23년 1회차

자매 염색분체가 분리되는 시기는 감수 Ⅱ 분열 후기이다.

감수 Ⅰ 분열에서는 상동염색체가 분리되고, 감수 Ⅱ 분열 후기에 동원체가 나뉘면서 자매 염색분체가 양극으로 이동한다.

• 감수 Ⅰ 분열 중기: 2가 염색체가 적도판에 배열되는 시기로 분리는 일어나지 않는다.
• 감수 Ⅰ 분열 후기: 자매 염색분체가 아니라 상동염색체가 분리된다.
• 감수 Ⅱ 분열 중기: 염색체가 적도판에 배열될 뿐 아직 염색분체가 갈라지지 않는다.

흰개미와 장내 미생물은 서로 이익을 얻는 상리공생 관계이다.

장내 미생물(원생생물·세균)은 흰개미가 스스로 분해하지 못하는 셀룰로스를 분해해 영양분을 공급하고, 흰개미는 미생물에게 서식처와 먹이를 제공한다.

• 편리공생: 한쪽만 이익을 얻고 다른 쪽은 영향이 없는 관계로, 양쪽 모두 이익인 이 경우와 다르다.
• 편해공생: 한쪽이 해를 입고 다른 쪽은 영향이 없는 관계이다.
• 기생: 한쪽이 이익을 얻고 숙주가 해를 입는 관계이다.

다량원소이면서 엽록소 a의 구성 성분인 원소는 마그네슘(Mg)이다.

엽록소 분자는 포르피린 고리 중심에 Mg 원자가 배위된 구조이며, Mg는 식물이 비교적 많은 양을 요구하는 다량원소에 속한다.

• 철(Fe): 엽록소 합성에 필요하지만 엽록소 분자의 구성 성분은 아니며 미량원소이다.
• 인(P): 다량원소이지만 핵산·ATP·인지질의 성분이고 엽록소에는 들어 있지 않다.
• 아연(Zn): 효소의 보조인자로 작용하는 미량원소이다.

뉴런은 자극 세기의 증가를 활동전위의 빈도 증가로 전달한다.

활동전위는 실무율을 따르므로 역치 이상이면 크기가 일정하다. 따라서 자극이 강해지면 단위 시간당 발생하는 활동전위의 수가 늘어난다.

• 역치를 낮춘다: 역치는 뉴런 막의 고유한 성질로 자극 세기에 따라 낮아지지 않는다.
• 전도속도를 높인다: 전도속도는 축삭의 지름과 말이집 유무에 의해 정해진다.
• 막전위 최대치를 높인다: 실무율에 따라 활동전위의 크기는 자극 세기와 무관하게 일정하다.

폐동맥은 우심실과 연결되어 있다.

온몸에서 돌아온 정맥혈은 우심방 → 우심실을 거쳐 폐동맥으로 나가 폐로 이동한다.

• 우심방: 대정맥이 연결되어 온몸의 혈액을 받아들인다.
• 좌심방: 폐정맥이 연결되어 폐에서 산소를 받은 혈액을 받아들인다.
• 좌심실: 대동맥이 연결되어 온몸으로 혈액을 내보낸다.

옳은 설명은 CAM 식물은 이산화탄소를 밤에 고정하여 액포에 저장한다는 것이다.

CAM 식물은 밤에 기공을 열어 $\mathrm{CO_2}$를 유기산(말산)으로 고정해 액포에 저장했다가, 낮에 기공을 닫은 채 이를 분해해 캘빈회로에 공급한다. 이는 시간적 분리에 의한 적응이다.

• 낮에 기공을 닫아 광호흡을 줄이는 것은 CAM 식물의 특징이며, $\mathrm{C_3}$ 식물은 기공을 닫으면 오히려 광호흡이 증가한다.
• $\mathrm{C_4}$ 식물의 캘빈회로는 엽육세포가 아니라 유관속초세포에서 일어난다.
• $\mathrm{C_4}$ 식물은 춥고 건조한 지역이 아니라 덥고 햇빛이 강한 지역에 적응한 식물이다.

옳지 않은 설명은 ATP가 막 사이 공간에서 만들어진다는 것이다.

ATP 합성효소는 막 사이 공간의 $\mathrm{H^+}$가 농도 기울기를 따라 기질 쪽으로 이동하는 힘을 이용해 미토콘드리아 기질에서 ATP를 합성한다.

• 전자전달계의 최종 전자 수용체는 산소이며, 전자를 받아 물이 된다.
• NADH의 전자는 내막에 있는 전자전달계(복합체 Ⅰ)로 전달된다.
• 전자가 전달되면서 방출된 에너지로 $\mathrm{H^+}$가 기질에서 막 사이 공간으로 능동 수송된다.

이산화탄소 분압이 높아지면 헤모글로빈의 산소 친화도가 낮아져 해리 곡선이 오른쪽(B 방향)으로 이동한다는 설명이 옳다.

그림에서 A는 곡선의 왼쪽 이동(산소 친화도 증가), B는 오른쪽 이동(산소 친화도 감소)이다. 이산화탄소 분압 증가, pH 감소, 온도 상승은 모두 보어 효과 등으로 헤모글로빈이 산소를 쉽게 내놓게 하여 곡선을 B 방향으로 옮긴다.

• pH가 낮아지면 산소 친화도가 감소하므로 곡선은 A가 아니라 B 방향으로 이동한다.
• 온도가 낮아지면 산소 친화도가 증가하므로 곡선은 B가 아니라 A 방향으로 이동한다.
• 말초조직의 모세혈관은 이산화탄소 분압이 높고 pH가 낮으며 온도가 높아 곡선이 A가 아니라 B 방향으로 이동하고, 이로써 조직에 산소가 공급된다.

(나) 단계는 감수 1분열이 끝나는 시기로, 상동염색체가 분리되므로 생성되는 두 딸세포는 유전적으로 동일하지 않다. 따라서 이 설명이 옳지 않다.

그래프에서 DNA 상대량은 2에서 4로 증가(가)한 뒤 2로 감소(나)하고, 다시 1로 감소(다)한다. DNA가 한 번 복제된 뒤 두 번 연속 반감하므로 감수분열 과정이며, 감수 1분열에서는 상동염색체 분리와 교차로 유전적 구성이 서로 다른 세포가 만들어진다.

• (가) 단계는 DNA가 복제되는 S기로, DNA 회전효소가 복제 분기점 앞쪽의 비틀림을 완화한다.
• (다) 단계는 감수 2분열로, 염색분체가 분리되어 DNA 상대량이 1인 생식세포가 생성된다.
• DNA 복제 후 두 차례 연속으로 DNA 양이 반감하는 것은 감수분열의 특징이므로 그림은 감수분열 과정의 변화이다.

뉴클레오타이드 사이의 탈수축합으로 형성되는 결합은 인산디에스테르결합이다.

한 뉴클레오타이드 당의 3′ 수산기와 다음 뉴클레오타이드의 5′ 인산기가 물 한 분자가 빠지며 연결되어 당-인산 골격을 이룬다.

• 수소결합: 두 가닥의 상보적 염기 사이에 형성되며 탈수축합 반응이 아니다.
• 글리코시드결합: 뉴클레오타이드 내부에서 당과 염기를 연결하는 결합이다.
• 이황화결합: 단백질의 시스테인 잔기 사이에 형성되는 결합으로 DNA와 무관하다.

이 유전병은 X 염색체 연관 우성 유전이므로, 질병유전자가 열성이라는 설명이 옳지 않다.

유전병 남자의 딸은 모두 아버지의 X를 받아 유전병이 되고 아들은 모두 정상이므로 X 연관이며, 이형접합인 딸도 발현하므로 우성이다. 부모가 정상이면 질병 대립유전자가 없으므로 자녀도 모두 정상이다.

• X－연관 유전자에 의해 발생한다: 아버지의 형질이 딸에게만 전달되는 양상과 일치한다.
• 유전병 아들의 어머니도 유전병이다: 아들의 X 염색체는 어머니에게서 오므로, 우성 유전에서 어머니도 반드시 유전병을 가진다.
• 부모 모두 유전병이어도 정상 자녀가 가능하다: 어머니가 이형접합이면 정상 X를 받은 아들은 정상이다.

옳은 설명은 히스톤 꼬리부분이 유전자 발현 조절에 관여한다는 것이다.

히스톤 꼬리의 아세틸화·메틸화 등 화학적 변형은 염색질의 응축 정도를 바꾸어 전사 가능성을 조절한다.

• 히스톤은 라이신·아르지닌이 풍부해 양전하를 띠며, 음전하인 DNA와 결합한다.
• 뉴클레오솜의 핵심은 6개가 아니라 8개의 히스톤(팔량체)과 이를 감은 DNA로 구성된다.
• 이질염색질은 고도로 응축되어 있어 진정염색질보다 전사가 적게 일어난다.

(나) 시기는 배란 전 여포기로, 발달한 여포에서 분비되는 에스트로겐은 자궁내막의 증식을 억제하는 것이 아니라 촉진한다. 따라서 이 설명이 옳지 않다.

그래프에서 (가)는 FSH가 상승하는 여포기 초기, (다)는 LH가 급증하는 14일 무렵, (라)는 배란 이후의 황체기에 해당한다.

• (가) 시기에는 FSH의 자극으로 여러 개의 여포가 함께 발달하기 시작한다.
• (다) 시기에는 LH 급증이 성숙한 여포를 터뜨려 배란이 일어난다.
• (라) 시기에는 황체에서 분비된 프로게스테론이 자궁내막의 분비샘을 자극해 착상에 대비한다.

옳지 않은 설명은 제한효소가 RNA를 자른다는 것이다.

제한효소는 특정 염기서열(주로 회문 구조)을 인식하여 DNA의 인산디에스테르결합을 자르는 효소로, 세균이 침입한 파지 DNA를 분해하는 방어 수단이다.

• 세포주기는 사이클린과 사이클린 의존성 인산화효소(Cdk)의 결합·활성화로 조절된다.
• 텔로미어는 염색체 끝의 반복 서열로, 복제 시 말단이 짧아지는 문제를 완충하고 염색체를 보호한다.
• 동물 바이러스는 표면 단백질이 숙주세포의 특정 수용체와 결합하여 세포에 들어간다.

옳지 않은 설명은 COVID－19 바이러스가 레트로바이러스라는 것이다.

COVID－19의 원인인 코로나바이러스는 양성 단일가닥 RNA 바이러스로, 역전사 과정 없이 RNA를 직접 복제한다. 역전사효소로 DNA를 만들어 숙주 유전체에 끼어드는 HIV와는 증식 방식이 다르다.

• 바이러스 유전체는 종류에 따라 이중가닥·단일가닥 DNA 또는 RNA로 다양하다.
• 캡시드는 유전체를 둘러싸는 단백질 껍질이다.
• 일부 바이러스는 숙주 세포막에서 유래한 외피를 가지며, 여기에 당단백질 돌기가 박혀 있다.

위의 주요한 기능이 아닌 것은 영양소 흡수이다.

위는 음식물을 저장·혼합하고 소화를 시작하는 기관이며, 영양소 흡수는 대부분 소장의 융털에서 일어난다. 위에서는 알코올 등 일부 물질만 소량 흡수된다.

• 음식물 혼합: 위벽의 근육이 연동·혼합 운동을 하여 음식물을 위액과 섞는다.
• HCl 분비: 벽세포가 염산을 분비해 위 내부를 강산성으로 유지하고 살균한다.
• 효소 분비: 주세포가 펩시노젠을 분비하며, 이는 펩신으로 활성화되어 단백질을 분해한다.

3차 구조 형성에 직접 관여하지 않는 결합은 펩티드결합이다.

펩티드결합은 아미노산을 일렬로 잇는 1차 구조의 결합이고, 3차 구조는 곁사슬(R기) 사이의 상호작용으로 폴리펩타이드가 입체적으로 접히며 형성된다.

• 소수성 상호작용: 소수성 곁사슬이 단백질 안쪽으로 모이면서 접힘을 유도한다.
• 이온결합: 전하를 띤 곁사슬 사이의 인력으로 3차 구조를 안정화한다.
• 이황화결합: 시스테인 곁사슬 사이의 공유결합으로 3차 구조를 단단히 고정한다.

옳지 않은 설명은 지연가닥의 복제가 3′→5′ 방향으로 진행된다는 것이다.

DNA 중합효소는 3′ 말단에만 뉴클레오타이드를 붙이므로 선도가닥과 지연가닥 모두 5′→3′ 방향으로 합성된다. 지연가닥은 복제 분기점 진행 방향과 반대로 짧은 절편을 만들며 불연속적으로 합성될 뿐이다.

• DNA 중합효소 Ⅲ은 새 사슬을 시작하지 못하므로 3′ 말단을 제공하는 RNA 프라이머가 필요하다.
• 오카자키 절편은 불연속적으로 합성되는 지연가닥에서 나타난다.
• DNA 중합효소 Ⅰ은 RNA 프라이머를 제거하고 그 자리를 DNA 뉴클레오타이드로 채운다.

세뇨관에서 수송되는 이온이 아닌 것은 질산 이온이다.

근위세뇨관과 원위세뇨관은 체액의 pH와 전해질 농도를 조절하기 위해 탄산수소 이온, 칼륨 이온, 수소 이온 등을 재흡수하거나 분비한다. 질산 이온은 이러한 조절 대상 이온이 아니다.

• 탄산수소 이온: 주로 근위세뇨관에서 재흡수되어 혈액의 완충 능력을 유지한다.
• 칼륨 이온: 근위세뇨관에서 재흡수되고, 원위세뇨관·집합관에서 알도스테론의 작용으로 분비된다.
• 수소 이온: 근위·원위세뇨관에서 여과액으로 분비되어 혈액 pH를 조절한다.

옳지 않은 설명은 접합균류가 무성생식 단계에서 접합포자를 형성한다는 것이다.

접합포자(접합포자낭)는 서로 다른 교배형의 배우자낭이 융합하여 만들어지는 유성생식 구조이다. 접합균류의 무성생식은 포자낭에서 만든 포자로 이루어진다.

• 접합균류는 서로 다른 교배형의 균사가 가까워지면 배우자낭을 형성하고, 이들이 융합해 접합포자낭이 된다.
• 자낭균류는 유성생식 단계에서 자낭을 담은 자실체인 자낭과를 발달시킨다.
• 자낭균류는 균사 끝에서 분생포자를 만들어 무성생식을 한다.