17년 1회차

고양이 울음 증후군은 제5 상염색체의 일부가 결실되어 나타나는 염색체 구조 이상이다.

염색체 이상은 핵형 분석으로 확인할 수 있지만, 유전자 돌연변이는 염색체 모양이 정상이라 핵형 분석으로 찾을 수 없다.

• 클라인펠터증후군의 성염색체 구성은 XXX가 아니라 XXY이다.
• 터너증후군은 X 염색체가 하나뿐인(XO) 염색체 수 이상으로 나타난다.
• 낫 모양 적혈구 빈혈증은 헤모글로빈 유전자의 염기 하나가 바뀐 유전자 돌연변이라 핵형 분석으로 확인할 수 없다.

A는 백혈구, B는 심장, C는 줄기로 짝지은 것이 옳다.

동물은 세포 → 조직 → 기관 → 기관계 → 개체, 식물은 세포 → 조직 → 조직계 → 기관 → 개체 순으로 구성된다. 따라서 A는 동물의 세포, B는 동물의 기관, C는 식물의 기관(뿌리·줄기·잎·꽃·열매)이다.

• 상피 세포·혈액·잎: 혈액은 결합 조직이므로 기관 단계에 맞지 않는다.
• 엽육 세포·폐·꽃: 엽육 세포는 식물 세포이므로 동물의 세포 단계에 맞지 않는다.
• 근육 세포·간·물관: 물관은 관다발 조직계를 이루는 조직이므로 식물의 기관 단계에 맞지 않는다.

옳은 것은 ㄷ뿐이다.

(가)는 산불 뒤 토양이 남은 곳에서 시작하는 2차 천이, (나)는 토양이 없는 용암 대지에서 시작하는 1차 천이다. 천이가 진행되어 숲이 우거질수록 위층이 빛을 가려 지표면에 닿는 햇빛이 줄어든다.

• ㄱ: 토양이 이미 있는 2차 천이(가)가 1차 천이(나)보다 빠르므로 옳지 않다.
• ㄴ: (가)의 개척자는 초본, (나)의 개척자는 지의류로 서로 다르므로 옳지 않다.

이 학생의 혈액형은 B형이므로 B형인 사람에게 수혈해 줄 수 있다.

항A 혈청에는 응집하지 않고 항B 혈청에만 응집했으므로 적혈구에 응집원 B만 있다. B형의 혈장에는 응집소 α만 있다.

• A형이라는 설명: 항A 혈청에 응집하지 않았으므로 A형이 아니다.
• 응집원 A가 있다는 설명: 응집원 A가 있으면 항A 혈청에서 응집이 일어나야 한다.
• 응집소 β가 있다는 설명: B형의 혈장에는 응집소 β가 없고 α만 있다.

다리가 올라갈 때 근육 X는 이완하지만 ㉡(A대)의 길이는 변하지 않는다.

무릎 반사에서 허벅지 앞쪽 근육이 수축해 다리가 펴질 때, 허벅지 뒤쪽의 근육 X는 길항 작용으로 이완한다. 이완하면 액틴 필라멘트가 마이오신 필라멘트 사이에서 빠져나와 근육 원섬유 마디(㉠)와 H대(㉢)가 길어지지만, 마이오신 필라멘트 길이에 해당하는 A대(㉡)와 액틴 필라멘트 자체의 길이는 변하지 않는다.

• ㉠이 짧아진다는 설명: 이완 시 근육 원섬유 마디는 길어진다.
• ㉢이 변하지 않는다는 설명: 이완 시 H대는 길어진다.
• I가 길어진다는 설명: I가 가리키는 액틴 필라멘트는 수축·이완 때 길이가 변하지 않는다.

B는 (가)의 보상점이므로 B에서 (가)의 광합성량과 호흡량이 같다.

순광합성량(이산화 탄소 흡수량)이 0인 빛의 세기가 보상점이다. (가)는 호흡량이 크고 광포화점이 높은 양지 식물, (나)는 호흡량이 작고 광포화점이 낮은 음지 식물이다.

• (가)가 음지 식물이라는 설명: 광포화점이 높고 호흡량이 큰 (가)는 양지 식물이다.
• A가 (나)의 광포화점이라는 설명: A는 (나)의 순광합성량이 0이 되는 보상점이다.
• C보다 약한 빛에서 (가)가 유리하다는 설명: 이 범위에서는 (나)의 순광합성량이 더 커서 (나)가 생존에 유리하다.

여름에 돌말 개체수가 늘지 못하는 까닭은 영양 염류 부족이다.

여름에는 빛의 세기와 수온이 충분하지만 봄철 대번식으로 영양 염류가 소모되어 낮게 유지되므로 돌말이 증가하지 못한다. 돌말 개체수는 빛의 세기·수온·영양 염류 등 여러 환경 요인이 함께 작용해 변동한다.

• 봄철 증가가 영양 염류 감소 때문이라는 설명: 봄철 증가는 겨울에 쌓인 풍부한 영양 염류에 빛의 세기와 수온이 높아진 결과이고, 영양 염류 감소는 증가의 결과다.
• 수온이 영향을 미치지 않는다는 설명: 수온 상승은 봄철 증식을 돕는 요인이다.
• 한 가지 요인만 작용한다는 설명: 빛의 세기·수온·영양 염류가 함께 작용한다.

A구간에서는 Ⅰ처럼 $Na^{+}$ 통로를 통해 $Na^{+}$이 세포 안으로 확산해 들어온다.

A구간은 막전위가 상승하는 탈분극 구간이다. Ⅱ는 $K^{+}$ 통로를 통한 $K^{+}$ 유출, Ⅲ은 ATP를 소모하는 $Na^{+}$-$K^{+}$ 펌프의 능동 수송이다.

• A구간이 분극 상태라는 설명: 분극은 휴지 상태이고 A구간은 탈분극이다.
• Ⅱ에 ATP가 소모된다는 설명: 통로 단백질을 통한 확산이므로 ATP가 필요 없다.
• 0~8 ms 구간에 Ⅲ이 일어나지 않는다는 설명: $Na^{+}$-$K^{+}$ 펌프는 활동 전위 동안에도 계속 작동한다.

옳지 않은 것은 (나)에서 A와 a가 감수 2분열에서 분리된다는 설명이다. 상동 염색체에 있는 대립 유전자는 감수 1분열에서 분리된다.

(가)는 두 유전자가 서로 다른 염색체에 있어 독립 유전하고, (나)·(다)는 한 염색체에 함께 있는 연관 상태다. (나)는 A와 B가, (다)는 A와 b, a와 B가 같은 염색체에 있다.

• (가)의 독립 유전: 두 유전자가 서로 다른 염색체에 있으므로 옳다.
• (나)에서 A와 B가 같은 세포로 들어간다: 교차가 없으므로 옳다.
• (다)에서 aB 생식세포가 50%: Ab와 aB 생식세포가 1:1로 만들어지므로 옳다.

현미의 효과를 확인하는 실험이므로 현미를 먹인 집단이 실험군, 백미를 먹인 집단이 대조군이다.

이 탐구에서 조작 변인은 먹이의 종류(현미·백미)이고, 각기병의 치료 여부는 그 결과로 측정하는 종속 변인이다.

• 각기병의 발병(치료) 여부는 조작 변인이 아니라 종속 변인이다.
• 두 집단에 다른 먹이를 주어 기르는 과정은 가설 설정이 아니라 탐구 설계 및 수행 단계이다.
• 올바른 순서는 문제 인식 (마) → 가설 설정 (라) → 탐구 수행 (다) → 결과 (가) → 결론 (나)이다.

중성 지방은 피하에 쌓여 열 손실을 막고, 물은 비열이 커서 체온 변화를 줄이므로 둘 다 체온 유지에 중요하다.

나머지는 기본 단위·결합 방식·저장 형태를 바꿔 놓은 진술이다.

• 핵산의 기본 단위는 뉴클레오타이드이며, 뉴클레오솜은 DNA가 히스톤 단백질을 감은 염색체 구조 단위이다.
• 펩타이드 결합은 아미노산 사이에서 물 분자가 빠져나오는 탈수 축합으로 형성된다.
• 동물 세포는 탄수화물을 녹말이 아니라 글리코젠 형태로 간과 근육에 저장한다.

(나)의 뉴클레오솜은 간기 세포와 분열기 세포에 모두 존재한다.

㉠은 핵 안에 염색사가 퍼져 있는 간기 세포, ㉡은 응축된 염색체가 보이는 분열기 세포다. 뉴클레오솜은 DNA가 히스톤 단백질을 감은 구조로, 염색사와 염색체를 이루는 기본 단위이므로 두 시기 모두에 있다.

• ㉠이 분열기라는 설명: 핵이 뚜렷한 ㉠은 간기다.
• ㉡이 S기라는 설명: S기는 간기의 일부이고 ㉡은 분열기다.
• ㉢의 기본 단위가 뉴클레오타이드라는 설명: ㉢은 히스톤 단백질이므로 기본 단위는 아미노산이다.

A는 미토콘드리아로, 이화 작용으로 유기물을 분해해 ATP를 만든다.

2중막 구조인 것은 핵과 미토콘드리아이고 그중 세포 호흡의 장소가 미토콘드리아(A)이므로 B는 핵, 2중막이 아닌 C는 리소좀이다.

• B에 가수분해 효소가 있어 세포내 소화를 한다는 설명: 리소좀(C)의 기능이다.
• C가 식물 세포에 발달해 노폐물을 저장한다는 설명: 액포의 특징이다.
• A와 B가 분열 중기에 모두 관찰된다는 설명: 분열 중기에는 핵막이 사라져 핵(B)이 관찰되지 않는다.

B 림프구가 분화해 항체를 만드는 이 반응은 특이적 면역(체액성 면역)이다.

(가)는 B 림프구의 활성화를 돕는 보조 T 림프구이고, 항체를 분비하는 ㉠은 형질 세포, ㉡은 기억 세포다.

• ㉠이 기억 세포, ㉡이 형질 세포라는 설명: 항체를 만드는 ㉠이 형질 세포다.
• (가)가 세포독성 T 림프구라는 설명: B 림프구 활성화를 돕는 것은 보조 T 림프구다.
• 재침입 시 형질 세포가 기억 세포로 분화한다는 설명: 반대로 기억 세포가 빠르게 형질 세포로 분화한다.

㉣(티록신)이 증가하면 음성 피드백으로 ㉡(TRH)의 분비는 오히려 감소하므로 이 설명이 옳지 않다.

체온이 낮아지면 시상하부가 교감 신경(㉠)으로 입모근과 피부 혈관을 수축시키고, TRH(㉡) → 뇌하수체 전엽(가) → TSH(㉢) → 갑상샘 → 티록신(㉣) 경로로 물질대사를 촉진한다.

• (가)가 뇌하수체 전엽이라는 설명: TRH를 받아 TSH를 분비하므로 옳다.
• ㉠이 교감 신경이라는 설명: 입모근과 혈관을 수축시키므로 옳다.
• ㉢이 TSH라는 설명: 갑상샘을 자극하므로 옳다.

옳은 것은 ㄱ뿐이다.

2n=8이므로 감수 1분열 중기인 (가)는 염색체 8개, 감수 2분열 중기인 (나)와 생식세포 (다)는 염색체 4개다. 핵 1개당 DNA 상대량은 (가):(나):(다)=4:2:1이므로 염색체 4·DNA 4인 C가 (나)이고, (가)의 DNA는 8, (다)의 DNA는 2다.

따라서 A는 (다)로 ㉠은 4, B는 (가)로 ㉡은 8이다.

• ㄴ: ㉡은 (가)의 DNA 상대량인 8이므로 옳지 않다.
• ㄷ: 비율이 (가)는 8÷8=1, C는 4÷4=1로 같으므로 옳지 않다.

모세 혈관 속 혈액은 A지점에서 B지점으로 흐른다.

A는 산소 분압이 낮고 이산화 탄소 분압이 높으므로 기체 교환 전 혈액이고, B는 산소를 받고 이산화 탄소를 내보낸 뒤의 혈액이다. 폐포와 모세 혈관 사이의 기체 교환은 분압 차에 따른 확산이다.

• A의 산소량이 더 많다는 설명: 산소 분압이 낮은 A가 산소량도 적다.
• 폐포 내부의 산소 분압이 더 낮다는 설명: 산소가 폐포에서 혈액으로 확산하므로 폐포 쪽이 더 높다.
• 기체 교환에 ATP가 소모된다는 설명: 확산이므로 ATP가 필요 없다.

계산하면 2차 소비자의 에너지 효율은 25 %, 3차 소비자는 20 %이므로 2차 소비자의 효율이 더 높다.

1차 소비자 에너지양 = 생산자 × 효율
$800 \times 0.05 = 40$

2차 소비자 효율 $= \dfrac{10}{40} \times 100 = 25\,\%$
3차 소비자 효율 $= \dfrac{2}{10} \times 100 = 20\,\%$

• 1차 소비자의 에너지양은 80이 아니라 40이다.
• 2차 소비자의 에너지 효율은 20 %가 아니라 25 %이다.
• 에너지는 한 방향으로 흐르며 각 단계에서 열로 빠져나가므로, 3차 소비자의 에너지가 생산자에게 되돌아가지 않는다(순환하는 것은 물질이다).

이 유전병은 X 염색체 우성 유전이다.

유전병인 어머니 3에게서 정상 아들 6이 태어났으므로 열성일 수 없다(열성이면 3이 동형 접합이라 아들이 모두 유전병이어야 한다). 따라서 3은 유전병 대립 유전자를 하나만 가진 이형 접합이다.

• 1이 보인자라는 설명: 우성 유전병에서 정상인 1은 정상 대립 유전자만 가지므로 보인자가 아니다.
• 5가 동형 접합이라는 설명: 5는 정상인 아버지 4에게서 정상 X 염색체를 받았으므로 이형 접합이다.
• 3과 4 사이 딸의 유전병 확률이 25%라는 설명: 딸은 4에게서 정상 X를 받고 3에게서 유전병 X를 받을 확률이 1/2이므로 50%다.

(가)는 P와 V가 한 염색체에 완전 연관(상인)되어 있어 생식세포가 PV와 pv 2종류만 만들어지므로, 4종류라는 진술이 옳지 않다.

열성 동형 개체와의 검정 교배에서 자손이 붉은색 눈·정상 날개와 자주색 눈·흔적 날개 두 표현형만 1 : 1로 나왔으므로 (가)의 생식세포는 PV : pv = 1 : 1이다.

• P와 V가 함께, p와 v가 함께 전달되었으므로 P와 V는 같은 염색체에 있다.
• (가)끼리 교배하면 자손은 PPVV : PpVv : ppvv = 1 : 2 : 1이 되어 잡종(PpVv)의 비율은 $\dfrac{1}{2}$이다.
• 같은 교배에서 붉은색 눈·정상 날개는 PPVV와 PpVv를 합한 것이므로 비율이 $\dfrac{3}{4}$이다.