25년 1회차

염색체에는 생물의 형질을 결정하는 유전자가 있다는 설명이 옳다.

염색체는 DNA와 단백질로 이루어지며, DNA의 특정 부위인 유전자가 형질을 결정한다. 그림은 22쌍의 상염색체와 성염색체 XY를 가진 남자의 핵형이다.

• 상염색체는 22쌍, 즉 44개이므로 22개가 아니다.
• Y 염색체는 아버지에게서만 물려받으며, 어머니는 X만 줄 수 있다.
• 페닐케톤뇨증은 유전자 돌연변이이므로 염색체 수·모양을 보는 핵형 분석으로는 확인할 수 없다.

바이러스는 세포 구조를 갖지 않으므로, 세포의 구조를 갖는다는 설명이 옳지 않다.

바이러스는 단백질 껍질 안에 핵산이 든 단순한 입자로, 숙주 세포 안에서만 증식하는 생물과 무생물의 중간 특성을 보인다.

• 단백질을 가진다: 핵산을 감싸는 단백질 껍질(캡시드)이 있으므로 옳다.
• 유전물질인 핵산을 가진다: DNA나 RNA 중 하나를 유전물질로 가지므로 옳다.
• 돌연변이가 일어난다: 증식 과정에서 유전물질에 돌연변이가 생겨 변이가 나타나므로 옳다.

키의 형질 발현은 환경의 영향을 받는다는 설명이 옳다.

키는 여러 쌍의 대립 유전자가 관여하는 다인자 유전 형질이라 연속적인 정규 분포 모양을 보이며, 영양 등 환경의 영향도 크게 받는다. 반면 ABO식 혈액형은 A형·B형·AB형·O형처럼 불연속적으로 구분되는 단일 인자 유전(복대립 유전)이다.

• 키는 표현형이 연속적으로 나타나므로 우성과 열성이 뚜렷하게 구분되지 않는다.
• ABO식 혈액형은 다인자 유전이 아니라 한 쌍의 대립 유전자가 결정하는 단일 인자 유전이다.
• ABO식 혈액형은 대립 유전자가 세 종류(A, B, O)인 복대립 유전이지만, 표현형은 한 쌍의 대립 유전자로 결정된다.

항생제에 죽지 않는 결핵균이 나타난 것은 적응과 진화의 예이다.

항생제를 쓰면 내성을 가진 개체만 살아남아 번식하므로, 세대를 거치며 내성 세균의 비율이 높아지는 자연선택이 일어난다.

• 자극과 반응: 개체가 환경 변화를 감지하고 즉각 반응하는 현상으로, 세대에 걸친 집단 변화와는 다르다.
• 발생과 생장: 수정란이 개체가 되거나 세포 분열로 몸이 커지는 현상이다.
• 물질대사: 생명체 안에서 일어나는 화학 반응으로, 내성균 증가와는 관련이 없다.

옳은 것은 물질대사 이상으로 생기는 질환이라는 설명과 고지혈증 설명이다.

대사성 질환은 물질대사 이상으로 생기며 당뇨병·고지혈증·고혈압 등이 있다. 제1형 당뇨병은 이자의 β세포가 파괴되어 인슐린이 거의 분비되지 않는 질환이다.

• ㄱ(물질대사 이상으로 발생): 대사성 질환의 정의이므로 옳다.
• ㄴ(제1형 당뇨병은 인슐린 정상 분비): 제1형은 인슐린이 거의 분비되지 않으므로 옳지 않다. 인슐린은 분비되나 표적세포가 잘 반응하지 못하는 것은 제2형이다.
• ㄷ(고지혈증): 혈액 속 콜레스테롤·중성지방이 과다한 상태이므로 옳다.

개체 수의 증가 속도는 구간 B가 구간 D보다 빠르다.

S자형 생장 곡선에서 증가 속도는 곡선의 기울기다. 구간 B는 기울기가 가장 큰 급증 구간이고, 구간 D는 개체 수가 환경 수용력에 도달해 일정하게 유지되므로 증가 속도가 거의 0이다.

• 개체 간 경쟁은 밀도가 낮은 초기 구간이 아니라 밀도가 높은 후반 구간에서 심하다.
• 개체군의 밀도가 높아질수록 먹이·공간 부족 등 환경저항은 증가한다.
• 구간 D에서는 출생과 사망이 균형을 이루어 밀도가 더 이상 증가하지 않고 일정하다.

옳은 것은 효소 관여, 에너지 출입, 미토콘드리아의 ATP 생성 세 가지이다.

동화 작용은 간단한 물질을 복잡한 물질로 합성하는 과정(에너지 흡수)이고, 복잡한 물질을 분해하는 과정(에너지 방출)은 이화 작용이다.

• ㄱ(동화 작용은 분해 과정): 분해는 이화 작용이므로 옳지 않다.
• ㄴ(효소 관여): 동화·이화 작용 모두 효소가 촉매하므로 옳다.
• ㄷ(에너지 출입): 물질대사에는 항상 에너지의 흡수나 방출이 따르므로 옳다.
• ㄹ(미토콘드리아): 세포 호흡으로 유기물을 분해해 ATP를 얻으므로 옳다.

옳은 것은 I대 설명과 H대·A대 길이 변화 설명이다.

근수축 때 액틴 필라멘트가 마이오신 사이로 미끄러져 들어가므로 I대와 H대는 짧아지고 A대(마이오신 길이)는 변하지 않는다.

• ㄱ(I대에는 액틴만 존재): 마이오신과 겹치지 않는 액틴 부분이므로 옳다.
• ㄴ(H대 감소, A대 불변): 활주설에 맞으므로 옳다.
• ㄷ(노르에피네프린 분비): 운동 신경 말단에서 분비되어 근육 섬유막을 탈분극시키는 물질은 아세틸콜린이므로 옳지 않다.

기초 대사량이 P가 Q보다 크므로, 생명 유지에 필요한 최소 에너지양은 P가 Q보다 크다.

1일 대사량 = 기초 + 활동 + 기타 대사량이다.
P: $1750+700+250=2700\ \mathrm{kcal}$
Q: $1650+350+250=2250\ \mathrm{kcal}$

• 1일 대사량은 Q가 더 크다: P가 더 크므로 옳지 않다.
• 휴식 중 심장 박동 에너지는 활동대사량: 생명 유지에 필요한 에너지이므로 기초 대사량에 포함된다.
• 비만 가능성은 P가 높다: P는 섭취량이 대사량보다 적고, Q는 섭취량이 대사량보다 많으므로 Q가 더 높다.

호르몬 B(에피네프린)는 심장박동을 촉진한다는 설명이 옳다.

시상하부가 (가)를 거쳐 갑상샘을 자극하므로 (가)는 TSH를 분비하는 뇌하수체 전엽이고 호르몬 A는 티록신이다. 부신 속질은 (나) 교감 신경의 자극을 받아 호르몬 B인 에피네프린을 분비하며, 에피네프린은 물질대사와 심장박동을 촉진해 열 발생을 늘린다.

• 갑상샘 자극 호르몬을 분비하는 곳은 뇌하수체 후엽이 아니라 전엽이다.
• 부신 속질에 연결된 교감 신경은 자율 신경으로 말초 신경계에 속한다.
• 추울 때 피부 모세 혈관이 수축하면 줄어드는 것은 열 발생량이 아니라 열 발산량이다.

2가 염색체는 감수 1분열 전기~중기에만 나타나므로, 핵상이 n인 세포 Ⅳ에서 관찰된다는 설명이 옳지 않다.

염색체 수 8이 2n이므로 P는 $2n=8$이다. Ⅲ(8, DNA 16)은 복제가 끝난 감수 1분열 세포, Ⅰ(8, 8)은 복제 전 세포, Ⅳ(4, 8)는 감수 2분열 세포, Ⅱ(4, 4)는 생식세포이다.

• 세포 Ⅰ의 핵상은 2n: 염색체 수가 8이므로 옳다.
• 부모에게서 4개씩 물려받음: 상동 염색체 4쌍이 각각 부모에게서 하나씩 왔으므로 옳다.
• 서로 다른 염색체 조합: 상동 염색체 4쌍이 독립적으로 분리되므로 $2^4=16$가지가 가능해 옳다.

(가)는 질산 이온이다.

뿌리혹박테리아는 대기 중 질소 기체를 암모늄 이온으로 고정하므로 (나)는 $\mathrm{N_2}$, (다)는 $\mathrm{NH_4^+}$, 남은 (가)는 $\mathrm{NO_3^-}$이다. 따라서 A는 질산 이온을 질소 기체로 바꾸는 탈질산화 세균, B는 암모늄 이온을 질산 이온으로 바꾸는 질산화 세균이다.

• A는 질산화 세균: A는 탈질산화 세균이므로 옳지 않다.
• ⓐ는 질소 고정 작용: 질산 이온을 질소 기체로 돌려보내는 탈질산화 작용이므로 옳지 않다.
• 식물이 (나)를 직접 흡수: 대부분의 식물은 질소 기체를 직접 이용하지 못하고 암모늄 이온·질산 이온을 흡수하므로 옳지 않다.

종 A와 종 B 사이에는 (다)와 같은 종간 경쟁이 일어난다.

표에서 한쪽만 이익·다른 쪽 손해인 (가)는 기생, 한쪽만 이익이고 다른 쪽은 영향이 없는 (나)는 편리공생, 종 Ⅱ가 손해인 나머지 (다)는 종간 경쟁이므로 ㉠은 손해이다. 그래프에서 혼합 배양 시 종 A와 종 B의 개체 수가 모두 단독 배양보다 줄었으므로 두 종 모두 손해를 보는 종간 경쟁이다.

• 한쪽이 이익, 다른 쪽이 손해인 관계는 편리공생이 아니라 기생이다.
• 종간 경쟁에서는 두 종 모두 손해이므로 ㉠은 이익이 아니라 손해이다.
• 스라소니와 눈신토끼는 포식과 피식 관계로, 편리공생에 해당하지 않는다.

(가)는 상동 염색체 사이에서 유전자 교환이 일어났다는 설명이 옳지 않다.

(가)는 크기와 모양이 서로 다른 비상동 염색체 사이에서 일부가 서로 바뀐 전좌이다. 상동 염색체 사이의 교환은 감수 분열 때의 교차로, 구조 이상에 해당하지 않는다.

• ㉠은 c가 한 번 더 들어가 있으므로 중복이 일어난 염색체이다.
• ㉡은 b c d e 부분이 e d c b로 거꾸로 배열된 역위이다.
• ㉢은 d와 e가 없어진 결실이며, 상염색체 일부가 결실되어 생기는 고양이 울음 증후군이 그 예이다.

기러기가 리더를 따라 집단 이동하는 현상(리더제)은 (가)에 해당한다.

(가)는 한 개체군 안의 개체군 내 상호 작용, (나)는 개체군 A와 B 사이의 군집 내 상호 작용, (다)는 비생물적 요인이 생물에 영향을 주는 작용, (라)는 생물이 비생물적 요인에 영향을 주는 반작용이다. 리더제는 같은 종 개체 사이의 사회생활이므로 (가)이다.

• 텃세는 같은 종 개체 사이의 상호 작용이므로 (나)가 아니라 (가)에 해당한다.
• 지렁이가 토양 통기성을 높이는 것은 생물이 환경을 바꾸는 반작용이므로 (라)에 해당한다.
• 세균과 곰팡이 같은 분해자는 생물적 요인에 속한다.

㉡이 흥분하면 동공의 크기는 작아진다는 설명이 옳다.

A에서 나온 신경은 신경절이 중추 가까이 있어 신경절 이후 뉴런 ㉠이 긴 교감 신경이므로 A는 척수이다. B에서 나온 신경은 신경절이 눈 가까이 있어 신경절 이후 뉴런 ㉡이 짧은 부교감 신경이므로 B는 중간뇌이며, 부교감 신경이 흥분하면 동공이 축소된다.

• A는 척수로, 뇌의 부위인 (가)의 Ⅰ~Ⅴ 어디에도 해당하지 않는다.
• 교감 신경의 신경절 이후 뉴런 말단에서는 아세틸콜린이 아니라 노르에피네프린이 분비된다.
• 자율 신경은 중추의 명령을 기관으로 전달하는 원심성 신경이며, 구심성 신경이 아니다.

ⓑ는 암모니아이며, 독성이 강한 암모니아는 간에서 요소로 전환된다.

O·H를 포함한 ⓐ는 물, H·N을 포함한 ⓑ는 암모니아, O·C를 포함한 ⓒ는 이산화 탄소이다. 폐가 속한 ㉠은 호흡계, 콩팥이 속한 ㉡은 배설계이다.

• ㉠은 배설계: 폐는 호흡계에 속하므로 옳지 않다.
• ⓒ는 주로 ㉡으로 배출: 이산화 탄소는 주로 폐(호흡계)를 통해 날숨으로 배출되므로 옳지 않다.
• 탄수화물 세포 호흡으로 ⓐ와 ⓑ 생성: 탄수화물에는 질소가 없어 물과 이산화 탄소만 생기고 암모니아는 생기지 않는다.

헌팅턴 무도병은 상염색체 우성으로 유전되는 유전병이다.

유전자 돌연변이는 핵형 분석으로 확인할 수 없고, 염색체 수나 구조 이상만 핵형 분석으로 확인할 수 있다.

• 낫 모양 적혈구 빈혈증: 헤모글로빈 유전자의 염기 치환에 의한 유전자 돌연변이라 핵형 분석으로는 알 수 없다.
• 터너 증후군: 성염색체가 X 하나뿐인 XO(45, X)이며, XXY는 클라인펠터 증후군이다.
• 클라인펠터 증후군: 성염색체 수 이상(XXY)이며, 제5염색체 일부 결실은 고양이 울음 증후군이다.

민수의 누나와 같은 혈액형(B형)을 가진 사람은 21명이므로 38명이라는 설명이 옳지 않다.

A형인 민수가 Ⅰ과 Ⅲ에 포함되므로 응집원 (가)는 A, 응집소 (다)는 β, 응집원 (나)는 B이다.
Ⅲ(A형) = 33명, Ⅰ(A형+AB형) = 50명 → AB형 = 17명
Ⅱ(B형+AB형) = 38명 → B형 = 21명, O형 = 100 − 33 − 17 − 21 = 29명

네 명의 혈액형이 모두 다르고 민수의 응집원 A는 아버지에게서 왔으므로 아버지는 AB형이다. 민수(AO)의 O는 어머니에게서 왔고, 어머니가 B형(BO)이면 누나가 O형이어야 하는데 AB형 아버지에게서 O가 나올 수 없으므로 어머니는 O형, 누나는 B형이다.

• 항 A혈청과 항 B혈청에 모두 응집하는 AB형은 17명이다.
• O형인 어머니에게는 O형 혈액만 수혈할 수 있으므로 29명이다.
• 응집소 β가 있는 A형과 O형은 33 + 29 = 62명이다.

재감염 시에는 기억 세포(㉢)가 빠르게 형질 세포(㉡)로 분화하므로, ㉡이 ㉢으로 분화된다는 설명이 옳지 않다.

이처럼 기억 세포가 관여해 빠르고 강하게 항체를 만드는 것이 2차 면역 반응이다.

• (가)는 세포성 면역: 세포독성 T 림프구가 감염된 세포를 직접 파괴하므로 옳다.
• ㉠은 비만 세포: 염증 반응에서 히스타민을 분비해 모세 혈관을 확장시키므로 옳다.
• ㉡에서 항체 생성: 형질 세포가 항원에 대한 항체를 생성·분비하므로 옳다.