19년 1회차

비만세포가 분비해 혈관을 확장시키고 투과성을 높이는 신호물질은 히스타민이다.

조직이 손상되면 비만세포가 히스타민을 내보내 모세혈관이 넓어지고 새기 쉬워지며, 그 결과 발적·부종이 생기고 백혈구와 혈장 단백질이 손상 부위로 모인다.

• 보체: 혈장에 녹아 있는 단백질 무리로, 병원체 막에 구멍을 내거나 옵소닌 작용을 하며 비만세포가 분비하는 물질이 아니다.
• 호중구: 신호물질이 아니라 염증 부위로 이동해 식세포 작용을 하는 백혈구이다.
• 인터페론: 바이러스에 감염된 세포가 분비해 주변 세포의 항바이러스 방어를 유도하는 단백질이다.

옳은 것은 물 분자 간 수소결합과 응집력에 의한 물의 상승 이동이다.

물은 극성 분자라 이웃 분자와 수소결합을 이루고, 이 결합 때문에 응집력과 기화열이 크다.

• ㄱ(옳음): 한 물 분자의 산소와 이웃 물 분자의 수소 사이에 수소결합이 형성된다.
• ㄴ(옳음): 증산으로 잎에서 물이 빠져나가면 응집력으로 이어진 물기둥이 물관을 따라 끌려 올라간다.
• ㄷ(틀림): 물은 기화열이 높아 땀이 증발할 때 많은 열을 빼앗아 체온 상승을 막는다.

두 개체군이 함께 살 때 모두 개체수가 증가했으므로 A와 B의 관계는 상리공생이다.

그래프에서 함께 살 때(점선)의 A·B 최종 개체수가 따로 살 때(실선)보다 모두 높게 유지된다. 즉 서로의 존재가 양쪽 모두에게 이익이 된다.

• 편리공생: 한 종만 이익을 얻고 다른 종은 영향이 없으므로, 한 종의 곡선은 변하지 않아야 한다.
• 경쟁적 배타: 함께 살면 한 종이 줄어들거나 사라져야 하는데, 두 종 모두 증가했다.
• 포식과 피식: 포식자는 이익, 피식자는 손해이므로 한 종의 개체수는 감소해야 한다.

골격근은 근육조직이므로 결합조직이 아니다.

결합조직은 흩어진 세포와 그 사이를 채우는 세포외기질로 이루어지며, 연골·뼈·혈액·지방조직·섬유성 결합조직 등이 속한다.

• 연골: 콜라겐과 콘드로이틴 황산으로 된 기질 속에 연골세포가 박힌 결합조직이다.
• 혈액: 액체 기질인 혈장 속에 혈구가 떠 있는 결합조직이다.
• 지방조직: 지방세포가 지방을 저장하는 성긴 결합조직의 일종이다.

인은 대기 중 기체 형태가 거의 없으므로 퇴적암의 인이 대기로 빠르게 이동한다는 설명이 옳지 않다.

인 순환은 암석의 풍화로 인산염이 토양과 물로 나오는 과정이 중심이며, 바다 퇴적암에 쌓인 인은 지각 융기를 거쳐야 다시 쓰이므로 매우 느리게 순환한다.

• 삼림훼손과 화석연료 사용: 광합성에 의한 탄소 흡수를 줄이고 저장된 탄소를 대기로 방출해 탄소 순환의 균형을 깨뜨린다.
• 물의 순환: 증발·응결·강수 같은 상태 변화, 즉 물리적 변화로 대부분 이루어진다.
• 질소고정: 질소고정세균이 대기의 $\mathrm{N_2}$를 $\mathrm{NH_4^+}$ 등으로 바꾸어 식물이 흡수할 수 있게 한다.

옳지 않은 설명은 ATP가 (다)에서 합성된다는 것이다. ATP는 내막의 ATP 합성효소를 통해 기질 쪽에서 만들어진다.

그림에서 (가)는 기질, (나)는 크리스타를 이루는 내막, (다)는 외막과 내막 사이의 막사이 공간이다. $H^{+}$가 막사이 공간에서 ATP 합성효소를 거쳐 기질로 돌아올 때 ATP가 합성된다.

• (가) 기질에서는 TCA 회로가 진행되어 탈탄산반응과 탈수소반응이 일어나므로 옳다.
• 전자전달사슬은 내막인 (나)에 있으므로 옳다.
• 전자전달 과정에서 $H^{+}$가 기질에서 막사이 공간으로 능동 수송되므로 기질의 pH는 높아지고 막사이 공간의 pH는 낮아져 옳다.

퍼옥시좀은 과산화수소 분해 효소(카탈레이스)를 가지고 지방산 산화와 독성물질 해독을 담당한다.

퍼옥시좀의 산화효소가 기질의 수소를 산소에 넘기면 과산화수소가 생기고, 카탈레이스가 이를 분해해 세포를 보호한다.
$\mathrm{2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2}$

• 튜불린 중합으로 미세소관 형성: 중심체 등 세포골격에 해당하는 설명이다.
• 지방·인지질·스테로이드 합성: 활면소포체의 기능이며, 단백질 합성은 리보솜과 조면소포체가 맡는다.
• 무기이온 저장과 세포 크기 증가: 식물세포 중심액포의 기능이다.

밀러·유리 실험에서 옳은 것은 수증기 공급, 전기방전, 아미노산 등 유기물 생성이다.

원시 대기를 환원성으로 가정해 메테인·암모니아·수소·수증기를 넣었고, 산소는 넣지 않았다.

• ㄱ(옳음): 물을 끓여 수증기를 공급하고 냉각기로 응결시켜 원시 바다와 비를 흉내 냈다.
• ㄴ(틀림): 이산화탄소·질소·산소가 아니라 메테인·암모니아·수소를 사용했으며, 산소가 있으면 생성된 유기물이 산화되어 버린다.
• ㄷ(옳음): 번개 대신 전극으로 방전을 일으켜 에너지를 공급했다.
• ㄹ(옳음): 반응 후 아미노산을 비롯한 여러 유기물이 검출되었다.

$r$-선택종은 $K$-선택종보다 수명이 짧고, 자손 수가 많으며, 몸이 작다. 따라서 ㉠ <, ㉡ >, ㉢ < 이다.

$r$-선택종은 불안정한 환경에서 빨리 번식하도록, $K$-선택종은 환경수용력 근처의 안정된 환경에서 경쟁에 유리하도록 적응되었다.

• 개체당 평균 수명: $r$-선택종은 일찍 성숙해 번식하고 짧게 살며, $K$-선택종은 오래 산다(㉠ <).
• 생식 회당 자손 수: $r$-선택종은 작은 자손을 많이 낳고, $K$-선택종은 적게 낳아 돌본다(㉡ >).
• 개체당 몸의 크기: $r$-선택종은 대체로 몸집이 작고 $K$-선택종은 크다(㉢ <).

유전적 부동은 유전적 변이를 줄이는 방향으로 작용하므로, 병목효과 이후 변이의 다양성이 증가한다는 설명이 옳지 않다.

병목효과로 집단 크기가 급감하면 일부 대립유전자가 우연히 사라지고, 작은 집단에서 부동이 이어지면 대립유전자가 고정되거나 소실되어 다양성이 감소한다.

• 돌연변이: 무작위로 일어나며 새로운 대립유전자를 만드는 변이의 근원이다.
• 유전자 흐름: 격리되지 않은 집단 사이에서 개체나 배우자가 이동하며 대립유전자가 교환된다.
• 자연선택: 환경이 생존과 생식의 차이를 만들어 유리한 형질의 빈도를 높인다.

세 설명 모두 옳다. DNA는 음전하를 띠어 양극으로 이동하고, 겔의 그물 구조 때문에 작은 절편일수록 빨리 이동한다.

겔 전기영동은 이 원리로 DNA 절편을 크기별로 분리한다.

• ㄱ(옳음): 겔의 미세한 구멍을 작은 절편이 더 쉽게 빠져나가 같은 시간에 더 멀리 이동한다.
• ㄴ(옳음): 음전하를 띤 DNA는 음극 쪽 웰에서 출발해 양극 쪽으로 이동한다.
• ㄷ(옳음): 당-인산 골격의 인산기가 음전하를 띠어 전기장에서 힘을 받는다.

네 쌍의 유전자 확률을 각각 구해 곱하면 AabbCcDD 자손이 나올 확률은 $\dfrac{1}{64}$이다.

독립의 법칙이 적용되므로 유전자 쌍별로 따로 교배한 뒤 곱셈 법칙을 쓴다.

• AA × Aa → Aa: $\dfrac{1}{2}$
• Bb × Bb → bb: $\dfrac{1}{4}$
• Cc × cc → Cc: $\dfrac{1}{2}$
• Dd × Dd → DD: $\dfrac{1}{4}$

$\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{4}\times\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{4}=\dfrac{1}{64}$

신경조직은 외배엽에서 형성된다.

외배엽은 표피와 신경계(신경관·신경능선)를, 중배엽은 뼈·근육·혈관·혈액을, 내배엽은 소화관 상피와 갑상샘·간·이자 등을 만든다.

• 뼈: 중배엽에서 형성된다.
• 혈관: 중배엽에서 형성된다.
• 갑상샘: 인두 바닥의 내배엽에서 형성된다.

제시된 특징은 모두 옥신의 작용이다.

옥신은 줄기정단분열조직과 어린잎에서 만들어져 아래로 극성 수송되며, 관다발 형성층의 세포분열과 열매 생장을 촉진하고, 잎에서 계속 공급되는 동안 잎자루의 탈리를 억제한다.

• 사이토키닌: 주로 뿌리에서 합성되어 세포분열과 곁눈 생장을 촉진하고 노화를 늦춘다.
• 앱시스산: 기공 닫힘과 종자 휴면을 유도하는 스트레스 호르몬이다.
• 에틸렌: 열매 성숙과 잎의 노화·탈리를 촉진하므로 탈리를 억제한다는 특징과 반대이다.

세 설명 모두 옳다. 여포기의 FSH·LH와 에스트로겐, 배란 직전의 LH 급증, 황체기의 프로게스테론이 차례로 작용한다.

에스트로겐은 평소 음성 피드백을 하지만, 여포기 말 고농도가 되면 양성 피드백으로 바뀌어 배란을 일으킨다.

• ㄱ(옳음): 뇌하수체 전엽의 FSH·LH가 여포를 성숙시키고, 자라는 여포가 에스트로겐을 분비해 혈중 농도가 오른다.
• ㄴ(옳음): 고농도 에스트로겐이 시상하부·뇌하수체에 양성 피드백을 걸어 LH가 급증하고 배란이 유도된다.
• ㄷ(옳음): 배란 후 여포가 황체로 바뀌어 프로게스테론과 에스트로겐을 분비하고, 자궁내막이 두꺼워져 착상에 대비한다.

과학적 탐구는 문제 인식 → 관찰 → 가설 설정 → 실험 → 결과 → 결론 순으로 진행되므로 ㄹ → ㄱ → ㅁ → ㄷ → ㅂ → ㄴ 이다.

가설은 실험보다 먼저 세워야 하며, 실험은 백미 집단과 현미 집단을 비교하는 대조 실험으로 가설을 검증한다.

• 문제 인식(ㄹ): 병든 닭이 나은 것을 보고 그 이유에 의문을 가졌다.
• 관찰(ㄱ): 먹이가 백미에서 현미로 바뀐 사실을 확인했다.
• 가설 설정(ㅁ): 현미에 각기병을 치료하는 물질이 있을 것이라고 잠정적인 답을 세웠다.
• 실험 수행(ㄷ) → 결과 정리(ㅂ) → 결론 도출(ㄴ): 두 집단을 나누어 기르고, 얻은 결과를 근거로 결론을 내렸다.

제2난모세포와 제1극체는 감수 1분열로 상동염색체가 분리된 뒤의 세포이므로 모두 반수체(n)이다.

감수 1분열에서 염색체 수가 반으로 줄고 2분열에서는 염색분체만 분리되므로, 1분열 직후의 세포부터 핵상이 n이다.

• 정원세포와 제1정모세포: 제1정모세포는 정원세포가 DNA 복제를 거쳐 자란 세포로, 염색체 수는 둘 다 2n으로 같다.
• 감수분열 시작 시기: 정자 형성은 사춘기에 시작하지만 난자 형성은 태아 시기에 감수 1분열 전기까지 진행된 뒤 멈춰 있다.
• 사배체 세포: 제1정모세포와 제1난모세포는 DNA양이 두 배일 뿐 핵상은 2n이며, 두 과정 모두 4n 세포가 없다.

옳은 것은 레닌-안지오텐신과 알도스테론에 대한 설명이며, 항이뇨호르몬에 대한 설명은 틀렸다.

혈압이 떨어지면 레닌-안지오텐신-알도스테론계가 작동해 혈관 수축과 $\mathrm{Na^+}$ 재흡수로 혈압을 올린다.

• ㄱ(옳음): 레닌이 안지오텐시노젠을 안지오텐신 I로 바꾸고, 이것이 안지오텐신 II로 전환되어 소동맥을 수축시킨다.
• ㄴ(옳음): 알도스테론은 원위세뇨관과 집합관에서 $\mathrm{Na^+}$ 재흡수를 늘리고, 물이 삼투로 따라 들어가 혈액량과 혈압이 높아진다.
• ㄷ(틀림): 항이뇨호르몬은 집합관의 물 재흡수를 촉진하여 혈액의 삼투농도를 낮춘다.

이 부부가 O형 아이를 낳을 확률은 $\dfrac{7}{16}$이다.

항원이 형성되지 않는 $hh$는 ABO 유전자형과 관계없이 O형으로 나타나고(상위), $H$를 가진 경우에는 $ii$일 때만 O형이다.

• $Hh \times Hh$: $hh$일 확률 $\dfrac{1}{4}$, $H$를 가질 확률 $\dfrac{3}{4}$
• $I^Ai \times I^Bi$: $ii$일 확률 $\dfrac{1}{4}$

$\dfrac{1}{4}+\dfrac{3}{4}\times\dfrac{1}{4}=\dfrac{4}{16}+\dfrac{3}{16}=\dfrac{7}{16}$

다육식물(CAM 식물)은 밤에 기공을 열어 $\mathrm{CO_2}$를 4탄소 화합물(유기산)로 고정한다.

밤에 PEP 카복실화효소가 $\mathrm{CO_2}$를 옥살아세트산을 거쳐 말산으로 고정해 액포에 저장하고, 낮에는 기공을 닫은 채 말산에서 $\mathrm{CO_2}$를 꺼내 캘빈 회로에 공급해 물 손실을 줄인다.

• 낮에 기공을 열고 유관속초세포에서 고정: C4 식물의 공간적 분리 방식이며, CAM 식물은 낮에 기공을 닫는다.
• 엽육세포에서 3탄소 화합물로 고정되고 광호흡이 활발: C3 식물의 특징이다.
• 밤에 루비스코에 의한 광호흡: 루비스코가 작동하는 캘빈 회로는 낮에 일어나며, 낮에는 말산에서 나온 $\mathrm{CO_2}$ 농도가 높아 광호흡이 억제된다.