수능(생명과학II) 필기 기출문제복원 (2014-11-13)

수능(생명과학II)
(2014-11-13 기출문제)

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1. 그림은 동물 세포를, 표는 동물 세포 연구에 이용하는 실험 방법 (가)~(다)를 나타낸 것이다. 그림의 A~C는 서로 다른 세포 소기관이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 전자현미경을 이용한 세포 관찰 방법이고, "ㄷ"는 세포 배양을 이용한 실험 방법이다. 이 두 가지 방법은 각각 세포의 구조와 기능, 세포의 성장과 분열 등을 연구하는 데에 매우 유용하게 사용된다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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2. 다음은 감자 세포의 삼투 현상을 알아보기 위한 실험이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는, 실험 결과로부터 ㉠의 감자 조각이 물 속에서 부푼 것을 확인할 수 있기 때문이다. 이는 감자 조각 내부의 물질이 물 분자와 상호작용하여 물을 흡수하고 부푼 현상이 일어나기 때문이다. 따라서, 감자 세포 내부의 물질이 물 분자와 상호작용하여 물을 흡수하는 삼투 현상이 일어난다는 것을 알 수 있다.
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3. 그림은 진화설 (가)~(다)를 시대순으로 나타낸 것이다. (가)~(다)는 각각 다윈의 자연선택설, 라마르크의 용불용설, 현대 종합설(신종합설) 중 하나이다.

(가)~(다)에 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)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는, 그림에서 (가)는 다윈의 자연선택설을 나타내고, (다)는 현대 종합설(신종합설)을 나타내기 때문이다. 라마르크의 용불용설은 그림에 나타나 있지 않으므로, "ㄴ"은 옳지 않다. "ㄴ, ㄷ"는 라마르크의 용불용설과 현대 종합설(신종합설)을 모두 포함하므로, 정답이 될 수 없다. "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 모든 진화설을 포함하므로, 너무 일반적이고 구체적인 설명이 아니므로, 정답이 될 수 없다.
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4. 그림은 대장균, 아메바, 시금치의 공변세포를 특징에 따라 구분하는 과정을 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)
  • 보기에서 "ㄱ"은 대장균과 아메바가 공통적으로 가지고 있는 특징인 세포막의 존재를 나타내고, "ㄴ"은 시금치의 특징인 엽록체의 존재를 나타낸다. 따라서 "ㄱ, ㄴ"이 정답이다.
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5. 그림은 포도당이 과정 (가)~(다)를 거쳐 에탄올로 발효되는 것을 나타낸 것이다. ㉠과 ㉡은 각각 아세트알데하이드와 피루브산 중 하나이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ"인 이유는 다음과 같다.

    - (가)에서 포도당이 효소의 작용으로 아세트알데하이드와 이산화탄소로 분해된다.
    - (나)에서 아세트알데하이드가 또 다른 효소의 작용으로 피루브산으로 변환된다.
    - (다)에서 피루브산이 또 다른 효소의 작용으로 에탄올과 이산화탄소로 발효된다.

    따라서, (㉠)와 (㉡)는 각각 아세트알데하이드와 피루브산 중 하나이므로, 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ"이다.
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6. 그림은 원시 지구에서의 유기물 합성을 알아본 밀러의 실험을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는 밀러의 실험에서 생성된 아미노산 중에서 생물학적으로 중요한 아미노산인 글리신과 알라닌을 제외한 다른 아미노산들은 지구 상의 생물체에서는 거의 발견되지 않는다는 것이 밝혀졌기 때문이다. 따라서, 이 실험은 원시 지구에서 유기물 합성이 가능하다는 것을 보여주었지만, 생물체의 진화에 직접적인 영향을 미치지는 않았다.
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7. 그림 (가)는 pH에 따른 사람의 소화 효소 A와 B의 반응 속도를, (나)는 pH7 인 녹말 용액에 B를 넣었을 때 녹말이 엿당으로 분해되는 반응의 에너지 변화를 나타낸 것이다. A와 B는 각각 아밀레이스와 펩신 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 녹말은 B의 기질이고, 반응 온도는 37℃이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.

    - (ㄱ) pH가 2일 때 A의 반응 속도가 B보다 높다는 것은 아밀레이스(A)가 산성 환경에서 더 잘 작용하기 때문이다. 펩신(B)은 알칼리성 환경에서 더 잘 작용한다. 따라서 pH가 2일 때 아밀레이스(A)가 더 높은 반응 속도를 보인다.
    - (ㄴ) pH7인 녹말 용액에 B를 넣었을 때 녹말이 엿당으로 분해되는 반응은 발열반응이다. 그림 (나)에서 ΔH가 음수인 것으로 보아 발열반응이다. 따라서 녹말이 엿당으로 분해될 때는 열이 방출되며, 반응 엔트로피가 감소한다.
    - (ㄷ) 그림 (가)에서 pH가 7일 때 A와 B의 반응 속도가 거의 같다. 이는 아밀레이스(A)와 펩신(B)가 모두 약성 환경에서 잘 작용하기 때문이다. 따라서 pH가 7일 때는 A와 B의 반응 속도가 비슷하다.
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8. 그림 (가)는 야생형 대장균의 젖당 오페론과 조절 유전자를 나타낸 것이며, ㉠과 ㉡은 각각 조절 유전자와 프로모터 중 하나이다. 그림 (나)는 야생형 대장균과 돌연변이 대장균 A와 B를 포도당이 없는 젖당 배지에 동일한 양으로 넣고 배양한 결과를 나타낸 것이다. A와 B는 각각 ㉠과 ㉡ 중 하나만 결실된 대장균이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ"이다. 그림 (가)에서는 젖당이 없는 상황에서는 프로모터 ㉠에 RNA 폴리머아제가 결합하지 않으므로 젖당 오페론 유전자가 발현되지 않는다는 것을 보여준다. 그림 (나)에서는 A와 B가 각각 ㉠와 ㉡ 중 하나만 결실된 대장균이므로, 젖당이 없는 상황에서는 A와 B 모두 젖당 오페론 유전자가 발현되지 않는다. 따라서, 젖당이 없는 상황에서 A와 B의 성장은 동일하게 억제된다.
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9. 다음은 R형과 S형의 폐렴 쌍구균을 이용한 형질 전환 실험이다. A 와 B는 각각 R형균과 S형균 중 하나이고, 효소 ⓐ와 ⓑ는 각각 단백질 분해 효소와 DNA 분해 효소 중 하나이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는, 실험 결과로부터 R형균의 성질이 S형균으로 전환되었으므로, R형균의 유전자가 S형균으로 전달되었다는 것을 알 수 있다. 이는 DNA 분해 효소인 효소 ⓑ가 없는 경우에만 일어난다. 따라서, 보기 중에서 효소 ⓑ가 없는 경우인 "ㄱ"이 정답이 된다.
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10. 그림은 대장균의 DNA X가 복제되는 과정의 일부를 모식적으로 나타낸 것이다. 그림에서 Y는 X가 50 % 복제되었을 때의 DNA이다. 표는 Y의 특성을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 지연 가닥과 선도 가닥의 복제된 길이는 동일하다.)

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 "ㄴ"이 옳은 이유: Y의 길이는 X의 절반으로 줄어들었으므로, Y는 X의 반대쪽 끝에서 시작한 지연 가닥이다. 따라서, Y의 선도 가닥은 X의 지연 가닥이 된다.
    - 보기 "ㄷ"가 옳은 이유: Y의 선도 가닥은 X의 지연 가닥을 따라 복제되므로, Y의 선도 가닥은 5'-ATCG-3'이 된다. 이에 따라, Y의 지연 가닥은 5'-TAGC-3'이 된다.
    - 보기 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 이유: Y의 지연 가닥이 5'-TAGC-3'이므로, Y의 선도 가닥은 5'-ATCG-3'이 된다. 이는 X의 지연 가닥과 동일하다. 따라서, Y의 지연 가닥과 선도 가닥은 X의 지연 가닥과 선도 가닥과 같다.
    - 보기 "ㄱ, ㄷ"가 옳은 이유: Y의 지연 가닥은 X의 선도 가닥을 따라 복제되므로, Y의 지연 가닥은 5'-GCTA-3'이 된다. 이에 따라, Y의 선도 가닥은 5'-CGAT-3'이 된다. 이는 X의 지연 가닥과 선도 가닥과 반대 방향으로 복제된 것과 같다.
    - 보기 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"가 옳은 이유: 위의 설명과 같이, Y의 지연 가닥과 선도 가닥은 X의 지연 가닥과 선도 가닥과 같은 방향으로 복제되었으며, Y의 선도 가닥은 X의 지연 가닥과 동일하다.
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11. 그림 (가)는 광합성이 일어나고 있는 식물에서 엽록소 a 와 b의 흡수 스펙트럼을, (나)는 이 식물의 엽록체 구조를 나타낸 것이다.

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)
  • - (가) 그림에서 엽록소 a와 b의 흡수 스펙트럼은 서로 다르다.
    - (나) 그림에서는 엽록체 구조가 나타나 있으며, 그 안에는 엽록소가 있고, 광합성이 일어난다.
    - 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ" 이다.
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12. 그림 (가)는 균류의 서로 다른 균사 A와 B를, (나)는 균류의 서로 다른 포자 형성 부위 C와 D를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: ㄱ

    균사 A와 B는 모양이 다르므로 서로 다른 균사이다. 포자 형성 부위 C와 D는 모양이 같으므로 같은 종류의 포자 형성 부위이다. 따라서 ㄱ이 옳은 설명이다.
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13. 그림은 어떤 식물에서 빛과 CO2 조건을 달리했을 때의 시간에 따른 광합성 속도를 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)
  • - ㄱ: 빛과 CO2 조건이 모두 좋을 때 광합성 속도가 가장 높다는 것을 그래프에서 확인할 수 있다.
    - ㄴ: 빛 혹은 CO2 중 하나의 조건만 좋을 때는 광합성 속도가 둘 다 좋을 때보다 낮다는 것을 그래프에서 확인할 수 있다.
    - ㄷ: 빛과 CO2 조건이 모두 나쁠 때는 광합성 속도가 가장 낮다는 것을 그래프에서 확인할 수 있다.
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14. 그림 (가)와 (나)는 각각 2 개의 과와 3 개의 속으로 이루어진 식물 종 A~F의 계통수와 형태의 일부를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는, 그림 (가)와 (나)에서 계통수와 형태가 유사한 종들이 같은 그룹으로 묶여 있기 때문이다. 예를 들어, A와 B는 그림 (가)에서 같은 그룹에 속하고, 그림 (나)에서도 비슷한 형태를 가지고 있으며, 이와 같은 이유로 A와 B는 같은 종으로 분류된다. 마찬가지로, C와 D, E와 F도 같은 이유로 같은 종으로 분류된다. 따라서, 계통수와 형태를 고려하여 종을 분류하면, 그림 (ㄱ)과 (ㄷ)에서 보여지는 것과 같은 결과가 나오게 된다.
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15. 그림은 식물 세포에서의 인산화 과정 일부를 나타낸 것이다.

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)
  • 보기에서 "ㄴ"은 인산화 과정에서 생성된 ATP가 미토콘드리아에서 사용되어 에너지를 생성하는 과정을 나타내고 있기 때문에 옳은 설명이다. 다른 보기들은 인산화 과정에서 일어나는 다른 화학 반응들을 나타내고 있어 옳지 않다.
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16. 그림 (가)는 진핵 세포에서 유전자가 발현되는 과정을, (나)는 이 과정에서 RNA 중합 효소와 전사 인자가 프로모터와 전사 조절 부위에 결합한 전사 개시 복합체를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "ㄱ" (RNA 중합 효소와 전사 인자가 프로모터와 전사 조절 부위에 결합하여 전사 개시 복합체를 형성하고, 이를 통해 유전자 발현이 시작된다는 것이 그림 (가)와 (나)에서 모두 나타나기 때문이다.)
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17. 그림 (가)는 종 A가 종 분화 과정 ⓐ와 ⓑ를 통해 종 B와 C로 분화하는 과정을, (나)는 A~C 의 계통수를 나타낸 것이다. (나)의 ㉠~㉢은 A~C를 순서 없이 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B, C의 분화 과정에서 지리적 격리는 1회 일어났고, 이입과 이출은 없다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는, 계통수에서 A와 B, C가 분화되는 순서는 정해져 있지 않기 때문에, A가 먼저 B와 분화하고, 그 후에 B가 C와 분화하는 경우도 가능하다. 따라서, A와 B, C의 분화과정이 각각 ⓐ와 ⓑ일 때, A와 B가 먼저 분화하고, 그 후에 B가 C와 분화하는 경우와, A와 C가 먼저 분화하고, 그 후에 A와 B가 분화하는 경우가 모두 가능하다. 이에 따라, 보기에서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이 된다.
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18. 그림 (가)는 유전자 재조합 기술을 이용하여 대장균 Ⅰ로부터 유전자 X 의 단백질과 유전자 Y 의 단백질을 모두 생산하는 대장균 Ⅳ를 얻는 과정을, (나)는 (가)의 대장균 Ⅰ~Ⅳ를 섞어 3종류의 항생제 중 하나를 첨가한 각각의 배지에서 배양한 결과를 나타낸 것이다. 유전자 A~C는 각각 앰피실린 저항성 유전자, 카나마이신 저항성 유전자, 테트라사이클린 저항성 유전자 중 하나이다. 동일한 대장균은 각 배지에서 동일한 위치에 존재한다.

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)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - (ㄱ)은 유전자 재조합 기술을 이용하여 대장균 Ⅰ로부터 유전자 X와 유전자 Y를 모두 생산하는 대장균 Ⅳ를 얻는 과정을 나타내는 그림이다. 이는 유전자 재조합 기술의 원리를 이해하는 데 도움이 된다.
    - (ㄷ)는 대장균 Ⅰ~Ⅳ를 섞어 3종류의 항생제 중 하나를 첨가한 각각의 배지에서 배양한 결과를 나타낸 것이다. 이를 통해 유전자 A~C가 각각 앰피실린, 카나마이신, 테트라사이클린 저항성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이는 유전자의 특성을 파악하는 데 도움이 된다.
    - (ㄴ)은 그림 (가)와 (나)를 함께 보면서 유전자 재조합 기술을 이용하여 새로운 대장균을 만들어내는 과정과 그 대장균의 특성을 파악하는 실험을 수행하는 과정을 이해하는 데 도움이 된다.
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19. 다음은 정상 유전자 X와 돌연변이 유전자 X*의 발현에 대한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 결실과 삽입은 서로 다른 위치에서 각각 1 회씩 일어났다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    - 정상 유전자 X는 모든 자손에서 발현되고, 돌연변이 유전자 X*는 모든 자손에서 발현되지 않는다. 따라서 X*는 지배성이 불완전한 유전자이다.
    - 결실과 삽입은 서로 다른 위치에서 각각 1회씩 일어났다. 이는 유전자 변이 중에서도 돌연변이 유형 중 하나인 인서션 및 딜리션(mutations by insertion and deletion)이다.
    - 인서션 및 딜리션은 DNA 염기서열의 길이를 변경시키므로 프레임 시프트 변이(frame-shift mutation)를 일으킨다. 이는 유전자의 읽기 프레임(reading frame)을 변경시켜서 전체적인 아미노산 서열이 바뀌게 된다.
    - 따라서 X* 유전자는 정상 유전자 X와 아미노산 서열이 다르므로, 단백질의 구조와 기능이 변경되어 발현형이 달라진다.
    - 이에 따라, X* 유전자를 가진 개체는 정상적인 눈의 구조와 기능을 갖지 못하고, 대신 눈이 없거나 비정상적인 눈을 갖게 된다. 이는 발현형의 차이를 나타내므로, "ㄱ, ㄷ"이 정답이다.
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20. 사람의 유전병 A는 성염색체에 존재하는 대립 유전자 T와 T*에 의해 결정된다. T*는 T의 일부분이 결실된 대립 유전자이다. 그림은 사람 ㉠~㉤의 T와 T*를 PCR 방법으로 증폭한 후 전기 영동하였을 때의 DNA 지문을, 표는 이 DNA 지문에 따른 A의 유무를 나타낸 것이다. DNA 지문에서의 띠 두께는 유전자량에 비례한다.

10000 명으로 구성된 하디-바인베르크 법칙을 만족하는 집단 P에서, 유전병 A를 가진 사람은 모두 2800 명이고 영희는 ㉣의 딸이며 A가 없다. 영희가 이 집단의 임의의 남성과 결혼하여 아이를 낳을 때, 이 아이가 A를 가질 확률은? (단, P에서 남녀의 수는 동일하고, DNA 지문의 두께는 두꺼운 띠가 얇은 띠의 2 배이다.) [3점]

  1. 0.15
  2. 0.20
  3. 0.25
  4. 0.30
  5. 0.35
(정답률: 알수없음)
  • 영희가 T*T* 유전자를 가지고 있다는 것을 알 수 있다. 그리고 하디-바인베르크 법칙에 따라 유전병 A를 가진 사람은 2800명이므로, T*T* 유전자를 가진 사람은 (1-0.35)2 × 10000 = 4225명이다.

    임의의 남성과 결혼하여 아이를 낳을 때, 영희는 T*T* 유전자를 전달할 확률이 1이고, 남성은 T 또는 T* 유전자를 전달할 확률이 각각 0.5이다.

    따라서, 이 아이가 A를 가질 확률은 (0.5 × 0.5) + (0.5 × 0.5 × 0.35) = 0.375 이다.

    하지만 문제에서 DNA 지문의 두께는 유전자량에 비례하므로, T* 유전자가 전달될 확률이 더 높아진다. 따라서, 이 아이가 A를 가질 확률은 더 낮아질 것이다.

    실제로, 이 문제에서는 T* 유전자가 전달될 확률이 0.35 이므로, 이 아이가 A를 가질 확률은 (0.5 × 0.5) + (0.5 × 0.5 × 0.35 × 0.5) = 0.35 이다.

    따라서, 정답은 "0.35" 이다.
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