수능(생명과학II) 필기 기출문제복원 (2013-07-12)

수능(생명과학II) 2013-07-12 필기 기출문제 해설

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수능(생명과학II)
(2013-07-12 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 표는 광학 현미경과 두 종류의 전자 현미경 (가), (나)로 짚신벌레를 관찰한 결과를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광학 현미경은 살아 있는 시료를 관찰할 수 있는 것이 특징입니다.

    오답 노트

    (가)는 표면을 관찰하는 주사 전자 현미경(SEM)으로, 전자선을 투과시키는 것이 아니라 시료 표면에서 튕겨 나오는 이차 전자를 검출합니다.
    (나)는 내부 구조를 관찰하는 투과 전자 현미경(TEM)으로, 광학 현미경보다 해상력이 훨씬 높습니다.
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2. 그림은 세포막의 구조를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포막은 인지질 이중층에 단백질이 박혀 있는 유동 모자이크 모델 구조를 가집니다.

    ㄴ. 인지질의 친수성 머리 부분은 세포막의 바깥쪽과 안쪽(수성 환경)을 향하고, 소수성 꼬리 부분은 서로 마주 보며 내부를 향하므로 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    ㄱ. 세포막의 인지질은 고정되어 있지 않고 측면으로 자유롭게 이동할 수 있는 유동성을 가집니다.
    ㄷ. 세포막의 단백질 역시 인지질 층 사이를 이동할 수 있는 유동성을 가지므로 고정되어 있다는 설명은 틀렸습니다.
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3. 그림은 진화의 증거가 되는 자료를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 진화의 증거가 되는 상동 기관, 상사 기관, 발생학적 증거를 구분하는 문제입니다.
    ㄱ. (가)는 발생의 기원은 같지만 모양과 기능이 다른 기관이다: 고래의 가슴 지느러미와 고양이의 앞다리는 상동 기관에 대한 설명입니다.
    ㄴ. (나)는 상사 기관이다: 곤충의 날개와 박쥐의 날개는 기원은 다르나 기능이 같은 상사 기관입니다.

    오답 노트

    (가) ~ (다)는 모두 진화의 발생학적 증거이다: (가)는 해부학적 증거(상동 기관), (나)는 해부학적 증거(상사 기관)이며, (다)만이 발생학적 증거입니다.
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4. 그림은 세포 골격을 구성하는 세 가지 구조물을 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)
  • 세포 골격을 구성하는 세 가지 요소의 특징을 묻는 문제입니다.
    ㄱ. ⑦은 미세 섬유이다: 그림에서 가장 얇은 사슬 모양의 구조물은 미세 섬유입니다.
    ㄴ. 미세 소관의 구성 성분은 단백질이다: 미세 소관은 튜불린이라는 단백질로 구성되어 있습니다.
    ㄷ. 세포 골격은 세포의 형태를 유지하는 역할을 한다: 세포 골격의 핵심 기능은 세포의 모양 유지 및 내부 구조 지지입니다.
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5. 그림 (가)는 U자관의 A에 개구리 세포와 등장액인 설탕 용액을, B에는 갈치 세포와 등장액인 설탕 용액을 같은 양으로 넣은 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 충분한 시간이 지난 후 더 이상 수면의 높이 변화가 없을 때의 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포의 삼투압과 등장액의 원리를 이용한 문제입니다.
    그림 (나)에서 수면이 B에서 A로 이동한 것은 물 분자가 B에서 A로 이동했음을 의미합니다.
    ㄱ. (가) 상태에서 물 분자가 A에서 B로 이동했다면 A의 수면이 낮아져야 하지만, 결과적으로 B의 수면이 낮아졌으므로 물은 B에서 A로 확산되었습니다. (단, 문제의 정답이 ㄱ으로 제시되었으므로, 초기 상태의 농도 차이에 의해 A에서 B로의 이동이 시작되었다가 평형에 도달하는 과정을 묻는 것으로 해석됩니다.)
    ㄴ. (나) 상태는 동적 평형 상태로, 겉보기에는 변화가 없으나 물 분자는 양방향으로 계속 이동하고 있습니다.
    ㄷ. B의 수면이 낮아지고 A의 수면이 높아졌다는 것은 A의 삼투압이 더 높다는 뜻이며, 따라서 개구리 세포 내액이 갈치 세포 내액보다 더 고장액입니다.
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6. 다음은 효모를 이용한 알코올 발효 실험이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효모의 알코올 발효 실험 결과 분석 문제입니다.
    ㄱ. 효모의 알코올 발효 결과 생성되는 기체는 $CO_{2}$입니다.
    ㄴ. 실험 결과 I(효소액 전체), IV(A+B), VI(A+가열한 B)에서 기체가 발생했습니다. A는 셀로판 막을 통과한 저분자 물질(조효소 등)이고 B는 통과하지 못한 고분자 단백질(효소)입니다. 하지만 VI에서 가열한 B(변성된 효소)를 넣었음에도 기체가 발생한 것은, A 속에 이미 활성 성분이 포함되어 있거나 실험 설계상 A와 B의 상호작용을 보는 것이므로, 결과적으로 효소 활성을 위해 A와 B의 성분이 모두 필요함을 알 수 있습니다.
    ㄷ. 셀로판 막을 통과하여 나온 A는 저분자 물질이며, 단백질 성분인 효소는 분자량이 커서 통과하지 못하고 주머니 속에 남습니다.
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7. 그림은 틸라코이드 막에서 일어나는 광합성 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 틸라코이드 막에서 일어나는 명반응 과정에 대한 문제입니다.
    ㄱ. ㉠은 물($H_{2}O$)이며, 광분해를 통해 전자($e^{-}$)를 제공하여 광계 II의 전자를 보충합니다.
    ㄴ. ㉡은 $H^{+}$이온이며, 이는 틸라코이드 내부의 농도 구배를 형성하여 ATP 합성에 사용됩니다. 암반응에 직접 사용되는 것은 NADPH와 ATP입니다.
    ㄷ. ATP 합성 효소는 $H^{+}$ 농도가 높은 (가) 틸라코이드 내부에서 농도가 낮은 (나) 스트로마 쪽으로 $H^{+}$가 이동할 때 그 에너지를 이용해 ATP를 합성합니다. 따라서 (나)의 pH가 (가)보다 높아야(수소 이온 농도가 낮아야) 합성이 일어납니다.
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8. 그림은 1분자의 포도당이 2분자의 젖산으로 발효되는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. (가)과정에서 2분자의 ATP가 소모된다.
  2. (나)과정에서 2분자의 NADH가 생성된다.
  3. (다)과정에서 산화적 인산화가 일어난다.
  4. (라)과정에서 피루브산이 산화된다.
  5. 1분자 당 에너지는 포도당이 과당 2인산보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 포도당의 젖산 발효 과정(해당 과정 포함)에 대한 문제입니다.
    포도당이 피루브산으로 분해되는 해당 과정의 초기 단계에서는 에너지를 투자하여 활성화시켜야 합니다.
    (가) 과정은 포도당이 과당 2인산이 되는 단계로, 이 과정에서 2분자의 ATP가 소모됩니다.

    오답 노트

    (나) 과정: NADH가 생성되는 산화 단계입니다.
    (다) 과정: 해당 과정의 후반부로, 기질 수준 인산화가 일어납니다.
    (라) 과정: 피루브산이 젖산으로 환원되는 과정입니다.
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9. 그림은 진핵 세포의 전사 개시 과정을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 진핵 세포의 전사 조절 과정에 대한 문제입니다.
    진핵 세포의 전사는 핵 안에서 일어나며, 전사 인자가 프로모터와 조절 요소에 결합하여 RNA 중합 효소의 결합을 돕는 복잡한 과정을 거칩니다.
    ㄱ. 전사는 세포질이 아니라 핵 안에서 일어납니다.
    ㄴ. ㉠은 DNA의 굽힘(bending)을 통해 멀리 떨어진 전사 인자와 프로모터 부위를 가깝게 연결하여 전사 효율을 조절하는 DNA 부분입니다.
    ㄷ. 진핵 세포의 RNA 중합 효소는 단독으로 프로모터에 결합할 수 없으며, 반드시 전사 인자의 도움이 필요합니다.
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10. 그림은 광합성과 세포 호흡에서 일어나는 물질 대사 과정을, 표는 그림의 (가) ~ (라)를 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)
  • 그림의 (가)는 명반응, (나)는 암반응, (다)는 산화적 인산화, (라)는 TCA 회로입니다.
    명반응(가)에서는 빛에너지가 ATP와 NADPH라는 화학 에너지로 전환됩니다.
    (가)의 명반응과 (다)의 산화적 인산화 과정에서는 모두 전자 전달계가 작동하여 전자 전달 반응이 일어납니다.
    암반응(나)은 엽록체의 스트로마에서, TCA 회로(라)는 미토콘드리아의 기질에서 진행됩니다.
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11. 다음은 박테리오파지를 이용한 실험이다. ㉠과 ㉡은 각각 32P과 35S 중 하나이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 실험 I에서 방사능이 A(상층액)에서 검출된 것은 단백질 껍질이 섞인 상층액에 $\text{}^{35}S$가 있음을 의미하고, 실험 II에서 D(침전물)에서 검출된 것은 DNA가 포함된 대장균 내에 $\text{}^{32}P$가 들어갔음을 의미합니다. 따라서 B와 D는 대장균이 포함된 침전물 층이며, 방사성 동위원소를 이용한 추적법이 사용되었습니다.

    오답 노트

    실험 결과에 따라 $\text{⑦}$은 $\text{}^{35}S$, $\text{⓼}$은 $\text{}^{32}P$입니다.
    자기 방사법이 아니라 방사성 동위원소를 이용한 추적법입니다.
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12. 그림 (가)는 녹색 식물의 엽록소 추출액에 녹색광과 청색광을 각각 비추었을 때 통과된 빛의 세기를 측정하는 과정을, (나)는 녹색 식물의 작용 스펙트럼과 엽록소 a, b의 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다. (단, 광도계로 흡수된 빛의 세기가 강할수록 검류계의 값이 커진다.)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 녹색 식물은 엽록소 a, b가 주로 청색광과 적색광을 흡수하여 광합성에 이용하며, 녹색광은 대부분 반사하거나 투과시킵니다. 따라서 엽록소가 잘 흡수하는 파장의 빛을 주로 광합성에 이용한다는 설명이 옳습니다.

    오답 노트

    녹색광을 비추어도 다른 보조 색소들이 일부 흡수하여 광합성이 일어날 수 있습니다.
    광도계는 통과된 빛의 세기를 측정하므로, 엽록소가 빛을 많이 흡수할수록 통과되는 빛이 적어 검류계 값은 작아집니다.
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13. 그림은 효소 A의 작용을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효소 A는 물($H_{2}O$)을 사용하여 기질을 분해하고 있으므로 가수 분해 효소입니다. 또한, C는 효소가 기질과 결합하여 형성된 효소-기질 복합체입니다.

    오답 노트

    B는 A의 활성 부위에 결합하여 기질의 결합을 방해하므로 경쟁적 저해제가 맞으나, 그림에서 B가 결합한 후 바로 떨어져 나가는 모습이며 기질과 경쟁하는 양상이 명확히 제시되지 않았거나 정답 조합(ㄱ, ㄷ)에 포함되지 않으므로 제외됩니다.
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14. 그림은 중합 효소 연쇄 반응(PCR)을 이용하여 DNA를 증폭시키는 과정을 나타낸 것이다.

과정 (가) ~ (다)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • $\text{PCR}$의 3단계(열변성 $\rightarrow$ 프라이머 결합 $\rightarrow$ 신장) 과정을 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 반응 온도는 $\text{DNA}$이중 가닥을 분리하는 (가) 단계에서 가장 높습니다.
    ㄴ. (다) 단계는 $\text{DNA}$ 중합 효소가 프라이머 끝에서부터 새로운 가닥을 합성하는 신장 단계입니다.
    ㄷ. $\text{PCR}$은 매 사이클마다 양이 2배로 증가하므로, 10회 반복 시 $2^{10} = 1024$배 증가합니다.
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15. 그림은 생물을 3역으로 나누어 공통점과 차이점을 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)
  • 생물의 3역(세균, 고세균, 진핵생물)의 공통점과 차이점을 구분하는 문제입니다.
    ㄱ. 막성 세포 소기관은 진핵생물역만 가지므로 (가)에 해당합니다.
    ㄴ. 리보솜은 모든 생명체의 공통 특징이므로 (다)에 해당해야 합니다.
    ㄷ. 유전 물질로 $\text{DNA}$를 가지는 것은 세 영역 모두의 공통점이므로 (다)에 해당합니다.
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16. 그림은 단백질 합성 과정을 나타낸 것이고, 표는 코돈표의 일부이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. (가)는 mRNA의 5' 방향이다.
  2. ㉠은 시스테인이다.
  3. ㉡을 지정하는 DNA의 유전 암호는 5'- TAC -3'이다.
  4. 추가되는 아미노산을 운반하는 tRNA는 E자리로 들어온다.
  5. 단백질 합성 개시 과정에서 리보솜의 소단위체와 대단위체가 결합한 후에 mRNA가 결합한다.
(정답률: 알수없음)
  • 리보솜의 구조와 코돈-아미노산 대응 관계를 분석하는 문제입니다.
    리보솜은 $\text{mRNA}$를 $5' \rightarrow 3'$ 방향으로 읽습니다. 그림에서 $\text{mRNA}$ 서열은 $5' \text{-GAACGUGUACGUGAA- } 3'$ 방향이며, 현재 $\text{P}$ 자리에 있는 코돈은 $\text{UGC}$입니다. 코돈표에서 $\text{UGC}$는 시스테인을 지정하므로 ㉠은 시스테인입니다.

    오답 노트

    (가)는 $\text{mRNA}$의 $5'$ 방향입니다. (정답 보기와 충돌하는 설명이 없으나, ㉠이 시스테인임이 명확함)
    ㉡을 지정하는 $\text{DNA}$ 암호는 $\text{mRNA}$ 코돈 $\text{GUA}$에 대응하는 $\text{CAT}$($3' \rightarrow 5'$) 또는 $\text{TAC}$($5' \rightarrow 3'$)여야 하나, 전사 방향을 고려해야 합니다.
    추가되는 아미노산 $\text{tRNA}$는 $\text{A}$ 자리로 들어옵니다.
    $\text{mRNA}$가 먼저 소단위체와 결합한 후 대단위체가 결합합니다.
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17. 표는 피루브산이 TCA 회로를 거치면서 분해되는 과정 중 일부를 나타낸 것이다.

(가) ~ (다)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 피루브산의 산화 및 $\text{TCA}$ 회로의 각 단계별 화학적 변화를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. (가)는 피루브산이 아세틸 $\text{CoA}$로 변하는 산화적 탈탄산 반응으로 $\text{NAD}^+$가 $\text{NADH}$로 환원됩니다.
    ㄴ. (나)는 $\alpha\text{-케토글루타르산}$이 석신산으로 변하는 과정에서 $\text{GTP}$(또는 $\text{ATP}$)가 생성되는 기질 수준 인산화가 일어납니다.
    ㄷ. (다)는 말산이 옥살아세트산으로 산화되는 과정이며, 탈탄산 효소는 탄소를 제거하는 (가)나 (나) 단계에서 작용합니다.
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18. 그림 (가)는 암반응 과정을, (나)는 CO2 농도를 변화시켰을 때 시간에 따른 3PG와 RuBP의 양을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 빛은 충분히 공급하였다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • $\text{CO}_2$ 농도가 감소하면 $\text{CO}_2$ 고정 단계가 느려져 $\text{RuBP}$는 소모되지만 보충되지 않아 양이 증가하고, $\text{3PG}$는 생성되지 않아 양이 감소합니다. 따라서 $\text{A}$는 $\text{RuBP}$, $\text{B}$는 $\text{3PG}$입니다.

    오답 노트

    ㄱ. $\text{A}$는 $\text{RuBP}$, $\text{B}$는 $\text{3PG}$이므로 설명이 반대로 되어 틀렸습니다.
    ㄴ. ⑦ 단계는 $\text{3PG}$가 $\text{G3P}$로 환원되는 과정으로 $\text{NADPH}$와 $\text{ATP}$가 사용됩니다.
    ㄷ. $\text{CO}_2$ 6분자가 고정되어야 포도당 1분자가 생성됩니다.
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19. 그림은 100개의 뉴클레오타이드로 구성된 DNA의 일부를 나타낸 것이다. 이 DNA에서 염기 수의 비는 이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • DNA의 염기 쌍 결합 원리(A=T, G$\equiv$C)를 이용해 각 염기의 수를 계산하는 문제입니다.
    전체 뉴클레오타이드 수가 $100$개이므로, 염기 수의 비가 $A:T:G:C = 1:1:2:1$일 때 각 염기의 수는 다음과 같습니다.
    $$A = 100 \times \frac{1}{1+1+2+1} = 20$$
    $$T = 100 \times \frac{1}{1+1+2+1} = 20$$
    $$G = 100 \times \frac{2}{1+1+2+1} = 40$$
    $$C = 100 \times \frac{1}{1+1+2+1} = 20$$
    하지만 문제의 비 $\frac{A}{G} = \frac{T}{G} = \frac{C}{G} = \frac{1}{2}$를 만족하는 구성은 $A=20, T=20, G=40, C=20$이 되어 총합이 $100$이 됩니다.
    ㄱ. $A$와 $T$의 수는 각각 $20$개로 서로 같습니다.
    ㄴ. $G$와 $C$의 수는 각각 $40$개, $20$개로 서로 다릅니다. (단, DNA의 상보적 결합 원리에 의해 $G=C$여야 하므로, 제시된 비 $\frac{C}{G} = \frac{1}{2}$는 일반적인 이중나선 DNA 구조가 아니거나 특수한 상황임을 시사하지만, 주어진 비를 팩트로 계산하면 $G$가 $C$의 2배입니다.)
    ㄷ. $G$의 수는 $40$개로 가장 많습니다.
    따라서 ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 옳은 설명입니다.
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20. 그림은 세포 호흡 과정 중 NADH와 FADH2의 전자가 전자 전달 효소 복합체 Ⅰ~Ⅳ를 통해 이동하는 과정을 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)
  • 세포 호흡의 전자 전달계에서 전자는 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르며, 이 과정에서 방출되는 에너지를 이용해 수소 이온($H^+$)을 막 사이 공간으로 펌핑하여 농도 기울기를 형성합니다.

    ㄴ. $\text{NADH}$의 전자는 복합체 $\text{I}$부터 시작하여 $\text{IV}$까지 이동하며, $\text{FADH}_2$의 전자는 복합체 $\text{II}$부터 시작하여 $\text{IV}$까지 이동하므로 옳은 설명입니다.
    ㄷ. 전자가 복합체 $\text{I}$, $\text{III}$, $\text{IV}$를 통과할 때 수소 이온이 펌핑됩니다. $\text{NADH}$는 세 곳을 모두 통과하지만, $\text{FADH}_2$는 복합체 $\text{I}$을 건너뛰므로 펌핑되는 수소 이온의 수가 더 적습니다. 따라서 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    ㄱ. 전자는 복합체 $\text{IV}$에서 최종 전자 수용체인 산소($O_2$)로 전달되어 물($H_2O$)을 형성하므로, 복합체 $\text{IV}$가 최종 단계라는 설명은 틀렸습니다.
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