수능(생명과학II) 필기 기출문제복원 (2013-06-05)

수능(생명과학II) 2013-06-05 필기 기출문제 해설

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수능(생명과학II)
(2013-06-05 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림 (가)와 (나)는 각각 세균과 식물 세포 중 하나를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포 구조를 통해 세포의 종류를 판별하는 문제입니다.
    (가)는 핵, 엽록체, 거대 액포, 세포벽이 관찰되므로 식물 세포이며, (나)는 핵막이 없고 DNA가 세포질에 퍼져 있으며 편모가 있는 세균(원핵 세포)입니다. 리보솜은 모든 세포에 공통적으로 존재하는 소기관입니다.
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2. 그림은 동물 세포의 일부를 확대하여 나타낸 것이다.

A~C에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 리보솜이다.
  2. B에서 DNA복제가 일어난다.
  3. B에서 리보솜 RNA(rRNA)가 만들어진다.
  4. C는 매끈면 소포체이다.
  5. C에서 광합성이 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 A는 거친면 소포체에 붙어 있는 작은 알갱이인 리보솜이며, B는 핵막의 외막과 연결된 거친면 소포체, C는 리보솜이 없는 매끈면 소포체입니다.
    따라서 A는 리보솜이라는 설명이 옳습니다.

    오답 노트
    B: DNA 복제와 rRNA 합성은 핵 내부에서 일어납니다.
    C: 매끈면 소포체이며, 광합성은 엽록체에서 일어납니다.
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3. 그림은 태양의 빛에너지가 생명 활동에 이용되기까지의 과정을 나타낸 것이다. (가)와 (나)는 각각 광합성과 세포 호흡 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 태양의 빛에너지가 포도당의 화학 에너지로 전환되는 과정 (가)는 광합성이고, 포도당의 화학 에너지가 ATP의 화학 에너지로 전환되는 과정 (나)는 세포 호흡입니다.
    광합성(가)에서는 빛에너지가 화학 에너지로 전환되므로 ㄱ은 옳습니다.

    오답 노트
    ㄴ: $O_{2}$는 세포 호흡(나)이 아니라 광합성(가)에서 발생합니다.
    ㄷ: 세포 호흡(나)은 주로 미토콘드리아에서 일어나며, 엽록체에서 일어나는 것은 광합성(가)입니다.
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4. 그림 (가)~(다)는 세포막을 통한 물질의 수송 방식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)는 고형 물질을 세포막으로 감싸 들이는 식세포 작용, (나)는 액체 상태의 분자를 들이는 음세포 작용, (다)는 소낭을 통해 물질을 세포 밖으로 내보내는 분비 작용을 나타냅니다.
    백혈구는 식세포 작용(가)을 통해 세균을 잡아먹으며, (나)는 음세포 작용이 맞고, 인슐린과 같은 호르몬은 분비 소낭을 이용한 분비 작용(다)으로 배출됩니다.
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5. 다음은 삼투 현상을 알아보기 위한 실험이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 삼투 현상에 의해 물은 저농도에서 고농도로 이동하며, 세포의 무게 변화로 농도를 판단합니다.
    I(증류수)와 II(0.1% NaCl)에서 무게가 증가한 것은 외부 용액이 세포 내액보다 저장액임을 의미하고, IV(3% NaCl)에서 무게가 감소한 것은 고장액임을 의미합니다.
    ㄱ. IV에서는 물이 빠져나가 팽압이 감소하므로, I보다 팽압이 작습니다.
    ㄴ. II에서 무게가 증가했다는 것은 흡수력이 삼투압보다 컸음을 의미하지만, 일반적으로 흡수력은 삼투압과 팽압의 차이($\text{흡수력} = \text{삼투압} - \text{팽압}$)로 정의됩니다.
    ㄷ. III(0.9% NaCl)에서 무게 변화가 없으므로, 외부 용액의 농도와 세포 내액의 농도가 같은 등장액입니다.
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6. 그림은 어떤 효소 반응을 나타낸 것이다. A~C는 주효소, 보조 인자, 기질을 순서 없이 나타낸 것이다.

이 반응에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A의 주성분은 단백질이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효소 반응의 메커니즘을 분석하면 $\text{A}$는 주효소, $\text{B}$는 보조 인자, $\text{C}$는 기질입니다.
    ㄱ. 효소($\text{A}$)가 있으면 활성화 에너지가 낮아지므로, $\text{A}$가 없을 때가 있을 때보다 활성화 에너지가 큽니다.
    ㄴ. 보조 인자($\text{B}$)는 반응 전후에 변하지 않고 재사용되므로 농도는 일정합니다. 하지만 보기의 맥락상 $\text{B}$가 소모되지 않음을 의미하며, 정답으로 제시된 ㄴ은 보조 인자의 특성을 묻는 의도로 보입니다.
    ㄷ. 효소-기질 복합체는 주효소($\text{A}$), 보조 인자($\text{B}$), 기질($\text{C}$)이 모두 결합한 형태입니다.
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7. 그림은 종이 크로마토그래피법으로 시금치 잎의 색소를 분리한 결과를 나타낸 것이다. ㉠과 ㉡은 각각 엽록소 a 와 잔토필 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 종이 크로마토그래피에서 전개율은 용매에 대한 용해도가 클수록, 분자량이 작을수록 큽니다.
    ㄱ. 카로틴은 가장 멀리 이동했으므로 $\text{⑦}$보다 전개율이 큽니다.

    오답 노트
    $\text{⑦}$은 엽록소 a이며, 광계의 반응 중심 색소는 엽록소 a이므로 $\text{⑦}$이 반응 중심 색소라는 설명은 맞으나, 문제의 정답 구성상 ㄱ만 옳은 것으로 처리되었습니다.
    $\text{㉡}$은 잔토필이며, 엽록소는 적색과 청색 파장의 빛을 잘 흡수하고 녹색 파장의 빛은 반사/투과하므로 녹색 파장을 잘 흡수한다는 설명은 틀렸습니다.
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8. 그림은 사람의 세포에서 일어나는 TCA 회로를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • TCA 회로는 미토콘드리아 기질에서 일어나는 세포 호흡 과정입니다.
    ㄱ. TCA 회로는 미토콘드리아에서 일어나는 것이 맞습니다.
    ㄴ. 과정 (가)는 $\alpha\text{-케토글루타르산}$이 $\text{석신산}$으로 변하는 과정으로, 이 단계에서 $\text{GTP}$(또는 $\text{ATP}$)가 생성되는 기질 수준 인산화가 일어납니다.
    ㄷ. 과정 (나)는 $\text{석신산}$이 $\text{말산}$으로 가는 경로 중 $\text{석신산} \rightarrow \text{푸마르산}$ 단계에서 $\text{FAD}$가 $\text{FADH}_2$로 환원되는 탈수소 반응이 일어납니다.
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9. 그림 (가)는 100 배의 현미경 배율에서 대물 마이크로미터와 접안 마이크로미터의 눈금이 일치된 부분을, (나)는 (가)의 현미경 재물대에 표본을 올려놓고 대물렌즈의 배율만 2 배로 높여 세포를 관찰한 결과를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대물 마이크로미터 한 눈금의 길이는 10mm이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 현미경의 배율이 변해도 접안 마이크로미터의 눈금 수는 변하지 않지만, 대물 마이크로미터의 눈금 길이는 고정되어 있습니다.
    A는 재물대 위에 놓인 눈금자로, 배율 변화와 상관없이 실제 길이가 고정된 대물 마이크로미터 눈금입니다.
    접안 마이크로미터 한 눈금의 길이는 대물 마이크로미터의 일치하는 눈금 수를 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{접안 한 눈금 길이} = \frac{\text{대물 눈금 수} \times \text{대물 한 눈금 길이}}{\text{접안 눈금 수}}$
    ② [숫자 대입] $\text{접안 한 눈금 길이} = \frac{4 \times 10\mu\text{m}}{10}$
    ③ [최종 결과] $\text{접안 한 눈금 길이} = 4\mu\text{m}$
    대물렌즈 배율을 2배 높이면 접안 마이크로미터 한 눈금의 실제 길이는 $4\mu\text{m} \times 2 = 8\mu\text{m}$가 됩니다. (나)에서 세포의 길이는 접안 마이크로미터 10눈금이므로 $10 \times 8\mu\text{m} = 80\mu\text{m}$가 되어야 하나, 그림 (나)를 보면 세포의 길이 $l$은 접안 마이크로미터 10눈금이 아니라 약 5눈금 정도에 해당하므로 $80\mu\text{m}$라는 설명은 틀렸습니다.
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10. 다음은 효소 X에 의한 반응의 초기 반응 속도를 측정한 실험이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 실험 Ⅰ~Ⅲ에서 X의 농도와 저해제의 유무를 제외한 모든 조건은 동일하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효소 반응 속도와 저해제 유형을 분석하는 문제입니다.
    실험 I과 II를 비교하면, 기질 농도가 매우 높을 때 최대 반응 속도가 감소하므로, 이는 경쟁적 저해제가 아닌 비경쟁적 저해제가 작용했음을 의미합니다. 따라서 저해제는 비경쟁적 저해제입니다.
    실험 I과 III을 비교하면, 효소 농도가 2배가 되었을 때 최대 반응 속도도 2배가 됩니다. 따라서 동일한 기질 농도 $S_1$에서 효소-기질 복합체의 농도는 효소 농도가 더 높은 III이 II보다 높습니다.

    오답 노트
    기질과 결합하지 않은 X의 농도는 $S_2$에서가 $S_1$보다 높다: 기질 농도가 높아질수록 더 많은 효소가 기질과 결합하므로, 결합하지 않은 자유 효소의 농도는 $S_2$에서 더 낮아집니다.
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11. 그림은 캘빈 회로를 (가)~(다)의 3 단계로 나타낸 것이다. ㉠과 ㉡은 G3P의 분자 수이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 3PG는 PGA이고, G3P는 PGAL이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 캘빈 회로의 단계별 특징을 분석한 문제입니다.
    (가) 단계에서는 $\text{CO}_2$가 $\text{RuBP}$와 결합하여 고정됩니다. (나) 단계에서는 $\text{ATP}$와 $\text{NADPH}$를 사용하여 $3\text{PG}$가 $\text{G3P}$로 환원됩니다.

    오답 노트
    $\text{ㄱ}$이 $\text{ㄴ}$보다 크다: $\text{G3P}$ 6분자 중 1분자($\text{ㄱ}$)만 포도당 합성에 사용되고, 나머지 5분자($\text{ㄴ}$)는 $\text{RuBP}$ 재생에 사용되므로 $\text{ㄴ}$이 더 큽니다.
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12. 그림은 식물의 엽록체에서 명반응에 관여하는 광계 Ⅰ의 작용을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광계 I의 작용에 대한 분석입니다.
    광계 I은 틸라코이드 막에 위치하며, 빛 에너지를 흡수한 반응 중심 색소가 고에너지 전자를 방출하여 1차 전자 수용체로 전달합니다. 또한, 광계 I은 비순환적 광인산화뿐만 아니라 순환적 광인산화 과정에도 모두 관여하여 ATP를 생성합니다.
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13. 그림은 세포 내에서 해당 과정을 거쳐 젖산이나 에탄올이 생성되는 과정을 나타낸 것이다.

과정 (가), (나), (다)의 공통점으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 과정 (가)는 해당 과정, (나)는 젖산 발효, (다)는 알코올 발효입니다. 모든 과정은 산화 환원 반응이므로 산화 환원 효소가 관여하는 것이 공통점입니다.

    오답 노트
    $\text{CO}_2$가 생성된다: 알코올 발효(다)에서만 생성되며, 해당 과정(가)과 젖산 발효(나)에서는 생성되지 않습니다.
    ATP가 생성된다: 해당 과정(가)에서만 생성되며, 이후의 발효 과정(나, 다)에서는 ATP가 생성되지 않습니다.
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14. 그림은 어떤 세포의 미토콘드리아 내막에서 ATP 합성이 일어나는 과정과 물질 X의 작용 부위를 나타낸 것이다. 물질 X는 ATP 합성 효소에 결합하여 H+의 이동을 차단한다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 미토콘드리아의 전자 전달계와 화학 삼투를 통한 ATP 합성 원리를 묻는 문제입니다.
    (가)는 막 사이 공간, (나)는 미토콘드리아 기질입니다. 피루브산이 아세틸 CoA로 산화되는 과정은 기질인 (나)에서 일어납니다.

    오답 노트
    ㄱ: (가)는 기질이 아니라 막 사이 공간입니다.
    ㄴ: 물질 X가 $H^+$의 이동을 차단하면 막 사이 공간(가)에 $H^+$가 계속 쌓이게 되어 $pH$는 더 낮아집니다.
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15. 그림은 에이버리의 실험을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 에이버리의 실험을 통해 형질 전환 물질이 DNA임을 증명하는 문제입니다.
    DNA 분해 효소를 처리했을 때만 S형균이 나타나지 않고 R형균만 관찰된 (가) 결과는, 형질 전환을 일으키는 물질이 DNA임을 의미합니다.
    따라서 형질 전환 물질은 DNA 분해 효소에 의해 파괴되며, 열처리하여 죽은 S형균의 추출물 속에 이 물질이 존재했음을 알 수 있습니다.

    오답 노트
    ㄱ: (가)에서는 형질 전환이 일어나지 않아 R형균이 그대로 유지된 것입니다.
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16. 그림은 산소의 동위 원소인 18O를 이용하여 루벤이 수행한 실험의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, ㉠은 광합성에 의해 발생한 기체이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 루벤의 실험을 통해 광합성 시 발생하는 산소의 기원을 찾는 문제입니다.
    광합성에서 발생하는 산소는 이산화 탄소가 아니라 물의 광분해 결과로 생성됩니다.
    (가)에서 $H_2^{18}O$를 공급했으므로, 물이 분해되어 생성되는 기체 ⑦은 $^{18}O_2$가 됩니다.

    오답 노트
    ㄱ: ⑦은 순환적 광인산화가 아니라 비순환적 광인산화 과정 중 물의 광분해로 생성됩니다.
    ㄷ: (나)에서 발생하는 $O_2$는 $C^{18}O_2$가 아니라 $H_2O$가 분해되어 발생합니다.
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17. 그림은 세포 내에서 DNA 복제가 일어나는 과정을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • DNA 복제 과정의 특징과 구성 요소를 분석하는 문제입니다.
    ⑦은 복제 분기점에서 연속적으로 합성되는 선도 가닥입니다.
    ㄴ은 DNA 중합 효소가 합성을 시작할 수 있도록 안내하는 짧은 RNA 조각인 프라이머입니다.

    오답 노트
    ㄷ: 새로운 뉴클레오타이드는 항상 기존 가닥의 $3'$ 말단에 추가되어 $5' \rightarrow 3'$ 방향으로 합성됩니다.
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18. 그림은 진핵세포에서 유전자 X의 발현이 조절되어 폴리펩타이드 Y가 만들어지는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 진핵세포의 유전자 발현 과정인 전사와 번역, 그리고 RNA 가공 과정을 묻는 문제입니다.
    전사 인자에 의한 유전자 발현 조절은 DNA에서 처음 만들어진 RNA가 합성되는 전사 단계인 (가)에서 일어납니다.
    처음 만들어진 RNA에서 인트론이 제거되고 엑손이 연결되는 RNA 가공 과정은 (나)에서 일어납니다.
    ⑦은 가공 과정에서 제거된 인트론이므로, (다) 단계인 번역 과정에서 폴리펩타이드 Y로 번역되지 않습니다.
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19. 표는 100 개의 염기쌍으로 이루어진 어떤 2중 나선 DNA의 각 가닥Ⅰ과 Ⅱ에 대한 염기 조성과, 이 두 가닥 중 한 가닥으로부터 정상적으로 전사된 mRNA 가닥의 염기 조성을 나타낸 것이다. 이 2중 나선 DNA에서 염기 비율은 이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 주형으로 사용된 DNA 가닥의 모든 염기가 mRNA로 전사되었다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • DNA 전체 염기쌍이 100쌍이므로 전체 염기는 200개입니다. $\frac{A+T}{G+C} = \frac{2}{3}$이므로, $A+T = 80$개, $G+C = 120$개입니다. DNA 상보성 원리에 의해 가닥 I의 $T=17$이면 가닥 II의 $A=17$입니다.
    mRNA의 $U=17$이므로 주형 DNA 가닥의 $A=17$입니다. 가닥 II의 $A=17$이므로 주형 가닥은 가닥 II입니다.
    가닥 II의 $G=27$이므로 mRNA의 $C=27$입니다. 또한 가닥 II의 $C = (G+C) \div 2 - G = 60 - 27 = 33$이므로 mRNA의 $G(\text{ㄱ}) = 33$입니다.
    가닥 I의 퓨린(A, G) 개수는 가닥 II의 피리미딘(T, C) 개수와 같습니다. 가닥 II의 $T = (A+T) \div 2 - A = 40 - 17 = 23$이고 $C=33$이므로, $23 + 33 = 56$개입니다.

    오답 노트
    ㄴ: mRNA의 $U$ 개수와 가닥 II의 $A$ 개수가 일치하므로 주형 가닥은 가닥 II입니다.
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20. 그림은 어떤 유전자의 DNA 염기 서열 일부(구간 X)와 이 유전자로부터 전사된 mRNA를 거쳐 합성된 폴리펩타이드에서 구간 X에 해당하는 아미노산 서열을 나타낸 것이다. 그림에서 X에 해당하는 아미노산 서열은 (가), 프롤린, 알라닌 순으로 합성되었고, 표는 유전 암호의 일부이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 합성된 폴리펩타이드는 구간 X의 가닥Ⅰ과 Ⅱ 중 한 가닥이 전사되어 번역된 것이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 아미노산 서열이 (가)-프롤린-알라닌 순이므로, mRNA의 코돈은 [ (가)의 코돈 ] - [ CCU/CCC/CCA/CCG ] - [ GCU/GCC/GCA/GCG ] 순이어야 합니다.
    DNA 가닥 II의 서열 GCG(ㄷ)(ㄹ)GCC를 전사하면 mRNA는 CGC(ㄷ')(ㄹ')CGG가 되는데, 이는 아르지닌-프롤린-알라닌 순이 되어 조건과 일치합니다. 따라서 가닥 II가 주형 가닥입니다.
    주형 가닥 II의 (ㄷ)이 C이면 mRNA는 G가 되어 아르지닌 코돈(CGG)이 되고, (ㄹ)이 G이면 mRNA는 C가 되어 프롤린 코돈(CCG)이 됩니다.

    오답 노트
    ㄱ: 가닥 II가 주형으로 사용되었습니다.
    ㄷ: (가)는 아르지닌이며, 코돈이 CGG일 때 tRNA의 안티코돈은 3'-GCC-5' 즉, 5'-CCG-3'입니다.
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