20년 1회차

콜라겐은 단백질이므로 다당류에 속하지 않는다.

다당류는 단당류(주로 포도당)가 글리코사이드 결합으로 길게 연결된 탄수화물이고, 콜라겐은 아미노산이 펩타이드 결합으로 연결된 섬유성 구조 단백질이다.

• 녹말: 식물의 저장 다당류로, 포도당의 α 결합 중합체이다.
• 글리코겐: 동물의 간·근육에 저장되는 다당류로, 가지가 많은 포도당 중합체이다.
• 셀룰로오스: 식물 세포벽의 구조 다당류로, 포도당의 β 결합 중합체이다.

근육섬유 안으로 칼슘이 방출되면 마이오신 머리가 액틴 필라멘트에 결합해 교차결합이 형성된다.

방출된 $\mathrm{Ca^{2+}}$이 트로포닌에 결합하면 트로포마이오신이 이동해 액틴의 결합 부위가 노출되고, 마이오신 머리가 여기에 붙어 필라멘트를 당긴다.

• 운동신경 말단: 신경근 접합부에서 분비되는 신경전달물질은 아드레날린이 아니라 아세틸콜린이다.
• 칼슘의 저장소: 근육섬유가 흥분하면 칼슘은 골지체가 아니라 근소포체에서 방출된다.
• 필라멘트 길이: 수축 시 액틴과 마이오신 필라멘트의 길이는 변하지 않고, 서로 미끄러져 겹치는 부분이 늘면서 근절이 짧아진다.

진핵세포의 전사에 필요한 것은 전사 인자와 RNA 중합효소이다.

진핵세포의 RNA 중합효소는 단독으로 프로모터에 결합하지 못하고, 일반 전사 인자가 프로모터에 먼저 모여 전사 개시 복합체를 이룬 뒤 RNA를 합성한다.

• RNA 프라이머: DNA 중합효소가 새 가닥을 시작할 수 있게 하는 DNA 복제용 요소로, 전사에는 필요 없다.
• tRNA: 아미노산을 리보솜으로 운반하는 번역 단계의 분자로, 전사에는 관여하지 않는다.

캘빈 회로에서는 NADPH가 산화되어 $NADP^{+}$로 되므로, $NADP^{+}$가 NADPH로 환원된다는 설명이 옳지 않다.

$NADP^{+}$를 NADPH로 환원하는 과정은 틸라코이드 막의 명반응에서 일어나고, 캘빈 회로는 이 NADPH와 ATP를 소비해 PGA를 G3P로 환원한다.

• 장소: 캘빈 회로는 엽록체의 스트로마에서 일어난다.
• ATP 소비: PGA의 인산화와 RuBP 재생 과정에서 ATP가 ADP와 무기인산으로 분해된다.
• 탄소 고정: $\mathrm{CO_2}$는 루비스코에 의해 RuBP에 고정되어 PGA(3PG)로 전환된다.

기공이 열릴 때 공변세포로의 $K^{+}$ 유입은 단순 확산이 아니라 양성자 펌프에 의존하는 과정이므로 옳지 않다.

공변세포의 양성자 펌프가 ATP를 써서 $H^{+}$를 밖으로 내보내 막전위를 형성하면, 이 전기화학적 기울기에 의해 $K^{+}$가 통로를 거쳐 세포 안으로 들어온다. 그 결과 수분 퍼텐셜이 낮아져 물이 들어오고 기공이 열린다.

• 잎의 수분 퍼텐셜: 증산으로 잎에서 물이 빠져나가면 수분 퍼텐셜이 낮아져 물을 끌어올리는 원동력이 된다.
• 앱시스산: 수분이 부족하면 ABA가 공변세포에서 $K^{+}$ 유출을 유도해 기공을 닫게 한다.
• 아포플라스트 경로: 세포벽과 세포 사이 공간을 따라 물과 무기질이 이동하는 경로이다.

대립유전자 $a$의 빈도는 0.15이다.

100명 중 $AA$ 80명, $Aa$ 10명이므로 나머지 $aa$는 10명이고, 전체 대립유전자 수는 $100 \times 2 = 200$개이다.

$a$의 수 = $Aa$에서 10개 + $aa$에서 $10 \times 2 = 20$개 = 30개
$a$의 빈도 = $\dfrac{30}{200} = 0.15$

이는 실제 개체 수로 직접 센 값이며, 이 집단은 하디-바인베르크 평형 상태가 아니므로 $aa$ 빈도의 제곱근으로 구하면 안 된다.

화학적 시냅스에 대한 옳은 설명은 신경전달물질에 의한 신호 전달과 전압 개폐성 칼슘 통로의 개방이다.

활동전위가 축삭 말단에 도달해 탈분극이 일어나면 전압 개폐성 $\mathrm{Ca^{2+}}$ 통로가 열리고, 유입된 칼슘이 시냅스 소포의 세포외 배출을 일으켜 신경전달물질이 시냅스 틈으로 분비된다.

• 간극 연접: 세포와 세포가 간극 연접으로 직접 연결되어 이온이 흐르는 것은 전기적 시냅스의 특징이며, 화학적 시냅스에는 시냅스 틈이 존재한다.

B 세포는 가슴샘이 아니라 골수에서 성숙하므로 해당 설명이 옳지 않다.

가슴샘(흉선)에서 성숙하는 것은 T 세포이고, B 세포는 골수에서 생성·성숙한 뒤 림프 기관으로 이동한다.

• 체액성 면역: B 세포가 분화한 형질세포가 항체를 분비하므로 체액성 면역을 담당한다.
• 형질세포 분화: 도움 T 세포가 분비하는 사이토카인 등의 자극을 받아 형질세포와 기억 세포로 분화한다.
• 항원 제시: B 세포는 항원 제시 세포로서 항원 조각을 II형 MHC에 실어 도움 T 세포에 제시한다.

표준 교재에서 탈질화세균은 질산이온($\mathrm{NO_3^{-}}$)을 질소 기체($\mathrm{N_2}$)로 환원하는 세균으로 정의되므로, 아질산이온을 기질로 든 설명이 옳지 않은 것으로 출제되었다.

탈질화는 산소가 부족한 토양에서 질산이온을 전자 수용체로 써서 질소를 대기로 되돌리는 과정이다. 아질산이온은 주로 질화 작용에서 암모니아가 질산이온으로 산화되는 도중에 생기는 중간 산물로 다룬다.

• 식물의 질소 흡수: 식물은 뿌리로 암모늄이온이나 질산이온 형태의 질소를 흡수한다.
• 질소 고정: 뿌리혹박테리아 같은 질소고정세균이 질소 기체를 암모니아로 전환한다.
• 질화 작용: 질화세균이 암모니아를 아질산이온을 거쳐 질산이온으로 산화한다.

척삭동물은 후구동물로서 원장의 돌출부에서 체강이 형성되는 장체강 방식을 따른다.

후구동물은 원구가 항문이 되고 방사 난할을 하며, 원장 벽의 중배엽이 주머니처럼 밖으로 접혀 나와 체강을 만든다. 선구동물은 이와 반대로 원구가 입이 되고 중배엽 덩어리가 갈라져 체강을 만드는 열체강 방식이다.

• 촉수담륜동물: 연체동물·환형동물 등을 포함하는 선구동물의 한 계통이다.
• 환형동물의 원구: 선구동물이므로 원구가 항문이 아니라 입이 된다.
• 절지동물의 난할: 선구동물은 일반적으로 방사 난할이 아니라 나선 난할을 하는 계통에 속한다.

편형동물은 무체강동물이므로 진체강동물이라는 설명은 특징이 아니다.

편형동물은 외배엽과 내배엽 사이를 중배엽 조직이 빈틈없이 채우고 있어 체강이 없다.

• 삼배엽성: 외배엽·중배엽·내배엽을 모두 가진 좌우대칭 동물이다.
• 위수강: 입이 하나뿐인 위수강을 가지며, 소화와 물질 분배를 함께 담당한다.
• 불꽃세포: 원신관의 불꽃세포가 체액을 걸러 배설과 삼투 조절을 한다.

방사성 동위원소는 화학 반응을 촉매하는 데 쓰이지 않으므로 해당 예가 옳지 않다.

방사성 동위원소는 일정한 반감기로 붕괴하며 방사선을 내므로 시간 측정과 위치 추적에 활용된다. 반응을 촉매하는 것은 효소 등의 촉매이다.

• 연대 측정: 탄소-14 등의 반감기를 이용해 화석과 암석의 연대를 측정한다.
• 추적자: 방사성 표지 원소로 물질의 이동과 대사 경로(예: 광합성 탄소 경로, DNA 복제)를 추적한다.
• 의학 영상: 방사성 표지 포도당을 이용하는 PET처럼 대사가 활발한 암세포를 검출하는 데 쓴다.

화학적 에너지 저장에 가장 효율적인 물질은 단백질이 아니라 지방이므로 해당 설명이 옳지 않다.

지방은 단위 질량당 에너지가 탄수화물이나 단백질보다 훨씬 크고 물과 섞이지 않아 장기 에너지 저장에 적합하다. 단백질은 주로 구조·촉매·신호 전달 등의 기능을 맡는다.

• 방어: 항체 같은 단백질이 외부에서 침입한 항원을 인식하고 반응한다.
• 수용체: 세포 표면의 수용체 단백질이 외부 신호 분자를 받아 세포 안으로 정보를 전달한다.
• 호르몬: 인슐린 같은 단백질성 호르몬이 여러 조절 기능을 수행한다.

가장 높은 온도에서 변성되는 것은 G-C 염기쌍 비율이 가장 높은 5′－ATAGCCGCCTATCCGCG－3′ 이중나선이다.

G-C 쌍은 수소 결합이 3개, A-T 쌍은 2개이므로 G-C 함량이 높을수록 융해 온도가 높다. 네 이중나선은 길이(17쌍)가 같으므로 G-C 쌍 수만 비교하면 된다.

• 5′－ATAGCCGCCTATCCGCG－3′: G-C 쌍 11개로 가장 많다.
• 5′－TTAGTTGCATATCCAAG－3′: G-C 쌍 6개이다.
• 5′－GTAAGTTTATAACTACG－3′: G-C 쌍 5개이다.
• 5′－AAATAAGTTATAACTAC－3′: G-C 쌍 3개로 가장 적어 가장 낮은 온도에서 변성된다.

순서대로 트랜스듀신 활성화 → cGMP 농도 감소 → 간상세포 과분극이 옳다.

빛을 받은 로돕신이 G 단백질인 트랜스듀신을 활성화하고, 트랜스듀신이 포스포다이에스터레이스를 활성화해 cGMP를 분해한다. cGMP가 줄면 cGMP 개폐성 $\mathrm{Na^{+}}$ 통로가 닫혀 세포가 과분극되고 글루탐산 방출이 억제된다.

• 트랜스듀신 불활성화: 로돕신 활성화 다음 단계는 트랜스듀신의 활성화이므로 맞지 않다.
• cAMP 농도 감소: 광수용기세포의 통로를 여닫는 2차 전령은 cAMP가 아니라 cGMP이다.
• 간상세포 탈분극: 탈분극은 어둠 속 상태로, 빛을 받으면 $Na^{+}$ 통로가 닫혀 과분극된다.

골지체에서 핵(소포체)에 가까운 쪽은 트랜스 면이 아니라 시스 면이므로 해당 설명이 옳지 않다.

시스 면은 소포체에서 온 소낭을 받아들이는 쪽으로 핵·소포체를 향하고, 트랜스 면은 가공된 물질을 소낭으로 내보내는 쪽으로 세포막을 향한다.

• 퍼옥시좀: 단일막 소기관으로, 그 막은 인지질 이중층 구조이다.
• 리소좀: 손상된 세포 소기관을 감싸 분해하는 자가소화작용에 관여한다.
• 미세소관: 방추사를 이루어 세포분열 시 염색체를 양극으로 이동시킨다.

중간 정도의 교란은 종 다양도를 감소시키는 것이 아니라 오히려 높이므로 해당 설명이 옳지 않다.

중간 교란 가설에 따르면 교란이 너무 적으면 우점종이 경쟁 배제를 일으키고, 너무 많으면 견딜 수 있는 종이 적어지므로, 중간 수준의 교란에서 다양한 종이 공존해 다양도가 가장 높다.

• 생태적 천이: 교란 이후 군집의 종 조성이 시간에 따라 변화하는 과정이다.
• 1차 천이: 화산 용암지나 빙하가 물러난 곳처럼 토양이 없는 곳에서 시작된다.
• 종 풍부도: 열대우림은 기후가 온화하고 안정적이어서 산꼭대기보다 종 풍부도가 높다.

체절 확립 유전자는 간극 유전자 → 쌍-지배 유전자 → 체절극성 유전자 순으로 발현된다.

모계 효과 유전자의 농도 기울기를 바탕으로 점점 더 세밀한 구역으로 나뉜다. 간극 유전자가 배아를 넓은 구역으로 나누고, 쌍-지배 유전자가 두 체절 단위의 줄무늬를, 체절극성 유전자가 각 체절의 앞뒤 극성을 정한다.

• 쌍-지배 유전자가 가장 먼저 발현되는 순서: 쌍-지배 유전자는 간극 유전자 산물의 조절을 받으므로 맨 앞에 올 수 없다.
• 체절극성 유전자가 가장 먼저 발현되는 순서: 체절극성 유전자는 쌍-지배 유전자 산물에 의해 발현되는 마지막 단계이다.

사람의 배반포는 내세포 덩어리를 포함한 상태로 자궁에 도달해 착상한다.

수정란은 수란관을 따라 이동하며 난할해 배반포가 되고, 바깥의 영양막은 태반 형성에, 내세포 덩어리는 배아 본체의 형성에 관여한다.

• 호흡계의 기원: 폐와 기관의 상피는 중배엽이 아니라 내배엽에서 유래한다.
• 신경배 형성 순서: 척삭이 유도해 신경판이 먼저 생기고, 신경판이 말려 신경관이 되므로 신경판이 신경관보다 앞선다.
• 닭의 원조: 원조를 통해 안으로 이동하는 세포는 하배엽이 아니라 상배엽 세포이다.

근위세뇨관의 탄산수소이온 재흡수는 체액의 pH를 조절하는 역할을 한다.

근위세뇨관은 여과된 $\mathrm{HCO_3^{-}}$의 대부분을 재흡수하고 $\mathrm{H^{+}}$를 분비하여 혈액의 완충 능력을 유지한다.

• 단백질 여과: 단백질 같은 큰 분자는 사구체의 여과막을 거의 통과하지 못해 정상적으로 여과되지 않는다.
• 근위세뇨관의 $Cl^{-}$: $Na^{+}$가 능동 수송되면 $Cl^{-}$는 전기적 기울기를 따라 주로 수동적으로 재흡수된다.
• 사구체의 위치: 사구체와 보먼주머니는 수질이 아니라 피질(겉질)에 있다.