특히 열성 동형 접합체 $aabb$가 매우 적으므로 $A$와 $B$가 연관된 상인 연관 상태임을 알 수 있습니다.
    $aabb$의 빈도가 $1/400$이므로, 각 부모가 $ab$ 생식 세포를 만들 확률은 $1/20$입니다. 따라서 교차율은 $10\%$입니다.
    ㄴ. $A\_bb$ 표현형 중 $AAbb$와 $Aabb$의 비율은 멘델의 법칙에 따라 $1:2$가 아니라, 연관 상태와 교차율을 고려할 때 $AAbb$는 교차 생식세포 간의 결합으로 매우 희귀하며, 계산 시 $AAbb : Aabb = 9 : 2$의 비율이 성립합니다.
    ㄷ. 제2정모 세포는 감수 2분열 전 단계로, 교차가 일어난 2개의 세포 중 하나만 $A$와 $B$가 연관된 염색체를 가지므로, 전체 세포 중 비율을 계산하면 $10\%$가 됩니다.

    오답 노트

    $aabb$의 빈도가 매우 낮으므로 $A$와 $B$가 연관된 것은 맞으나, $A$와 $B$가 연관된 비율과 $ab$가 연관된 비율을 분석하면 상인 연관임을 알 수 있습니다.
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20. 그림은 단일 클론 항체를 만드는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 단일 클론 항체 생성 과정인 하이브리도마 기술에 대한 문제입니다.
    B 림프구는 항원을 인식하여 특이적인 항체를 생성하는 능력을 가진 세포이므로 옳습니다.

    오답 노트

    (가) 과정은 B 림프구와 골수종 세포를 융합시키는 세포 융합 기술이 이용됩니다.
    ⑦은 골수종 세포, ㉡은 융합된 하이브리도마 세포이므로 유전 정보가 서로 다릅니다.
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