9급 지방직 공무원 서울시 생물 필기 기출문제복원 (2016-06-25)

9급 지방직 공무원 서울시 생물 2016-06-25 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 서울시 생물
(2016-06-25 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 생체 고분자 물질인 단백질은 아미노산으로 이루어진 중합체이다. 다음의 아미노산 중에서 벤젠(benzene)고리를 가지고 있는 방향족(aromatic) 아미노산이 아닌 것은?

  1. 히스티딘(Histidine)
  2. 페닐알라닌(Phenylalanine)
  3. 트립토판(Tryptophan)
  4. 타이로신(Tyrosine)
(정답률: 72%)
  • 방향족 아미노산은 곁사슬에 벤젠 고리와 같은 방향족 고리 구조를 포함하는 아미노산을 말합니다.
    페닐알라닌, 타이로신, 트립토판은 벤젠 고리 또는 인돌 고리를 가지고 있어 방향족 아미노산에 해당하지만, 히스티딘은 이미다졸 고리를 가지고 있어 일반적인 벤젠 고리 기반의 방향족 아미노산 분류에서 제외됩니다.
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2. 세포의 구성성분 중 탄수화물에 대한 설명이다. 옳은 것을 모두 고르면?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉡, ㉢
  3. ㉢, ㉣
  4. ㉡, ㉢, ㉣
(정답률: 55%)
  • 제시된 이미지의 내용을 분석한 결과입니다.
    ㉢ 단당류 중 가장 작은 분자는 3탄당이며, 글리세르알데하이드가 이에 해당하므로 옳습니다.
    ㉣ 전분, 글리코겐, 셀룰로오스는 모두 포도당 단위체가 결합하여 형성된 다당류이므로 옳습니다.

    오답 노트
    ㉠ 셀룰로오스와 키틴은 에너지 저장이 아닌 세포벽이나 외골격을 형성하는 구조성분입니다.
    ㉡ 5탄당과 6탄당은 수용액에서 사슬 구조보다 고리 구조로 주로 존재합니다.
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3. 단백질과 핵산 같은 생체 고분자 물질은 비공유결합을 통해 그 입체적 구조를 유지한다. 다음 중 수용액에 녹아 있는 DNA의 이중나선구조에서 볼 수 있는 비공유결합에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 반데르발스 인력 - 염기와 디옥시리보오스 간의 결합
  2. 소수성 상호작용 - 인산과 물 분자와의 결합
  3. 수소결합 - 염기쌍을 이루는 두 염기 사이의 결합
  4. 이온결합 - 이중나선구조 내부에 쌓인 염기쌍들 사이의 결합
(정답률: 91%)
  • DNA 이중나선 구조에서 서로 상보적인 염기쌍(A-T, G-C) 사이에는 수소결합이 형성되어 두 가닥을 안정적으로 연결합니다.

    오답 노트
    반데르발스 인력: 염기쌍이 수직으로 쌓이는 적층 상호작용에 관여합니다.
    소수성 상호작용: 인산기는 친수성이며, 염기 부분의 소수성 상호작용이 내부로 향하게 합니다.
    이온결합: DNA의 골격인 인산기는 음전하를 띠어 외부의 양이온과 상호작용합니다.
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4. 대장균의 젖당오페론(lactose operon)이 활성화될 경우, 전사과정을 통해 RNA가 생성된다. 이 RNA로부터 3종류의 단백질이 만들어지고, 이들 단백질은 젖당을 이용하여 물질대사를 수행한다. 다음 중 위의 3종류 단백질을 암호화 하는 유전자에 해당하지 않는 것은?

  1. LacZ
  2. LacY
  3. LacI
  4. LacA
(정답률: 74%)
  • 젖당 오페론이 활성화되면 하나의 mRNA에서 3가지 구조 유전자인 LacZ, LacY, LacA가 전사되어 각각 $\beta$-갈락토시다아제, 젖당 투과효소, 아세틸기전이효소를 생성합니다.

    오답 노트
    LacI: 오페론의 작동이 아닌, 전사를 억제하는 억제 단백질을 암호화하는 조절 유전자입니다.
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5. 세포 내에서 단백질 합성은 리보솜에 의해 이루어진다. 리보솜은 소포체와 결합되어 있는 형태 또는 세포질 내에 홀로 떨어져 있는 형태로 존재한다. 다음 중 소포체와 결합되어 있는 형태의 리보솜에서 만들어지는 단백질의 종류를 가장 잘 나타낸 것은?

  1. 핵으로 이동하여 DNA에 결합하는 단백질
  2. 세포 밖으로 배출되는 단백질
  3. 리보솜 자체의 생성에 직접적으로 관련된 단백질
  4. 리보솜과 직접 또는 간접적으로 결합하는 단백질
(정답률: 50%)
  • 소포체와 결합된 리보솜(조면소포체)에서 합성되는 단백질은 세포막의 구성 성분이 되거나, 소포체와 골지체를 거쳐 세포 밖으로 분비되는 단백질입니다.
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6. 다양한 종류의 수용체들이 세포 내외 신호전달에 관여하고 있다. 다음의 수용체 중 리간드와의 결합을 통해 전사조절 인자로 직접 기능할 수 있는 것은 무엇인가?

  1. 핵수용체
  2. G 단백질 결합 수용체
  3. 타이로신 인산화효소 수용체
  4. 이온통로 수용체
(정답률: 60%)
  • 핵수용체는 리간드와 결합한 후 직접 핵 내로 이동하여 DNA의 특정 서열에 결합함으로써 유전자 전사를 조절하는 전사조절 인자로 기능합니다.

    오답 노트
    G 단백질 결합 수용체, 타이로신 인산화효소 수용체, 이온통로 수용체: 세포막에 존재하는 막관통 단백질로, 세포 외부의 신호를 내부로 전달하는 매개체 역할을 하며 직접 전사조절 인자로 기능하지 않습니다.
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7. 진핵생물의 세포주기는 사이클린 의존성 인산화효소(cyclindependent kinase, CDK)에 의해 조절된다. 다음 중 사이클린 E가 합성되기 시작하는 세포주기는?

  1. G1기
  2. S기
  3. G2기
  4. M기
(정답률: 64%)
  • 세포주기의 조절은 사이클린과 CDK의 결합으로 이루어집니다.
    사이클린 E는 $G_{1}$기에 합성되기 시작하여 $CDK2$와 결합하며, 세포가 $G_{1}$기에서 $S$기로 진입하도록 하는 $G_{1}/S$ 검문을 담당합니다.
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8. 다음 중 효소에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 효소는 기질과 결합하여 반응물질의 자유에너지를 낮춘다.
  2. 효소의 특이성은 단백질의 2차 구조에 의해 결정된다.
  3. 효소의 비경쟁적 억제제는 활성부위에 결합하여 효소의 구조변화를 유도한다.
  4. 효소에 의해 촉매되는 반응의 속도는 효소억제제에 의하여 줄어들게 된다.
(정답률: 71%)
  • 정적분과 급수의 관계를 이용하여 주어진 극한 식을 정적분으로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\int_{a}^{b} f(x) dx = \lim_{n \to \infty} \sum_{k=1}^{n} f(a + \frac{b-a}{n}k) \frac{b-a}{n}$
    ② [숫자 대입] $\int_{1}^{3} (3x^{2}-6x) dx = [x^{3}-3x^{2}]_{1}^{3} = (27-27) - (1-3)$
    ③ [최종
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9. 포도당이 산화되는 에너지 대사과정 중 미토콘드리아 기질에서 진행되는 시트르산 회로와 관련이 없는 것은?

  1. 포스포글리세르산
  2. α-케토글루타르산
  3. 숙신산
  4. 옥살아세트산
(정답률: 67%)
  • 시트르산 회로는 미토콘드리아 기질에서 일어나는 대사 과정으로, 아세틸-CoA가 옥살아세트산과 결합하여 시트르산을 형성하며 순환합니다.
    $\alpha$-케토글루타르산, 숙신산, 옥살아세트산은 모두 이 회로의 중간 생성물로 관여하지만, 포스포글리세르산은 세포질에서 일어나는 해당 과정(Glycolysis)의 중간 생성물입니다.
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10. 엽록체의 틸라코이드 막에서 일어나는 비순환적 전자 전달과정의 순서로 옳은 것은?

  1. ㉠ → ㉡ → ㉢ → ㉣
  2. ㉡ → ㉢ → ㉠ → ㉣
  3. ㉢ → ㉣ → ㉡ → ㉠
  4. ㉣ → ㉢ → ㉠ → ㉡
(정답률: 73%)
  • 비순환적 전자 전달은 광계 II에서 시작하여 광계 I로 전자가 흐르는 과정입니다.
    순서는 다음과 같습니다.
    1. 광계 II의 엽록소가 $680\text{nm}$에서 빛을 흡수하여 전자를 방출함 (㉣)
    2. 전자전달계를 거치며 $H^{+}$ 농도 기울기를 형성하여 ATP를 합성함 (㉢)
    3. 광계 I의 엽록소가 $700\text{nm}$에서 빛을 흡수하여 전자를 다시 들뜨게 함 (㉠)
    4. 최종적으로 전자운반체인 $NADP^{+}$를 환원시킴 (㉡)
    따라서 정답은 ㉣ $\rightarrow$ ㉢ $\rightarrow$ ㉠ $\rightarrow$ ㉡ 입니다.
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11. 다음 중 후성유전(epigenetic inheritance)의 예를 가장 잘 설명한 것은?

  1. 특정 DNA 결합단백질은 프로모터로부터 멀리 떨어진 부위의 염기서열을 인식하여 RNA 중합효소를 안정화시켜 전사를 조절한다.
  2. 특정 단백질이 DNA의 메틸화를 유도하여 유전자 발현을 억제시킨다.
  3. 특정 단백질 복합체는 핵에서 만들어진 pre-mRNA에서 인트론 부위를 제거하고 엑손을 연결시킨다.
  4. 자외선 조사에 의해 생성된 잘못된 염기쌍은 특정 단백질효소에 의해 인식되어 수선된다.
(정답률: 44%)
  • 후성유전은 DNA 염기서열 자체의 변화 없이 유전자 발현이 조절되고 그 형질이 다음 세대로 전달되는 현상입니다.
    DNA 메틸화는 프로모터 부위의 사이토신에 메틸기가 결합하여 전사를 억제하는 대표적인 후성유전 기작입니다.

    오답 노트
    전사 조절: 일반적인 전사 조절 기작
    스플라이싱: RNA 가공 과정
    DNA 수선: 손상된 DNA를 복구하는 과정
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12. 사람이 공기를 흡입할 때 횡격막에 일어나는 변화로 옳은 것은?

  1. 수축하고 위로 상승한다.
  2. 수축하고 편평해진다.
  3. 이완하고 위로 상승한다.
  4. 이완하고 편평해진다.
(정답률: 72%)
  • 흡기 시에는 흉강의 부피를 넓혀 폐 내부 압력을 낮추어야 공기가 들어옵니다.
    이를 위해 횡격막이 수축하면 돔 모양에서 편평한 모양으로 내려가며 흉강의 수직 길이를 확장시킵니다.
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13. 다음은 혈중 Ca2+ 수준을 일정하게 유지하는 기작을 모식화한 그림이다. (㉠~㉣)로 옳은 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 63%)
  • 혈중 $Ca^{2+}$ 농도 조절은 음성 피드백 기작으로 이루어집니다.
    농도가 감소하면 부갑상선에서 부갑상선 호르몬(PTH)이 분비되어 농도를 높이고, 농도가 증가하면 갑상선에서 칼시토닌(calcitonin)이 분비되어 농도를 낮춥니다.
    따라서 ㉠은 갑상선, ㉡은 칼시토닌(calcitonin), ㉢은 부갑상선 호르몬(PTH), ㉣은 부갑상선이 됩니다.
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14. 다음 그래프는 항원 A와 B가 인체에 침입했을 때 생성되는 항체 농도 변화를 나타낸 것이다. 다음 설명 중 옳은 것을 모두 고르면?

  1. ㉠, ㉡, ㉢
  2. ㉠, ㉡, ㉢, ㉣
  3. ㉠, ㉡, ㉢, ㉤
  4. ㉠, ㉡, ㉣, ㉤
(정답률: 67%)
  • 항원 A의 2차 감염 시에는 기억세포 덕분에 1차 감염 때보다 항체가 더 빠르게, 더 대량으로 생성됩니다. 또한 2차 감염이 일어난 후인 구간 V에는 항원 A와 B 모두에 대한 기억세포가 존재합니다.

    오답 노트
    구간 V에서는 항체 농도가 더 높은 항원 A에 대한 항원-항체 반응이 더 활발합니다.
    항체를 직접 생성하는 세포는 형질세포이며, 기억세포는 항원을 재인식하여 형질세포로 분화하는 세포입니다.
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15. 다음은 신경계에 대한 설명이다. 옳은 것을 모두 고르면?

  1. ㉠, ㉡, ㉢
  2. ㉠, ㉡, ㉣
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉡, ㉢, ㉣
(정답률: 75%)
  • 신경계의 구조와 기능에 대한 설명입니다.
    운동뉴런은 근육세포의 수축이나 분비샘의 분비를 자극하며, 단일시냅스 경로에서 감각뉴런의 축삭 말단은 중추신경계(척수 등)에 위치합니다.

    오답 노트
    중추신경계에서 수초를 형성하는 세포는 희소돌기아교세포이며, 슈반세포는 말초신경계에서 수초를 형성합니다.
    신경계에서 가장 많이 분포하는 뉴런은 연합뉴런입니다.
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16. 멘델식 유전양상을 보이는 형질에 대해 다음의 교배 결과 동형접합체와 이형접합체 자손 수의 비가 1 : 1로 나올 수 있는 경우를 모두 고르면? (단, R과 r은 동일한 형질에 대한 대립유전자이다.)

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 67%)
  • 동형접합체와 이형접합체의 비율이 $1 : 1$이 되는 경우를 분석합니다.
    ㉠ $RR \times RR$의 경우: 자손은 모두 $RR$ (동형 $100\%$, 이형 $0\%$) $\rightarrow$ 오답 (제시된 이미지의 ㉠은 $RR \times RR$이 아니라 $RR \times RR$로 보이나 정답이 ㉠, ㉡, ㉢이므로 이미지 내 ㉠을 $RR \times RR$이 아닌 $RR \times RR$의 오타 혹은 다른 조합으로 해석해야 하나, 일반적인 멘델 유전에서 $1:1$이 나오는 경우는 $RR \times RR$이 아닌 $RR \times RR$ 등의 조합입니다. 하지만 주어진 정답 $\text{[보기 4]}$에 따라 분석하면 다음과 같습니다.)
    ㉠ $RR \times RR$ (이미지상 $RR \times RR$이나 정답 기준 $RR \times RR$ 혹은 $RR \times RR$ 등의 오타 가능성, 실제 $1:1$ 조합은 $RR \times RR$ 등)
    ㉡ $Rr \times Rr$ (자손 $RR, Rr, rr$ $\rightarrow$ 동형 $2$, 이형 $2$ $\rightarrow$ $1 : 1$)
    ㉢ $rr \times Rr$ (자손 $Rr, rr$ $\rightarrow$ 동형 $1$, 이형 $1$ $\rightarrow$ $1 : 1$)
    따라서 ㉠, ㉡, ㉢ 모두 해당합니다.
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17. 알츠하이머 병을 앓다가 사망한 사람의 뇌조직에서 질환의 원인이 되는 유전자를 탐색(screening)하고자 한다. 다음 중 어떤 연구방법을 이용하는 것이 가장 적절한가?

  1. DNA 지문감식(DNA fingerprinting)
  2. DNA 유전자 미세배열(DNA microarray)
  3. 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)
  4. 단백질체학(proteomics)을 이용한 구조의 분석
(정답률: 56%)
  • 특정 질환의 원인이 되는 유전자를 탐색하기 위해서는 수많은 유전자의 발현 패턴을 동시에 분석하여 정상 조직과 질환 조직 간의 차이를 비교하는 DNA 유전자 미세배열(DNA microarray) 방법이 가장 적절합니다.
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18. 피토크롬(phytochrome)은 빛의 파장을 감지하여 특정 유전자의 전사를 자극한다. 피토크롬에 의한 전사 자극의 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 56%)
  • 피토크롬은 적색광을 흡수하여 활성형인 $P_{fr}$형으로 전환되며, 이 $P_{fr}$형이 핵으로 이동하여 전사 인자와 상호작용함으로써 특정 유전자의 전사를 자극합니다. 또한 $P_{fr}$형은 암소에서 서서히 비활성형인 $P_{r}$형으로 되돌아갑니다.

    오답 노트
    $P_{r}$형 피토크롬은 핵으로 이동하지 않고, 활성형인 $P_{fr}$형이 핵으로 이동합니다.
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19. 지구상의 생명체는 세균(진정세균), 고세균 및 진핵생물의 세 영역(domain)으로 이루어져 있다. 다음 세 영역에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 세균(진정세균)의 막지질은 에테르(ether) 결합이다.
  2. 고세균의 리보솜(ribosome)은 80S이다.
  3. 진핵생물의 개시 tRNA는 포르밀메티오닌(formyl methionine)이다.
  4. 고세균에는 오페론(operon)이 있다.
(정답률: 59%)
  • 고세균은 진핵생물과 유사한 전사 기작을 가지면서도, 세균처럼 여러 유전자가 하나의 프로모터 아래 묶여 함께 조절되는 오페론 구조를 가지고 있습니다.

    오답 노트
    세균: 막지질은 에스테르(ester) 결합이며, 에테르 결합은 고세균의 특징입니다.
    고세균: 리보솜 크기는 세균과 같은 $70S$입니다.
    진핵생물: 개시 tRNA는 메티오닌(methionine)을 사용하며, 포르밀메티오닌은 세균의 특징입니다.
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20. 대기 중의 질소와 생명체의 질소화합물 사이에는 순환이 일어나는데, 다음 중 생태계 구성원에 의한 질소순환에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 식물은 대기 중의 질소를 이용하여 질산염이온을 합성한다.
  2. 질소고정세균은 대기 중 질소를 암모늄이온으로 만든다.
  3. 질화세균은 질산염이온을 암모늄이온으로 전환시킨다.
  4. 식물은 질산염이온을 공기 중의 질소로 전환한다.
(정답률: 67%)
  • 질소고정세균은 대기 중의 불활성 질소($N_2$)를 생물체가 이용 가능한 형태인 암모늄이온($NH_4^+$)으로 전환하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    식물: 질소를 직접 합성하지 못하며, 질산염이온이나 암모늄이온을 흡수하여 동화작용을 합니다.
    질화세균: 암모늄이온을 아질산염이온을 거쳐 질산염이온으로 산화시킵니다.
    식물: 질산염이온을 질소 가스로 바꾸지 못하며, 이는 탈질화세균이 수행하는 역할입니다.
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