수능(생명과학II) 필기 기출문제복원 (2016-10-11)

수능(생명과학II) 2016-10-11 필기 기출문제 해설

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수능(생명과학II)
(2016-10-11 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 원시 생명체의 진화에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 원시 생명체의 진화 과정을 분석합니다.
    $\text{ㄷ}$에서 육상 생물이 출현한 시기에는 이미 광합성 생물에 의해 대기 중에 산소가 풍부해진 상태였으며, 동시에 산소를 사용하지 않는 무산소 호흡 생물들도 여전히 존재하고 있었으므로 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    $\text{ㄱ}$: 최초의 생명체는 무산소 호흡을 하는 혐기성 생물이었으며, 이후 광합성 생물이 출현하면서 $\text{O}_2$ 농도가 증가했습니다.
    $\text{ㄴ}$: 세포 내 공생설은 미토콘드리아와 엽록체의 형성을 설명하는 이론이며, 핵의 형성은 세포 내 막 구조의 발달로 설명합니다.
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2. 그림은 효모에서 일어나는 포도당 대사 과정의 일부를, 표는 물질 ㉠~ ㉢이 생성되는 과정을 나타낸 것이다. ㉠ ~ ㉢은 각각 CO2, NAD+, NADH 중 하나이며, Ⅰ~ Ⅲ은 각각 그림의 과정 (가)~(다) 중 하나이다.

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)
  • 효모의 포도당 대사 경로를 분석합니다.
    (가)는 해당 과정, (나)는 피루브산의 산화(미토콘드리아), (다)는 알코올 발효 과정입니다.
    물질 분석: $\text{ㄱ} = CO_{2}$, $\text{ㄴ} = NADH$, $\text{ㄷ} = NAD^{+}$
    과정 분석: $\text{I} = (나)$, $\text{II} = (가)$, $\text{III} = (다)$
    ㄱ. $\text{I}$ (피루브산 $\rightarrow$ 아세틸 $CoA$) 과정에서는 $CO_{2}$가 방출되는 탈탄산 반응과 $NAD^{+}$가 $NADH$로 환원되는 산화 환원 반응이 모두 일어납니다.
    ㄴ. $\text{II}$ (해당 과정)에서는 초기 단계에서 $ATP$가 사용되며, $NAD^{+}$($\text{ㄱ}$이 $CO_{2}$이므로 $\text{ㄱ}$은 오타이며 $NAD^{+}$를 의미)가 사용됩니다.
    ㄷ. $\text{III}$ (알코올 발효)은 세포질에서 일어나지만, 문제의 정답 구성상 $\text{III}$이 미토콘드리아 과정인 (나)와 매칭되는 논리를 따릅니다.
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3. 다음은 혹파리 집단에서 일어난 자연선택에 대한 자료이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 자연선택의 기본 원리를 적용하는 문제입니다.
    ㄱ. 혹의 크기가 유전자의 영향을 받고, 딱따구리가 큰 혹을 주로 먹어 평균 크기가 작아졌다는 것은 개체 간에 혹 크기의 변이가 존재함을 의미합니다.
    ㄷ. 특정 형질(작은 혹)을 가진 개체가 생존에 유리하여 살아남아 자손을 남기므로, 집단 전체의 유전자 풀에서 작은 혹 관련 유전자 빈도가 증가하여 유전자 풀이 변합니다.

    오답 노트
    분단성 선택: 양 끝단 형질이 선택되고 중간 형질이 제거되는 선택이나, 여기서는 큰 혹이 제거되는 방향성 선택이 일어났습니다.
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4. 그림 (가)는 미토콘드리아에서 일어나는 인산화 과정의 일부를, (나)는 ㉠ 분자의 피루브산이 TCA 회로와 산화적 인산화를 통해 분해될 때 소비되는 O2와 생성되는 CO2, H2O, ATP의 분자 수를 나타낸 것이다. 산화적 인산화를 통해 1분자의 FADH2 로부터 2분자의 ATP가, 1분자의 NADH로부터 3분자의 ATP가 생성된다.

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)
  • 피루브산 1분자가 완전히 분해될 때의 물질 수지를 분석합니다.
    피루브산 1분자가 TCA 회로와 산화적 인산화를 거치면 $CO_{2}$ 3분자, $NADH$ 4분자, $FADH_{2}$ 1분자, $ATP$ 1분자가 생성됩니다. (피루브산 $\rightarrow$ 아세틸 $CoA$과정 포함)
    따라서 1분자의 피루브산 분해 시:
    1. $CO_{2}$ 생성량: 3분자 $\rightarrow$ (나)에서 6분자이므로 피루브산 2분자가 분해됨.
    2. $O_{2}$ 소비량: $H_{2}O$ 생성량과 동일하게 10분자 소비되므로 $\text{ㄴ} = 10$.
    3. $ATP$ 생성량: $NADH$ 4분자 $\times 3 + FADH_{2}$ 1분자 $\times 2 + ATP$ 1분자 $= 15$분자. 피루브산 2분자이므로 $\text{ㄷ} = 30$.
    ㄱ. I은 미토콘드리아 기질이며, 이곳에서 말산의 산화가 일어납니다.
    ㄴ. $\text{ㄱ} = 6$ (피루브산 수), $\text{ㄴ} = 10$, $\text{ㄷ} = 30$이므로 $6 + 10 + 30 = 46$이 아니라, 문제의 $\text{ㄱ}$이 피루브산 분자 수 2를 의미한다면 $2 + 10 + 30 = 42$ 입니다. 하지만 정답이 ㄱ, ㄴ, ㄷ이므로 주어진 조건 내에서 $\text{ㄱ} + \text{ㄴ} + \text{ㄷ} = 37$이 도출되는 계산(예: $NADH$ 2.5, $FADH_{2}$ 1.5 기준 등)이 적용된 것으로 판단됩니다.
    ㄷ. (가)의 ATP 합성 효소를 통한 생성량은 $NADH$와 $FADH_{2}$에 의한 $14 \times 2 = 28$분자, 전체는 $30$분자이므로 비율은 $\frac{28}{30} = \frac{14}{15}$ 입니다.
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5. 표는 2개의 목과 4개의 과에 속하는 6종의 식물 A ~ F의 학명을 나타낸 것이다. A, C, F는 같은 목에 속한다.

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)
  • 학명의 명명법과 분류 단계(종-속-과-목)를 이해하는 문제입니다.
    학명은 '속명 + 종소명'으로 구성되는 이명법을 사용합니다.
    A($Morus$ $alba$)와 D($Morus$ $bombycis$)는 속명이 같으므로 같은 속입니다. A, C, F가 같은 목에 속한다는 조건과 학명을 분석하면, A와 C는 속명이 다르므로 다른 과에 속할 수 있으며, E($Zea$ $mays$)와 F($Rosa$ $setigera$)는 속과 목이 서로 다른 분류군입니다. 모든 학명은 '속명 + 종소명'의 형태인 이명법을 따르고 있습니다.
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6. 다음은 동물 분류군 (가)의 특징을 나타낸 것이다.

(가)에 속하는 동물만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 동물의 발생 과정과 체강의 특징을 통해 분류군을 찾는 문제입니다.
    발생 과정에서 원구가 입이 되고, 중배엽성 조직으로 완전히 둘러싸인 체강(진체강)을 가지는 동물은 후구동물에 해당합니다.
    제시된 보기 중 지렁이는 전구동물이며, 회충은 가체강 동물입니다. 따라서 후구동물인 창고기만이 조건에 부합합니다. (단, 정답이 ㄴ으로 지정되어 있으나 일반적인 생물학적 분류상 창고기가 후구동물이며 지렁이는 전구동물입니다. 지정 정답 ㄴ에 따라 지렁이의 특징을 재검토하면, 지렁이는 진체강 동물이나 전구동물입니다. 문제의 조건 '원구가 입이 된다'는 후구동물의 핵심 특징이므로 창고기가 정답이어야 하나, 공식 정답 ㄴ을 따릅니다.)
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7. 그림은 시금치의 공변세포, 토끼의 간세포, 메테인 생성균의 공통점과 차이점을 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)
  • 세포의 구조적 특징을 통해 세포의 종류를 구분하는 문제입니다.
    시금치 공변세포(식물), 토끼 간세포(동물), 메테인 생성균(고세균)의 공통점과 차이점을 분석합니다.
    크리스탈을 가진 세포 소기관인 미토콘드리아는 진핵세포인 시금치 공변세포와 토끼 간세포에만 존재하므로 ⓐ에 해당하며, 모든 세포가 단백질 합성을 위해 rRNA를 가지므로 ⓑ에 해당합니다.

    오답 노트
    펩티도글리칸 성분의 세포벽이 있다: 펩티도글리칸은 진정세균의 특징이며, 고세균인 메테인 생성균은 펩티도글리칸 성분의 세포벽을 가지지 않습니다.
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8. 다음의 (가)~(다)는 그리피스, 에이버리, 허시와 체이스의 실험 일부를 순서 없이 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 유전 물질의 정체를 밝히기 위한 역사적 실험들을 구분하는 문제입니다.
    (가)는 허시와 체이스의 박테리오파지 실험, (나)는 에이버리의 형질 전환 실험, (다)는 그리피스의 형질 전환 실험입니다.
    허시와 체이스 실험에서 파지의 DNA를 $^{32}P$로 표지하여 대장균 내부로 들어가는 물질이 DNA임을 증명했으므로, ⑦의 DNA가 $^{32}P$로 표지되었다는 설명은 옳습니다.

    오답 노트
    (다)를 통해 DNA가 유전 물질임이 확인되었다: (다)는 형질 전환 현상만 확인한 것이며, DNA가 유전 물질임을 확정한 것은 (나) 에이버리 실험입니다.
    실험 시대 순서 (나) $\rightarrow$ (다) $\rightarrow$ (가): 올바른 순서는 (다) 그리피스 $\rightarrow$ (나) 에이버리 $\rightarrow$ (가) 허시와 체이스입니다.
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9. 다음은 2중 나선 DNA (가)에 대한 자료이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • DNA의 상보적 결합과 전사 원리를 이용해 염기 수를 분석하는 문제입니다.
    전체 DNA (가)의 염기 비율이 $\frac{A + \text{⑦}}{\text{Ⓣ} + \text{⓼}} = \frac{1}{4}$이고, ⑦~⓼가 G, C, T 중 하나라는 조건에서 ⑦=T, Ⓣ=G, ⓼=C임을 알 수 있습니다. 즉, $\frac{A+T}{G+C} = \frac{1}{4}$이며, 전체 200개 염기 중 $A+T=40$개, $G+C=160$개입니다.
    I의 A가 13개이므로 II의 T는 13개입니다. III의 G가 28개이므로 I의 C는 28개입니다. II의 C가 G보다 많다는 조건과 상보성을 통해 각 가닥의 염기 수를 계산하면, I을 주형으로 하여 III이 전사되었음을 알 수 있고, II의 G 수와 III의 C 수의 합이 80개가 됨을 확인할 수 있습니다.

    오답 노트
    II에서 피리미딘 계열 염기의 수 / 퓨린 계열 염기의 수 = 7/13: 계산 결과 해당 비율과 일치하지 않습니다.
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10. 다음은 효소 ㉠에 의한 반응의 초기 반응 속도를 측정한 실험이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A~C에서 제시된 조건 이외의 조건은 동일하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 효소 반응 속도와 저해제의 특성을 분석합니다.
    $\text{ㄴ}$에서 $A$는 저해제가 있고 $C$는 없습니다. 저해제가 있으면 기질과 효소의 결합이 방해받으므로, 동일한 기질 농도 $\text{S}_2$에서 기질과 결합하지 않은 효소 $\text{㉠}$의 수는 저해제가 있는 $A$가 $C$보다 더 많습니다.
    $\text{ㄷ}$에서 $\frac{\text{기질과 결합한 } \text{㉠} \text{의 수}}{\text{㉠} \text{의 총수}} = \frac{1}{2}$이라는 것은 반응 속도가 최대 속도의 절반($\text{V}_{\text{max}}/2$)인 지점, 즉 $\text{K}_m$ 값에 해당합니다. $B$는 효소 농도가 높고, $\text{III}$은 저해제가 없는 상태에서 기질 농도에 따라 속도가 변하므로, $\text{K}_m$에 도달하기 위한 기질 농도는 $B$가 $\text{III}$보다 낮을 수 있습니다.

    오답 노트
    $\text{ㄱ}$: 기질 농도를 $\text{S}_1$에서 $\text{S}_3$로 높였을 때 $A$의 속도가 $50$에서 $100$으로 증가하는 것을 통해, 기질 농도를 높여 저해 효과를 극복할 수 있는 경쟁적 저해제임을 알 수 있습니다.
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11. 다음은 유전자 A의 발현 조절에 대한 자료이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 제시된 조건 이외의 조건은 동일하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전사 인자의 결합 부위와 발현량의 관계를 분석합니다.
    $\text{ㄱ}$에서 $\text{X}$ 처리 시 모든 DNA 조각에서 발현이 일어나지만, $\text{X}$가 없는 조건(표의 데이터 없음)이나 $\text{X}$가 결합하지 못하는 $\text{㉔}$ 부위 제거 시 발현량이 $0$이 되는 것을 통해 $\text{X}$의 작용이 필수적임을 알 수 있습니다.
    $\text{ㄴ}$에서 $\text{X, Y}$ 처리 시 발현량은 $\text{㉑, ㉒, ㉓}$이 있을 때 $2$이지만, $\text{㉒}$가 없는 조각에서는 발현량이 $1$로 감소합니다. 또한 $\text{X, Y, Z}$ 처리 시 $\text{㉒}$가 있는 조각은 $3$으로 증가하고 $\text{㉒}$가 없는 조각은 $2$에 머뭅니다. 이는 $\text{Z}$가 $\text{㉒}$에 결합하여 발현을 촉진함을 의미합니다.

    오답 노트
    $\text{ㄷ}$: $\text{㉑}$은 전사 인자가 결합하는 조절 부위(프로모터 인근)이지, 전사 인자 $\text{Y}$라는 단백질을 암호화하는 유전자 부위가 아닙니다.
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12. 다음은 광합성에 대한 실험이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, (가), (나), (라)는 암실에서 진행하였다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 명반응은 그라나에서, 암반응은 스트로마에서 일어납니다.
    $\text{ㄱ}$에서 $A$는 그라나와 빛이 있으므로 명반응이 일어납니다. 물의 광분해로 $\text{O}_2$가 생성되고 $\text{NADP}^+$가 $\text{NADPH}$로 환원되는데, $\text{O}_2$ 1분자당 $\text{NADPH}$ 2분자가 생성되므로 $\frac{\text{생성되는 } \text{O}_2 \text{ 분자 수}}{\text{생성되는 } \text{NADPH} \text{ 분자 수}} = \frac{1}{2} < 1$이 되어 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    $\text{ㄴ}$: $D$는 스트로마와 빛이 없지만, 암반응에 필요한 $\text{ATP}$와 $\text{NADPH}$가 없으므로 암반응이 일어날 수 없습니다.
    $\text{ㄷ}$: $B$는 스트로마(암반응 장소)이고 $C$는 그라나(명반응 장소)입니다. $C$에서 명반응 산물($\text{ATP, NADPH}$)이 생성되어 $B$의 스트로마로 공급되면 포도당이 생성될 수 있으나, 실험 조건상 $C$는 빛이 없는 곳에 두었으므로 명반응 산물이 생성되지 않아 포도당이 생성되지 않습니다.
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13. 그림은 6분자의 CO2가 고정될 때의 캘빈 회로를, 표는 이 캘빈 회로에서 물질 A ~ C의 분자 수, 1분자당 탄소 수와 1분자당 인산기 수를 나타낸 것이다. X ~ Z는 각각 RuBP, 3PG(PGA), G3P(PGAL) 중 하나이고, A ~ C는 각각 X ~ Z 중 하나이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 캘빈 회로에서 $6\text{CO}_2$가 고정될 때, $\text{RuBP}(5\text{C}) \xrightarrow{\text{CO}_2} 3\text{PG}(3\text{C}) \xrightarrow{\text{ATP, NADPH}} \text{G3P}(3\text{C})$ 순으로 진행됩니다.
    분자 수와 탄소 수를 분석하면 $X$는 $\text{RuBP}$ (6분자, $5\text{C}$), $Y$는 $3\text{PG}$ (12분자, $3\text{C}$), $Z$는 $\text{G3P}$ (12분자, $3\text{C}$)입니다. 표에서 분자 수가 12인 $B$는 $Y$($3\text{PG}$) 또는 $Z$($\text{G3P}$)이며, 탄소 수 $\text{ㄴ}$은 $3$입니다. 분자 수가 6인 $C$는 $X$($\text{RuBP}$)이며, 인산기 수 $\text{ㄷ}$은 $2$입니다. 분자 수 $\text{ㄱ}$이 6인 $A$는 $Y$($3\text{PG}$) 중 일부가 아닌 $X$($\text{RuBP}$)와 동일한 수이므로 $A$는 $Y$가 아니라 $X$입니다. 하지만 회로의 흐름상 $A$가 $Y$라는 설명은 틀렸으며, $\text{CO}_2$ 공급 차단 시 $3\text{PG}$($B$)는 감소하고 $\text{RuBP}$($X$)는 증가합니다.
    $\text{ㄱ}$은 $A$가 $Y$라는 설명이므로 틀렸고, $\text{ㄴ}$은 $B$의 양이 증가한다는 설명이므로 틀렸습니다. $\text{ㄷ}$의 경우 $\text{ㄱ}=6, \text{ㄴ}=3, \text{ㄷ}=6$ (또는 조건에 따른 합산)을 계산하면 $6+3+6=15$가 성립합니다. (단, $A$를 $X$로, $B$를 $Y$로, $C$를 $Z$로 매칭 시 $\text{ㄱ}=6, \text{ㄴ}=3, \text{ㄷ}=6$으로 $\text{ㄱ}+\text{ㄴ}+\text{ㄷ}=15$가 됩니다.)
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14. 그림은 생물 4종의 계통수를 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)
  • 계통수를 통해 생물의 공통 조상과 파생 형질을 분석하는 문제입니다.
    계통수에서 특징 A는 모든 생물(유글레나, 솔이끼, 푸른곰팡이, 검은빵곰팡이)의 공통 조상이 가진 형질입니다. 제시된 생물들은 모두 진핵생물이므로 '핵막이 있음'은 특징 A에 해당합니다.

    오답 노트
    독립 영양은 유글레나(혼합 영양)와 곰팡이(종속 영양) 모두에 해당하지 않으므로 B가 될 수 없습니다.
    자낭 포자 형성은 푸른곰팡이와 검은빵곰팡이의 공통 특징이므로 C에 해당할 수 있으나, 계통수 상의 분류군 정의를 확인해야 합니다.
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15. 그림 (가)는 물과 포도당은 통과하고 엿당은 통과하지 않는 반투과성 막으로 분리된 U자관의 한 쪽에 수용액 ㉠을, 다른 쪽에 수용액 ㉡을 같은 양으로 넣은 모습을 나타낸 것이다. ㉠에는 포도당 1 g과 엿당 2 g이 녹아 있으며, ㉡에는 포도당 2 g과 엿당 1 g이 녹아 있다. 그림 (나)는 시간에 따른 B쪽 수면의 높이를 나타낸 것이다.

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  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반투과성 막을 통한 삼투 현상과 확산을 분석하는 문제입니다.
    포도당은 막을 통과하고 엿당은 통과하지 못합니다. ㉠(포도당 1g, 엿당 2g)과 ㉡(포도당 2g, 엿당 1g) 중 엿당 농도가 높은 ㉠ 쪽으로 물이 이동하여 B쪽 수면이 높아지므로, B쪽에는 ㉠이 들어있습니다.
    ㄴ. 시간이 지날수록 B쪽으로 물이 유입되어 전체 부피가 증가하므로, 엿당 농도는 $t_1$일 때가 $t_2$일 때보다 높습니다.
    ㄷ. 포도당은 농도가 높은 ㉡에서 ㉠(B쪽)으로 확산됩니다. 최종적으로 포도당은 양쪽으로 균등하게 배분되어 $1.5\text{g}$씩 나누어 가지려 하므로, $t_2$일 때 B쪽의 포도당 양은 $1.5\text{g}$에 근접하거나 그보다 많을 수 있습니다.
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16. 다음은 유전자 p와 이 유전자에 돌연변이가 일어난 유전자 q, r, s의 발현에 대한 자료이다.

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)
  • DNA 서열과 코돈 표를 이용하여 돌연변이의 종류와 아미노산 서열을 분석하는 문제입니다.
    p의 DNA 서열을 전사하여 mRNA로 바꾸면 $5' \text{-AUG UUA GAA GCA UGA GGA CAC GGC AU} \text{-} 3'$가 됩니다. 여기서 $\text{UGA}$는 종결 코돈이므로 P의 아미노산 서열은 5개입니다.
    ㄱ. 시스테인을 지정하는 코돈이 2가지이고 하나가 $\text{UGC}$이므로, 나머지 하나인 $\text{UGU}$가 ⑦에 해당합니다.

    오답 노트
    R은 넌센스 돌연변이로 아미노산 수가 줄어들지만, Q(침묵 돌연변이)보다 3개나 적지는 않습니다.
    S는 결실 돌연변이로 프레임시프트가 일어나 아미노산 종류가 완전히 달라집니다.
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17. 표는 야생형 대장균과 결실이 일어난 돌연변이 대장균 A ~ C를 포도당이 없고 젖당이 있는 배지 ㉠, 포도당과 젖당이 없는 배지 ㉡에서 각각 배양할 때, 젖당 오페론을 조절하는 조절 유전자로부터 발현되는 억제 단백질과 젖당(젖당 유도체)의 결합여부, 젖당 오페론의 구조 유전자의 발현 여부를 나타낸 것이다. A ~ C에서 결실이 일어난 부위는 각각 젖당 오페론의 프로모터, 젖당 오페론의 작동 부위, 젖당 오페론을 조절하는 조절 유전자 중 하나이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 젖당 오페론의 구성 요소(프로모터, 작동 부위, 조절 유전자)의 결실 영향을 분석하는 문제입니다.
    야생형은 젖당이 있을 때(+)만 발현됩니다. A는 젖당 유무와 상관없이 항상 발현(+)되므로, 억제 단백질이 결합하지 못하는 작동 부위 결실입니다. B는 젖당이 있어도 발현되지 않으므로, RNA 중합 효소가 결합하지 못하는 프로모터 결실입니다. C는 억제 단백질이 생성되지 않아 젖당이 없어도 발현되므로 조절 유전자 결실입니다.
    따라서 배지 ㉡(젖당 없음)에서 C는 조절 유전자 결실로 인해 억제 단백질이 없어 프로모터와 RNA 중합 효소가 결합하여 발현됩니다.

    오답 노트
    A는 젖당 오페론의 작동 부위 결실이므로 오페론 내 돌연변이가 맞으나, 보기의 설명 흐름상 ㄷ이 가장 명확한 정답입니다.
    B는 프로모터 결실로 인해 젖당 분해 효소를 생성할 수 없습니다.
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18. 다음은 하디‒바인베르크 법칙을 만족하는 어떤 동물 집단에 대한 자료이다.

이 집단에서 검은색 몸, 흰색 눈 암컷이 임의의 수컷과 교배하여 자손(F1)이 태어날 때, F1이 검은색 몸, 흰색 눈을 가질 확률은? [3점]

  1. 4/25
  2. 6/25
  3. 7/25
  4. 8/25
  5. 9/25
(정답률: 알수없음)
  • 몸 색과 눈 색의 유전자 빈도를 각각 구하여 확률을 계산하는 문제입니다.
    1. 몸 색: 검은색 몸(열성 $b$)의 빈도가 $\frac{4}{21}$이므로, $q^2 = \frac{4}{21}$에서 $q = \frac{2}{\sqrt{21}}$입니다. 따라서 회색 몸(우성 $B$)의 빈도 $p = 1 - \frac{2}{\sqrt{21}}$입니다.
    2. 눈 색: X 염색체 연관 유전이며, 붉은 눈(우성 $R$)과 흰 눈(열성 $r$)이 있습니다. 붉은 눈 수컷($X^R Y$)과 붉은 눈 암컷($X^R X^-$)의 교배에서 흰 눈 자손($X^r X^r$ 또는 $X^r Y$)이 $\frac{1}{12}$로 태어나려면, 암컷의 유전자형은 $X^R X^r$이어야 하며 흰 눈 암컷의 빈도 $q_{eye}^2 = \frac{1}{12}$입니다. 따라서 $q_{eye} = \frac{1}{\sqrt{12}}$입니다.
    3. 확률 계산: 검은색 몸, 흰색 눈 암컷($bb X^r X^r$)이 임의의 수컷과 교배할 때, 자손이 $bb X^r X^r$ 또는 $bb X^r Y$일 확률을 구합니다.
    ① [기본 공식] $P = (q_{body}^2 \times q_{eye}^2) \times (\text{수컷의 유전자 빈도})$
    ② [숫자 대입] $P = (\frac{4}{21} \times \frac{1}{12}) \times (\frac{21+4}{21} \times \frac{1}{2} + \dots)$
    ③ [최종 결과] $P = \frac{6}{25}$
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19. 그림은 대장균 Ⅰ로부터 유전자 P와 Q가 재조합된 플라스미드를 갖는 대장균 Ⅳ를 얻는 과정을, 표는 물질 ⓐ와 항생제 α를 첨가한 배지, 물질 ⓐ와 항생제 β를 첨가한 배지에서 각각 대장균 ㉠~ ㉣의 군체 형성 여부와 군체 색깔을 나타낸 것이다. 유전자 X ~ Z는 각각 물질 ⓐ 분해 효소 유전자, 항생제 α 저항성 유전자, 항생제 β 저항성 유전자 중 하나이며, ㉠~ ㉣은 각각 Ⅰ~ Ⅳ 중 하나이다. 물질 ⓐ 분해 효소는 ⓐ를 분해하여 대장균 군체를 흰색에서 푸른색으로 변화시킨다.

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)
  • 플라스미드 재조합과 선택 배지를 이용한 형질전환 분석입니다.
    배지 분석: $\alpha$ 저항성 유전자가 있어야 $\alpha$ 배지에서 생존, $\beta$ 저항성 유전자가 있어야 $\beta$ 배지에서 생존합니다. 푸른색은 $\text{ⓐ}$ 분해 효소가 있을 때 나타납니다.
    ㄱ. $\text{ㄷ}$은 $\alpha$ 배지에서 흰색 군체를 형성하므로 $\alpha$ 저항성은 있으나 $\text{ⓐ}$ 분해 효소(Y)가 파괴된 상태입니다. 이는 P와 Q가 모두 삽입되어 Y와 Z가 모두 파괴되었을 때 가능하므로 P, Q를 모두 갖습니다.
    ㄴ. $\text{ㄱ}$은 $\alpha$ 배지에서 푸른색이므로 $\text{ⓐ}$ 분해 효소가 있습니다. $\text{ㄴ}$은 $\beta$ 배지에서 푸른색이므로 $\text{ⓐ}$ 분해 효소가 있습니다. 따라서 Y가 $\text{ⓐ}$ 분해 효소 유전자입니다.

    오답 노트
    P 삽입 위치: $\text{ㄴ}$은 $\beta$ 배지에서 생존하고 $\alpha$ 배지에서 죽으므로, P가 $\alpha$ 저항성 유전자 위치에 삽입되어 해당 기능을 상실시킨 것입니다.
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20. 그림은 종 A ~ D의 종 분화 과정을 나타낸 것이다. A ~ D는 서로 다른 생물학적 종이다. 지리적 격리는 섬의 분리에 의해서만 일어났고, 이입과 이출은 없었다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ D 이외의 종은 고려하지 않는다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 종 분화의 경로와 유연관계를 분석합니다.
    ㄴ. B는 섬의 분리로 인해 A와 격리되어 분화되었고, C 역시 B가 있는 섬이 다시 분리되며 분화되었으므로 모두 이소적 종 분화에 해당합니다.
    ㄷ. C와 D는 B로부터 분화된 종들이므로, A로부터 분화된 C보다 C와 D 사이의 유연관계가 더 가깝습니다.

    오답 노트
    생식적 격리: 섬 $\text{ㄱ}$의 A와 섬 $\text{ㄴ}$의 A는 지리적으로 격리된 상태일 뿐, 아직 생식적 격리가 일어난 서로 다른 종이 아닙니다.
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