수능(생명과학II) 필기 기출문제복원 (2014-06-12)

수능(생명과학II) 2014-06-12 필기 기출문제 해설

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수능(생명과학II)
(2014-06-12 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 식물 세포의 구조를 나타낸 것이다.

세포 소기관 A~C에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 식물 세포 소기관의 특징을 구분하는 문제입니다.
    A는 엽록체로, 자체적인 $\text{DNA}$를 가지고 있어 독립적으로 증식 가능하므로 ㄱ은 옳습니다.
    B는 세포의 유전 정보를 저장하고 조절하는 핵이므로 ㄴ은 옳습니다.
    C는 미토콘드리아로, 세포 호흡을 통해 에너지를 생산하는 기관이며 식물 세포와 동물 세포 모두에 존재하므로 ㄷ은 옳습니다.
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2. 그림은 세포 분회법으로 동물의 세포 소기관 A~C를 분리하는 과정을 나타낸 것이다. A~C는 각각 침전물에 포함된 소포체, 핵, 미토콘드리아 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 원심 분리법은 입자의 크기와 밀도가 클수록 낮은 원심력(낮은 $g$값)에서 먼저 침전되는 원리를 이용합니다.
    침전 순서는 핵(A) $\rightarrow$ 미토콘드리아(B) $\rightarrow$ 소포체(C) 순입니다.
    ㄱ. $20000g$으로 분리하면 $1000g$에서 가라앉는 A와 $20000g$에서 가라앉는 B가 모두 침전물에 포함됩니다.
    ㄴ. B는 미토콘드리아이므로 세포 호흡이 일어납니다.

    오답 노트

    C: 소포체는 단일막 구조입니다.
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3. 그림은 호기성 세균 X와 해캄을 이용한 엥겔만의 실험 결과를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 엥겔만 실험은 호기성 세균이 광합성 결과 생성된 $O_2$가 많은 곳으로 모이는 성질을 이용해 광합성 효율(흡수 스펙트럼)을 확인한 실험입니다.
    세균 X가 청색과 적색광 영역에서 많이 관찰되므로, 해캄은 이 영역의 빛을 흡수하여 광합성을 활발히 하고 $O_2$를 많이 방출했음을 알 수 있습니다.

    오답 노트

    황색광: 적색광 영역보다 세균의 분포가 적으므로 광합성이 덜 활발함
    암반응: 이 실험은 빛의 파장에 따른 광합성 효율을 본 것이므로 명반응 과정과 관련됨
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4. 표는 어떤 동물 Ⅰ과 Ⅱ, 메뚜기, 누룩곰팡이의 세포 내 핵 DNA의 염기 조성 비율을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 샤가프의 법칙에 따라 DNA에서 $A=T$, $G=C$가 성립합니다.
    동물 II의 신장에서 $A=30\%$이므로 $T=30\%$이며, $\frac{A+T}{G+C} = \frac{60}{G+C} = 1.5$에서 $G+C=40\%$가 됩니다. 따라서 $G=20\%$, $C=20\%$입니다.
    동물 II의 간 역시 동일한 종이므로 염기 조성 비율이 같아 $\text{ㄱ}$은 $30$, $\text{ㄴ}$은 $20$, $\text{ㄷ}$은 $20$이 되어야 하므로 ㄱ은 틀렸습니다.
    메뚜기에서 $\frac{A+T}{G+C} = 1.4$이며, 퓨린($A+G$)과 피리미딘($T+C$)의 합은 항상 $1:1$이므로 ㄴ은 틀렸습니다.
    3중 수소 결합을 하는 염기쌍은 $G-C$ 쌍입니다. $\frac{G+C}{A+T+G+C}$ 값은 누룩곰팡이가 $50\%$($\frac{50}{100}$), 동물 II의 신장이 약 $40\%$($\frac{40}{100}$)이므로 누룩곰팡이가 더 큽니다.

    오답 노트

    ㄱ: 동물 II의 염기 조성은 $A=T=30\%$, $G=C=20\%$임
    ㄴ: 퓨린과 피리미딘의 비율은 항상 $1:1$임
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5. 그림은 수정란으로부터 면역 세포, 이자세포, 모근 세포가 분화되는 과정과 각 세포에서 발현되는 특정 유전자를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포 분화와 유전자 발현의 원리를 묻는 문제입니다.
    ㄱ. 모든 체세포는 동일한 $\text{DNA}$를 가지지만, 세포 분화에 따라 특정 유전자만 선택적으로 발현됩니다. 면역 세포에서는 항체 유전자만 발현됩니다. (틀림)
    ㄴ. 수정란이 여러 세포로 분화되기 위해서는 체세포 분열을 통해 세포 수가 증가해야 합니다. (옳음)
    ㄷ. 모든 체세포는 동일한 유전 정보를 가지고 있으므로, 모근 세포에도 발현되지 않을 뿐 인슐린 유전자는 존재합니다. (옳음)
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6. 표는 세포막을 통한 물질의 이동 방식 (가)~(다)의 특징을 나타낸 것이다. (가)~(다)는 각각 단순 확산, 촉진 확산, 능동 확산 수송 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포막을 통한 물질 이동 방식의 특징을 구분하는 문제입니다.
    (가)는 고농도에서 저농도로 이동하며 단백질을 사용하는 촉진 확산, (나)는 저농도에서 고농도로 이동하며 단백질을 사용하는 능동 수송, (다)는 단백질 없이 고농도에서 저농도로 이동하는 단순 확산입니다.
    ㄱ. 촉진 확산(가)은 농도 기울기에 따라 이동하므로 $\text{ATP}$를 소모하지 않습니다. (옳음)
    ㄴ. 폐포에서 모세 혈관으로의 $\text{O}_2$이동은 농도 차에 의한 단순 확산(다)입니다. (틀림)
    ㄷ. 단순 확산(다)의 이동 방향 $\text{⑦}$은 고농도 $\rightarrow$ 저농도입니다. (틀림)
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7. 그림은 세포 호흡과 발효에서 피루브산이 여러 물질로 전환되는 과정 (가)~(다)를 표는 (가)~(다)에서 생성되는 물질을 나타낸 것이다. ㉠~㉢은 각각 CO2, NAD+, NADH 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 피루브산의 대사 경로를 분석하면 (가)는 에탄올 발효, (나)는 젖산 발효, (다)는 세포 호흡(피루브산 산화) 과정입니다.
    생성 물질을 통해 $\text{㉠}$은 $\text{NADH}$, $\text{㉡}$은 $\text{NAD}^+$, $\text{㉢}$은 $\text{CO}_2$임을 알 수 있습니다.
    ㄱ. $\text{㉢}$이 $\text{CO}_2$이므로 $\text{㉠}$은 $\text{NADH}$입니다. (틀림)
    ㄴ. 에탄올 발효(가) 과정에서는 $\text{NADH}$($\text{㉠}$)가 $\text{NAD}^+$($\text{㉡}$)로 산화되며 $\text{㉡}$이 사용됩니다. (옳음)
    ㄷ. (다) 과정은 피루브산이 아세틸 $\text{CoA}$로 변하며 $\text{CO}_2$가 방출되는 산화 과정이며, 기질 수준 인산화는 일어나지 않습니다. (틀림)
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8. 그림은 식물의 광합성과 동물의 세포 호흡 사이에서 일어나는 물질과 에너지의 이동을 나타낸 것이다 ㉠과 ㉡은 각각 O2와 CO2중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광합성과 세포 호흡의 물질 순환 관계를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 광합성 결과 생성된 $\text{O}_2$가 세포 호흡에 사용되므로 $\text{㉠}$은 $\text{O}_2$, $\text{㉡}$은 $\text{CO}_2$입니다. 따라서 $\text{㉡}$은 $\text{CO}_2$입니다. (틀림)
    ㄴ. 광합성은 빛에너지를 이용하여 포도당이라는 화학 에너지 형태로 저장하는 과정입니다. (옳음)
    ㄷ. 광합성은 엽록체에서, 세포 호흡은 미토콘드리아와 세포질에서 일어나므로 소기관이 다릅니다. (틀림)
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9. 그림 (가)는 어떤 효소가 관여하는 반응을, (나)는 (가)에서 일어나는 에너지 변화를 나타낸 것이다. A~C는 각각 기질 , 효소, 효소·기질 복합체 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)에서 A는 반응 후 다시 원래 상태로 돌아오는 효소이며, B는 효소와 결합하는 기질, C는 효소와 기질이 결합한 효소·기질 복합체입니다.
    ㄱ. 효소인 A는 반응 전후에 변하지 않고 재사용됩니다. (옳음)
    ㄴ. 기질 B의 농도가 변해도 반응물과 생성물 사이의 에너지 차이인 $\text{⑦}$(반응열)은 변하지 않습니다. (틀림)
    ㄷ. C는 효소 A와 기질 B가 결합한 형태인 효소·기질 복합체입니다. (옳음)
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10. 그림은 유전자가 발현되는 과정을 나타낸 것이다. A~C는 각각 tRNA, tRNA, mRNA중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 중심 원리(Central Dogma)에 따른 유전자 발현 과정을 묻는 문제입니다.
    A는 rRNA로, 단백질과 결합하여 리보솜을 형성합니다. 따라서 A는 $\text{tRNA}$가 아니므로 ㄱ은 틀렸습니다.
    B는 DNA로부터 전사된 $\text{mRNA}$로, 단백질 합성을 위한 유전 정보를 리보솜으로 전달하므로 ㄴ은 옳습니다.
    C는 $\text{tRNA}$이며, $\text{mRNA}$의 코돈에 맞는 아미노산을 운반하여 폴리펩타이드를 합성하는 과정인 ⑦은 번역 단계이므로 ㄷ은 옳습니다.
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11. 그림은 어떤 효소 X의 반응에서 X의 농도가 각각 A와 B일 때 기질 농동에 따른 초기 반응 속도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 기질 농도과 효소 농도 이외의 조건은 동일하다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효소 농도와 반응 속도의 관계를 분석하는 문제입니다.
    최대 반응 속도($V_{\max}$)는 효소의 농도에 비례합니다. 그래프에서 A의 최대 속도가 B보다 높으므로 효소 X의 농도는 $\text{A} > \text{B}$이며 ㄱ은 옳습니다.
    기질 농도가 증가함에 따라 효소-기질 복합체의 수는 증가하므로, $\text{S}_1$보다 $\text{S}_2$에서 기질과 결합한 X의 수가 더 많습니다. 따라서 ㄴ은 옳습니다.
    기질 농도가 $\text{S}_3$일 때 두 경우 모두 최대 속도에 도달하여 모든 효소가 기질과 결합한 상태(포화 상태)입니다. 이때 $\frac{\text{기질과 결합한 X의 수}}{\text{X의 총수}}$의 값은 A, B 모두 1로 동일하므로 ㄷ은 틀렸습니다.
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12. 표는 피루브산 1분자가 TCA회로를 통해 분해될 때 나타나는 반응 중 일부(Ⅰ~Ⅲ)를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • TCA 회로의 탄소 수 변화와 산화 환원 반응을 묻는 문제입니다.
    반응 I(시트르산 $\text{C}_6 \rightarrow \alpha\text{-케토글루타르산 } \text{C}_5$)과 반응 II($\alpha\text{-케토글루타르산 } \text{C}_5 \rightarrow \text{석신산 } \text{C}_4$)는 모두 탈탄산 반응이 일어나 $\text{CO}_2$가 발생하므로 ㄱ은 옳습니다.
    반응 III(말산 $\text{C}_4 \rightarrow \text{옥살아세트산 } \text{C}_4$)은 $\text{NAD}^{+}$를 $\text{NADH}$로 환원시키는 반응이며, $\text{FAD}$를 환원시키는 반응은 석신산이 푸마르산이 될 때 일어나므로 ㄴ은 틀렸습니다.
    탄소 수가 6개에서 5개로 줄어든 물질 ⑦은 $\alpha\text{-케토글루타르산}$이 맞으므로 ㄷ은 옳습니다.
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13. 그림 (가)는 식물의 엽록체에서 일어나는 명반응을, (나)는 엽록체를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 명반응의 전자 전달계와 엽록체 구조를 분석하는 문제입니다.
    물질 X는 $\text{NADP}^{+}$이며, 물질 Y는 $\text{NADPH}$입니다. $\text{NADPH}$는 엽록체의 스트로마(A)에서 일어나는 캘빈 회로에 사용되므로 ㄱ은 옳습니다.
    $P_{680}$과 $P_{700}$은 각각 광계 II와 I의 반응 중심 색소로, 틸라코이드 막(B)에 존재하므로 ㄴ은 옳습니다.
    ATP 합성은 틸라코이드 내부(C)의 $\text{H}^{+}$ 농도가 스트로마(A)보다 높을 때, 즉 C의 $\text{pH}$가 A의 $\text{pH}$보다 낮을 때 일어나므로 ㄷ은 틀렸습니다.
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14. 표는 세포 A와 B의 특징을 나타낸 것이다. A와 B는 각각 쥐의 간 세포와 대장균 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 표에서 세포벽이 있고 핵막이 없는 A는 원핵세포(대장균), 세포벽이 없고 핵막이 있는 B는 진핵세포(쥐의 간 세포)입니다.
    ㄴ. B(진핵세포)의 핵 속에는 DNA와 이를 구성하는 인 성분이 포함되어 있습니다.
    ㄷ. 원핵세포와 진핵세포 모두 리보솜을 가지고 있으므로 단백질을 합성할 수 있습니다.

    오답 노트

    ㄱ. A는 핵막이 없으므로 원핵세포입니다.
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15. 다음은 광합성에서 유기물의 생성 과정을 알아보기 위한 켈빈의 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그래프에서 가장 먼저 생성되는 ㉠은 3PG(PGA)이고, 나중에 생성되는 ㉡은 $\text{RuBP}$입니다.
    ㄱ. 캘빈 회로에서 3PG 1분자는 ATP와 $\text{NADPH}$를 사용하여 G3P(PGAL) 1분자로 환원됩니다.
    ㄷ. $\text{RuBP}$는 인산기가 2개인 5탄당 인산이고, 3PG는 인산기가 1개인 3탄당 인산이므로 인산기 수의 비는 2입니다.

    오답 노트

    ㄴ. ${}^{14}\text{C}$가 포함된 최초 생성물은 $\text{CO}_2$ 고정 결과 만들어지는 3PG(㉠)입니다.
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16. 그림은 고장액에 있던 어떤 식물 세포를 저장액에 넣었을 때 세포의 부피에 따른 삼투압과 흡수력을 나타낸 것이다. A와 B는 각각 삼투압과 흡수력 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포의 부피가 증가함에 따라 삼투압은 감소하고 팽압은 증가합니다. 흡수력은 삼투압에서 팽압을 뺀 값입니다.
    ㄱ. 부피가 커질수록 0에 수렴하며, 팽압이 증가함에 따라 더 빠르게 감소하는 곡선 B가 흡수력이고, 완만하게 감소하는 곡선 A가 삼투압입니다.
    ㄴ. $V_1$ 지점에서 흡수력(B)이 0보다 크므로, $\text{흡수력} = \text{삼투압} - \text{팽압} > 0$이 되어 삼투압이 팽압보다 큽니다.
    ㄷ. $V_2$ 지점에서 흡수력(B)이 0이 되므로, 물의 유입량과 유출량이 같아 동적 평형 상태가 됩니다.
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17. 다음은 물질 X와 Y에 관한 자료와 엽록체 추출액을 이용한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • X는 전자 최종 수용체(환원 시 청색 $\rightarrow$ 산화 시 무색), Y는 전자 전달계 차단제입니다.
    ㄱ. 시험관 B에서는 엽록체 추출액에 의해 광계 I로 전자가 전달되어 X가 환원(무색)되었으므로, 물의 광분해가 일어나 $\text{O}_2$가 발생합니다.
    ㄴ. 시험관 B는 비순환적 전자 흐름이 일어나 ATP가 생성되지만, 시험관 C는 Y에 의해 전자 흐름이 차단되어 ATP 생성이 억제됩니다.

    오답 노트

    ㄷ. Y는 전자 전달을 차단하여 X가 전자를 받지 못하게 하므로 X의 환원을 방해합니다.
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18. 그림은 전자 전달이 활발하게 일어나고 있는 미토콘드리아 내막의 전자 전달계를 나타낸 것이다. ㉠과 ㉡은 각각 NADH와 FADH2 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전자 전달계 그림에서 ㉠은 NADH(복합체 I부터 전자 전달), ㉡은 $\text{FADH}_2$(복합체 II부터 전자 전달)입니다.
    ㄱ. $\text{NADH}$와 $\text{FADH}_2$ 모두 1분자당 2개의 전자를 방출하여 최종적으로 $\frac{1}{2}\text{O}_2$로 전달하므로 전자의 총수는 같습니다.
    ㄴ. 전자 전달 과정에서 방출되는 에너지를 이용해 $\text{H}^+$를 기질(II)에서 막 사이 공간(I)으로 능동 수송하여 농도 기울기를 형성합니다.

    오답 노트

    ㄷ. $\text{FADH}_2$ 1분자가 산화될 때 $\frac{1}{2}\text{O}_2$가 필요하므로, 2분자의 아세틸 $\text{CoA}$로부터 생성된 $\text{FADH}_2$ 2분자가 모두 산화되려면 $1\text{O}_2$가 필요합니다.
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19. 그림은 세포에서 정상적으로 일어나느 DNA 복제 과정의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • DNA 복제 시 새로운 가닥은 항상 $5' \rightarrow 3'$ 방향으로 합성됩니다.
    ㄱ. I과 II는 서로 상보적인 서열을 가진 DNA 가닥이므로 염기는 상보적입니다.
    ㄴ. 주형 가닥의 말단 $\text{ⓒ}$는 복제 분기점의 끝부분으로 $3'$ 방향입니다.
    ㄷ. 지연 가닥(Lagging strand)에서 오카자키 절편은 복제 분기점에서 멀어지는 방향으로 합성되므로, $\text{⑦}$보다 $\text{ㄴ}$이 먼저 합성되어 결합합니다.

    오답 노트

    말단 $\text{ⓒ}$: 주형 가닥의 $3'$ 말단임
    합성 순서: $\text{ㄴ}$이 $\text{⑦}$보다 먼저 합성됨
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20. 다음은 유전자 A와 B의 전사 조절에 관한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 전사 인자 결합 부위의 제거 이외의 다른 요인은 전사 인자의 작용에 영향을 주지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 자료를 분석하면 A의 전사는 $\text{ⓒ}$에 결합하는 전사 인자에 의해 촉진되고, B의 전사는 $\text{ⓓ}$ 또는 $\text{ⓔ}$에 결합하는 전사 인자에 의해 촉진됨을 알 수 있습니다.
    (나)에서 $\text{ⓔ, ⓕ}$ 제거 시 B의 전사가 억제되므로 $\text{ⓔ}$가 B의 전사 촉진 부위입니다. (마)에서 $\text{ⓔ, ⓖ}$ 제거 시에도 B의 전사가 일어나므로, $\text{ⓓ}$가 B의 전사를 촉진하는 또 다른 부위이거나 $\text{ⓓ}$에 결합하는 인자가 존재함을 의미합니다.
    $\alpha$와 $\beta$ 중 하나가 전사 인자이며, (다)에서 $\text{ⓐ, ⓑ, ⓓ}$ 제거 시 A의 전사가 촉진되는 것으로 보아 $\beta$가 A의 전사를 촉진하는 인자이고 $\text{ⓒ}$에 결합함을 추론할 수 있습니다.

    오답 노트

    $\beta$는 A의 전사 인자이지만, (다)의 결과와 종합할 때 $\text{ⓒ}$에 결합하여 A를 촉진하는 구조입니다.
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