21년 1회차

(나)는 엽록체이므로 빛에너지로 포도당을 합성하는 동화 작용이 주로 일어난다.

(가)는 안쪽 막이 주름져 크리스타를 이루는 미토콘드리아로, 세포 호흡(이화 작용)이 일어나는 장소이다.

• 광합성은 미토콘드리아가 아니라 엽록체에서 일어난다.
• 포도당을 분해해 ATP를 합성하는 것은 엽록체가 아니라 미토콘드리아이다.
• 미토콘드리아는 동물세포뿐 아니라 식물세포에도 있다.

(나)에서 신경 전달 물질은 시냅스 틈으로 분비되어 시냅스 후 뉴런(㉠)의 막전위를 변화시킨다.

(나)에서 시냅스 소포가 들어 있는 ㉡은 축삭 돌기 말단(시냅스 이전), ㉠은 신호를 받는 쪽(가지 돌기·신경 세포체)이다. 흥분은 축삭 돌기 말단에서 다음 뉴런 쪽으로만 전달되므로, A에 준 자극은 Ⅱ의 축삭 돌기 말단이 있는 ⓐ를 거쳐 Ⅰ로 전달된다.

• A의 흥분이 전달되는 시냅스는 Ⅱ의 축삭 돌기 말단이 있는 ⓐ이고, ⓑ에서는 Ⅲ에서 Ⅱ 방향으로만 전달되므로 (나)는 ⓑ에서 일어날 수 없다.
• ㉠은 시냅스 후 뉴런 쪽, ㉡은 축삭 돌기 말단이므로 두 부위의 명칭이 서로 바뀌었다.
• ⓑ에서 흥분은 Ⅲ에서 Ⅱ로만 전달되므로 Ⅱ의 흥분은 Ⅲ으로 가지 않고 Ⅰ로만 전달된다.

㉠은 혈액에서 폐포로 나가는 이산화 탄소이므로, 그 분압은 기체 교환 전인 A보다 교환 후인 B의 혈액에서 낮다.

혈액은 A에서 들어와 B로 나가며, 그 사이 폐포의 산소(㉡)는 혈액으로, 혈액의 이산화 탄소(㉠)는 폐포로 확산한다.

• 산소(㉡)는 폐포에서 혈액으로 들어오므로 A보다 B의 혈액에서 농도가 높다.
• ㉠은 혈액에서 폐포로 빠져나가는 기체이므로 산소가 아니라 이산화 탄소이다.
• 폐포와 모세 혈관 사이의 기체 이동은 분압 차에 의한 확산이므로 ATP가 소모되지 않는다.

옳지 않은 것은 지방 조직이 근육 조직보다 에너지를 더 많이 소비한다는 설명이다.

근육 조직은 수축·이완에 ATP를 많이 쓰고 대사 활동이 활발해 근육 조직이 지방 조직보다 에너지 소비가 많다. 그래서 근육량이 많을수록 기초 대사량이 크다.

• 기초 대사량: 생명 활동 유지에 필요한 최소한의 에너지양이라는 정의가 옳다.
• 1일 대사량: 기초 대사량과 활동 대사량 등을 합한 값이므로 옳다.
• 당뇨병: 인슐린 분비나 작용 이상으로 혈당량이 정상보다 높은 상태가 지속되는 대사성 질환이므로 옳다.

연역적 탐구 순서는 (마) → (나) → (가) → (다) → (라)이다.

연역적 탐구는 관찰·문제 인식 → 가설 설정 → 탐구 설계·수행 → 결과 정리 → 결론 도출 순으로 진행된다. 의문(마) 다음에 가설(나), 대조 실험 수행(가), 결과 확인(다), 결론(라)이 이어진다.

• 실험(가)으로 시작하는 순서: 문제 인식과 가설 설정 없이 실험부터 하므로 틀리다.
• 결론(라)으로 시작하는 순서: 결론을 먼저 내리고 의문을 갖는 것은 탐구 과정이 거꾸로다.
• 의문(마) 다음에 결론(라)을 두고 가설(나)을 마지막에 둔 순서: 가설은 실험 전에 세워야 하고 결론은 결과 뒤에 와야 하므로 틀리다.

옳은 것은 C가 간이라는 설명(ㄷ)뿐이다.

세포 호흡은 세 기관 모두에서 일어나므로 ×가 없는 ㉢이 ‘세포 호흡이 일어남’이다. 소화계에는 간·소장 두 기관이 속해 ×가 한 기관에만 있어야 하므로, A와 B 모두에 ×인 ㉡은 간에만 있는 ‘암모니아가 요소로 전환되는 기관’이고 ㉠은 ‘소화계에 속함’이다.

따라서 ㉡이 없는 A·B는 간이 아니므로 C가 간이고, ㉠(소화계)이 없는 B는 심장, A는 소장이다.

• ㄱ: ㉠은 ‘소화계에 속함’이므로 틀리다.
• ㄴ: B는 순환계에 속하는 심장으로, 영양소의 소화가 일어나지 않는다.

(가)는 생성물의 에너지가 반응물보다 높아 에너지를 흡수하는 반응이므로 동화 작용이다.

(나)는 생성물의 에너지가 반응물보다 낮아 에너지를 방출하는 이화 작용이다.

• 소화와 세포 호흡은 큰 분자를 작은 분자로 분해하는 이화 작용이므로 (나)에 해당한다.
• 포도당이 글리코젠으로 합성되는 것은 동화 작용이므로 (가)에 해당한다.
• (나)는 에너지가 방출되는 반응이므로 에너지가 흡수되지 않는다.

㉠은 ATP가 ADP와 인산으로 분해되는 과정으로, 이때 방출된 에너지는 생명 활동에 이용된다.

㉡은 ADP와 인산이 결합해 ATP를 합성하는 과정으로, 세포 호흡에서 나온 에너지 ⓐ를 흡수하는 동화 작용이다.

• ATP를 합성하는 ㉡은 에너지를 흡수하는 동화 작용이며 이화 작용이 아니다.
• 포도당 분해로 생성된 에너지 ⓐ는 ATP가 분해되는 ㉠이 아니라 ATP가 합성되는 ㉡에서 흡수된다.
• 세포 호흡으로 방출된 에너지의 일부만 ATP에 저장되고 나머지는 열로 방출된다.

$t_1$일 때 ㉠은 휴지 전위(-70 mV) 상태이며, 이때 나트륨 이온의 농도는 세포 밖이 안보다 높다.

흥분은 자극 지점에서 먼저 시작되므로 가장 오래 경과한 지점일수록 활동 전위의 뒷부분에 있다. ㉢은 -80 mV로 이미 재분극을 지나 과분극 상태, ㉡은 +30 mV로 최고점, ㉠은 아직 흥분이 도달하지 않은 휴지 상태이므로 자극 지점은 ㉢이다.

• 가장 늦은 단계(과분극)에 있는 ㉢이 자극 지점이고, 휴지 상태인 ㉠은 자극 지점이 아니다.
• ㉡은 +30 mV인 활동 전위의 최고점에 있으므로 분극 시기가 아니라 탈분극이 끝나는 시점이다.
• ㉢은 -80 mV로 휴지 전위보다 낮은 과분극 상태이며 탈분극 시기가 아니다.

옳은 설명은 ADH가 뇌하수체 후엽에서 분비된다는 것과, X가 높아지면 물의 재흡수량이 증가한다는 것이다.

X가 정상치보다 높아질수록 ADH 농도가 증가하므로 X는 혈장 삼투압이다. ADH가 많아지면 콩팥(집합관)에서 물의 재흡수가 늘어 오줌량은 줄어든다.

• ADH는 시상 하부에서 만들어져 뇌하수체 후엽에서 분비되므로 옳다.
• 오줌 생성량이 많을 때는 ADH가 적게 분비되어야 하므로, ADH가 증가하는 X는 오줌 생성량이 아니라 혈장 삼투압이다.
• 혈장 삼투압이 높아지면 ADH 분비가 늘어 콩팥에서 물의 재흡수량이 증가하므로 옳다.

㉡은 마이오신 필라멘트 길이에 해당하는 A대이며, 근육이 수축해도 A대의 길이는 변하지 않는다.

㉠은 액틴 필라멘트만 있는 I대로, 수축하면 짧아지고 이완하면 길어진다. A는 척수 신경절에 신경 세포체가 있는 감각 뉴런, B는 골격근에 연결된 운동 뉴런이다.

• 무릎 반사에서 흥분은 감각 뉴런(A)에서 척수를 거쳐 운동 뉴런(B)으로 전달되므로 옳다.
• 근육 C가 이완하면 액틴 필라멘트가 미끄러져 나가 I대(㉠)의 길이가 길어지므로 옳다.
• 운동 뉴런(B)의 축삭 돌기 말단에서는 골격근 수축을 일으키는 아세틸콜린이 분비되므로 옳다.

귓불 모양은 분리형과 부착형 두 형질로만 나뉘므로 대립 형질이 명확히 구분되는 단일 인자 유전 형질이다.

키는 150~200 cm에 걸쳐 연속적인 정규 분포를 보이므로 여러 쌍의 대립유전자가 관여하는 다인자 유전 형질이다.

• 귓불 모양은 형질이 두 가지로 뚜렷이 나뉘므로 다인자 유전 형질이 아니다.
• 키는 연속적인 변이를 보여 멘델의 법칙에 따른 우성·열성의 분리가 뚜렷하지 않다.
• 키는 한 쌍이 아니라 여러 쌍의 대립유전자에 의해 결정된다.

옳은 것은 경쟁·배타 원리에 대한 설명이다.

생태적 지위가 비슷한 두 개체군이 경쟁하면 한 개체군만 살아남고 다른 개체군은 그 지역에서 사라지는데, 이를 경쟁·배타 원리라 한다.

• 수평 분포: 고도가 아니라 위도에 따른 기온·강수량 차이로 나타난다. 고도에 따른 분포는 수직 분포다.
• 적도 부근의 초원: 사바나(열대 초원)이며, 툰드라는 극지방 주변 한랭 지역의 군집이다.
• 한쪽은 이익, 다른 쪽은 손해인 관계: 기생이다. 편리 공생은 한쪽만 이익이고 다른 쪽은 이익도 손해도 없는 관계다.

항체를 생성하는 ㉠은 형질 세포, ㉡은 기억 세포이며, 항원 B의 2차 침입 때 기억 세포가 형질 세포로 분화해 항체 B가 빠르게 많이 생성된다.

(나)에서 항체 A는 침입 직후부터 빠르고 높게 증가해 2차 면역 반응의 양상을 보이고, 항체 B는 1차 침입 때 늦고 적게, 2차 침입 때 빠르고 많게 생성된다.

• (가)에서 항체를 분비하는 ㉠이 형질 세포이므로 ㉠이 기억 세포라는 설명은 틀리다.
• 항체 A가 처음부터 빠르게 다량 생성된 것은 이전에 항원 A에 노출되어 기억 세포가 있었기 때문이다.
• 항원 A에 대한 기억 세포는 이미 존재하므로 $t_1$ 시점에도 체내에 남아 있다.

Ⅰ과 Ⅱ가 상동 염색체라는 것과, (가)·(나)의 핵상이 모두 2n이라는 것이 옳다.

(가)는 상동 염색체끼리 접합해 2가 염색체를 이룬 채 배열되어 있으므로 감수 1분열 중기이고, (나)는 염색체 4개가 각각 적도판에 배열된 체세포 분열 중기이다. 두 세포 모두 상동 염색체 쌍을 함께 가지므로 핵상은 2n이다.

• Ⅰ과 Ⅱ는 서로 접합해 2가 염색체를 이루고 있으므로 상동 염색체이다.
• (가)처럼 2가 염색체가 관찰되는 것은 감수 1분열이므로 체세포 분열 과정이 아니다.
• (가)와 (나) 모두 상동 염색체 쌍을 갖고 있어 핵상은 2n이다.

3의 어머니가 유전병 (가) 여자이므로, 3의 남동생은 어머니에게서 반드시 (가) 유전자를 가진 X 염색체를 받아 (가)가 발현될 확률은 1이다.

정상인 1의 아들이 (가)를 나타내므로 (가)는 X 염색체 열성 유전이며, 1은 보인자이다.

• 정상 부모에게서 (가) 아들이 태어났으므로 (가)는 정상에 대해 열성이다.
• 1은 (가) 아들을 낳은 보인자이고, 2는 (가) 남자인 아버지에게서 (가) 유전자를 받은 보인자이므로 두 사람의 유전자형은 같다.
• 3은 (가) 여자인 어머니에게서 (가) 유전자를, 정상인 아버지에게서 정상 유전자를 받으므로 이형 접합성이다.

㉠의 상염색체 수는 22이고, 성염색체가 없는 ㉢(n-1)의 총 염색체 수도 22이므로 둘은 동일하다.

오른쪽 세포에서는 정상 생식세포(n)가 생기고 왼쪽 세포에서만 n-1과 n+1이 생겼으므로, 비분리는 감수 2분열(B)에서 염색 분체가 분리되지 않아 일어났다. 따라서 ㉠은 상염색체 22개와 성염색체 1개를 가진 감수 2분열 중기 세포이다.

• ㉠과 ㉡의 성염색체 수는 모두 1이므로 그 비는 2가 아니라 1이다.
• A(감수 1분열)는 정상이었고, 비분리는 B에서 염색 분체가 분리되지 않아 일어났다.
• ㉣은 성염색체가 하나 더 있는 정자이므로 정상 난자와 수정되면 성염색체 이상이 나타나며, 상염색체 수 이상으로 생기는 다운 증후군과는 다르다.

옳지 않은 것은 각 종이 출현하는 방형구 수로 피도를 구한다는 설명이다.

출현한 방형구 수로 구하는 것은 빈도이고, 피도는 종별 점유 면적으로 구한다.

• 개체 수로 밀도(단위 면적당 개체 수)를 구하므로 옳다.
• 중요치는 상대 밀도, 상대 빈도, 상대 피도를 더한 값이므로 옳다.
• 중요치가 가장 높은 종이 우점종이므로 옳다.

(가)에서 B의 에너지 효율은 20 %로, (나)에서 C의 에너지 효율 15 %보다 높다.

에너지양이 가장 많은 D가 생산자이고 C, B, A 순으로 1차, 2차, 3차 소비자이다. 에너지 효율은 현재 영양 단계의 에너지양 ÷ 전 영양 단계의 에너지양 × 100이다.

(가)의 B: $\dfrac{20}{100}\times 100=20\,\%$
(나)의 C: $\dfrac{150}{1000}\times 100=15\,\%$

• A는 피라미드의 최상위이므로 1차 소비자가 아니라 3차 소비자이다.
• (가)에서 C의 에너지 효율은 100을 1000으로 나눈 10 %이다.
• (나)의 에너지 효율은 C 15 %, B 약 16.7 %, A 24 %로 상위 영양 단계로 갈수록 증가한다.