수능(생명과학II) 필기 기출문제복원 (2016-04-06)

수능(생명과학II) 2016-04-06 필기 기출문제 해설

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수능(생명과학II)
(2016-04-06 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 식물 세포의 구조를 나타낸 것이다.

세포 소기관 A∼C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 식물 세포의 구조와 소기관의 특징을 묻는 문제입니다.
    A는 세포 내 큰 공간을 차지하는 액포이며, B는 유전 물질인 DNA와 RNA를 모두 포함하는 핵입니다.
    C는 내막이 접혀 있는 크리스타 구조를 가진 미토콘드리아입니다.
    따라서 제시된 모든 설명이 옳습니다.
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2. 다음은 현미경을 이용하여 세포의 크기를 측정하는 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대물 마이크로미터 1눈금의 크기는 10㎛이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 접안 마이크로미터의 1눈금 크기를 먼저 구한 뒤, 이를 이용해 세포의 실제 크기를 계산합니다.
    ㄱ. 대물 마이크로미터 1눈금($10\mu\text{m}$)이 접안 마이크로미터 4눈금과 일치하므로:
    ① [기본 공식] $\text{접안 1눈금} = \frac{\text{대물 눈금 수} \times 10\mu\text{m}}{\text{접안 눈금 수}}$
    ② [숫자 대입] $\text{접안 1눈금} = \frac{1 \times 10\mu\text{m}}{4}$
    ③ [최종 결과] $\text{접안 1눈금} = 2.5\mu\text{m}$
    ㄴ. 배율을 4배 증가시키면 접안 마이크로미터 1눈금의 실제 크기는 $2.5\mu\text{m} \div 4 = 0.625\mu\text{m}$가 됩니다. 세포 A가 60눈금과 겹쳤으므로:
    ① [기본 공식] $\text{세포 크기} = \text{접안 눈금 수} \times \text{접안 1눈금 크기}$
    ② [숫자 대입] $\text{세포 크기} = 60 \times 0.625\mu\text{m}$
    ③ [최종 결과] $\text{세포 크기} = 37.5\mu\text{m}$
    ㄷ. 처음 배율에서 세포 A가 $\text{⑦}$눈금과 겹쳤으므로:
    ① [기본 공식] $\text{⑦} = \frac{\text{세포 크기}}{\text{접안 1눈금 크기}}$
    ② [숫자 대입] $\text{⑦} = \frac{37.5\mu\text{m}}{2.5\mu\text{m}}$
    ③ [최종 결과] $$\text{⑦} = 15$
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3. 다음은 세포 연구에 이용하는 실험 방법이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포 연구 방법의 특징을 묻는 문제입니다.
    (가)는 세포 배양법, (나)는 주사 전자 현미경(SEM) 관찰, (다)는 방사성 동위 원소를 이용한 추적법입니다.
    캘빈은 $\text{}^{14}\text{C}$라는 방사성 동위 원소를 이용하여 광합성의 암반응 경로를 밝혀냈으므로 (다)에 대한 설명이 옳습니다.

    오답 노트

    (가)는 세포 분획법이 아니라 세포 배양법입니다.
    (나)의 주사 전자 현미경은 광원이 아니라 전자선을 사용합니다.
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4. 그림은 어떤 세포에서 일어나는 물질의 이동 과정을 나타낸 것이다. A∼C는 각각 골지체, 리소좀, 거친면 소포체 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세포 내 소기관의 단백질 이동 경로를 묻는 문제입니다.
    단백질은 거친면 소포체 $\rightarrow$ 골지체 $\rightarrow$ 세포막(분비) 또는 리소좀 경로로 이동합니다.
    그림에서 $\text{A}$는 리보솜이 붙어 있는 거친면 소포체, $\text{B}$는 수송 소낭을 받아 처리하는 골지체, $\text{C}$는 골지체에서 떨어져 나온 리소좀입니다.
    따라서 $\text{B}$인 골지체는 분비 단백질을 처리하므로 분비 작용이 활발한 세포에서 발달하며, $\text{C}$인 리소좀은 가수 분해 효소를 포함하여 세포 내 소화를 담당합니다.

    오답 노트

    A는 골지체가 아니라 거친면 소포체입니다.
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5. 그림은 동물 세포에서 일어나는 세포 호흡 과정의 일부를, 표는 물질 ㉠~㉢을 순서 없이 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림은 피루브산이 아세틸 CoA로 전환되는 피루브산 산화 과정입니다. 이때 $\text{NAD}^+$가 $\text{NADH}$로 환원되며 $\text{CO}_2$가 방출됩니다. 따라서 $\text{ㄱ} = \text{NAD}^+$, $\text{ㄴ} = \text{NADH}$, $\text{ㄷ} = \text{CO}_2$입니다.
    ㄱ. 이 과정은 미토콘드리아 기질에서 일어납니다.
    ㄴ. 피루브산 산화에는 탈탄산 효소가 관여하여 $\text{CO}_2$를 제거합니다.

    오답 노트

    $\text{ㄴ}$이 $\text{ㄷ}$으로 산화된다: $\text{NAD}^+(\text{ㄱ})$가 $\text{NADH}(\text{ㄴ})$로 환원되는 과정입니다.
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6. 표 (가)는 세포 A∼C에서 특징 ㉠∼㉢의 유무를, (나)는 ㉠∼㉢을 순서 없이 나타낸 것이다. A∼C는 각각 대장균, 동물 세포, 식물 세포 중 하나이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 모든 세포(A, B, C)가 가진 특징 ㉡은 DNA가 있다입니다. ㉢은 A와 B만 가지고 C는 없으므로 세포벽이 있다이며, ㉠은 B만 가지고 있으므로 엽록체가 있다입니다. 따라서 A는 대장균, B는 식물 세포, C는 동물 세포입니다.
    ㄷ. ㉢은 모든 세포 중 동물 세포(C)만 없으므로 세포벽이 있다입니다.

    오답 노트

    A에는 핵막이 있다: A는 원핵세포인 대장균이므로 핵막이 없습니다.
    B는 동물 세포이다: B는 엽록체와 세포벽이 모두 있는 식물 세포입니다.
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7. 그림은 인지질로 구성된 리포솜을 통해 어떤 물질을 세포 내로 이동시키는 과정을 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)
  • 그림은 리포솜이 세포막과 융합하여 내부 물질을 방출하는 내포 작용의 반대 과정인 외포 작용(또는 막 융합)을 나타냅니다.
    ㄱ. 인지질은 친수성 머리와 소수성 꼬리를 가진 양친매성 물질입니다.
    ㄴ. 리포솜이 세포막과 융합하는 과정은 세포막의 유동성 덕분에 가능합니다.

    오답 노트

    세포막의 표면적이 감소한다: 리포솜의 막이 세포막에 합쳐지므로 전체 표면적은 증가합니다.
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8. 표는 세포막을 통한 물질의 이동 방식 (가)~(다)의 특징을, 그림은 물질 A가 세포막을 통해 이동하는 방식을 나타낸 것이다. (가)~(다)는 각각 능동 수송, 단순 확산, 촉진 확산 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 표에서 (가)는 ATP와 막 단백질을 모두 사용하므로 능동 수송, (나)는 ATP와 막 단백질을 모두 사용하지 않으므로 단순 확산, (다)는 ATP를 사용하지 않고 막 단백질을 사용하므로 촉진 확산입니다.
    ㄱ. (나)는 단순 확산이므로 ATP를 사용하지 않습니다.

    오답 노트

    A가 이동하는 방식은 (가)이다: A는 고농도에서 저농도로 막 단백질을 통해 이동하므로 촉진 확산인 (다)입니다.
    폐포와 모세 혈관 사이의 기체 교환 방식은 (다)이다: 기체 교환은 막 단백질 없이 일어나는 단순 확산인 (나)입니다.
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9. 그림 (가)는 어떤 식물 세포를 설탕 용액 A에 넣고 충분한 시간이 지난 후의 상태를, (나)는 이 세포를 설탕 용액 B로 옮긴 후 세포의 부피에 따른 삼투압과 흡수력을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)에서 세포가 원형질 분리 상태이므로 설탕 용액 A는 세포액보다 고장액입니다. 그림 (나)에서 흡수력은 삼투압에서 팽압을 뺀 값입니다.
    ㄴ. $V_1$일 때 흡수력이 삼투압과 같으므로 팽압이 $0$이며, 이는 원형질 분리 상태를 의미합니다.

    오답 노트

    설탕 용액의 농도는 A보다 B가 낮다: 세포가 $V_1$에서 $V_2$로 부피가 증가했으므로 B는 A보다 저농도 용액입니다.
    $V_2$일 때 삼투압보다 팽압이 크다: $V_2$에서 흡수력이 $0$이므로 삼투압과 팽압이 같습니다.
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10. 그림 (가)는 루벤의 실험을, (나)는 암실에 하루 동안 보관한 어떤 식물에서 빛과 CO2 조건을 달리했을 때 시간에 따른 광합성 속도를 나타낸 것이다. ㉠과 ㉡은 광합성 결과 발생한 기체이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 루벤의 실험을 통해 광합성 시 발생하는 $O_{2}$는 물의 광분해 결과임을 알 수 있습니다.
    (가)에서 $H_{2}^{18}O$를 사용한 실험 ㉡에서 $^{18}O_{2}$가 발생하므로, ㉠은 일반 $O_{2}$입니다.
    (나)의 구간 I은 빛과 $CO_{2}$가 모두 공급되어 명반응과 암반응이 모두 활발히 일어나는 구간이므로 물의 광분해가 일어납니다.

    오답 노트

    (가)에서 ㉠은 $C^{18}O_{2}$를 사용했으므로 발생하는 기체는 일반 $O_{2}$입니다.
    틸라코이드 내부의 $H^{+}$ 농도는 빛이 있을 때 광분해와 전자 전달계에 의해 높아지므로, 빛이 없는 $t_{2}$일 때보다 빛이 있는 $t_{1}$일 때가 더 높습니다.
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11. 그림은 해당 과정에서 에너지 변화를 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)
  • 해당 과정은 포도당이 2분자의 피루브산으로 분해되는 과정입니다.
    과정 I은 ATP를 소모하는 에너지 투자 단계이며, 과정 II는 ATP와 $NADH$를 생성하는 에너지 회수 단계입니다.
    과정 II에서는 $NAD^{+}$가 $NADH$로 환원되므로 산화 환원 효소가 작용하며, 해당 과정은 세포질에서 산소 유무와 관계없이 진행됩니다.

    오답 노트

    과정 I에서는 ATP가 생성되는 것이 아니라 오히려 소모됩니다.
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12. 그림의 A와 B는 발아 중인 어떤 씨앗의 호흡률을 측정하기 위한 장치를, 표는 일정 시간이 지난 후 A와 B에서 시험관 속의 기체 부피 변화량을 나타낸 것이다. A와 B에서 잉크 방울의 이동 방향은 서로 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A와 B에서 거름종이를 적신 물질의 종류 이외의 다른 조건은 동일하다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 씨앗의 호흡으로 소모된 $O_{2}$와 생성된 $CO_{2}$의 부피 변화를 측정하는 실험입니다.
    A는 $KOH$가 $CO_{2}$를 모두 제거하므로 기체 부피 변화량 $5mL$는 소모된 $O_{2}$의 양입니다.
    B는 $CO_{2}$가 제거되지 않으므로 부피 변화량 $1mL$는 $|소모된 O_{2} - 생성된 CO_{2}|$ 값입니다.
    잉크 방울의 이동 방향이 같으므로 B에서도 부피가 감소한 것이며, 이는 소모된 $O_{2}$가 생성된 $CO_{2}$보다 많음을 의미합니다.
    따라서 A에서 $KOH$ 용액은 $CO_{2}$ 제거에 이용된다는 설명이 옳습니다.

    오답 노트

    B에서 소모된 $O_{2}$ 부피($5mL$)가 생성된 $CO_{2}$ 부피($4mL$)보다 큽니다.
    소모된 $O_{2}$와 생성된 $CO_{2}$의 비율이 $5:4$이므로, 탄수화물($1:1$)이 아닌 지방 등을 호흡 기질로 이용하고 있습니다.
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13. 그림은 어떤 식물 잎의 색소를 종이 크로마토그래피를 이용하여 분리한 결과를, 표는 색소 ㉠과 ㉡의 특징을 나타낸 것이다. ㉠과 ㉡은 각각 잔토필과 엽록소 a 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)
  • 크로마토그래피에서 전개 거리가 멀수록 용매에 대한 용해도가 크고 분자량이 작습니다.
    특징 표에서 ㉠은 카로티노이드계 색소이므로 잔토필이며, ㉡은 광계의 반응 중심 색소이므로 엽록소 a입니다.
    따라서 ㉠은 잔토필이라는 설명은 옳습니다.
    엽록소 a는 모든 광합성 식물에 존재하는 필수 색소이므로 ㉡은 광합성을 하는 모든 식물에 존재한다는 설명도 옳습니다.

    오답 노트

    분리된 색소 중 전개율은 가장 위에 위치한 카로틴이 가장 크며, 엽록소 b는 가장 아래에 위치하여 전개율이 가장 작습니다.
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14. 그림은 어떤 효소 반응에서 저해제 A가 있을 때와 없을 때의 기질 농도에 따른 초기 반응 속도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 저해제 유무 이외의 다른 조건은 동일하다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효소 저해제의 종류와 반응 속도 그래프를 분석하는 문제입니다. 그래프에서 저해제 A가 있을 때(II) 최대 반응 속도($V_{max}$)가 감소하므로, 이는 기질 농도를 높여도 극복할 수 없는 비경쟁적 저해제입니다. 활성화 에너지는 효소의 유무나 저해제 유무와 상관없이 반응 자체의 특성이므로 동일합니다. $S_{2}$에서 효소 농도를 높이면 반응 속도는 증가합니다.

    오답 노트

    A는 경쟁적 저해제이다: 최대 반응 속도가 감소했으므로 비경쟁적 저해제입니다.
    활성화 에너지는 I보다 II가 크다: 활성화 에너지는 저해제에 의해 변하지 않습니다.
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15. 그림은 미토콘드리아의 전자 전달계와 저해제 X의 작용 부위를 나타낸 것이다. 저해제 X는 전자 전달계에서 전자의 이동을 차단한다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 미토콘드리아 전자 전달계와 저해제의 영향을 분석하는 문제입니다. (가)는 수소 이온($H^{+}$)이 축적되는 막 사이 공간이며, (나)는 기질(마트릭스)입니다.
    수소 이온 농도가 높은 (가)는 pH가 낮으므로, pH는 (나)가 더 높습니다. 또한 저해제 X가 전자 전달을 차단하면 $NADH$가 $NAD^{+}$로 산화되지 못해 $NAD^{+}$ 농도가 감소하며, 이는 $NAD^{+}$를 필요로 하는 TCA 회로의 탈수소 반응을 감소시킵니다.

    오답 노트

    pH는 (나)보다 (가)에서가 높다: 수소 이온이 많은 (가)의 pH가 더 낮습니다.
    TCA 회로에서 탈수소 반응이 증가한다: $NAD^{+}$ 부족으로 인해 탈수소 반응은 감소합니다.
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16. 그림 (가)와 (나)는 엽록체에서 일어나는 순환적 광인산화 과정과 비순환적 광인산화 과정의 일부를 각각 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)
  • 엽록체의 광인산화 과정을 분석하는 문제입니다. (가)는 전자가 순환하는 순환적 광인산화, (나)는 전자가 $NADP^{+}$로 전달되는 비순환적 광인산화입니다.
    비순환적 광인산화의 최종 전자 수용체는 $NADP^{+}$이며, 두 과정 모두 광계 I이 관여합니다.

    오답 노트

    (가)는 엽록체의 외막에서 일어난다: 광인산화는 엽록체의 틸라코이드 막에서 일어납니다.
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17. 그림 (가)는 효소 X에 의한 반응을, (나)는 온도에 따른 효소 X의 반응 속도를 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)
  • 효소의 반응 특성과 온도 영향을 분석하는 문제입니다. (가)에서 효소 X는 기질을 분해하며 물($H_{2}O$)을 생성하므로 가수 분해 효소가 아닌 일반적인 분해 효소의 메커니즘을 보이며, (나)의 그래프에서 $30^{\circ}C$일 때의 반응 속도가 $20^{\circ}C$보다 높으므로 효소-기질 복합체 A의 형성 속도(농도) 또한 더 높습니다. 또한 최적 온도 이상에서 속도가 급감하는 것은 효소의 단백질 구조가 변성되기 때문입니다.

    오답 노트

    효소 X는 가수 분해 효소이다: 제시된 반응식만으로는 가수 분해 효소라고 단정할 수 없습니다.
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18. 그림은 세포 내에서 일어나는 젖산 발효, 알코올 발효, 아세트산 발효를 구분하는 과정을 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)
  • 발효 과정의 특징을 분석하여 구분하는 문제입니다. 산소를 이용하는 아세트산 발효는 A이며, 산소를 이용하지 않는 발효 중 $CO_{2}$를 생성하는 알코올 발효와 생성하지 않는 젖산 발효(B)로 나뉩니다.
    따라서 A는 아세트산 발효이고, (가)는 $CO_{2}$를 생성하는가에 대한 질문이 됩니다.

    오답 노트

    B에서 산화적 인산화가 일어난다: B는 젖산 발효로, 산화적 인산화가 아닌 기질 수준 인산화가 일어납니다.
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19. 그림은 TCA 회로를, 표는 과정 ㉠~㉢에서 생성되는 물질을 나타낸 것이다. ㉠~㉢은 각각 과정 (가) ~ (다) 중 하나이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • TCA 회로의 각 단계에서 생성되는 물질을 분석합니다. $\alpha\text{-케토글루타르산}$이 $\text{석신산}$이 되는 과정 (가)에서는 $\text{CO}_2$, $\text{NADH}$, $\text{ATP}$가 생성됩니다. 따라서 $\text{⑦}$은 (가)입니다.

    오답 노트

    $\text{ㄷ}$에서 $\text{CO}_2$ 생성: $\text{ㄷ}$은 $\text{말산}$이 $\text{옥살아세트산}$이 되는 과정으로 $\text{NADH}$만 생성되며 $\text{CO}_2$는 생성되지 않습니다.
    수소/탄소 비율: $\text{말산}$과 $\text{옥살아세트산}$의 탄소 수는 4개로 같으나, $\text{말산}$이 더 환원된 상태이므로 수소 수가 더 많습니다.
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20. 그림 (가)는 어떤 식물에서 광합성의 암반응 과정 중 일부를, (나)는 광합성이 일어나고 있는 이 식물에 빛을 차단한 후 시간에 따른 물질 X와 Y의 농도를 나타낸 것이다. X와 Y는 각각 3PG와 RuBP 중 하나이고, ㉠과 ㉡은 분자 수이다.

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

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 빛을 차단하면 ATP와 NADPH의 공급이 중단되어 3PG의 환원과 RuBP의 재생이 멈춥니다. 따라서 3PG는 계속 생성되지만 소비되지 않아 농도가 일시적으로 증가하고, RuBP는 소비만 되고 재생되지 않아 농도가 급격히 감소합니다.
    그래프에서 빛 차단 후 농도가 증가하는 X는 3PG, 감소하는 Y는 RuBP입니다.

    오답 노트

    X는 3PG이다: X는 농도가 증가하므로 3PG가 맞습니다. (정답 ㄴ과 충돌하는 보기 구성이나, 논리상 X=3PG, Y=RuBP임)
    1분자당 인산기 수: 3PG는 3개, RuBP는 5개이므로 Y가 더 많습니다.
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