[7급 국가직 생물학개론] 25년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

ATP를 필요로 하는 것은 양성자펌프로, ATP 가수분해 에너지로 수소 이온을 농도 기울기에 거슬러 퍼내는 능동수송이다.
나머지는 모두 농도 기울기를 따라 이동하는 수동수송이라 ATP가 직접 쓰이지 않는다.
아쿠아포린을 통한 물의 이동: 통로 단백질을 거치는 촉진확산의 일종으로 에너지가 필요 없다.
삼투현상: 물이 선택적 투과막을 지나 용질 농도가 높은 쪽으로 이동하는 수동적 확산이다.
촉진확산: 운반체·통로 단백질의 도움을 받지만 농도 기울기를 따르므로 ATP를 쓰지 않는다.

옳지 않은 것은 산화적 인산화로 막사이 공간에서 ATP가 합성된다는 설명이다. ATP 합성효소는 막사이 공간의 수소 이온이 미토콘드리아 기질로 되돌아오는 흐름으로 기질 쪽에서 ATP를 만든다.
막사이 공간은 전자전달계가 수소 이온을 퍼내 농도 기울기를 쌓는 장소일 뿐 ATP 생성 장소가 아니다.
해당과정: 세포질에서 포도당이 피루브산으로 분해되는 과정이므로 옳다.
시트르산 회로: 숙시닐-CoA가 숙신산으로 될 때 기질수준 인산화로 ATP(또는 GTP)가 생성되므로 옳다.
NADH와 $\mathrm{FADH_2}$ 비교: NADH는 복합체 I로 전자를 넣어 더 많은 수소 이온을 퍼내므로 $\mathrm{FADH_2}$보다 ATP를 더 많이 만든다. 옳다.

감수분열이 일어나는 단계는 포자체가 포자를 만드는 (가)이다.
식물은 세대교번을 하며, 2n인 포자체가 감수분열로 n인 포자를 만들고, 이후 배우체·생식세포 형성은 모두 n 상태에서 체세포분열로 진행된다.
(나) 포자가 배우체(꽃가루·배낭)로 자라는 과정은 n 세포의 체세포분열이다.
(다) 배우체가 정자와 난자를 만드는 과정도 이미 n인 세포의 체세포분열이다.
(라) 정자와 난자가 합쳐 접합자(2n)가 되는 과정은 수정이다.

빛에너지로 이산화탄소에서 유기물을 합성하는 생물은 광독립영양생물이다.
에너지원이 빛이면 광, 화학물질이면 화학, 탄소원이 이산화탄소면 독립, 유기물이면 종속영양으로 구분한다.
화학독립영양생물: 무기물 산화로 얻은 화학에너지를 쓰므로 빛을 에너지원으로 쓰지 않는다.
광종속영양생물: 빛을 쓰지만 탄소원은 유기물이다.
화학종속영양생물: 에너지원과 탄소원을 모두 유기물에서 얻는다.

옳지 않은 것은 불포화 지방산은 이중 결합이 없다는 설명이다.
불포화 지방산은 탄화수소 사슬에 탄소-탄소 이중 결합을 하나 이상 가지며, 이중 결합이 없는 것은 포화 지방산이다.
인지질의 탄화수소 꼬리: 지방산 사슬이므로 소수성이고, 인산 머리가 친수성이다. 옳다.
카로티노이드: 광합성 보조색소로 빛을 흡수하는 지질 계열 색소이다. 옳다.
스테로이드: 4개의 탄소 고리가 융합된 골격을 가진다. 옳다.

적록색맹 보인자 여자는 160명, 적록색맹 남자는 100명이다.
남녀 각 500명이고 색맹 대립유전자 빈도를 $q$라 하면, 색맹 여자 빈도는 $q^2 = \dfrac{20}{500} = 0.04$이므로 $q = 0.2,\ p = 0.8$이다.
보인자 여자 수 $= 2pq \times 500 = 2 \times 0.8 \times 0.2 \times 500 = 160$
색맹 남자 수 $= q \times 500 = 0.2 \times 500 = 100$
남자는 X 염색체가 하나뿐이라 대립유전자 빈도가 곧 표현형 빈도가 된다는 점이 핵심이다.

옳지 않은 것은 불활성화되는 X 염색체의 Xist 유전자가 전사되지 않는다는 설명이다.
실제로는 불활성화될 X 염색체에서만 Xist RNA가 전사되어 그 염색체를 뒤덮고 응축시킨다.
캘리코 고양이의 얼룩무늬: 털색 유전자가 X 염색체에 있어 세포마다 활성 X가 달라 생기는 대표적 사례이다. 옳다.
바소체: 응축된 불활성 X 염색체가 핵막 가장자리에 관찰되는 것이다. 옳다.
무작위 불활성화: 발생 초기 배아 세포에서 두 X 중 하나가 무작위로 선택되어 불활성화되고 이후 딸세포에 유지된다. 옳다.

무종자관다발식물은 양치식물이다.
관다발은 있지만 종자 없이 포자로 번식한다.
소철식물: 종자를 만드는 겉씨식물이다.
선태식물: 관다발이 없는 비관다발식물이다.
마황식물: 마황류를 포함하는 겉씨식물로 종자를 만든다.

옳지 않은 것은 CAM 식물도 유관속초세포에서 캘빈 회로가 일어난다는 설명이다.
유관속초세포로 공간을 분리하는 것은 $\mathrm{C_4}$ 식물이고, CAM 식물은 같은 엽육세포에서 시간(밤·낮)으로 분리한다.
CAM 식물의 시간 분리: 밤에 기공을 열어 PEP 카르복실화효소로 고정하고, 낮에 저장된 유기산에서 나온 이산화탄소를 캘빈 회로로 고정한다. 옳다.
$\mathrm{C_3}$ 식물의 광호흡: 고온 건조로 기공이 닫혀 이산화탄소가 부족해지면 루비스코가 산소와 결합해 광호흡이 일어난다. 옳다.
PEP 카르복실화효소: 두 식물 모두 처음 들어온 이산화탄소를 이 효소로 옥살아세트산에 고정한다. 옳다.

옳지 않은 것은 코로나바이러스 유전체가 이중가닥 RNA라는 설명이다.
SARS를 일으키는 코로나바이러스는 단일가닥 (+)RNA 유전체를 가진다.
캡시드: 캡소미어라는 단백질 소단위체가 모여 이룬 껍질이다. 옳다.
용균성 생활사: 증식 후 숙주세포를 터뜨려 사멸시키는 경로이다. 옳다.
프로파지: 용원성 생활사에서 세균 염색체에 끼어든 파지 DNA를 말한다. 옳다.

뇌하수체 전엽에서 분비되는 것은 갑상샘자극호르몬(TSH)과 황체형성호르몬(LH)이다.
옥시토신과 항이뇨호르몬은 시상하부 신경분비세포가 만들어 뇌하수체 후엽에 저장했다가 분비한다.
ㄱ(TSH): 전엽 호르몬으로 갑상샘의 티록신 분비를 촉진한다.
ㄴ(옥시토신): 후엽 호르몬으로 자궁 수축·젖 분비를 촉진한다.
ㄷ(LH): 전엽 생식샘자극호르몬으로 배란과 황체 형성을 유도한다.
ㄹ(ADH): 후엽 호르몬으로 콩팥의 물 재흡수를 촉진한다.

옳지 않은 것은 수소가 산소보다 전기음성도가 높다는 설명이다.
실제로는 산소의 전기음성도가 더 높아 공유 전자쌍이 산소 쪽으로 치우치므로 물이 극성을 띤다.
물 분자의 구성: 산소 원자 1개와 수소 원자 2개가 공유 결합한 분자이다. 옳다.
높은 비열: 분자 사이 수소 결합을 끊는 데 에너지가 많이 들어 온도 변화가 작다. 옳다.
얼음의 밀도: 고체에서 수소 결합이 규칙적 격자를 이뤄 액체보다 밀도가 낮아 물에 뜬다. 옳다.

폐순환은 우심실 → 폐동맥 → 폐모세혈관 → 폐정맥 → 좌심방 순서, 즉 (나) → (바) → (사) → (마) → (다)이다.
폐순환은 우심실에서 출발해 산소가 적은 혈액을 폐로 보내고, 폐에서 산소를 받은 혈액이 좌심방으로 돌아온다.
(가) → (마) → (사) → (바) → (라): 좌심실에서 출발해 우심방으로 끝나는 배열로, 출발점·도착점과 혈관 순서가 모두 폐순환과 맞지 않는다.
(가) → (바) → (사) → (마) → (라): 좌심실은 대동맥으로 온몸에 혈액을 보내는 체순환의 출발점이고, 폐순환의 도착점은 우심방이 아니라 좌심방이다.
(나) → (마) → (사) → (바) → (다): 심실에서 나가는 혈관은 동맥이므로 폐동맥이 먼저이고, 폐정맥은 폐에서 심장으로 돌아오는 혈관이다.

제시된 사례는 분기성 선택이다.
양 극단의 표현형(작은 부리·큰 부리)이 유리하고 중간 표현형의 적응도가 낮아 집단이 둘로 갈라진다.
방향성 선택: 한쪽 극단 표현형만 유리해 평균이 한 방향으로 이동하는 경우이다.
안정화 선택: 중간 표현형이 유리하고 양 극단이 제거되는 경우로, 사례와 정반대이다.
성적 선택: 짝짓기 성공도 차이에 의한 선택으로, 먹이 효율과는 관계가 없다.

상염색체 이수성이 원인인 것은 다운 증후군이다.
상염색체인 21 염색체가 3개가 되는 삼염색체성으로, 감수분열 때 염색체 비분리로 생긴다.
듀센근위축증: 염색체 수 이상이 아니라 X 염색체의 디스트로핀 유전자 돌연변이에 의한 반성 열성 유전병이다.
클라인펠터 증후군: 성염색체가 XXY인 성염색체 이수성이다.
터너 증후군: 성염색체가 X 하나뿐인 성염색체 이수성이다.

옳은 것은 ㄱ, ㄴ, ㄷ이다.
ㄹ처럼 2개 이상의 폴리펩타이드 소단위체가 모여 이루는 구조는 3차가 아니라 4차 구조이다.
ㄱ: 1차 구조는 아미노산 서열 자체이다. 옳다.
ㄴ: 알파 나선과 베타 병풍은 골격의 C=O와 N–H 사이 수소 결합으로 형성된다. 옳다.
ㄷ: 한 아미노산의 카복실기와 다른 아미노산의 아미노기가 탈수축합해 펩타이드 결합을 만든다. 옳다.
ㄹ: 3차 구조는 한 폴리펩타이드 사슬의 입체 구조이므로 옳지 않다.

효소에 의해 변하는 것은 활성화 에너지와 반응 속도이다.
효소는 활성화 에너지를 낮춰 반응을 빠르게 할 뿐 반응의 열역학적 성질은 바꾸지 않는다.
ㄱ(활성화 에너지): 효소가 전이 상태를 안정화해 낮춘다.
ㄴ(반응 속도): 활성화 에너지가 낮아져 빨라진다.
ㄷ(자유에너지 차이): 반응물과 생성물의 에너지 상태는 그대로이므로 변하지 않는다.
ㄹ(반응의 평형): 정반응과 역반응을 똑같이 촉진하므로 평형에 도달하는 시간만 짧아지고 평형 자체는 변하지 않는다.

옳지 않은 것은 틸라코이드 내부의 수소 이온 농도가 스트로마보다 낮아진다는 설명이다. 명반응 동안 물 분해와 전자전달로 수소 이온이 틸라코이드 내부에 축적되어 내부 농도가 더 높아진다.
이 농도 기울기를 따라 수소 이온이 ATP 합성효소를 지나 스트로마로 나오며 ATP가 만들어진다.
명반응 산물: 비순환적 전자흐름으로 NADPH와 ATP가 생성된다. 옳다.
순환적 전자흐름: 전자가 광계 I로 되돌아오므로 ATP만 생기고 NADPH는 생성되지 않는다. 옳다.
전자 경로: 물 분해로 나온 전자가 광계 II를 거쳐 전자전달계를 지나 광계 I로 간다. 옳다.

옳지 않은 것은 비코이드 단백질 농도가 가장 낮은 쪽에서 머리가 형성된다는 설명이다.
비코이드는 형태형성인자로, 농도가 가장 높은 앞쪽 말단에서 머리 부위가 형성된다.
mRNA 위치: 모계 효과 유전자 산물인 비코이드 mRNA는 난자의 앞쪽 말단에 고정되어 있다. 옳다.
수정 후 번역: 수정 후 비코이드 mRNA가 번역되어 단백질이 만들어진다. 옳다.
농도 기울기: 단백질이 앞쪽에서 확산되므로 뒤쪽으로 갈수록 농도가 줄어든다. 옳다.

옳지 않은 것은 낭배형성으로 배반포가 형성된다는 설명이다.
배반포는 난할 결과 만들어지는 포유류의 포배 단계이고, 낭배형성은 착상 후 배반포의 내세포괴에서 세 배엽이 만들어지는 과정이다.
원구와 항문: 사람은 후구동물이므로 원구가 항문이 된다. 옳다.
신경계의 기원: 신경관은 외배엽에서 유래한다. 옳다.
배외막: 양막, 융모막, 난황낭, 요막의 4가지를 가진다. 옳다.

옳은 것은 ㄱ과 ㄷ이다.
자극 직후 투과도가 빠르고 크게 증가하는 A는 Na^+, 늦게 증가해 서서히 감소하는 B는 K^+이다.
ㄱ. 구간 I(탈분극)에서 Na^+ 통로가 열려 Na^+이 농도 기울기를 따라 세포 외부에서 내부로 확산된다(옳음).
ㄴ. 구간 II(재분극)에서도 K^+ 농도는 세포 내부가 외부보다 높으며, 이 기울기 때문에 K^+이 밖으로 유출된다(틀림).
ㄷ. 구간 III(휴지 상태)에서 세포 내부의 낮은 Na^+ 농도는 ATP를 쓰는 Na^+-K^+ 펌프의 능동 수송으로 유지된다(옳음).

옳은 것은 ㄱ, ㄷ, ㄹ이다.
ㄴ에서 도움 T세포가 인식하는 것은 I형이 아니라 항원제시세포 표면의 II형 MHC 분자에 제시된 항원이다.
ㄱ: 톨유사수용체는 병원체 집단에 공통된 분자 패턴을 인식하는 선천면역 수용체이다. 옳다.
ㄴ: I형 MHC에 제시된 항원은 세포독성 T세포가 인식하고, 비만세포는 대표적 항원제시세포도 아니다. 옳지 않다.
ㄷ: 림프구인 B세포와 T세포가 적응면역을 담당한다. 옳다.
ㄹ: 대식세포, 수지상세포, B세포는 II형 MHC를 가진 전문 항원제시세포이다. 옳다.

옳지 않은 것은 cAMP와 포도당이 모두 발현을 억제한다는 설명이다.
포도당은 cAMP 농도를 낮춰 발현을 줄이지만, cAMP는 CRP와 결합해 프로모터에 RNA 중합효소 결합을 촉진하는 양성 조절 인자이다.
알로락토스와 억제자: 알로락토스가 결합하면 억제자의 구조가 바뀌어 작동자에서 떨어진다. 옳다.
포도당 유무에 따른 효율: 포도당이 없으면 cAMP가 증가해 cAMP-CRP 복합체가 RNA 중합효소 결합을 돕는다. 옳다.
포도당·젖당 모두 많은 경우: 억제자는 떨어지지만 cAMP가 적어 CRP가 프로모터에 결합하지 않으므로 발현이 낮다. 옳다.

접합 전 장벽의 사례가 아닌 것은 노새의 불임이다.
잡종이 이미 형성된 뒤 생식 능력이 없는 것이므로 접합 후 장벽(잡종 불임)에 해당한다.
과실파리의 서식지 차이: 서로 만나지 못해 교미가 일어나지 않는 서식지 격리이다.
스컹크의 교미 시기 차이: 번식 시기가 달라 교미가 일어나지 않는 시간적 격리이다.
달팽이 생식공 불일치: 생식 기관 구조가 맞지 않아 짝짓기가 안 되는 기계적 격리이다.

바른 연결은 (가) 척추, (나) 턱, (다) 양막란, (라) 젖이다.
공유 파생 형질은 해당 분기 이후의 모든 생물만 공유하는 형질이므로, 그 분기에서 갈라져 나간 바깥 무리에는 없어야 한다.
척삭은 창고기에도 있으므로 창고기를 제외한 무리를 묶는 (가)가 될 수 없고, 칠성장어부터 공유하는 형질은 척추이다.
양막란은 거북과 표범만 공유하므로 상어·개구리까지 포함하는 (나)가 아닌 (다)이며, (나)는 칠성장어에 없고 상어 이후에 공유되는 턱이다.
경골성 골격은 연골어류인 상어에 없지만 거북·표범만의 형질도 아니므로 (다)에 맞지 않는다.
폐는 개구리도 가지므로 표범만의 형질인 (라)가 될 수 없고, (라)는 포유류의 특징인 젖이다.