23년 1회차

(가)는 자극에 대한 반응, (나)는 발생과 생장에 해당한다.

식물이 빛 쪽으로 굽어 자라는 굴광성은 빛 자극에 반응하는 현상이고, 수정란이 올챙이를 거쳐 개구리가 되는 것은 세포 분열·분화로 개체가 형성되고 자라는 과정이다.

• 생식과 유전: 자손을 만들고 형질을 물려주는 현상으로, 올챙이가 개구리로 자라는 변화와는 다르다.
• 물질대사: 광합성·세포 호흡 같은 생체 내 화학 반응으로, 빛 쪽으로 굽어 자라는 반응과는 다르다.

대장균의 증식 여부는 실험 결과로 측정되는 종속변인이다.

연구자가 의도적으로 바꾼 물질 X의 첨가 여부가 조작 변인이고, 그에 따라 달라지는 대장균의 증식 여부가 종속변인이다.

• X를 넣은 ㉠은 변인을 조작한 실험군이며, X를 넣지 않은 접시가 대조군이다.
• (나)는 탐구 설계가 아니라 문제에 대한 잠정적인 답을 세우는 가설 설정 단계이다.
• X의 첨가 여부는 통제 변인이 아니라 조작 변인이다. 통제 변인은 배양 온도·배지처럼 일정하게 유지하는 조건이다.

ATP는 당(리보스), 인산, 염기(아데닌)로 구성된 물질이다.

그림에서 이중 고리는 아데닌, 오각형은 리보스이며, 여기에 인산 3개가 연결되어 있다. 에너지는 인산과 인산 사이의 고에너지 인산 결합에 저장된다.

• 에너지는 염기 부위가 아니라 인산 사이의 결합에 저장되어 있다.
• ATP가 ADP와 인산으로 분해될 때는 에너지를 흡수하는 것이 아니라 방출한다.
• 세포 호흡에서 나온 에너지의 일부만 ATP에 저장되고 나머지는 열로 방출된다.

말라리아는 원생생물 병원체가 모기를 매개로 사람에게 감염되는 질병이다.

말라리아 원충은 모기가 피를 빨 때 사람 몸속으로 들어와 적혈구를 파괴한다.

• 결핵의 병원체는 곰팡이가 아니라 세균(결핵균)이다.
• 독감의 병원체는 바이러스로, 숙주 세포 밖에서는 독립적으로 물질대사를 하지 못한다.
• AIDS의 병원체(HIV)는 바이러스로, 세포 구조를 갖추지 않는다.

지렁이가 땅속을 파고 다녀 토양의 통기성이 높아지는 것은 생물이 비생물 환경에 영향을 주는 예이다.

생태계 구성 요소 사이의 관계 가운데 생물에서 비생물 요인으로 향하는 작용을 고르는 문항이다.

• 비옥한 토양에서 식물이 잘 자라는 것은 비생물 요인(토양)이 생물에 영향을 주는 예이다.
• 일조량이 광합성량에 영향을 주는 것도 비생물 요인(빛)이 생물에 영향을 주는 예이다.
• 토끼가 늘어 풀이 줄어드는 것은 생물과 생물 사이의 상호 작용이다.

동화 작용은 분자량이 작은 물질을 분자량이 큰 물질로 합성하는 과정이므로, 분해 과정이라는 설명이 옳지 않다.

큰 물질을 작은 물질로 분해하며 에너지를 방출하는 과정은 이화 작용이다.

• 세포 호흡은 포도당을 이산화 탄소와 물로 분해하므로 이화 작용에 해당한다.
• 물질대사는 화학 반응이므로 항상 에너지 출입이 따른다.
• 단백질 합성은 아미노산으로 큰 분자를 만드는 동화 작용이므로 에너지를 흡수한다.

(가)는 자매 염색분체가 분리되는 감수 2분열 후기 세포이므로 ㉠은 A와 같은 대립유전자 A이다.

(가)에는 큰 염색체와 작은 염색체가 하나씩 양극으로 이동하고 있어 상동 염색체 없이 한 벌만 있다. 따라서 (가)의 핵상은 n=2이고, 이 동물은 2n=4이다. 마주 보는 큰 염색체 두 개는 원래 하나의 염색체였던 자매 염색분체이므로 같은 유전자를 가진다.

• (가)는 방추사가 염색분체를 끌어당기는 분열기 세포이며 간기의 세포가 아니다.
• 감수 2분열에서는 핵상이 n으로 유지되므로 (가)와 딸세포의 핵상은 모두 n으로 같다.
• 이 동물은 2n=4이므로 체세포 1개당 염색체 수는 4이다.

B는 순환계이며, 순환계의 심장은 신경계(C)의 자율 신경 조절을 받는다.

A는 오줌을 만드는 배설계, C는 대뇌·중간뇌·연수가 속한 신경계, D는 영양소를 흡수하는 소화계이므로 남은 B가 순환계이다. 심장 박동은 연수와 자율 신경에 의해 조절된다.

• A는 오줌으로 노폐물을 내보내므로 신경계가 아니라 배설계이다.
• 조직 세포에서 생긴 $\mathrm{CO_2}$를 몸 밖으로 배출하는 것은 호흡계의 특징이므로 순환계(B)의 특징 (가)에 해당하지 않는다.
• 소화계에서 흡수된 영양소는 배설계가 아니라 순환계를 통해 조직 세포로 운반된다.

아이의 (가), (나) 표현형이 모두 Q와 같을 확률은 $\dfrac{3}{16}$이다.

(나)는 DD·DE·DF의 표현형이 같으므로 D가 E·F에 대해 우성이고, 표현형이 4가지가 되려면 E와 F는 공동 우성이어야 한다(D_, EE, EF, FF).

(가): Aa × Aa에서 Q와 같은 우성 표현형(A_)일 확률은 $\dfrac{3}{4}$이다.
(나): DE × EF의 자손은 DE, DF, EE, EF가 각각 $\dfrac{1}{4}$이고, Q와 같은 EF 표현형은 EF뿐이므로 $\dfrac{1}{4}$이다.

두 유전자는 서로 다른 상염색체에 있어 독립적으로 유전되므로 $\dfrac{3}{4}\times\dfrac{1}{4}=\dfrac{3}{16}$이다.

옳은 의견을 낸 학생은 A와 B이다.

종 다양성은 한 생태계에 사는 생물 종의 다양한 정도이고, 유전적 다양성은 같은 종 안에서 대립유전자의 종류가 다양할수록 높아진다.

• 학생 C: 사람마다 눈동자 색이 다른 것은 같은 종 안의 유전자 차이이므로 종 다양성이 아니라 유전적 다양성에 해당한다.

라이소자임은 땀뿐 아니라 눈물·침에도 들어 있어 세균의 세포벽을 분해한다.

(가)·(나)는 병원체의 종류를 가리지 않는 비특이적 방어이고, (다)·(라)는 특정 항원을 인식하는 특이적 방어이다.

• (나)는 히스타민 분비로 시작되는 염증 반응으로, 항원 항체 반응이 아니다.
• 세포독성 T림프구가 감염 세포를 제거하는 (다)는 특이적 방어이므로 (가), (나), (다)를 모두 비특이적 방어라 할 수 없다.
• (다)는 세포성 면역이고, 항체가 생성되는 (라)만 체액성 면역이다.

간의 기능은 혈당량 조절과 암모니아를 요소로 전환하는 것이다.

간은 포도당을 글리코젠으로 저장하거나 분해해 혈당량을 조절하고, 단백질 분해로 생긴 독성 암모니아를 요소로 바꾼다.

• ㄴ. 인슐린은 간이 아니라 이자의 이자섬 β세포에서 분비된다.

(가)는 상염색체 우성 형질이며, R을 가진 사람은 발현된 구성원 1과 4의 2명이다.

정상인 구성원 2가 동형 접합성인데 딸 4에게서 (가)가 발현되었으므로 (가)는 우성 형질이다. 또 발현된 아버지 1의 딸 5가 정상이므로 유전자는 X 염색체가 아닌 상염색체에 있다.

• 정상인 동형 접합 어머니에게서 발현된 딸이 나왔으므로 (가)는 열성이 아니라 우성 형질이다.
• X 염색체 우성이라면 발현 남자 1의 딸은 모두 발현되어야 하는데 5가 정상이므로 X 염색체 유전이 아니다.
• 구성원 3(rr)과 4(Rr) 사이에서 아이에게 (가)가 발현될 확률은 $\dfrac{1}{2}$이다.

중요치가 가장 큰 D가 우점종이다.

각 상대값의 합은 100%이고, 중요치 = 상대 밀도 + 상대 빈도 + 상대 피도이다.
B의 상대 밀도 = 60 − 35 − 15 = 10, D의 상대 밀도 = 100 − 30 − 10 − 20 = 40
D의 상대 빈도 = 100 − 15 − 35 − 20 = 30, C의 상대 피도 = 100 − 20 − 15 − 40 = 25

따라서 중요치는 A 65, B 60, C 65, D 110이다.

• 개체 수는 상대 밀도로 비교하며, 가장 많은 종은 A(30%)가 아니라 D(40%)이다.
• 지표를 덮는 면적은 상대 피도로 비교하며, 가장 큰 종은 B(15%)가 아니라 D(40%)이다.
• C의 중요치는 20 + 20 + 25 = 65로, 60이 아니다.

구간 Ⅳ는 감수 2분열 시기로, 이때는 상동 염색체가 아니라 염색 분체가 분리된다.

그래프는 DNA 상대량이 2에서 4로 복제된 뒤 2, 1로 두 번 반감되므로 감수 분열이다. 상동 염색체는 DNA가 4에서 2로 줄어드는 감수 1분열에서 분리된다.

• 구간 Ⅰ은 DNA 복제 전 DNA 상대량이 2인 시기로 G(1)기에 해당한다.
• 구간 Ⅱ는 DNA 상대량이 2에서 4로 증가하는 S기로, DNA가 복제된다.
• 구간 Ⅲ에는 감수 1분열 전기·중기 세포가 포함되어 2가 염색체를 갖는 세포가 있다.

젖분비·땀분비·배뇨 반사의 중추는 연수가 아니라 척수이므로 옳지 않다.

연수는 심장 박동·호흡 운동·소화액 분비와 기침·재채기·하품 반사의 중추이다.

• 간뇌(시상하부)는 체온·삼투압 등을 조절하는 자율 신경과 내분비계의 조절 중추이다.
• 중간뇌, 뇌교, 연수는 뇌줄기를 이룬다.
• 소뇌는 평형 감각 기관의 정보를 받아 몸의 평형을 유지한다.

TRH를 받아 TSH를 분비하는 (가)는 뇌하수체 전엽이다.

TSH의 자극을 받아 티록신을 분비하는 (나)는 갑상샘이며, 티록신은 시상 하부와 뇌하수체 전엽의 분비를 억제하는 음성 피드백으로 농도를 조절한다.

• 티록신을 분비하는 (나)는 부갑상샘이 아니라 갑상샘이다.
• 티록신은 세포 호흡(물질대사)을 촉진하여 열 생산량을 증가시킨다.
• 혈중 티록신 농도가 높아지면 음성 피드백으로 TSH 분비가 감소한다.

ㄱ, ㄴ, ㄷ이 모두 옳다.

A는 대기의 CO(2)를 흡수하고 소비자에게 유기물을 넘기므로 생산자, B는 배설물과 사체를 분해해 CO(2)로 되돌리므로 분해자이다.

• ㄱ: (가)는 생산자가 CO(2)를 흡수해 유기물을 합성하는 광합성으로, 동화 작용에 해당한다.
• ㄴ: A는 CO(2)를 흡수하고 소비자에게 먹히므로 생산자이다.
• ㄷ: 곰팡이는 사체·배설물의 유기물을 분해하는 분해자이므로 B에 해당한다.

액틴과 마이오신이 겹치는 (나)는 마이오신 필라멘트 길이 전체에 해당하는 A대에 포함된다.

A대는 마이오신 필라멘트가 있는 어두운 부분으로 (가)와 (나)를 포함하고, 액틴 필라멘트만 있는 (다)는 밝은 I대에 속한다.

• 마이오신 필라멘트만 있는 (가)는 I대가 아니라 H대이다.
• 필라멘트가 겹친 (나)는 액틴만 있는 (다)보다 어둡게 보인다.
• 근육이 수축하면 액틴 필라멘트가 미끄러져 들어가 근육 원섬유 마디 X의 길이가 짧아진다.

정자 (가)가 X와 Y를 함께 가졌으므로 비분리는 감수 1분열에서 일어났다.

핵형은 상염색체 44개와 성염색체 XXY로 클라인펠터 증후군이다. 정상 난자가 X를 주었으므로 정자는 XY를 가졌고, 상동 염색체인 X와 Y가 함께 들어가려면 감수 1분열에서 분리되지 않아야 한다.

• 제21 염색체가 2개로 정상이므로 다운증후군(제21 염색체 3개)의 염색체 이상은 보이지 않는다.
• 상염색체는 22쌍이므로 관찰되는 상염색체의 수는 44이다.
• 헌팅턴 무도병은 유전자 이상이어서 염색체의 수·모양을 보는 핵형 분석으로는 알 수 없다.