수능(생명과학II) 필기 기출문제복원 (2013-10-08)

수능(생명과학II) 2013-10-08 필기 기출문제 해설

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수능(생명과학II)
(2013-10-08 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 세포막의 구조를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포막의 인지질 이중층 구조와 막단백질의 특성을 묻는 문제입니다.
    A는 막단백질로, 통로 단백질이나 운반체 단백질로서 물질 이동에 관여합니다.
    B는 인지질의 머리 부분으로 물과 친한 친수성 성질을 띱니다.
    C는 인지질의 꼬리 부분으로 지방산으로 구성되어 있어 소수성을 띱니다.
    따라서 제시된 모든 설명이 옳습니다.
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2. 그림은 백혈구에서 일어나는 리소좀의 형성과 세포 내 소화 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 A는 리보솜이 부착되어 단백질을 합성하는 거친면 소포체이며, B는 이를 가공하여 운반 소낭으로 만드는 골지체, C는 가수 분해 효소를 포함한 리소좀입니다.
    ㄱ. A는 리보솜이 붙어 있는 거친면 소포체가 맞습니다.

    오답 노트
    가수 분해 효소는 소포체(A)의 리보솜에서 합성되어 골지체(B)에서 가공됩니다.
    (가) 과정은 세포막이 함입되어 들어오는 식세포 작용으로, ATP 에너지가 소모되는 능동 수송 과정입니다.
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1

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3. 그림의 A는 증류수에 넣은 지 5분이 지난 식물 세포의 모습을, 표는 A의 삼투압과 팽압을 나타낸 것이다.

A에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 식물 세포의 흡수력은 삼투압에서 팽압을 뺀 값으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $흡수력 = 삼투압 - 팽압$
    ② [숫자 대입] $흡수력 = 5\text{기압} - 5\text{기압}$
    ③ [최종 결과] $흡수력 = 0$
    흡수력이 0이라는 것은 세포가 외부로부터 물을 더 이상 흡수하지 않는 상태, 즉 최대 팽창 상태임을 의미합니다.

    오답 노트
    증류수에 넣으면 물이 유입되어 세포 내부의 농도가 낮아지므로 삼투압은 감소합니다.
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4. 그림 (가)는 3가지 효소의 작용을, (나)는 D가 효소 a의 작용을 저해하는 원리를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)에서 효소 a는 A를 B로, 효소 b는 B를 C로, 효소 c는 C를 D로 변화시키는 연속적인 반응 경로를 보여줍니다.
    효소 a가 있어야 B가 생성되므로, 효소 b가 없더라도 A가 공급되면 B는 생성됩니다.
    효소 a, b가 충분하고 효소 c가 없다면, 최종 산물인 D로 넘어가지 못하고 중간 단계인 C가 계속 쌓이게 되어 C의 양이 증가합니다.
    그림 (나)에서 최종 산물 D가 효소 a의 활성 부위에 결합하여 작용을 방해하는 '음성 피드백' 조절이 일어나므로, D의 농도가 증가하면 첫 단계인 B의 생성 속도가 감소합니다.
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5. 다음은 갓 태어난 토끼의 체내에서 갈색지방 조직에 의해 체온이 조절되는 원리를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 갈색지방 조직의 미토콘드리아 내막에 있는 이온 통로 A(UCP1)는 $H^{+}$를 기질로 직접 확산시켜 ATP 합성 대신 열을 발생시킵니다.
    ㄴ. 통로 A를 통해 막 사이 공간의 $H^{+}$가 기질로 이동하므로, 두 공간 사이의 $H^{+}$ 농도 기울기가 줄어들어 pH 차이가 감소합니다.

    오답 노트
    전자전달계에서 전자의 최종 수용체는 $O_{2}$이며, 결과물로 $H_{2}O$가 생성됩니다.
    $H^{+}$가 A를 통해 이동하는 것은 농도 기울기에 따른 확산(수동 수송)이므로 ATP가 소모되지 않으며, 오히려 ATP 합성이 억제됩니다.
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6. 다음은 광합성에 대한 실험을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 실험 결과 A는 $O_{2}$만 증가하고, B는 변화가 없으며, C는 $O_{2}$ 증가와 $CO_{2}$ 감소가 동시에 일어납니다. 따라서 ㉠은 그라나(명반응), ㉡은 스트로마(암반응)입니다.
    ㄴ. A는 그라나만 있으므로 명반응이 일어나 $O_{2}$와 함께 NADPH, ATP가 생성됩니다.
    ㄷ. C는 그라나와 스트로마가 모두 있어 명반응 산물을 이용한 암반응이 진행되므로, $CO_{2}$가 환원되어 포도당이 합성됩니다.

    오답 노트
    ㉡은 $CO_{2}$를 고정하고 포도당을 합성하는 스트로마입니다.
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7. 그림은 박테리오파지를 이용한 허시와 체이스의 실험을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 허시와 체이스의 실험은 방사성 동위원소를 이용해 유전 물질이 DNA임을 증명한 실험입니다.
    ㄱ. 단백질은 $^{35}S$로, DNA는 $^{32}P$로 표지하여 어느 성분이 대장균 내부로 들어가 유전 정보를 전달하는지 확인하는 실험입니다.
    ㄴ. $^{32}P$로 표지된 파지를 사용했을 때, DNA가 대장균 내부로 주입되므로 원심 분리 후 침전물 A(대장균)에서 방사능이 검출됩니다.
    ㄷ. 침전물 A 속의 대장균이 복제된 파지를 생성하므로, 새로 만들어진 파지에서도 $^{32}P$에 의한 방사능이 검출됩니다.
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8. 그림 (가)는 발효관을 이용한 알코올 발효 실험을, (나)는 이때 발효관 내에서 일어나는 반응을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 알코올 발효는 포도당이 피루브산을 거쳐 에탄올과 $CO_{2}$로 분해되는 과정입니다.
    ㄱ. (나) 과정의 ㉠은 $CO_{2}$이며, 이는 발효관의 맹관부에 모이게 됩니다.
    ㄴ. 피루브산이 아세트알데하이드로 변한 후, NADH가 전자를 제공하여 아세트알데하이드를 에탄올로 환원시킵니다.
    ㄷ. 발효가 진행되어 $CO_{2}$가 발생하면 맹관부의 기체가 늘어나면서 액체 기둥을 밀어내므로 수면이 낮아집니다.
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9. 그림은 식물에서 볼 수 있는 물질대사 과정을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 (가)는 빛에너지를 이용해 $O_{2}$를 방출하고 NADPH와 ATP를 생성하는 광합성의 명반응, (나)는 이를 이용해 $CO_{2}$를 포도당으로 합성하는 캘빈 회로, (다)는 포도당을 분해하여 ATP를 얻는 세포 호흡 과정입니다.
    ㄷ. (다)는 세포 호흡 과정으로, 포도당이 분해되는 과정에서 탈탄산 효소가 작용하여 $CO_{2}$가 방출됩니다.

    오답 노트
    (가)에서 ATP는 광인산화 과정을 통해 생성됩니다.
    (나)는 엽록체의 스트로마에서 일어납니다.
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10. 그림은 사람의 간세포에서 일어나는 알부민 유전자 발현 과정의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 돌연변이는 고려하지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 진핵세포의 유전자 발현 조절 기전을 묻는 문제입니다.
    전사 촉진 인자 $a, b, c$는 RNA 중합 효소가 프로모터에 효율적으로 결합하도록 도와 전사를 촉진하므로 옳은 설명입니다.
    또한, 모든 체세포는 동일한 유전 정보를 가지므로 전사 촉진 인자 결합 부위인 $A, B, C$ 서열은 모든 세포 핵에 존재합니다.

    오답 노트
    $a, b, c$는 DNA 서열인 $A, B, C$가 발현되어 만들어지는 것이 아니라, 특정 세포에서만 선택적으로 발현되는 단백질입니다.
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11. 그림은 리보솜에서 단백질이 합성되는 과정을, 표는 유전 암호의 일부를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 리보솜에서의 단백질 합성 과정과 코돈 표를 해석하는 문제입니다.
    (가)는 새로운 tRNA가 들어오는 A 자리를 의미하며, 이곳에서 tRNA의 안티코돈이 mRNA의 코돈과 상보적으로 결합하므로 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    ⓐ의 코돈은 $UUC$이므로 표에 따라 페닐알라닌이 아닌 류신입니다.
    ⓑ의 코돈은 $AAA$이며, 이를 지정하는 DNA 트리플렛 코드는 상보적인 $TTT$ (5' $\rightarrow$ 3' 방향)가 되어야 합니다.
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12. 그림은 중합 효소 연쇄 반응(PCR)을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • PCR(중합 효소 연쇄 반응)의 단계별 특징을 분석하는 문제입니다.
    (가)는 고온 가열을 통해 DNA 이중 가닥을 단일 가닥으로 분리하는 변성 단계이므로, 염기 사이의 수소 결합이 끊어진다는 설명은 옳습니다.
    (다)는 DNA 중합 효소가 프라이머부터 시작하여 새로운 DNA 가닥을 합성하는 신장 단계이므로 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    (나)는 프라이머가 결합하는 어닐링 단계로, (가)보다 낮은 온도를 유지해야 프라이머가 DNA에 결합할 수 있습니다.
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13. 그림은 3역 분류 체계를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 3역 분류 체계에서 세균역과 고세균역 및 진핵생물역을 구분하는 기준을 묻는 문제입니다.
    특징 A는 세균역만 가지고 있고 고세균역과 (가)인 진핵생물역은 가지지 않은 특징이므로, 펩티도글리칸을 함유한 세포벽이 있다는 설명은 옳습니다.
    생물을 6계로 분류할 때 진핵생물역(가)에는 식물계, 동물계, 균계, 원생생물계의 4개 계가 포함되므로 이 설명 또한 옳습니다.

    오답 노트
    고세균역에 속하는 생물은 원핵생물로, 막으로 둘러싸인 세포 소기관을 가지지 않습니다.
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14. 그림은 N가 들어 있는 배지에서 배양한 대장균을 14N가 들어 있는 배지로 옮겨 배양하면서 1 ~ 4세대 대장균의 DNA를 추출한 후 각각 원심 분리한 결과를 나타낸 것이다.

4세대에서 a~c층에 들어 있는 DNA양의 상댓값으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • DNA의 반보존적 복제 원리를 적용합니다. 처음 $^{15}N$ 배지에서 배양된 DNA($^{15}N$-$^{15}N$)가 $^{14}N$ 배지로 옮겨지면, 매 세대마다 $^{14}N$-$^{15}N$ 하이브리드 DNA는 2분자로 유지되고 나머지는 모두 $^{14}N$-$^{14}N$ DNA가 됩니다.
    4세대에서 전체 DNA 분자 수는 $2^{4} = 16$개입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{a층}(^{15}N\text{-}^{15}N) = 0, \text{ b층}(^{14}N\text{-}^{15}N) = 2, \text{ c층}(^{14}N\text{-}^{14}N) = 2^{n}-2$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{a} = 0, \text{ b} = 2, \text{ c} = 16 - 2 = 14$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{a} : \text{b} : \text{c} = 0 : 2 : 14 = 0 : 1 : 7$$
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15. 그림은 배아 줄기 세포를 이용하여 환자를 치료하는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림은 환자의 체세포 핵을 이용한 체세포 복제 배아줄기세포(ntESC) 생성 과정(A)과 일반적인 수정란을 이용한 배아줄기세포 생성 과정(B)을 비교하고 있습니다.
    A는 환자의 핵을 사용했으므로 환자와 유전적으로 동일하여 면역 거부 반응이 적습니다. 따라서 ㄱ은 옳습니다.

    오답 노트
    ㄴ: B는 정자와 난자의 수정으로 만들어졌으므로 환자의 체세포와 유전자가 다릅니다.
    ㄷ: C(배아줄기세포)는 배반포를 파괴해야 하므로 성체 줄기세포보다 생명 윤리적 문제가 더 큽니다.
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16. 표는 4가지 동물들의 유연관계를 알아보기 위해 이들이 공통으로 가지고 있는 효소인 사이토크롬 c의 104개 아미노산 서열중 차이를 보이는 아미노산의 수를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 아미노산 서열의 차이가 적을수록 유연관계가 가깝다는 원리를 이용합니다.
    사이토크롬 c의 아미노산 서열 비교는 분자 생물학적 증거에 해당합니다.

    오답 노트
    ㄱ: 비교해부학적 증거가 아니라 분자 생물학적 증거입니다.
    ㄴ: 사람과 원숭이의 차이가 1로 가장 적으므로 유연관계가 가장 가깝습니다.
    ㄷ: 사람-개구리 차이는 18, 원숭이-참치 차이는 21이므로 원숭이와 참치의 차이가 더 큽니다.
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17. 그림은 고사리의 생활사를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 고사리는 포자체(2n)와 전엽체(n)가 교대로 나타나는 세대교번을 합니다.
    A는 포자체로, 잎과 줄기에 관다발이 존재하는 관다발 식물입니다. 따라서 ㄱ은 옳습니다.
    B는 포자낭에서 감수 분열로 생성된 포자로, 핵상은 $n$입니다. 따라서 ㄴ은 옳습니다.
    (가) 과정은 포자가 분열하여 전엽체가 되는 과정으로, 체세포 분열이 일어납니다. 감수 분열은 포자낭 내에서 포자를 만들 때 일어납니다. 따라서 ㄷ은 틀렸습니다.
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18. 다음은 어떤 멘델 집단에서 나타나는 유전병 A의 특징과 이 집단에 속해 있는 어느 집안의 가계도를 나타낸 것이다.

(가)와 (나) 사이에서 아이가 태어날 때 이 아이에게 유전병 A가 나타날 확률은? [3점]

  1. 1/22
  2. 1/20
  3. 1/11
  4. 1/10
  5. 2/11
(정답률: 알수없음)
  • 유전병 A는 상염색체 열성 유전이며, 집단 내 환자 빈도가 $1/100$인 멘델 집단입니다. 하디-바인베르크 법칙을 이용하여 (가)와 (나)의 유전자형 확률을 구합니다.
    먼저 유전병 A의 대립유전자 빈도를 $q$라 하면, $q^{2} = 1/100$이므로 $q = 1/10$이고, 정상 대립유전자 빈도 $p = 9/10$ 입니다.
    (가)는 환자인 아버지로부터 열성 유전자를 물려받은 정상인이므로 유전자형이 $Aa$로 확정됩니다. (나)는 집단 내 무작위 개인이므로 정상일 확률은 $p^{2} + 2pq = 1 - q^{2} = 99/100$이며, 이 중 보인자($Aa$)일 확률은 $\frac{2pq}{p^{2} + 2pq} = \frac{2 \times 0.9 \times 0.1}{0.99} = \frac{0.18}{0.99} = \frac{2}{11}$ 입니다.
    아이가 유전병 A($aa$)가 나타나려면 (가)가 $a$를 주고, (나)가 보인자이면서 $a$를 주어야 합니다.
    $$\text{확률} = \frac{1}{2} \times \frac{2}{11} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{22}$$
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19. 표는 섬 (가)와 (나)에 서식하는 동일한 종의 핀치새 개체군을 대상으로 태풍이 불기 전과 후에 대립 유전자 A와 a의 빈도를 조사한 것이다. 태풍이 불기 전에 두 섬의 핀치새 개체수는 각각 50000과 50 중 하나이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 유전적 부동 이외의 다른 진화 요인은 작용하지 않았다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 유전적 부동은 개체군 크기가 작을수록 우연한 사건에 의해 대립 유전자 빈도가 급격하게 변하는 현상입니다.
    ㄱ. 섬 (가)는 태풍 전후 대립 유전자 빈도 변화가 없으므로, 유전적 부동의 영향이 적은 개체수가 많은 $50000$인 집단입니다.
    ㄴ. 섬 (나)는 대립 유전자 $A$의 빈도가 $0.7$에서 $0.5$로, $a$의 빈도가 $0.3$에서 $0.5$로 변했으므로 유전자 풀의 변화가 일어났습니다.
    ㄷ. 개체수가 적은 섬 (나)에서 대립 유전자 빈도의 변화가 뚜렷하게 나타났으므로, 섬 (가)보다 유전적 부동의 영향이 더 크게 나타났습니다.
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20. 그림 (가)는 진핵생물이 진화하는 과정의 일부를, (나)는 지구의 나이에 따른 대기 산소와 생물의 출현 시기를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <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 산소세균이 세포 내로 들어와 미토콘드리아가 되는 '세포 내 공생설'을 나타냅니다.
    그림 (나)의 대기 산소 그래프를 보면 산소 농도가 급격히 증가하기 전부터 생물이 존재했으므로, 산소를 사용하지 않는 무산소 호흡 생물이 산소 호흡 생물보다 먼저 출현했음을 알 수 있습니다.

    오답 노트
    A 과정(미토콘드리아의 형성)은 대기 중 산소 농도가 충분히 높아진 이후에 일어난 사건이므로 27억 년 전이라는 시점은 적절하지 않습니다.
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