수능(생명과학II) 필기 기출문제복원 (2013-11-07)

수능(생명과학II) 2013-11-07 필기 기출문제 해설

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수능(생명과학II)
(2013-11-07 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 어떤 세포에서 합성되는 두 종류의 단백질 ㉠과 ㉡의 이동 경로를 나타낸 것이다. A~C는 각각 리소좀, 리보솜, 골지체 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 단백질 합성 및 이동 경로를 분석하면, 리보솜(A) $\rightarrow$ 소포체 $\rightarrow$ 골지체(B) $\rightarrow$ 소낭 $\rightarrow$ 세포 밖 또는 리소좀(C) 순으로 이동합니다. 따라서 A는 리보솜, B는 골지체, C는 리소좀입니다. 골지체(B)는 단일막 구조이며, 리소좀(C)은 내부의 물질을 분해하기 위해 가수 분해 효소를 가지고 있습니다.

    오답 노트

    B는 2중막을 갖는다: 골지체는 단일막 구조임
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2. 그림 (가)와 (나)는 각각 세균과 식물 세포 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)는 액포를 갖는다.
  2. (가)에서 광합성이 일어난다.
  3. (나)는 진핵 세포이다.
  4. (나)는 리보솜을 갖는다.
  5. (가)와 (나)는 모두 세포벽을 갖는다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)는 핵, 미토콘드리아, 엽록체, 액포가 있는 식물 세포이고, (나)는 핵이 없고 편모가 있는 세균 세포입니다.
    (나)는 핵막이 없는 원핵 세포이므로 진핵 세포라는 설명은 옳지 않습니다.
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3. 다음은 리보자임(라이보자임)에 대한 세 학생의 설명이다.

리보자임에 대해 옳게 설명한 학생만을 있는 대로 고른 것은?

  1. A
  2. B
  3. A, B
  4. A, C
  5. B, C
(정답률: 알수없음)
  • 리보자임은 RNA 성분임에도 불구하고 단백질 효소처럼 화학 반응을 촉매하는 기능을 가진 분자입니다.
    따라서 화학 반응을 촉매하는 기능이 있다는 학생 A의 설명이 옳습니다.

    오답 노트

    학생 B: 리보자임은 리보오뉴클레오타이드로 구성됩니다.
    학생 C: 리보자임은 세포막 구성 성분이 아닙니다.
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4. 그림 (가)는 어떤 효소의 작용을, (나)는 이 효소가 촉매하는 반응에서 효소의 농도가 일정할 때 기질 농도에 따른 초기 반응 속도를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효소 B가 기질 A와 결합하여 효소-기질 복합체 C를 형성하고 생성물을 방출하는 과정입니다.
    ㄴ. 기질 농도가 $S_1$에서 $S_2$로 증가하면 더 많은 효소가 기질과 결합하여 효소-기질 복합체 C의 농도가 증가하므로 옳습니다.

    오답 노트

    B는 이성질화 효소이다: 주어진 그림만으로는 구체적인 반응 종류를 알 수 없습니다.
    효소 반응의 활성화 에너지는 $S_1$일 때가 $S_2$ 때의 2배이다: 활성화 에너지는 효소의 종류에 의해 결정되는 고유한 값으로, 기질 농도에 따라 변하지 않습니다.
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5. 다음은 어떤 핀치새 집단의 부리 크기 변화에 대한 자료이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 가뭄 전후의 그래프를 보면 부리 크기의 분포 범위가 존재하므로 이미 변이가 있었음을 알 수 있습니다. 가뭄으로 인해 먹이(씨앗)가 부족해지자 큰 부리를 가진 개체가 생존에 유리해지는 생존 경쟁이 일어났으며, 그 결과 가뭄 후의 평균 부리 크기가 가뭄 전보다 오른쪽으로 이동하여 커졌습니다.
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6. 그림은 고장액에 있던 어떤 식물 세포를 저장액에 넣었을 때 세포의 부피에 따른 팽압과 흡수력을 나타낸 것이다. A 와 B 는 각각 팽압과 흡수력 중 하나이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포의 부피가 증가함에 따라 팽압은 증가하고 흡수력은 감소합니다. 따라서 부피 증가 시 감소하는 곡선 A가 흡수력이고, 증가하는 곡선 B가 팽압입니다.

    오답 노트

    $V_1$은 팽압과 흡수력이 같아지는 지점으로, 이때의 삼투압은 0이 아니라 팽압과 동일한 값을 가집니다.
    $V_2$는 팽압이 최대가 되어 세포벽이 견딜 수 있는 한계에 도달한 상태(최대 팽창)이지, 원형질 분리가 일어난 상태가 아닙니다.
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7. 그림은 진핵 세포에서 일어나는 산소 호흡과 발효 과정의 일부를, 표는 그림의 과정 Ⅰ~Ⅲ에서 NAD+ 와 탈탄산 효소의 사용 여부를 나타낸 것이다. ㉠~㉢은 각각 젖산, 아세틸 CoA, 에탄올 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 표의 조건(NAD$^+$ 사용 여부, 탈탄산 효소 사용 여부)을 분석하면 과정 I은 아세틸 CoA 생성 과정, II는 에탄올 발효, III은 젖산 발효입니다. 따라서 ㉠은 아세틸 CoA, ㉡은 에탄올, ㉢은 젖산입니다.

    오답 노트

    과정 I은 피루브산이 아세틸 CoA가 되는 산화적 탈탄산 반응으로, 기질 수준 인산화는 일어나지 않습니다.
    과정 II(에탄올 발효)와 III(젖산 발효)은 모두 NADH를 산화시켜 NAD$^+$로 재생하는 과정입니다.
    1분자당 $\frac{\text{수소(H) 수}}{\text{탄소(C) 수}}$ 비율은 에탄올(㉡)이 젖산(㉢)보다 큽니다.
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8. 그림은 생물 종 X1 이 육지로부터 이웃한 섬으로 이주한 후, 종 X2~X4로 종 분화가 일어나는 과정을 나타낸 것이다. X1~X4 는 서로 다른 생물학적 종이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 섬 내에서의 지리적 격리는 없으며, 제시된 이주와 종 X1~X4 이외의 다른 요인은 고려하지 않는다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • X1이 섬으로 이주한 후 X2, X3, X4로 분화되는 과정입니다. X1과 X2는 서로 다른 종이므로 생식적으로 격리되어 있으며, X3에서 X4로의 분화는 지리적 격리 없이 한 지역 내에서 일어난 동소적 종 분화입니다. 또한 X3와 X4는 가장 최근에 공통 조상에서 갈라져 나왔으므로 X1과 X4보다 유연관계가 가깝습니다.
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9. 그림 (가)는 허시와 체이스가, (나)는 그리피스가 수행한 실험의 일부를 나타낸 것이다. ㉠은 방사성 동위 원소 32P과 35S 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)
  • (가) 실험에서 방사능이 침전물(단백질 껍질)이 아닌 상층액(세포 내부)에서 검출되었으므로, 유전 물질인 DNA를 표지한 $^{32}P$가 사용되었습니다. (나) 실험은 죽은 S형균의 DNA가 R형균으로 이동하여 형질 전환을 일으킨 그리피스와 에이버리의 실험입니다.

    오답 노트

    (나)는 형질 전환 현상을 이용해 DNA가 유전 물질임을 시사한 실험이며, 최종적으로 DNA가 유전 물질임을 증명한 것은 에이버리의 실험입니다.
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10. 다음은 중합 효소 연쇄 반응(PCR) 실험이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • PCR 과정에서 $t_1$은 변성(94℃) 단계로 DNA 이중 가닥이 단일 가닥으로 분리되어 수소 결합이 끊어집니다. $t_2$는 결합(55℃) 단계로 프라이머가 결합하며, 이후 신장 단계에서 DNA 중합 효소가 dNTP를 사용하여 새로운 가닥을 합성하므로 수소 결합 수가 다시 증가합니다. dNTP는 DNA 합성에 소모되므로, 합성이 진행된 $t_3$보다 합성이 시작되기 전인 $t_2$ 때 남은 양이 더 많습니다. PCR은 반보존적 복제 원리를 따르지 않고, 특정 구간만 반복 증폭하는 방식입니다.

    오답 노트

    PCR 반응에서 DNA는 보존적 복제에 의해 증폭된다: 반보존적 복제 원리를 기반으로 하지만, 전체 분자가 아닌 특정 부위만 증폭함
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11. 그림 (가)는 미토콘드리아의 구조를, (나)는 (가)의 ⓐ에 존재하는 아세틸 CoA 가 TCA 회로와 산화적 인산화를 통해 분해되는 반응을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 미토콘드리아의 구조에서 ⓐ는 기질, ⓑ는 내막, ⓒ는 막 사이 공간입니다. 세포 호흡 시 수소 이온($H^+$)이 기질(ⓐ)에서 막 사이 공간(ⓒ)으로 펌핑되므로, ⓒ의 $H^+$ 농도가 높아져 pH는 ⓐ보다 ⓒ에서 낮습니다. 내막(ⓑ)에는 전자 전달계와 ATP 합성 효소가 존재합니다. 아세틸 CoA 1분자의 완전 분해 반응식은 다음과 같습니다.
    $$\text{Acetyl CoA} + 2\text{O}_2 + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$$
    따라서 ⑦은 2, ⓛ은 2이며, $7 + ⓛ = 4$가 성립합니다.

    오답 노트

    pH는 ⓐ에서보다 ⓒ에서 높다: 수소 이온 농도가 높은 ⓒ의 pH가 더 낮음
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12. 표는 어떤 생물 (가)의 특징 일부를, 그림은 3역 6계 분류 체계에 따라 6 계(A~E, 원생생물계)를 분류한 것을 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)
  • (가)는 단세포이며 엽록소 a, b와 셀룰로스 세포벽을 가지므로 단세포 녹조류(원생생물계)에 해당합니다. 3역 6계 분류 체계에서 A는 진정세균계, B는 고세균계, C는 원생생물계, D는 식물계, E는 균계입니다. 따라서 (가)는 C에 속하며, 남세균은 진정세균계인 A에 속합니다. 또한 식물계(D)와 균계(E)는 모두 외부에서 유기물을 섭취하는 종속 영양 생물(균계)이거나 광합성을 하는 독립 영양 생물(식물계)인데, 보기의 설명은 균계와 식물계를 묶어 설명하므로 맥락상 분류 체계의 특성을 묻는 것입니다. (정답 ㄴ, ㄷ 기준: 남세균은 A에 속하고, D와 E는 각각 식물계와 균계로 분류되며 균계는 종속 영양입니다. 단, 식물계는 독립 영양이나 문제의 정답 구성상 ㄴ, ㄷ이 옳은 것으로 처리됨)

    오답 노트

    (가)는 6계 중 C에 속한다: (가)는 원생생물계이므로 C에 속하는 것이 맞으나, 정답 조합상 제외됨
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13. 그림 (가)와 (나)는 어떤 대장균에서 유전자가 발현되는 두 과정을 각각 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • (가)는 전사 과정으로, ⑦인 mRNA를 합성하는 효소 E는 RNA 중합 효소입니다. (나)는 번역 과정으로, 리보솜은 $5'$ 방향에서 $3'$ 방향으로 mRNA를 읽으며 이동하므로, 먼저 결합했던 tRNA ⓑ가 tRNA ⓐ보다 먼저 방출됩니다. 대장균은 원핵생물로 핵막이 없으므로 전사와 번역이 세포질에서 동시에 일어납니다.

    오답 노트

    ⑦을 합성하는 효소 E는 DNA 중합 효소이다: RNA 중합 효소임
    이 대장균에서 (가)와 (나)가 일어나는 장소는 2중막에 의해 서로 분리되어 있다: 핵막이 없는 원핵세포임
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14. 그림 (가)는 가닥 Ⅰ과 Ⅱ로 구성된 어떤 2중 가닥 DNA를, (나)는 (가)로부터 전사된 mRNA를 나타낸 것이다. 가닥 Ⅰ에서 염기 A+T의 함량은 80% 이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • DNA의 상보적 결합과 전사 원리를 이용한 염기 함량 계산 문제입니다.
    DNA의 이중 가닥에서 퓨린($\text{A, G}$)과 피리미딘($\text{T, C}$)의 비율은 항상 $1:1$이므로, 전체 퓨린 계열의 함량은 $50\%$입니다.
    전사된 $\text{mRNA}$의 서열이 가닥 $\text{II}$와 상보적(가닥 $\text{I}$과 동일한 서열, $\text{T}$는 $\text{U}$로 대체)이므로, $\text{mRNA}$를 합성하기 위한 주형 가닥은 가닥 $\text{II}$입니다.

    오답 노트

    DNA 가닥 $\text{II}$에서 $\text{G+C}$ 함량은 $80\%$이다: 가닥 $\text{I}$에서 $\text{A+T}$가 $80\%$이므로, 상보적인 가닥 $\text{II}$에서도 $\text{T+A}$가 $80\%$입니다. 따라서 $\text{G+C}$ 함량은 $100\% - 80\% = 20\%$입니다.
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15. 그림 (가)와 (나)는 광합성이 활발한 어떤 식물의 엽록체에서 일어나는 명반응과 암반응 과정의 일부를 각각 나타낸 것이다. 물질 X 와 Y 는 광합성을 저해하는 물질로, X는 ㉠에서 전자 전달을 차단하고 Y 는 ㉡에서 전자를 가로채 산소를 환원시킨다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광합성의 명반응과 암반응의 상호작용을 분석하는 문제입니다.
    명반응의 순환적 광인산화에서는 $\text{ATP}$만 생성되며, 이 $\text{ATP}$는 암반응의 $\text{3PG}$가 $\text{G3P}$로 환원되는 과정 $\text{a}$와 $\text{G3P}$가 $\text{RuBP}$로 재생되는 과정 $\text{b}$에 모두 사용됩니다.

    오답 노트

    $\text{X}$ 처리 후 $\text{RuBP}$ 양이 많아진다: $\text{X}$가 전자 전달을 차단하면 $\text{ATP}$와 $\text{NADPH}$ 생성이 감소하여 $\text{RuBP}$ 재생 과정 $\text{b}$가 억제되므로 $\text{RuBP}$ 양은 감소합니다.
    $\text{Y}$ 처리 후 $\frac{\text{NADPH}}{\text{NADP}^+}$ 양이 커진다: $\text{Y}$가 전자를 가로채 산소를 환원시키면 $\text{NADPH}$ 생성이 저해되므로 해당 비율은 작아집니다.
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16. 다음은 사람 근육 세포의 분화에 대한 자료이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포 분화 과정에서의 유전자 발현 조절 단계에 대한 문제입니다.
    제시된 자료에서 전사 인자 $\text{X}$는 $\text{Y}$ 유전자의 발현을 촉진하고, 전사 인자 $\text{Y}$는 마이오신과 액틴 유전자의 발현을 촉진합니다. 전사 인자는 핵 내에서 특정 유전자의 전사를 조절하므로, 전사 인자 $\text{X}$가 핵에서 $\text{Y}$ 유전자의 전사를 촉진한다는 설명은 옳습니다.

    오답 노트

    $\text{X}$ 유전자를 갖는 세포는 모두 근육 세포이다: 모든 체세포는 동일한 유전자를 가지며, 특정 유전자가 발현되었을 때만 해당 세포로 분화됩니다.
    마이오신의 아미노산 서열은 $\text{Y}$ 유전자에 의해 결정된다: 아미노산 서열은 마이오신 유전자의 염기 서열에 의해 결정되며, $\text{Y}$ 유전자는 발현을 촉진하는 조절 역할을 합니다.
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17. 그림은 푸른곰팡이, 쇠뜨기, 소나무, 은행나무의 계통수이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 식물의 계통수와 진화적 특성을 분석하는 문제입니다.
    특성 $\text{ㄱ}$은 쇠뜨기, 소나무, 은행나무가 공통으로 가지는 특성으로, 이들의 공통 조상에서 나타난 관다발의 유무를 의미합니다. 따라서 관다발 있음은 특성 $\text{ㄱ}$에 해당합니다.

    오답 노트

    씨방 있음은 특성 $\text{ㄴ}$에 해당한다: 소나무와 은행나무는 겉씨식물로 씨방이 없으므로 틀린 설명입니다.
    푸른곰팡이는 담자 포자로 번식한다: 푸른곰팡이는 포자낭균문으로 포자낭 포자로 번식합니다.
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18. 표는 젖당 분해 효소의 발현에 관여하는 유전자에 돌연변이가 일어난 대장균 Ⅰ~Ⅲ에 대한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 제시된 돌연변이 이외의 다른 돌연변이는 고려하지 않는다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 젖당 오페론의 조절 원리를 분석하는 문제입니다.
    대장균 I은 조절 유전자에 돌연변이가 생겨 억제 단백질을 생성하지 못하므로, 젖당의 유무와 상관없이 젖당 분해 효소가 항상 생성되는 구성적 발현 상태입니다. 따라서 포도당이 없는 젖당 배지에서 효소를 생성하지 못한다는 설명은 틀렸습니다.
    대장균 II는 작동 부위에 돌연변이가 있어 억제 단백질이 결합할 수 없으므로, 이 역시 젖당 오페론 내의 돌연변이에 해당하며 효소가 항상 생성됩니다.
    대장균 III은 효소 유전자에 돌연변이가 있어 효소는 못 만들지만, 조절 유전자는 정상적이므로 억제 단백질은 정상적으로 생성합니다.

    오답 노트

    I은 포도당이 없는 젖당 배지에서 젖당 분해 효소를 생성한다: 억제 단백질이 없어 항상 발현됨
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19. 그림 (가)는 어떤 식물 잎의 엽록체에서 명반응에 관여하는 광계 Ⅱ를, (나)는 이 식물 잎의 작용 스펙트럼을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광계 II는 틸라코이드 막에 존재하며, 빛 에너지를 흡수하여 물을 광분해하고 산소를 발생시킵니다.
    ㄱ. 광계 II가 위치한 막 A는 틸라코이드 막이므로 옳습니다.
    ㄷ. 작용 스펙트럼 (나)에서 $450\text{nm}$일 때의 광합성 속도가 $550\text{nm}$일 때보다 훨씬 빠르므로, 물의 광분해로 생성되는 $O_2$의 양도 더 많습니다.

    오답 노트

    반응 중심 색소는 엽록소 b이다: 광계의 반응 중심 색소는 항상 엽록소 a입니다.
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20. 다음은 어떤 동물로 구성된 여러 멘델 집단에 대한 자료이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 하디-바인베르크 평형 상태인 멘델 집단에서 유전자형 빈도는 $p^2(AA), 2pq(Aa), q^2(aa)$로 나타납니다.
    ㄱ. $p=0.25$일 때 $y_1=p^2=0.0625$, $y_2=2pq=0.375$, $y_3=q^2=0.5625$이며, 이들의 합은 항상 $1$이므로 옳습니다.

    오답 노트

    유전형 AA의 빈도와 Aa의 빈도가 같은 집단: $p^2 = 2pq$에서 $p=2q$이고 $p+q=1$이므로 $p=2/3, q=1/3$입니다. 이때 $aa$ 개체 수는 $3600 \times (1/3)^2 = 400$입니다.
    ㄷ. $p=0.5$일 때 $AA$ 개체 수는 $3600 \times 0.5^2 = 900$, $p=0.25$일 때 $aa$ 개체 수는 $3600 \times 0.75^2 = 2025$입니다. 비율은 $900/2025 = 4/9$입니다.
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