경시대회준비문제

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경시대회준비문제

1. 원핵 세포의 특징을 정리한 것 중 틀린 것을 모두 고르면?

① 유전물질과 세포질을 구분하는 핵막이 없다.
② DNA 분자는 하나의 긴 고리 모양이며 히스톤 단백질과 결합되어 있다.
③ 무사 분열을 하며 DNA의 일부가 세포막과 결합되어 있다.
④ 편모의 구조는 9+0 구조이다.
⑤ 세포벽은 펩티도글리칸이 주성분이다.
2. 인에 대한 설명 중에서 틀린 것을 모두 고르면?

① 핵 속에 1개 있다.
② 생체막이 없는 구조이다.
③ 전자 밀도가 낮은 과립으로 되어 있다.
④ 정자의 핵 속에는 인이 들어있다.
⑤ 인에서는 rRNA가 합성된다.
3. C4식물에 해당하는 특징을 모두 고르면?

① 일반적으로 유관속초는 발달되어 있지 않지만 발달된 경우에도 그 세포 속에는 엽록체가 존재하지 않는다.
② 광포화점이 높다
③ 광합성의 최적 온도는 30~40℃이다.
④ 공기 중의 O2 농도가 증가하면 광합성은 저해된다.
⑤ 광호흡은 나타나지 않는다.

4. 세포막의 Na+-K+ pump는 물질 이동 방법 중 어느 것에 해당하는가 ?

① 단순확산 (simple diffusion) ② 삼투현상 (osmosis)
③ 능동수송 (active transport) ④ 촉진확산 (facilitated diffusion)
⑤ 음세포작용 (pinocytosis)
[5~6] 다음 그림은 비순환적 광인산화 과정을 모식적으로 나타낸 것이다.

광계 Ⅱ

광계 Ⅰ

A

B

 

5. 광계Ⅱ에 전자를 제공하는 물질 A는?

<답>
6. 광계Ⅰ에서 방출된 전자를 최종적으로 받아들이는 물질 B는?

<답>
[7~8] 고양이를 대상으로 다음과 같은 실험을 하였다.

 

 

(1) 고양이를 하루동안 먹이를 주지 않고 굶겼다.
(2) 아르기닌만 제거하고 다른 아미노산은 충분한 먹이를 1회 주었다.
(3) 먹이를 준 후, 일정한 시간 간격으로 혈액을 채취하여 혈액 속의 암모니아 농도를 측정하였더니 다음과 같았다.

 

 

[실험 결과]

시 간
먹이를 먹기 직전
1시간 후
2시간 후
3시간 후
5시간 후
암모니아 농도
(㎍/L)
18
55
140
206
312
고양이의 상태
정상

중독 증상이 나타남
사망
7. 이 실험에서 하루동안 먹이를 주지 않고 굶긴 이유를 간단히 적어라.

<답>
8. 이 실험에 이어 고양이에게 오르니틴만을 첨가한 동일한 먹이를 주었더니 전혀 중독 증상이 나타나지 않았고 암모니아 농도도 20㎍/L 이내로 유지하였다. 이러한 실험 결과로 유추할 수 있는 내용을 말하여라.

<답>

9. 체내의 항상성 유지를 위해 일어나는 피드백 작용은 대체로 신경과 호르몬의 작용으로 일어난다. 하지만 물질 대사의 과정에서도 첫 번 째 효소의 작용이 최종 대사 산물에 의해 억제됨으로써 반응이 조절되는 피드백 조절 작용을 보이기도 한다.

c d
a b C D E
A B
b’ F G H
f g
위와 같은 대사 경로에서 최종 산물 E와 H를 넣어주었더니 다음과 같은 결과가 측정되었다.
[실험 결과]

E를 첨가했을 때
E와 H가 모두 합성되지 않음
H를 첨가했을 때
E는 합성되나 H는 합성되지 않음

이러한 실험 결과로부터 이 대사 경로의 반응 조절 과정을 간단히 적어라.

<답>
10. 내부공생설은 무엇이며, 이를 뒷받침하는 증거를 2 가지 이상 쓰시오.

<답>
11. 리보솜의 구성요소(subunit)를 설명하고, 원핵생물과 진핵생물의 차이점을 설명하여라.

<답>
[정답 및 해설]
1. 정답: ②, ④
원핵세포의 DNA는 특수한 단백질에 의해 짧게 응축되어 있으나 히스톤 계열의 단백질은 아니다. 원핵 세포는 주로 이분법에 의해 이루어지며, DNA의 일부가 세포막과 결합 → DNA복제 → 효소작용으로 분리 →새로운 세포막과 세포벽이 형성되는 과정으로 일어난다. 또한 방추체가 형성이 되지 않는 무사분열이다. 편모의 구조는 진핵 세포와 같은 9+2 구조이다.

[참고] 원핵세포
원핵생물의 특징은 염색체가 세포질과 직접 접촉하고 있다는 점이다. 이에 반해 진핵생물의 염색체는 핵막 안에 들어있다. 진핵생물과는 달리 원핵생물에는 미토콘드리아, 엽록체가 없으며 리보솜은 작고 세포벽이 있기 때문에 큰 분자를 분비하거나 흡수하는 능력은 상당히 제한된다. 원핵생물에는 한 개의 염색체가 있다. 이것은 연속된 원형의 DNA이다. 플라스미드라는 염색체와는 다른 별도의 DNA도 존재한다. 메소좀(mesosome)은 원형질막이 세포질로 만입하여 이루어진 것으로 막이 여러 층으로 겹친 구조이며 2가지 기능과 관계가 있다고 생각되고 있다. DNA에 부착점을 제공하거나 분비 활동에 관계가 있을 수 있다. 세포벽은 원형질막 바깥쪽에 있으며 세포 전체를 싸고 있다. 세포를 단단하게 하고 세포를 삼투압의 기계적인 압력으로부터 지탱시켜 준다. 편모는 세포 표면으로부터 길게 돌출되어 있으며 세포를 이동시키는 역할을 한다. 원핵생물의 생식은 무성생식이며 분열 시 DNA의 응축은 일어나지 않는다.

2. 정답: ①, ④
인(nucleolus)은 핵의 일부분이며 보통 지름이 2-5㎛인 굴절률이 높은 구상의 소체로서 막이 없고 미세 섬유와 전자 밀도가 다소 낮은 과립으로 되어 있다. 인은 유사분열 전기 말에 해체되었다가 말기에 다시 조립된다. 인은 여러 염색체 상에 있는 NO 지역(인형성부위) 지역에서 형성된다. 인에서는 4종류의 rRNA가 생성된다. 인은 핵 속에 한 개 또는 여러 개가 있을 수 있다.

3. 정답: ②, ③, ⑤
① C4 식물에는 유관속초 세포가 발달되어 있으며 엽록체가 존재한다.
② 광포화점이 높아서 고온에 유리하다.
③ 광합성의 최적 온도는 30~40℃이다.
④ 공기 중의 O2 농도가 증가해도 PEP-carboxylase를 이용하므로 효과적으로
이산화탄소를 고정할 수 있다.
4. 정답: ③

[참고] 적혈구의 농도구배
적혈구는 일정한 이온농도를 유지하기 위해 K+는 유입하고 Na+는 유출하는 기능을 갖고 있다. 시험관에서 적혈구와 혈정의 혼합물을 2℃로 냉각하면 이온평형이 성립될 때까지 K+는 세포로부터 유출되고 Na+는 유입한다. 그러나 이 계를 37°C로 가온하면 적혈구내의 K+의 농도가 처음 농도로 재생된다. 한편 적혈구와 혈장 혼합물을 37℃에서 장기간 방치하면 K+의 유출과 Na+의 세포내의 유입이 시작되는데 이때 포도당을 첨가하면 세포는 다시 Na+를 유출하고 적혈구 세포내 K+ 의 농도는 증가한다. 이것은 K+, Na+등의 수송에는 에너지를 필요로 한다는 것을 암시하는 것이다. 동물, 식물, 미생물 세포를 사용한 여러 가지 실험 결과도 이온이 농도구배에 역행하는 투과 현상이 에너지를 소비하는 능동수송이라는 것이 밝혀졌다. 실험적으로 측정한 혈장의 K+와 Na+의 농도 변화로부터 K+의 유입과 Na+의 유출이 밀접 하게 연관되어 있음을 알게 되었다. 즉 2개의 K+이 세포 내로 들어갈 때마다 3개의 Na+이 유출되며 ATP의 가수분해로 공급된다는 것이 밝혀진 것이다.

5. H2O(물)

6. NADP+ , NADP

7. 체내의 아미노산(특히 아르기닌)을 고갈시키기 위해 고양이를 굶긴다.

8. 오르니틴에서 아르기닌이 합성된다.

9. E는 a과정을 억제하고 H는 b'(또는 f나 g)과정을 억제한다.
10. 내부공생설을 뒷받침하는 증거

① 미토콘드리아와 엽록체는 자기 자신의 DNA를 갖는다.
② 미토콘드리아와 엽록체는 자기 자신의 리보솜을 갖는다. 리보솜은 단백질을 합성하는 곳인데, 진핵세포엔 80S의 리보솜이 있고 archaebacteria와 eubacteria 등에는 70S의 리보솜이 있다. 그런데 미토콘드리아와 엽록체는 진핵세포 내에 존재하는데 (원핵세포에는 없음) 이들은 진핵세포와 같은 80S가 아니라 70S의 리보솜을 가진다.
③ 70S 리보솜의 기능을 방해하는, eubacteria를 죽이는데 쓰이는 항생제에 미토콘 드리아와 엽록체가 영향을 받는다. 한 예로 chloramphenicol이란 항생제는 원핵 세포의 리보솜에 영향을 미쳐서 단백질 합성을 막아 원핵세포를 죽인다.

11. 리보솜은 세포질에 위치하는 작은 알갱이로 세포질에 자유롭게 존재하거나 소포 체에 붙어 있다. 단백질을 합성하는 자유로운 리보솜은 세포질로 방출되는 반면, 소포체에 결합하고 있는 리보솜은 소포체의 막을 통과해 끼워져 있어서 소포체의 기질로 합성되는 폴리펩티드를 분비한다. 리보솜은 rRNA와 단백질로 구성된다. 리보솜은 번역 과정 동안만 물리적으로 결합하는 두 종류의 단위체로 되어 있다. 원핵생물의 리보솜은 50S(S는 침강계수) 대단위와 30S 소단위로 구성되어 있고, 진핵생물의 리보솜은 60S 대단위와 40S 소단위로 이루어져 있다. 리보솜은 tRNA 가 결합하는 2개의 결합 부위에 mRNA가 결합하도록 단위체 사이에 홈을 가지고 있다. 또한 리보솜에는 아미노산을 서로 연결시키는 효소인 펩티드전이효소를 위한 자리가 있다.
[경시준비문제-2]
1. 산소 호흡에서 피루브산 1몰이 완전히 산화하면 생활 활동에 쓸 수 있는 에너지는 얼마나 생기겠는가? (단, ATP ⇒ ADP + Pi + 7kcal)

① 105kcal ② 180kcal ③ 300kcal ④ 360kcal ⑤ 380kcal
2. DNA 2중 나선의 한쪽 염기가 -A-C-T-G-C-A- 로 되어 있다면 그에 대응하는 다른 쪽 염기의 배열은?

<답>
3. DNA의 이중나선 구조와 가장 부합하지 않는 설명은?

① 두 가닥의 DNA는 대응하는 염기들이 상보적으로 결합하고 있다.
② 두 가닥 DNA는 각각 서로 다른 극성(polarity)을 가진다.
③ 인산기는 외부로 노출되어 있다.
④ DNA 복제는 반보존적으로 이루어진다.
⑤ DNA는 염색체의 주요 구성 물질이다.

4. 핵, 미토콘드리아, 리보솜을 세포 분획법으로 분리할 때 침강되는 순서로 옳은 것은?

① 핵 → 미토콘드리아 → 리보솜 ② 핵 → 리보솜 → 미토콘드리아
③ 미토콘드리아 → 핵 → 리보솜 ④ 미토콘드리아 → 리보솜 → 핵
5. 다음 설명 중 맞는 것은 O, 틀리는 것은 X로 표시하여라.

(1) 대부분의 필수 아미노산은 체내에서 다른 아미노산으로부터 합성된다.( )
(2) 반투막을 경계로 수분 포텐샬이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 물이 이동한다.( )
(3) 서 있을 때 보다 누워 있을 때 머리에 있는 동맥의 혈압이 더 높다.( )
(4) 박테리아의 DNA는 단일사슬이다.( )

O2 농도




6. 다음 그래프는 대기 중 산소 농도에 따른 광합성률을 측정한 결과이다.
이와 같이 O2 농도가 증가함에 따라 광합성률이 감소하는 이유를 간단히 서술하시오.

<답>

 

7. 초파리의 침샘 염색체 일부에 1-6 까지의 6개의 띠가 관찰되며, 그 외에는 a-f의 유전자가 위치하지만 그 순서는 알지 못한다. 아래와 같이 결실이 일어났을 때, 유전자에 의한 형질이 발현되지 않을 때는 -로, 형질이 발현될 때는 +로 나타내면 아래의 표와 같다. 아래 자료를 기초로 유전자 a-f의 배열 순서를 바르게 나타내라. (단, 유전자 a-f는 대립 유전자에 대하여 우성이며 결실된 부분의 상동염색체에서는 항상 열성 유전자가 위치한다고 가정한다.)

 

1 2 3 4 5 6

유전자
종류
a
b
c
d
e
f
결실1
결실2
결실3
결실4
결실5
결실1
결실2
결실3
결실4
결실5



+
+

+
+
+
+




+
+
+
+


+
+



+
+
+
+

<답>
8. 다음은 세포 내의 염색체를 모식적으로 나타낸 것이다. 각 세포의 핵형을 적어라.(예, 2n=46)
□ ◁
▲ ▤
◆ ◇
(가)

◁ □ ◁
▲ ◆ □
▤ ◇ ▲
◆ ▤◇
(나)


◆ □

◆ ▤
(다)


▲ □

▲ □
(라)

□ □ ▲
▲ □ ▲
▲ ▲ □
▲ □ □
(마)

9. 어떤 식물을 자가수정 시켰더니, 녹색 잎과 노란색 잎이 3:1의 비율로 나왔다. 녹색(G)잎과 노란색(g) 잎 중에서 어떤 것이 우성이고 어떤 것이 열성인지 검증할 수 있는 실험 방법을 설계하라.

<답>
10. 다세포 생물의 경우 한 개의 수정란으로부터 세포 분열을 거듭하여 생장을 하게되는데 이 과정에서 분열한 세포들이 모양과 구조를 달리하면서 특정한 기능을 분담하게 된다.
⑴ 이러한 현상을 세포의 무엇이라 부르는가?

<답>
⑵ 모든 세포는 한 개의 수정란으로부터 분열되었으므로 모든 세포의 유전자는 동일하다. 그런데 어떻게 이러한 현상이 생길 수 있나?

<답>

 

[정답 및 해설]
1. 정답: ①
1분자의 포도당이 해당과정을 거치면 2분자의 피루브산이 생성되며 피루브산은 아래 그림과 같이 미토콘드리아로 이동하여 활성아세트산(아세틸-CoA)으로 전환되며 크렙스 회로를 거쳐 산화된다.

이 과정에서 4분자의 NADH2, 1분자의 FADH2, 1분자의 ATP가 합성된다. 1분자의 NADH2로부터 3분자의 ATP가 합성되고, FADH2로부터 2분자의 ATP가 합성되므로 1분자의 피루브산으로부터 합성되는 ATP의 수는 15이다. 따라서 15×7kcal =105kcal의 에너지가 발생한다.

2. -T-G-A-C-G-T-

3. 정답: ③

4. 정답: ①
벨기에의 생화학자 C.R.드뒤브, 미국의 세포생물학자 A.클로드와 G.E.펄레이드 등은 각각 분획의 결과로부터 세포 구성 요소를 밝혀냈다. 세포분획법은 세포기관 등과 같은 세포 안의 구성 요소에 대한 기능과 화학 조성을 조사할 수 있는 실험 방법이다. 호모지나이저(균질기)를 사용하여 동식물의 조직을 분쇄시킨 후 얻어진 현탁액(호모제네이트)을 원심분리시키면 세포 안의 구성요소가 크기 ․밀도 ․모양 등에 따라 분획된다. 세포분획법에는 2가지가 있는데 크기에 따라 세포를 분획하는 방법으로 원심분획법이 사용되는데 원심분획법이란 호모제네이트에 원심력의 세기를 점차 변화시키면서 가하여 큰 세포기관부터 분획하는 것이다. 원심력의 세기가 커질수록 미토콘드리아, 마이크로솜, 리보솜, 리보솜보다 작은 원형질의 과립 성분의 순으로 침전된다. 좀 더 정밀하게 분획하기 위해서는 밀도의 차이를 이용하는 밀도기울기원심법을 사용한다. 이 방법은 크기가 일정하지 않은 세포기관을 정밀하게 분리하고자 할 때 쓰인다. 다음은 동물세포와 식물세포를 분획시킨 결과이다.

5. ⑴ X ⑵ O ⑶ O ⑷ X
⑴ 필수 아미노산은 체내에서 합성될 수 없다. 따라서 항상 일정량 이상을 섭취해 주어야 하는데, 필수 아미노산에는 발린, 류신, 트립토판 등이 있다.
⑷ 박테리아의 DNA는 고리모양의 단일사슬처럼 그리기도 하지만 실제로는 이중나선이다.

6. 산소가 많아지면 광호흡이 일어나기 때문이다.
[참고] 광호흡(Photorespiration)
광호흡은 RUBP가 기질로서 이산화탄소와 산소를 다 가지는데 산소를 기질로 하여 기존의 탄수화물을 산화시킬 때 나타나는 산소의 흡수와 이산화탄소의 방출현상을 광호흡이라고 한다. 광호흡은 산소의 농도에 비례하여 증가한다. 광호흡에 관여하는 세포내 소기관은 엽록체, 퍼옥시좀, 미토콘드리아이다. 광호흡은 결과적으로 순광합성 생산량을 떨어뜨리는 결과를 가져온다. 그러나 이런 부정적인 면이 있는 반면에 한편으로는 강한 빛 등과 같은 어떤 환경조건에서 식물이 살아남기 위한 적응적 현상의 하나로도 이해할 수 있다.
7. b-a-c-e-d-f
혼란을 빚을 수도 있지만 그림에서 굵에 그어진 선은 결실되어 사라진 부분을 뜻한다. 결실1에서는 사라진 1, 2, 3이 a, b, c 중 어느 것과 대응될 것이고, 결실 2는 2, 3이 a, c와 대응될 것이다. 여기에서 1이 결실되면 b가 발현되지 못한다는 것을 알수 있다. 따라서 1은 b를 발현시킨다. 이런 식으로 결실 2와 3을 비교하면 4가 e를 발현함을 알 수 있다. 결실 4와 3에서 모두 결실되는 부분은 3, 4인데 이것이 c 또는 e이다. 4가 e이므로 3은 c를 발현시킬 것이다. 결실 2에서 보면 3이 c를 나타내므로 나머지인 2는 a임이 밝혀진다. 또한 결실 4와 5를 비교해 볼 때 4와 5부분이 모두 결실된 것으로 나타나는데 4가 e이므로 5는 d일 것이다. 결실 5에서 e,d를 제외한 하나는 f이므로 6이 f이다. 따라서 b-a-c-e-d-f이다.

8. n=6, 2n=12, 2n=6, 3n=6, 6n=12

9. 제 2세대에 나온 노란색 잎을 제 1세대의 식물과 수정시켜 보아 그 결과가 모두 노란색이면 노란색이 우성인 것이고 노란색과 녹색이 약 1:1의 비율로 섞여 나오면 녹색이 우성인 것이다.

10. ⑴ 분화 ⑵ 세포마다 유전자 발현 양상이 다르다.

[경시준비문제-3]
1. 개의 학명을 표기 할 때에 Canis familiaris L. 라고 표기하였다면, 이 때 L. 자는 무엇을 가르키는 것인지 다음 중 맞는 것을 고르시오.

① 표기된 종이 아종임을 뜻한다.
② 표기된 종이 속하는 동물문의 첫 글자를 쓴 것이다.
③ 표기된 종을 명명한 사람의 이름 중 첫 글자를 쓴 것이다.
④ 학명은 라틴어라는 뜻을 가리킨다.
⑤ 기준표본(모식표본)이 채집된 장소명의 첫 글자이다.
2. 다음 중 어느 것이 유연 관계가 가장 가까운 관계인가?

① 두 종의 새가 같은 강에 속한다.
② 두 종의 뱀이 같은 목에 속한다.
③ 세 마리의 동물이 같은 과에 포함된다.
④ 세 마리의 곤충이 같은 속에 속한다.
⑤ 세 마리의 벌레가 같은 종에 속한다.

3. 광합성의 암반응을 바르게 설명한 것으로만 이루어진 항목은?

 

 

a) 암반응은 반드시 빛이 없어야만 한다.
b) 명반응의 산물인 ATP와 NADPH를 이용하고 있다.
c) 암반응은 명반응과는 달리 빛에너지가 직접적으로 사용되지 않는다.

 

 

① a ② a, b ③ a, b, c ④ b, c ⑤ a, c

4. 꽃의 개화에 중요하게 있는 피토크롬에 관하여 바르게 설명한 것을 모두 고르면?

 

 

a) 피토크롬은 낮과 밤의 길이를 인식한다.
b) 피토크롬은 엽록소와 비슷하게 빛을 인식하여 화학에너지를 합성한다.
c) 인위적으로 낮과 밤의 길이를 변하게 하여도 개화시기를 바꿀 수는 없다.

 

 

① a ② b ③ c ④ a, b ⑤ b, c
5. 광합성에서는 빛에너지를 화학에너지로 바꾸어 기공을 통하여 유입된 탄산가스가 탄소영양분으로 변하게 하는데 사용되고 있다. 이 때 관계되는 내용을 바르게 설명한 것들이 모두 포함된 항목은?

 

 

a) 엽록소가 빛에너지를 인식한다.
b) 빛에너지를 받아 틸라코이드막에서 전자전달이 이루어진다.
c) ATP는 대표적인 화학에너지 물질이며 빛에너지가 변하여 만들어진다.
d) 사람에게도 비슷한 구조가 있어 빛을 이용하여 에너지를 만든다.

 

 

① a, b ② a, d ③ a, b, c ④ c, d ⑤ a, d
6. 유전자 재조합 방법을 통하여 인슐린을 대장균에서 생산하고자 한다. 어떤 순서로 다음 사항들이 이루어져야 할까요?

 

 

a) 프라스미드를 제한효소로 자른다.
b) 프라스미드에 인슐린 유전자를 삽입하여 절단한다.
c) 대장균을 대량으로 증식한다.
d) 인슐린을 대장균으로부터 분리한다.

 

 

① a-b-c-d ② c-d-a-b ③ a-c-d-b ④ a-b-d-c ⑤ d-c-a-b

[7~8] 다음 그림은 세포막의 구조를 모식적으로 나타낸 것이다.

7. 이러한 세포막의 구조를 설명할 수 있는 모델의 명칭은?

<답>

8. 위의 세포막 구조를 증명할 수 있는 증거 중에서 간접 면역 형광현미경법을 이용한 실험 결과가 있다. 이 실험에 대해 간단히 설명하시오.

<답>
[9~10] 다음 그림은 DNA를 전자현미경으로 찍은 사진이다.

9. 위의 모습은 세포주기 중에서 어떤 시기에 볼 수 있는가?

<답>
10. 위의 사진 결과로부터 알 수 있는 사실을 모두 기술하시오.

<답>
[11~12] 진핵 세포의 DNA는 엑손(exon)과 인트론(intron)으로 구성되어 있다.
11. 인트론의 운명에 대해 설명하시오.

<답>
12. 한 과학자가 새로운 유전자를 발견한 다음, 어떤 부분이 인트론이고 어떤 부분이 엑손인지를 확인하고자 할 때 일반적으로 사용하는 방법은 무엇인가?

<답>
[정답 및 해설]
1. 정답: ③
[참고] 학명(만국 공통의 종명)
나라마다 같은 식물이나 동물을 부르는 이름이 다르므로 이를 통일하여 종명을 단일화할 필요성이 있다. 그리하여 국제회의에서 국제 명명 규약이 제정되었다. 린네가 제창한 2명법이 적용되기로 약속하였는데 종이 속하는 속명을 앞에 쓰고, 다음에 종명을 쓰며, 끝에는 명명자의 이름을 붙인다. 단, 속명과 종명은 이탤릭체로 표기하고 속명과 명명자는 대문자로 시작한다.

2. 정답: ④
유연관계란 진화 과정상에서 생물 사이의 멀고 가까운 관계로 생물의 특징을 비교하여 유연관계를 알 수 있다. 예를 들면, 고래, 사람, 새우의 세 동물의 특징을 비교하여 고래와 사람사이는 고래와 새우사이보다 유연관계가 더 가깝다고 한다.

3. 정답: ④
빛이 없어야만 암반응이 일어나는 것이 아니고 암반응은 빛과 무관하게 일어나는 반응이라는 뜻. 오히려 빛이 있어서 명반응이 일어나야 그 산물을 이용하여 암반응이 일어날 수 있다.

4. 정답: ①
대부분의 식물들은 낮과 밤의 길이를 감지하여 특정한 계절에 꽃을 피우는 광주기성을 나타낸다. 단일식물과 장일 식물을 이용한 연구 결과로부터 식물의 개화는 낮의 길이보다 밤의 길이가 중요하며 빛의 파장을 감지하여 개화시기를 조절하는 것으로 밝혀졌다. 이 때 빛을 감지하는 색소를 피토크롬이라고 한다. 피토크롬은 식물에서 빛 자극을 수용하는 감광물질(색소 단백질)로 임계 시간을 감지하여 플로리겐을 합성하는 유전자를 활성화시켜 꽃눈이 형성되는 과정을 촉진시킨다. 피토크롬은 적색광을 흡수하는 Pr과 근적외선을 흡수하는 Pfr의 두 가지가 있다.

5. 정답: ③

6. 정답: ①
7. 유동모자이크막 구조
[참고] 유동모자이크막 구조
세포막의 구조는 유동 모자이크막설로 설명되는데 단백질들이 인지질 속에서 자유로이 이동한다는 학설이다. 인지질에 결합되어 있는 단백질 중에서 외재성 단백질은 인지질 2중층의 바깥 부분에 분포하는 친수성 단백질이며, 내재성 단백질은 인지질 2중층 속에 일부분만 파묻혀 있거나 관통하고 있는 소수성 단백질이다. 과거에는 단위막구조설을 받아들였지만 현재는 유동모자이크막 구조가 받아들여지고 있다.

8. 사람 세포막에 있는 특정 단백질을 항체로 표지하고 쥐의 세포막에 있는 특정 단백질을 항체로 표지한 후 두 종류의 세포를 융합시킨 다음 40분 정도 두면 두 종류의 단백질이 서로 혼합된다.

9. 간기(DNA 복제기-S기)

10. ① DNA는 여러 곳에서 동시에 복제가 일어난다. ② DNA는 양쪽 방향으로 일어난다.
[참고] DNA 복제
1) 원핵생물(대장균의 예) : 대장균 유전체에는 4.7백만개의 염기쌍 존재한다. 복제는 하나의 복제기원(replication origin)에서 시작된다. 초당 약 1000개의 뉴클레오티드가 복제되기 때문에 완전한 복제에 걸리는 시간이 약 40분정도 걸리게 된다. 복제 중에 에러는 109에 1개 정도 나타날까 말까 한다.
2) 진핵생물(인간의 예) : 평균적으로 인간의 각 염색체는 150백만개의 염기쌍을 가지고 있으며 초당 50개 정도가 복제된다. 이 속도로 완전한 복제가 일어나는데 걸리는 시간은 무려 한달이 걸리게 된다. 하지만 실제로는 1시간 남짓밖에 걸리지 않는다. 그 이유는 복제기원이 많이 존재하기 때문이다.
11. RNA 중합효소에 의해 핵에서 DNA를 주형으로 하여 합성된 1차 RNA(전사체)는 액손과 인트론을 모두 포함하고 있다. 이런 전구체 RNA로부터 인트론들이 제거되어 단백질의 아미노산 서열을 암호화하는 엑손(exon)들만을 모으는 과정을 “스플라이싱(splicing)”이라 한다. 이 과정에 의해 인트론은 제거된다. RNA 스플라이싱은 진핵생물 유전자의 발현에 있어서 필수적인 과정 중의 하나이다.

12. 방법 1 : 이 유전자를 포함하는 염색체 DNA와 이 유전자의 cDNA를 상보적으로 결합시킬 때 결합이 일어나지 않는 부분이 바로 인트론이다.
방법 2 : 이 유전자 DNA의 염기 서열을 결정한 다음 성숙한 mRNA 염기 서열과 비교하여 확인한다. 이 때 mRNA에 나타나지 않는 부분이 인트론이다.

[경시준비문제-4]
1. 대장균에 침입하는 바이러스인 T4를 대장균에 감염시킨 후 이 대장균을 32P가 든 배지에서 키우면 어떤 일이 벌어지겠는가?

① 새로 합성되는 T4 바이러스 및 대장균의 단백질이 방사능을 나타낸다.
② T4 바이러스의 DNA는 방사능을 나타내나 대장균의 DNA는 나타내지 않는다.
③ 새로 합성되는 리보솜이 방사능을 나타낸다.
④ 32P가 T4 단백질 및 DNA로 끼어 들면 T4 바이러스의 분열이 정지하게 된다.
⑤ 32P로 인해 T4 DNA는 결국 대장균의 염색체 내로 끼어 들게 된다.

2. DNA의 복제는 반보존적 복제라고 한다. 그 이유는?

① 새로 만들어지는 사슬이 원래의 사슬과 염기쌍을 이루기 때문에
② 이중 나선을 구성하는 원래의 사슬들이 결합한 채로 남아있기 때문에
③ 새로 만들어지는 DNA가 원래의 사슬과 새로운 사슬에 반 씩 분포하기 때문에
④ 새로 만들어지는 사슬이 원래의 사슬과 다른 대립 유전자를 포함하기 때문에
⑤ 새로 만들어지는 사슬의 반만 원래 DNA 분자의 정보를 포함하기 때문에

3. 인지질이 세포막을 구성하는 주요 성분인 이유는 무엇인가?

① 분자량이 크기 때문이다.
② 비열이 높고 물에 잘 녹지 않기 때문이다.
③ 인산을 포함하고 물에 잘 녹지 않기 때문이다.
④ 양극성 구조를 지니고 있기 때문이다.
⑤ 이동성이 약하기 때문이다.

4. 평소에 하지 않던 운동을 한 후 생기는 근육통에 대한 설명으로 옳은 것은 ?

① 근육에 혈액순환 부족으로 포도당과 산소가 결핍되었다.
② 혈액순환 부족으로 이산화탄소가 축적되었다.
③ 포도당 공급의 부족으로 단백질 분해가 이루어졌으며 암모니아가 생성되었다.
④ 포도당 공급의 부족으로 지방 분해가 이루어졌으며 지방산이 생성되었다.
⑤ 근육에 산소 공급의 부족으로 무기호흡이 이루어졌다.
5. 생체 화학에너지인 ATP에 대한 설명이 아닌 것은?

① 전자 전달계에서 전자의 마지막 수용체이다.
② ATP 분해는 발열 반응이다.
③ ATP가 포함하고 있는 에너지는 궁극적으로 태양에서 온 것이다.
④ 세포질 또는 미토콘드리아에서 만들어진다.
⑤ 고에너지 인산 결합을 포함한다.
6. 식물호르몬과 그 작용과의 관계를 나타낸 것으로 틀린 것은?

① 옥신-굴광성 ② 지베렐린-기공 개폐
③ 시토키닌-세포 분열 촉진 ④ 에틸렌-과실의 숙성
⑤ 에틸렌-세포 분열 억제
7. 광합성의 명반응에서 합성되는 물질들끼리 짝지어진 것은?

① ADP-NADH ② ATP-NADPH ③ ATP-NADH
④ ADP-NADPH ⑤ AMP-NADPH
8. 콩과식물의 종자에서 대부분의 영양분이 저장되는 부분은?

① 자엽 ② 호분층 ③ 배 ④ 종피 ⑤ 배유
[9~10] 다음은 칼빈 회로를 간단히 나타낸 것이다.

(가)
(다)
DPGA
PGAL
CO2

(나)
포도당 ATP ATP
NADPH2
9. (가)에 해당되는 물질은?

<답>
10. (나) 과정을 촉진시키는 효소의 이름은?

<답>

 

11. 5 종류의 아미노산이 모여 20개의 아미노산으로 이루어진 짧은 펩티드 사슬을 이룬다면 가능한 가지수는 몇 종류가 되겠는가? (단, 아미노산은 한 종류가 몇 번씩 겹쳐 나와도 좋다.)

<답>
12. RNA 3 종류를 쓰고 각 RNA가 하는 역할을 간단히 쓰시오.

<답>
13. 우리 몸의 세포 표면에서 발현되는 단백질로서, 자기-비자기 인식에 중요한 역할을 하는 단백질은?

<답>
14. 동물성 지방은 상온에서 대체로 고체이지만 식물성 지방은 액체 상태이다. 그 이유는 무엇인가?

<답>
[정답 및 해설]

1. 정답: ③

2. 정답: ①
DNA가 복제되기 위해서는 우선 DNA의 이중나선이 풀려야 한다. Helicases가 이중나선에 붙게되면서 나선이 풀리기 시작한다. 각각의 가닥들은 복제기간 동안 풀린 상태를 유지해야하기 때문에 이를 유지해주는 단백질이 각각의 가닥에 붙어있게 된다. 한쪽 가닥(leading strand)에 DNA polymerase가 붙으면서 복제가 시작된다. 반대쪽 가닥을 보면(lagging strand) 조금 다른 복제 과정이 일어난다. DNA는 항상 5`’에서 3`방향으로 만들어지기 때문이다. 반대쪽 가닥도 역시 RNA primer(짧은 RNA조각)이 붙고 DNA polymerse에 의해서 새로운 가닥이 만들어지게 된다. 그러나 DNA의 생성 방향 때문에 끊어진 DNA조각(Okazaki Fragment)들이 만들어지게 되고 이것들은 나중에 DNA ligase(DNA 연결효소)에 의해서 연속적인 가닥으로 만들어지게 된다. 이와 같은 복잡한 과정에도 불구하고 각 주형가닥은 완전한 형태로 남아 있고, 각각 새로운 상보적 가닥을 만들게 된다. 이러한 형태의 복제를 반보존적 복제라고 한다.

3. 정답: ④
세포막은 세포질을 둘러싸서 외부환경과 경계를 짓는 얇은 막이며, 선택적 투과성을 갖는다. 세포막의 구조에 대해서는 현재 유동 모자이크 모델이 가장 널리 인정받고 있다. 즉, 인지질 이중층에 단백질이 모자이크 모양으로 분포하여 고정되지 않은 채 유동 상태로 있다. 세포막에 있는 지질들은 주로 인지질과 콜레스테롤이며, 인지질 한 방울을 물에 떨어뜨리면 인지질 분자들은 꼬리와 꼬리를 마주하며 쌍으로 배열한다. 이런 방법으로 친수성 머리들은 양쪽에 물이 있는 기질 쪽을 향하게 되지만 소수성 꼬리들은 물과 접촉하지 않는 곳에 배열하게 된다. 이렇게 형성된 인지질 이중층은 세포막의 많은 특성들을 가지고 있다. 예를 들면 소수성 분자들은 쉽게 막을 통과시키지만 포도당 같은 친수성 분자와 Na+, K+, Cl- 같은 이온들의 통과는 차단시킨다.

4. 정답: ⑤
5. 정답: ①
생체에서 ATP는 1929년 독일의 화학자 칼 로우만에 의해 처음으로 발견되었고 그 화학 구조는 1948년에 알려졌다. ATP는 아데노신 3인산(Adenosine triphosphate)의 약자로 핵산인 아데노신과 3개의 인산(PO42+)그룹을 가지고 있는 비교적 간단한 화학물질이다. 이 ATP에서 가장 바깥쪽 인산 그룹을 제거하면 ADP가 얻어지며 동시에 방출되는 상당한 에너지의 도움으로 세포내의 여러 생체반응들이 추진되거나 생체 온도의 유지에 쓰이고 있다. 반대로 무기 인산 그룹이 ADP에 붙게되면 ATP가 만들어지게 된다. 우리 몸에서 ATP는 주로 음식물로 흡수된 탄수화물과 지질이 생체 내에서 가수분해하는 과정의 복잡한 반응을 통하여 만들어지게 된다. 생체 내에서 필요한 대부분의 ATP의 합성은 ATP합성효소에 의해 세포 내에서 만들어지고 있으며 또 이렇게 얻어진 ATP의 1/3정도는 Na+K+-ATPase라는 ATP 분해효소가 ATP를 분해시키므로 없어지게 된다. ATP는 사람은 물론 동물, 식물, 균류, 박테리아에 이르기까지 모든 생물체가 생존하기 위하여 공통적인 에너지로 작용을 하고 있다. ATP는 에너지가 필요한 생체반응, 세포 구성성분의 생산이나, 근육운동, 신경전달의 신호등으로 수많은 중요한 생명현상의 기능을 하는 물질이다. 그래서 ATP를 세포의 “에너지원 또는 화폐”라고도 말하고 있다. 이러한 ATP는 1940년, 1950년대에 식물의 엽록소에서 광합성과정이나 미토콘드리아에서 대량으로 얻어진다는 사실이 밝혀지게 되었다.

[참고] 전자 전달계
음식물 속에 포함되어 있는 화학에너지의 대부분이 방출되는 과정은 호흡의 마지막 단계인 전자 전달계로서 크렙스 회로에서 생산된 NADH와 FADH2를 산화시키는 과정이다. 이는 미토콘드리아의 내막에 있는 크리스테(Cristae)에서 일어난다. 즉. 미토콘드리아 내부에 있는 NADH와 FADH2 속에 들어 있는 수소원자(e- + H+)를 전자 운반자에게 넘겨주게 되면 수소양이온이 미토콘드리아의 외막과 내막 사이의 막간공간에 축적되어 막간공간에 수소이온의 농도가 증가하게 된다. 전자를 받은 전자운반자는 이런 농도의 차이 때문에 막간공간의 수소이온이 미토곤드리아 내부로 들어오게 되며 이때 ATP가 생성된다. 세개의 단백질 복합체가 미토콘드리아 내막에 배열되어 있으며 대부분의 전자 운반자는 그 안에 있고 유동성 복합체는 단백질 복합체의 밖에 있으며 이 유동성 복합체는 하나의 복합체에서 다음 복합체로 전자를 전달하는 역할을 한다. 모든 전달체는 산화 환원반응에 의해 전하를 받고 다시 내놓는다. 이 과정에서 단백질 복합체는 전자에서 방출되는 에너지를 이용하여 막의 안쪽에서 바깥쪽으로 H+이온을 이동시킨다. 마지막 쪽에는 단백질을 합성하는 단백질 복합체인 “ATP 합성효소”가 있으며 이는 막간공간의 H+가 미토콘드리아 내부로 들어오는 통로이며 이 과정에서 ADP 가 ATP로 합성된다. 전자 전달과정의 최종단계에서 전자들은 미토콘드리아에 확산을 통해서 들어온 산소 기체와 결합하여 물을 생성한다.
6. 정답: ②

[참고] 기공 개폐의 원리
빛에 의해 잎에서 광합성이 활발하게 일어나는 낮 동안에는 잎 속의 CO2 농도가 낮아진다. 그 결과 공변 세포 내부의 pH가 높아져서 포스포릴라아제가 pH 8에서 활성화되며 녹말이 포도당으로 변화한다. 세포 내에 포도당의 농도가 높아지면 공변 세포의 삼투압이 높아지므로 주위 세포로부터 수분이 공변 세포 속으로 확산해 들어오고, 이로 인해 팽압이 높아져서 기공이 열린다. 수분 스트레스에 의해 물의 손실이 심할 때 공변세포 주변의 세포에서 앱시스산을 분비하며 이 호르몬의 작용에 의해 K+의 흐름을 바꾸어 팽압이 감소하게 되며 그 결과 기공이 닫힌다.

7. 정답: ②
엽록체의 틸라코이드 속에는 빛을 흡수하는 안테나의 역할을 하는 여러 종류의 분자들이, 그 중에서 반응 중심이 되는 것이 엽록소 a분자이다. 이러한 분자들의 집단에는 광계Ⅰ과 광계Ⅱ가 있다. 광계Ⅱ의 작용 중심은 680nm의 빛을 이용하는 P680이고, 광계Ⅰ의 작용 중심은 700nm의 빛을 이용하는 P700이다. 광계Ⅰ과 Ⅱ는 협동적으로 작용하면 비순환적 명반응을 통해서 ATP와 NADPH를 생성하고, 광계Ⅰ은 단독으로 순환적 명반응을 통해서 ATP만을 생성한다.

8. 정답: ①
콩은 쌍떡잎식물이므로 떡잎(자엽)에 영양분을 저장한다.

9. 정답: RuBP

10. 정답: RuBP 카르복시라아제(루비스코)

11. 정답: 3,200,000 종류
5가지 종류를 중복을 허락하여 20번 뽑을 수 있다(중복 순열). 따라서 20∏5 = 205 = 3,200,000 종류이다.
12. ① mRNA : DNA의 정보를 전달한다.
② rRNA : 인과 리보솜을 구성한다.
③ tRNA : mRNA의 정보에 맞는 아미노산과 결합하여 전달해준다.

13. 정답: MHC 단백질
MHC는 세포상호작용과 자신과 비자신의 구별 (self and non-self discrimination)에 중요한 역할을 하는 연관된 유전자들의 집단이다. 이 유전자 집단은 일반적으로 조직적합성(histocompatibility) 즉 조직이식을 받아주는 성질을 결정하는 데 중요한 역할을 하기 때문에 주조직적합 (major histocompatibility)라고 불렀으며, 그러한 성질이 하나의 유전자 자리(genetic loci)가 아니라 여러 개의 유전자 자리에 의하여 결정되기 때문에 복합적 자리라는 의미로 complex라고 부르게 되었다. MHC에는 class I (제 1급)과 class II (제 2급) MHC의 두 가지가 있는데 제 1급 MHC는 조직이식 거부반응을 결정짓는 유전자 자리로 알려져 있으며, 제 2급 MHC는 면역반응성을 결정짓는 유전자 자리로 알려져 있다.

14. 동물성 지방은 단일 결합으로 이루어져 있는 포화지방산이고 식물성 기름은 이중결합이 있는 불포화지방산이 많기 때문에 녹는점이 낮으며 유동성도 크다.

[경시준비문제-5]
1. 다음 중 동물군과 피부의 특징이 잘못 짝지어진 것을 골라라.

① 어류 – 비늘이 있는 피부
② 양서류 – 분비샘이 많은 부드러운 피부
③ 파충류 – 비늘과 깃털이 있는 피부
④ 조류 – 깃털이 있는 피부
⑤ 포유류 – 털이 있는 피부
2. 도롱뇽과 도마뱀의 분류는?

① 도롱뇽은 어류, 도마뱀은 파충류이다.
② 도롱뇽은 양서류, 도마뱀은 파충류이다.
③ 둘 다 양서류이다.
④ 둘 다 파충류이다.
⑤ 도롱뇽은 파충류, 도마뱀은 양서류이다.
3. 다음 중 절지동물로만 묶여진 것은?

① 게 – 갯지렁이 – 불가사리 ② 성게 – 거미 – 메뚜기
③ 해면 – 나비 – 잠자리 ④ 투구게 – 조개- 지네
⑤ 새우 – 따개비 – 전갈
4. 유전자 지문감식법의 기초가 되는 생물학적 원리의 내용은 ?

① 제한효소 처리로 DNA의 절편이 만들어지는 양상은 개인에 따라서 다르다.
② 제한효소 처리로 mRNA의 절편이 만들어지는 양상은 개인에 따라서 다르다.
③ 한 가계에 속하는 개인간에는 DNA의 염기 배열이 동일하다.
④ 유전자 산물인 mRNA의 염기 배열이 개인간에 따라서 다르다.
⑤ 유전자 산물인 단백질의 아미노산 배열이 개인에 따라서 다르다.
5. 다음 중 기관계와 하는 일이 잘못 짝지어진 것은?

① 감각계 – 자극의 수용 ② 순환계 – 체액의 순환
③ 생식계 – 생식세포의 형성 ④ 신경계 – 흥분의 전달
⑤ 배설계 – 음식물을 소화, 흡수 및 배설
6. 다음 중 정자에 대한 설명이 틀린 것은?

① 두부는 주로 핵이 변형된 것이다.
② 길이는 50-60㎛ 크기이다.
③ 성염색체 X, Y를 모두 가지고 있다.
④ 정모세포가 2회 분열한다.
⑤ 편모운동을 한다.
7. 단백질의 3차 구조를 결정하는 가장 중요한 공유 결합은 ?

① 이황화 결합 ② 펩티드 결합 ③ 인산 디에스테로 결합
④ 이중 결합 ⑤ 탈수 축중합
8. 비장(지라)의 기능이 아닌 것은?

① 적혈구 파괴 ② 항체 생산 ③ 혈액 저장 ④ 식작용 ⑤ 혈액 응고
9. 다음 중 혈액 내에서 이산화탄소 운반 경로가 아닌 것은?

① 물과 화학 반응한 후 HCO3-로 이동한다.
② 헤모글로빈과 결합하여 이동한다.
③ 탄산무수화 효소에 의하여 HCO3-로 되어 이동한다.
④ 산소와 화학 반응한 후 이동한다.
⑤ 혈장에 용해되어 이동한다.

[10~13] 다음 그림은 성게에서 정자와 난자가 수정하는 과정을 나타낸 것이다.


?
수정막
융합된 핵
피층 과립
난핵
정핵
수용체 단백질
10. 정자에 있는 세포내 소기관으로서 난자의 막을 용해시키는 효소를 갖는 부분은?

<답>
11. 정자가 난자의 막에 결합하는 데 필요한 물질로서 난자의 막에 있는 수용체 단백질에 결합하는 물질은 무엇인가?

<답>
12. 수정막이 형성되는 과정을 ‘피층반응(cortical reaction)’을 이용하여 설명하시오.

<답>
13. 수정막에 의해 다수정을 방지하는데는 몇 분이 걸린다고 한다. 보다 빨리 다수정을 방지할 수 있는 방법(fast block)에 대해 설명하시오.

<답>
[정답 및 해설]
1. 정답: ③

2. 정답: ②

3. 정답: ⑤
갯지렁이는 환형동물이고 불가사리와 성게는 극피동물, 해면은 해면동물, 조개는 연체동물에 속한다.

4. 정답: ①
사람의 게놈 중에서 5~10%는 직렬로 반복되는 서열로 구성되어 있다. 1980년대 Alec Jeffreys경이 DNA 지문감식법(DNA fingerprinting)을 개발하였는데, 긴 반복부위를 제한효소로 절단해 보면, 개인마다 다른 결과가 나타나는데 이 과정을 RELF(Restriction Fragment Length Polymorphism)이라 한다. 반복 부위를 제한효소로 자른 다음 전기 영동을 하면 사람마다 서로 다른 결과가 나오게 된다. 이 방법은 현재 친자 감별이나 개체 식별에 이용되고 있다.

5. 정답: ⑤
정자의 형성은 정소에서 일어난다. 척추동물과 곤충의 정소는 많은 세정관으로 구성되어 있으며, 여기에서 정자가 형성된다. 성숙한 정자는 정관을 통하여 외부로 배출된다. 정자형성은 연속적으로 일어나기 때문에 여러 단계를 세정관 내에서 관찰할 수 있다. 시원생식세포에서 유래되는 정원세포는 세정관내에서 체세포와 같은 유사분열에 의해 수를 늘린 후 성장하여 제1정모세포가 된다. 제1감수분열로 제1정모세포는 제2정모세포가 되는데, 이 때 염색체 수가 반감된다(2n->n). 제2정모세포는 제2감수분열로 정세포가 된다. 정세포는 구형을 하고 있지만 곧 형태적으로 큰 변화를 일으켜 독특한 모습을 갖추게 된다. 정자는 머리와 꼬리로 구성되며 핵의 앞쪽으로 골지체에서 유래한 첨체가 자리잡는다. 정자가 난자에 접근하면 첨체가 터져 그 속에 있던 효소의 작용으로 난의 주위막을 용해시켜 정자가 난자 내에 진입할 수 있게 한다. 정세포 내의 두 중심립은 핵의 후방으로 이동하여 그 곳에서 편모를 가진 꼬리를 형성시키며 미토콘드리아는 편모의 기부에 모여서 중편부를 형성하며 정자 의 추진운동에 쓰이는 에너지를 공급한다.
6. 정답: ③
정자는 감수 분열을 끝난 상태이므로 정자가 갖는 성염색체는 X, Y 중 하나다.

7. 정답: ①
단백질은 20 가지의 아미노산으로 구성되어 있으며 각 아미노산은 여러 번 반복되면서 정해진 순서대로 1줄로 연결되어 있다. 각 종류의 단백질은 독특한 아미노산 서열을 가지며 이러 순서를 1차 구조라 하고 이것이 단백질 구조와 기능을 결정한다. 아미노산의 상호작용을 통해 단백질 사슬은 특징적인 2차 구조를 이루며 어떤 경우는 3차 구조를 만들기도 한다. 2차 구조는 아미노산을 서로 연결하는 펩티드 결합의 각도에 의해 결정되며, 이런 결합 각도는 한 아미노산의 질소 원자와 다른 아미노산의 산소 원자 사이에서 수소 결합에 의해 만들어지는데 일반적으로 이런 수소 결합은 나선형의 2차 구조를 형성한다. 3차 구조는 단백질 사슬이 구부러지고 접혀짐으로써, 정도의 차이는 있지만 구형 단백질을 형성한다. 이황화물 다리는 공유 결합의 일종으로 황(-S-)을 함유하는 아미노산인 2개의 시스테인 사이에서 이루어진다. 이렇게 형성된 이황화물 다리(-S-S-)는 단백질 사슬의 고리 모양 구조 안정화시킨다. 헤모글로빈과 같은 몇몇 단백질은 하나 이상의 폴리펩티드로 이루어져 있다. 단백질 사슬의 이러한 공간적 구조를 4차 구조라 하며 3차 구조와 같은 중류의 힘에 의해서 유지된다.
[인슐린의 구조]

8. 정답: ⑤
비장(지라 spleen)는 위와 가로막 사이에 위치해 있으며 순환계통에 있는 가장 큰 림프기관이다. 혈액을 걸러서 그 속에 침투해 들어온 미생물을 식세포 작용에 의해 제거하며 오래된 적혈구를 파괴하는 기능도 한다.

9. 정답: ④
CO2는 산소와는 달리 물에 잘 녹으므로 조직세포에서 발생한 CO2는 확산에 의해 혈장으로 용해된다. 혈장에 용해된 대부분(65-70%)의 CO2는 적혈구 속으로 들어가 적혈구 속의 탄산무수화효소에 의해 탄산(H2CO3)이 된다. 생성된 탄산은 곧 수소 이온(H+)과 탄산수소 이온(HCO3-)으로 해리된다. 해리된 탄산수소 이온은 다시 혈장으로 나와서 대부분은 혈장내의 Na+와 결합하여 탄산수소나트륨(NaHCO3)이 되어 폐까지 운반되고, 나머지 일부는 탄산수소 이온 (HCO3-)의 형태 그대로 폐까지 운반된다. 한편, 적혈구 속에 남은 일부(23-25%)의 CO2는 헤모글로빈과 직접 결합하여 이산화탄소 헤모글로빈 (HbCO2)의 상태로 폐까지 운반된다.
10. 정답: 첨체
11. 정답: 바인딘(bindin)
정자의 첨체에서 나오는 효소에 의해 젤리층이 분해되어 느슨해면 젤리층 사이로 정자의 앞부분이 길쭉하게 늘어나 난자의 세포막을 향하게 되는데 이를 첨체돌기(acrosome process)라 한다. 첨체돌기에는 바인딘이라는 단백질이 붙어 있는데 이것이 난자와 정자가 같은 종의 것임을 확인하는데 중요한 역할을 한다. 첨체돌기가 젤리층를 뚫고 비텔린막(vitelline envelope)에 도달하면 여기에 존재하는 바인딘 수용체와 종 특이적인 결합을 하게 된다.

12. 정자가 난자에 도달하게 되면 난자의 피층에 있는 피층과립들이 세포막에 부착하게 되고 그 내용물이 세포막과 수정막 사이로 방출되는 피층반응이 일어난다. 그 결과 이 부분이 고농도가 되고 삼투 현상에 의해 물이 유입되어 세포막과 수정막이 분리된다. 이 때 피층 과립에 들어있는 효소가 바인딘 수용체를 제거하여 다른 정자가 더 이상 결합할 수 없게 한다.

13. 1개의 정자가 난자의 원형질막에 붙자마자 양이온이 난자 내로 유입되어 전기적인 변화가 생기는데 이를 탈분극이라고 한다. 이러한 전하의 변화에 의해 다른 정자가 난자 내로 유입되지 못한다. 탈분극 현상은 20초 내에 원래의 전하로 회복되며 탈분극이 일어난 동안 피층 반응이 서서히 일어나 영구적으로 다수정을 방지한다.

 
[경시준비문제-6]
[1~4] 다음 그림은 빛의 세기의 변화에 따른 양지 식물의 CO2 흡수량과 배출량을 그래프로 나타낸 것이다. 그래프에 대한 설명이 옳으면 T, 틀리면 F로 표시하라.

CO2
흡수량
CO2
방출량
0
빛의 세기
A
B

 

 

 

 

1. A 상태에서 식물은 광합성을 하지 않는다. ( )
2. B 상태에서도 식물은 호흡을 한다. ( )
3. A는 보상점, B는 광포화점을 나타낸다. ( )
4. 음지 식물의 경우, A와 B는 왼쪽으로 이동한다. ( )
5. 다음 포자 중 유성포자가 아닌 것은?

a. 담자포자 b. 분생포자 c. 자낭포자 d. 접합포자
① a ② b ③ c ④ d ⑤ a, c
6. 다음은 6 분류군의 특정유전자의 상동 염기서열이다. 이 분류군을 계통적으로 분류하면 어떻게 묶여져야 할까?

a. AAGGGCAT b. AAGCGGAT c. ACGGGGAT
d. ACGGGTAT e. AGGCGGAT f. AGGCGGCT
① (a,b,c,d) (e,f) ② (a,b,) (e,f) (c,d) ③ (a,b) (c,d,e,f)
④ (a,b,e,f) (c,d) ⑤ (a) (b,c,d,e,f)
7. 다음은 쌍자엽식물의 어린 뿌리의 구조에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 뿌리털은 표피세포와 격막으로 나뉘어져 있다.
② 피층의 물은 내피를 통해 물관부로 들어간다.
③ 카스파리선은 내피 세포 사이에 있다.
④ 물관부는 중심에 존재하며 방사상으로 갈라진다.
⑤ 표피는 한 층으로 되어 있다
[8~9] 미토콘드리아를 분리한 후, 여러 조건에서 산소 소비량을 측정함으로써 세포 호흡 과정을 알아낼 수 있다. 분리한 미토콘드리아에 충분한 피루브산을 공급하면 이산화탄소 발생량이 많아지지만, 이 상태에서 숙신산과 구조가 비슷한 말론산을 첨가하면 이산화탄소 발생은 줄어들고 TCA 회로의 중간 산물이 축적된다.

8. 말론산을 첨가하였을 때, TCA 회로에 어떤 현상이 일어나게 되겠는가?

<답>
9. 위의 현상이 생기는 이유를 간단히 적어라.

<답>

 

[10~11] 방사성 동위 원소 3H로 표지한 티미딘을 세포에 주입한 후 자기 방사법으로 추적하였더니 시간에 따라 세포 내에서의 방사성 위치가 아래 그림과 같이 측정되었다.

 

 
A
B
C

10. 위의 실험은 어떤 내용을 알아보기 위한 것인가?

<답>
11. 티미딘은 어떤 화학 물질인가?

<답>
[12~14] 대장균은 포도당과 젖당을 이용할 수 있다. 이들 당이 포함된 배양액에서 대장균이 증식하면 배양시간이 지남에 따라 세포수가 증가하고 당이 감소되면서 그림과 같이 이중생장을 나타낸다. 일정 범위 내에서 생장의 크기는 당의 함량과 비례한다.

배양시간



1
2

 

 

설명 : 1. 1차생장
2. 2차생장

 
12. 젖당만이 있는 배양액에서 생장한 대장균을 포도당과 젖당이 포함된 배양액으로 옮겼을 때 생장 결과를 위의 그림에 실선( ________ )으로 표시하시오.

13. 포도당만이 있는 배양액에서 생장한 대장균을 젖당만 있는 배양액으로 옮겼을 때 생장 결과를 위의 그림에 점선(- – – -)으로 표시하시오.

14. 대장균이 증식할 때 1차 생장과 2차 생장에 이용되는 당은 각각 무엇인가? (㉮, ㉯) 그리고 2차 생장에서 생성되는 효소는 무엇인가㉰?

<답>
[정답 및 해설]
1. 정답: F
외관상 기체의 출입이 없다고 광합성을 하지 않는 것이 아니라 광합성은 하고 있지만 상대적으로 호흡하는 속도가 비슷하여 마치 광합성이 일어나지 않는 것처럼 보이는 것이다.

2. 정답: T

3. 정답: T

4. 정답: T
음지식물의 경우는 보상점과 광포화점이 양지식물보다 상대적으로 낮다.

5. 정답: ②
균류의 포자는 형성되는 방법에 따라 다음과 같이 나눈다. 분생 포자, 자낭 포자, 담자 포자로 구분된다. 분생 포자는 균사의 끝 부분의 세포들이 분열하여 만들어지며, 자낭 포자는 균사의 끝에 있는 세포가 포자낭을 형성하고 그 안에서 세포가 분열하여 만들어진다. 담자 포자는 균사의 끝에 있는 세포에서 포자가 만들어져 균사의 끝 부분으로 돋아난다. 육상 식물의 포자는 운동성이 없으며 이런 포자를 부동 포자라고 한다. 이에 비해 수중 식물(조류)의 포자나 물곰팡이의 포자는 편모가 있어서 운동을 할 수 있는데, 이런 포자를 유주자라고 한다. 조류 중에서도 홍조류의 포자는 운동성이 없어서 다른 조류의 유주자와 구별이 된다. 포자는 일반적으로 포자낭 속에서 만들어지지만 때로는 포자낭 밖에서 만들어지는 경우가 있는데, 이들을 각각 내생포자와 외생포자라고 부른다. 분생포자는 무성 포자이며 나머지 포자는 유성 포자이다.
6. 정답: ②

7. 정답: ①
뿌리털은 표피 세포 한 개가 변하여 된 것으로 흙과 접촉하는 표면적이 넓어 많은 물과 양분을 흡수할 수 있다. 뿌리가 자라면서 새로운 뿌리털이 생기고 오래된 뿌리털은 없어진다. 내피의 세포벽에는 카스파리선(casparian strip)이라는 왁스로된 부분이 있는데, 이 부분 때문에 물은 내피 세포벽을 통과하지 못하고 세포질을 통해 이동한다. 또한 카스파리선 때문에 내피조직은 물의 이동을 물리적, 삼투적으로 조절할 수 있다. 뿌리털은 표피 세포만으로 구성되어 있기 때문에 ①이 틀린 설명이다.

8. 숙신산이 축적되고 말산이 감소된다.

9. 말론산이 숙신산의 경쟁적 저해제로 작용한다.
TCA회로에서 숙신산은 말산으로 되는데 숙신산과 유사한 말론산이 들어가면 제대로 반응이 일어나질 못한다. 따라서 숙신산은 쌓이고 말산이 급격히 감소하게 된다. 숙신산과 구조가 비슷한데서 오는 경쟁적 저해 현상이다.

10. 세포 분열 시 염색체의 형성과 이동을 알 수 있다.

11. 염색체(또는 DNA)의 성분 — 티민 뉴클레오티드(TTP)
티미딘은 DNA에만 존재하는 것으로 위의 그림에서 DNA가 나뉘어지는 것으로 보아 세포 분열 중임을 미루어 짐작할 수 있다. 세포 분열 시 DNA 는 염색체로 응축되는데 이 그림에서는 염색체의 형태가 정확하게 드러나지는 않지만 B, C에서 각각 중기와 말기에서의 염색체 배열을 미루어 짐작할 수 있다.

 

배양시간



1
2
12. 대장균은 포도당을 선호하므로 1차 생장에서는 포도당을 이용해 먹고 산다. 시간이 지나면서 대장균의 수가 증가하고 먹이가 줄어들면 대장균은 젖당을 이용할 준비를 한다. lac-오페론이 작동하려면 시간이 필요하므로 1차 생장 이후에 일정기간 생장하지 못하다가 lac-오페론을 이용하게 되면 2차 생장을 시작한다. 이미 lac-오페론이 활발히 작동하고 있던 대장균은 훨씬 더 효율적으로 살아갈 수 있다. 포도당을 이용하다가 부족하다 싶으면 젖당을 분해해서 쓰면 되는 것이다. 따라서 훨씬 빠른 시간에 증식할 수 있다.

13. 포도당이 없는 배양액이므로 위 실험과 같은 1차 성장은 일어날 수 없고 2차 성장이 일어난 비슷한 시간에 lac-오페론이 작동되기 시작하여 젖당을 이용하게 된다.

14. ㉮ 포도당 ㉯ 젖당 ㉰ β-갈락토시다제
1차 생장에서 이용되는 당은 포도당, 2차 생장에서는 lac-오페론이 작동하고 젖당을 이용한다. β-갈락토시다아제가 lac-오페론에서 만들어져서 젖당을 분해할 수 있다.
[경시준비문제-7]
1. K-전략종의 성질로 가장 관계가 없는 것은?

① 안정된 서식처에 산다.
② 코끼리나 거북이처럼 수명이 길다.
③ 대부분 적은 수의 자손을 생산한다.
④ 자손을 잘 돌보기 때문에 유년기의 치사율이 낮은 경향이 있다.
⑤ 광범하게 적응되어 멸종 위기에 처할 염려가 없다.
2. 다음 중 그 연결이 잘못된 것은?

① 미토콘드리아 – 크리스타 ② 엽록체 – 스트로마
③ 활면 소포체 – 폴리펩티드 합성 ④ 퍼옥시좀 – 카탈라아제
⑤ 리소좀 – 가수분해 효소
3. 다음 중 혈구가 속한 조직을 설명하는 것은?

① 몸의 내외부 표면의 보호, 물질의 분비 기능을 지닌다.
② 피부의 진피, 뼈, 힘줄 등이 속한다.
③ 수축성이 뛰어나다.
④ 자극과 흥분의 전달 작용을 한다.
⑤ 납작하거나 기둥 모양의 세포로 구성된다.
4. 다음 중 바이러스의 일반적인 특성이 아닌 것은?

① 유전정보의 형태는 DNA 또는 RNA 이다.
② 유전자 코돈은 생명체의 코돈과 동일하다.
③ 숙주세포 내에서 복제가 가능하다.
④ 유전정보는 세포막과 비슷한 막으로 둘러 싸여 있다.
⑤ 바이러스 단백질은 20종류의 아미노산으로 구성되어 있다.
5. 치사유전은 대체로 열성으로 나타나 이 유전자가 동형으로 만났을 때 죽음을 초래하고 이형으로 만났을 때는 아무런 증상을 나타내지 못한다. 이러한 이유로 이 유전자가 다음 세대에 전달되어 계속적으로 발현이 되는 것이다. 하지만 ‘헌팅턴 무도병’이라는 유전병은 우성 치사 유전자로 알려져 있다. 이 유전자는 어떻게 후손에게 전해질 수 있는지 간단히 설명하라.

<답>

 

[6~7] 사람의 면역세포가 1,000,000 종류의 서로 다른 항체를 생산할 수 있고 하나의 항체는 하나의 서로 다른 유전자로부터 생성된다면,
6. 항체를 생산하는데 필요한 최소한의 DNA 크기는 얼마나 되어야 하나?
(단, 아미노산을 지정하는 코돈의 숫자만 고려하기로 하며, mRNA의 코돈이 아닌 부분은 제외시킨다. 항체의 크기는 150,000 Da으로 계산하고 아미노산의 평균크기는 100 Da으로 계산한다)

<답>
7. 사람의 세포 내에 있는 전체 DNA 크기가 6,000,000,000 bp 정도라고 하면 ㉮항에서 계산된 항체 유전자들은 전체 DNA의 몇 %에 해당하나?

<답>

 

8. 사람을 구성하고 있는 모든 세포는 하나의 수정란에서 유래되었기 때문에 같은 크기의 유전 정보를 포함하고 있으나 항체를 생산하는 세포는 다른 세포들에 비해 약간 다른 유전 정보를 가지고 있다. 그 이유를 설명해 보라.

<답>
9. 광합성의 암반응 회로에서 CO2의 공급을 중단하면 어떤 물질이 가장 많이 축적될까?

<답>

 

10. ΦΧ174는 외가닥 DNA를 유전자로 갖는 바이러스이다. 이 바이러스의 DNA 염기 조성을 조사해 보니 A 32%, G 16%, C 31%였다. T는 몇 %인가?

<답>

 

11. 다음 네모 안에 있는 예 중에서 아래 특징을 갖고 있는 식물을 모두 골라 그 기호를 쓰시오.

a. 갈조식물 b. 규조식물 c. 녹조식물 d. 선태식물
e. 양치식물 f. 조균식물 g. 종자식물 h. 홍조식물
① 엽록소가 없다.( )
② 엽록소a와 c를 갖고 있다.( )
③ 장난기를 갖고 있다.( )
④ 엽록소a, b와 관다발을 갖고 있다.( )
⑤ 엽록소a, d를 갖고 있으나 편모를 갖고 있지 않다.( )
12. 조면소포체와 활면소포체의 구조와 기능을 비교하여라.

<답>

 

[정답 및 해설]
1. 정답: ⑤
⑴ r-과 K-선택생물
유사한 생활사에 따라 생물을 분류하면 두 가지 유형으로 구분된다. MacArthur와 Wilson은 안정한 서식지의 개체군이 환경수용능력 즉 K값에 가깝게 증가하는데 안정한 서식지로는 안정한 극상림, 안정한 동굴 및 심해이다. 이와 대조적으로 불안정하고 일시적이며 변동하기 쉬운 서식지에서 개체군의 크기는 K값에 가까워지기 어렵지만, 일시적으로 환경 조건이 좋아지면 최대번식능력 즉 r로 증식하여 K값에 가까이 접근하다가 다시 나빠지면 작아진다. 이처럼 최대의 번식능력, r로 증가하는 환경 조건은 천이 초기의 군집, 새로 형성된 강의 사주, 개방된 삼림, 새로 만든 연못에서 찾아볼 수 있다. 이들은 개체수가 환경수용능력에 가깝도록 증가하는 환경을 K-선택환경, 그리고 생물의 번식능력 r로 발휘하는 환경을 r-선택환경이라고 부른다. 각각에 해당하는 생물을 K-선택생물과 r-선택생물이라고 한다.

⑵ K-선택생물과 r-선택생물의 특징 비교

r-선택생물
K-선택생물
일찍 성숙하여 r을 높임
늦게 성숙함
몸집이 작은 다수의 자손 생산
몸집이 큰 소수의 자손 생산
짧은 생활사
긴 생활사
1년생
다년생
부모로부터 자원의 분배 적음
(시간과 에너지의 부족)
부모로부터 자원의 분배가 많음
(어린 생물의 생존률 높음)
낮은 경쟁력
높은 경쟁력
부적합한 환경에서 유리하도록 산포력이 매우 큼
경쟁이나 근친교배를 피하기 위하여 산포력이 좋음
2. 정답: ③

3. 정답: ②
우리 몸에 가장 널리 분포하는 조직으로서 여러 세포와 그 사이 물질로 이루어져 있다. 상피 아래에서 상피를 고정시켜 몸의 형태를 만들고 유지시킨다. 또, 근육조직이나 신경조직을 이어주거나, 그 사이를 채우기도 한다. 혈구(혈액), 뼈, 힘줄 등이 결합 조직에 포함된다.

4. 정답: ④
④항은 핵막이 있다는 뜻인데 바이러스에는 핵막이 없다. 바이러스는 종류에 따라 유전물질로 DNA 또는 RNA를 갖고 있으며 RNA를 갖는 종류를 레트로바이러스라고 한다.

5. 유전 현상이 나타나는 시기가 태어날 때가 아니라 40세 전후에 나타나기 때문에, 그 전에 자손에게 유전인자를 넘겨줄 기회가 있다.

6. 정답: 1500 x 3 = 4500 bp 4500 x 1,000,000 = 4,500,000,000 bp

7. 정답: 150% 4,500,000,000 % 3,000,000,000 bp (n = 1) = 150%

8. 항체를 생산하는 면역세포는 전체 항체 유전자 조합중 한 가지 종류의 항체를 생산할 수 있는 유전자 조합만을 선택하여 분화된다.

9. 정답: RuBP
RuBP는 이산화탄소와 결합하여 두 분자의 PGA를 만들어 낸다. 따라서 이산화탄소가 없으면 RuBP에서 PGA로의 반응이 일어날 수 없어서 RuBP가 쌓이게 된다.

10. 정답: 21 %
단일 가닥 DNA의 경우 아데닌과 티민의 수도 일치하지 않으며 샤가프의 법칙도 성립하지도 않는다. 여기서는 %로 나와있으므로 단순히 100%에서 나머지를 뺀 것이 티민의 양이 되는 것이다.

 

종류
식물
a와 b
녹조류, 차축조, 선태류, 양치식물, 종자식물
a와 c
갈조류, 규조류
a와 d
홍조류
11. ① f ② a와 b ③ d와 e ④ g ⑤ h
하등 식물 중 조류와 균류의 구별은 광합성 색소의 유무에 의한 것이다. 대표적인 광합성 색소는 엽록소이며 엽록소에는 a, b, c, d 등이 있는데 식물의 종류에 따른 엽록소 조성은 오른쪽 표와 같다.

12. 소포체는 세포 속의 물질 이동의 통로 역할을 하며 조면소포체와 활면소포체로 구분한다. 조면소포체는 리보솜이 강하게 붙어 있는 소포체이며 세포 밖으로 분비될 단백질을 만드는 세포에서 일반적으로 나타나며 조면소포체에 붙은 리보솜이 만드는 단백질의 폴리펩티드가 조면소포체의 내강에서 변형되어 나중에 세포로부터 분비된다. 활면 소포체는 주머니와 관 모양이 복잡하게 얽혀진 연결망 모양의 소포체이며 탄수화물, 지질, 스테로이드 등을 합성 분비 저장하는 역할을 한다.

핵막
조면소포체
리보솜
활면소포체

[경시준비문제-8]
1. 철수는 사람의 어떤 유전자를 DNA 중합반응(PCR)을 이용하여 복사한 후 플라스미드에 재조합하고 재조합된 플라스미드를 대장균에 형질전환하여 단백질을 발현시켰더니 정상적인 기능을 가진 단백질이 생성되지 않음을 확인하였다. 그 이유는?

① 박테리아는 사람의 유전자 코돈과는 다른 코돈을 사용하므로
② 박테리아는 사람의 유전자 내에 삽입된 인트론을 제거하지 못하므로
③ 박테리아는 여러 개의 유전자가 동시에 존재할 때 단백질 발현을 잘 하므로
④ 박테리아에는 핵이 존재하지 않아 핵 속에 존재하는 사람의 유전자가 박테리아 내에서는 변형되므로
⑤ 박테리아는 사람에 비해 적은 숫자의 tRNA를 가지므로
2. 단백질의 구조에 관한 기술 중 틀린 것은?

① 고온에서 단백질이 변성되는 것은 열에 의해 펩티드 결합이 끊어지기 때문이다.
② 단백질의 2차 구조에는 α-나선구조와 β-병풍구조가 있다.
③ 단백질 구조에 작용하는 비공유성 결합 중 결합력이 가장 약한 결합은 반데르 발스의 힘이다.
④ 단백질의 1차 구조란 아미노산의 배열순서를 일컫는다.
⑤ 헤모글로빈은 4차 구조를 갖는 단백질이다.
3. 질소 고정에 관한 기술 중 옳은 것은?

① 질소 고정은 질소의 산화 반응이다.
② 질소 고정 효소는 산소에 의해 그 활성이 촉진된다.
③ 질소 고정은 뿌리혹박테리아에 의해서만 일어난다.
④ 뿌리혹박테리아와 숙주간에는 특이성이 존재하지 않는다.
⑤ 식물은 뿌리혹박테리아에게 호흡의 기질을 공급한다.
4. 사막 생태계의 특징에 대하여 잘못 설명한 것은?

① 사막에서는 건조가 생물 활동을 제한하는 가장 중요한 환경요인이다.
② 사막은 온도가 높은 지역뿐만 아니라 온도가 낮은 지역에서도 발견된다.
③ 일년생식물은 발견되지 않고 물을 저장할 수 있는 다년생식물이 있다.
④ 사막의 동물은 낮이 건조하기 때문에 주로 밤에 먹이를 찾는다.
⑤ 사막은 수분이 부족하여 온대낙엽수림 생태계에 비하여 식물의 생산성이 낮다.

5. 초파리의 눈의 색은 X 염색체에 의해 반성 유전하며 붉은 눈은 흰색 눈에 대해 우성이다. 이형접합체인 붉은 눈의 암컷과 붉은 눈의 수컷을 교배시켰을 때 나타나는 자식의 눈의 색을 가장 잘 표현한 것은?

① 암수 모두 붉은 눈이다. ② 암수 모두 흰색 눈이다.
③ 암컷은 모두 붉은 눈이다. ④ 수컷은 모두 붉은 눈이다.
⑤ 암수 모두 반이 붉은 눈이다.

6. 다음은 적혈구에 대한 내용이다. 맞지 않는 것은?

① 적혈구의 직경은 약 8㎛이다. ② 적혈구의 수명은 약 120일이다.
③ 적혈구는 골수에서 만들어진다. ④ 적혈구는 신장에서 파괴된다.
⑤ 적혈구에는 핵이 없다.

7. 다음에서 주어지는 세포의 기질과 그들의 상호작용에서 화합물 A의 증가에 의한 화합물 H의 변화를 예측하여라.

․ 화합물 A는 알로스테릭 작용에 의해 단백질 B의 활성을 촉진하는 분자이다.
․ 단백질 B는 단백질 C를 활성화시키는 protein kinase 효소이다.
․ 단백질 C는 기질 D를 생성물 E로 변화시키는 효소이다.
․ 화합물 E는 단백질 F를 알로스테릭 작용으로 억제하는 조절 분자이다.
․ 단백질 F는 기질 G를 생성물 H로 전환시키는 효소이다.
<답>

8. 단백질의 2차 구조 2가지를 쓰시오.

<답>
9. 다음 ( )에 들어갈 숫자는?

리보솜은 지름이 약 20nm 가량의 두 개의 입자가 이어진 상태로 되어 있다. 이것은 침강 속도가 80S인 크기의 입자인데, 이 입자는 ( )S와 ( )S로 구성되며, 주성분은 단백질과 rRNA이다.
10. 다음 도표는 새끼를 밴 쥐의 대정맥, 자궁 동맥, 자궁 정맥에서 혈액을 채취하여, 혈장 속의 3가지 화합물(안드로스테네디온, 테스토스테론, 에스트로겐)의 농도를 측정한 것이다.

안드로스테네디온
테스토스테론
에스트로겐

위의 실험 결과로부터 얻을 수 있는 내용을 간단히 적어라.

<답>

 

[정답 및 해설]
1. 정답: ②
대장균은 원핵생물로 자신의 유전자에 인트론이 없기 때문에 인트론을 제거하는 기작도 없다. 그러므로 사람의 DNA에 있는 인트론을 제대로 제거할 수가 없어서 정상적인 단백질이 만들어지지 않는다.

2. 정답: ①
펩티드 결합은 공유 결합이기 때문에 결합력이 매우 강하다. 따라서 고온에서 단백질이 변성되는 것은 수소 결합이 파괴되어 단백질의 3차 구조가 변하기 때문이다.

3. 정답: ⑤
식물이 흡수하는 질소의 상태는 NH3 , NO2-, NO3- 형태이기 때문에 식물은 공기 중의 질소를 직접 이용할 수 없다. 질소고정이란 대기 중의 기체상태 질소(N2)를 질소 동화에 필요한 무기질소 화합물을 유기질소 화합물로 만드는 것이다. 그 반응식은 N2 + 3 H2 → 2 NH3 이다. 질소 고정 세균으로는 아조토박터, 뿌리혹박테리아, 클로스트리듐, 아나베나(남조류)이 있으며 방전(번개)에 의해서도 고정될 수 있다.
콩과식물과 뿌리혹박테리아의 관계는 다음과 같다.

콩과식물
탄수화물
뿌리혹박테리아

질소화합물
뿌리혹박테리아

 

4. 정답: ③

5. 정답: ③
붉은 눈의 수컷은 X 염색체가 하나 뿐이므로 이 X 염색체 위에 있는 유전자는 붉은 눈의 유전자이다. 만약 암컷이 태어나면 XX를 가질 것이므로 엄마 초파리의 유전자가 흰눈이었더라도 아빠 초파리의 유전자가 붉은 눈이므로 항상 붉은 눈이 나올 것이다.
[적혈구의 모습]
6. 정답: ④
사람의 적혈구는 직경이 6~8 μm 정도인 가운데가 오목한 원반형이며, 핵이 없다. 적혈구는 혈구 중에서 그 수가 가장 많아서 혈액 1 mm3 당 약 400~600 만 개가 들어 있다. 적혈구에는 산소를 운반하는 혈색소인 헤모글로빈이 들어 있기 때문에 붉게 보이며, 그 결과 혈액 전체도 붉은 색을 띤다. 또한 적혈구 속에는 이산화탄소를 탄산수소 이온의 형태로 만드는 반응을 촉매하는 탄산무수화 효소가 들어 있다. 이 효소의 작용으로 조직 세포에서 생성된 이산화탄소의 약 70%는 물에 녹는 탄산수소 이온의 형태로 혈장에 녹아 운반된다. 따라서 이산화탄소의 운반에도 적혈구가 작용한다. 적혈구의 평균 수명은 약 120일 정도로 추산되고 있다. 수명이 다한 적혈구는 간이나 지라에서 파괴되지만, 골수의 조혈기관에서 파괴된 만큼의 적혈구를 새로 만들어 보충하기 때문에 혈액 내의 적혈구 수는 항상 일정하게 유지된다. 골수에서 생성된 적혈구는 성숙하면 효소와 헤모글로빈으로 채워지고 핵이 없어져 더 이상 분열하지 못하게 된다.

7. 정답: 생성물 H의 양이 감소한다.
연속적인 단백질의 활성화와 억제는 생리적 조절 기작에서 많이 사용된다. 화합물 A의 농도가 증가하면 아래 흐름도와 같이 진행되어 화합물 H의 농도가 감소된다.
알로스테릭 활성화
화합물A 증가
Protein kinase B 활동증가
효소 C
효소 C의 활성 증가
기질 D
효소 F 활동 저하
기질 G
생성물 H 감소
화합물 E 증가
알로스테릭 억제
8. 정답: α-나선구조, β-병풍구조

9. 정답: 40, 60

10. 안드로스테네디온으로부터 테스토스테론과 에스트로겐이 자궁에서 합성된다.
대정맥에서와 자궁 동맥에서는 거의 호르몬의 농도가 같다. 그러나 일단 자궁을 지나고 자궁 정맥으로 나올 때는 안드로스테네디온이 급격히 감소하고 테스토스테론과 에스트로겐이 급격히 증가되어 있다. 이로부터 추정할 수 있는 것은 안드로스테네디온에서 테스토스테론과 에스트로겐이 자궁에서 합성되었다는 것이다.

[경시준비문제-9]
1. 유전자 재조합을 하기 위해서는 제한효소가 반드시 필요한데, 이 효소는 여러 종류의 박테리아에서 분리된다. 만약 박테리아가 제한효소를 가지고 있지 않다면 어떤 문제가 발생하겠는가?

① 바이러스의 침입에 대한 방어력이 약해진다.
② 박테리아의 세포벽을 합성할 수 없으므로 제한된 환경에서만 살 수 있을 것이 다.
③ 대부분의 박테리아는 다른 세포에 기생해야만 살 수 있다.
④ 돌연변이의 복구 및 유전자 재조합 능력이 떨어진다.
⑤ 플라스미드의 복제 및 플라스미드의 숫자 조절 능력이 떨어진다.
2. 다음과 같은 특징을 지닌 조직은 줄기의 어느 부위에 존재할까?

 

 

세포의 원형질은 거의 사라지고, 대부분 세포벽으로 이루어져 있어 식물체를 지탱해 주고, 세포 사이에는 막공을 통해 물질 교환을 하며, 옷감의 재료가 되기도 한다.

 

 

① 줄기 중앙부의 부드러운 조직
② 물관과 체관 사이의 관다발 형성층
③ 체관 주위의 관다발 보호 조직
④ 표피 조직
⑤ 표피와 관다발 사이의 피층 유조직
3. 키가 큰 나무의 꼭대기까지 물이 이동할 수 있는 가장 중요한 원동력은?

① 근압 ② 능동 수송 ③ 팽압 ④ 대기압 ⑤ 증산 작용
4. 광합성에서 순환적 광인산화 반응의 주된 목적은?

① ATP의 생성 ② NADPH의 생성 ③ 물의 분해
④ 산소의 방출 ⑤ 이산화탄소의 방출
5. TCA 회로(시트르산 회로)의 결과, 원래 포도당 분자에 저장되어 있던 에너지의 대부분이 어떤 물질 속에 포함되어 전자전달계로 이동하는가?

① ATP ② NADH ③ 시트르산 ④ NADPH ⑤ FADH2
6. 유전자 재조합 방법으로 세균의 형질을 바꾸는 실험에 있어서, 플라스미드를 포함하는 세균과 포함하지 않은 세균을 구별하는 가장 좋은 방법은?

① 항생제에 저항성이 있는 유전자를 포함하는 플라스미드를 사용한다.
② DNA에 대한 항체를 처리하여 세균이 반응하는지의 여부를 관찰한다.
③ 세균의 DNA를 전기 영동으로 분리하여 플라스미드의 여부를 확인한다.
④ 방사성 동위 원소를 포함하는 플라스미드를 사용한다.
⑤ 현미경 관찰을 통하여 세균의 형질 변화를 조사한다.
[7~9] 다음은 유전자와 유전자의 발현에 관련된 문제이다.
7. 어떤 식물의 씨 색깔을 결정하는 데는 4개의 유전자(A, B, C, D)가 관련되어 있음이 알려져 있다. 이 4개의 유전자는 독립의 법칙 및 분리의 법칙을 따른다. 이 유전자의 열성 인자는 각각 a, b, c, d로 표시되며 활성을 띠지 않는 효소를 생산한다고 가정하자. 단, 빨간 색소와 초록 색소가 동시에 존재하면 갈색으로 보인다.

A B C
흰색 → 노랑색 → 오렌지색 → 빨강색
D
초록색

 

AaBbccDd의 유전자형을 가진 식물과 AaBbCcdd의 유전자형을 가진 식물을 교배시켜 씨를 얻었을 때 노랑색, 빨강색, 갈색 씨앗의 상대적인 비를 계산하시오.

<답>

8. 철수는 B 유전자의 발현이 RNA를 매개로 이루어질 것으로 가정하고 따라서 새로운 리보솜의 합성이 반드시 필요할 것으로 생각했다. 철수는 이 가정을 검증하기 위해 단백질 합성과 RNA 사이의 관계를 밝히는 실험을 수행하였다. 먼저 15NH4Cl이 들어 있는 배양액에서 세포를 배양한 후 14NH4Cl이 든 배지로 옮긴 다음 동시에 [3H]UTP를 같이 첨가하여 배양하였다. 실험 과정을 설명하고 철수의 가정이 맞는 경우 예상되는 실험 결과를 설명하시오.

<답>
[9~10] 철수는 B 유전자의 기능을 파악하기 위해 이 유전자에 정지 돌연변이(유전자 가운데에 정지 코돈인 TAG, TAA 또는 TGA가 도입된 돌연변이)를 유발시키기로 하고 히드록실아민이라는 화학물질을 처리하였다. 히드록실아민은 GC 염기쌍을 AT 염기쌍으로 전환시킨다.

9. 철수는 정지 돌연변이를 얻을 수 있겠는가? 그 이유는?

<답>
10. 히드록실아민은 본래 존재하는 정지 코돈을 없앨 수 있겠는가? 그 이유는?

<답>

 

11. 세포막의 유동성에 영향을 주는 구성 요소는 무엇인가?

<답>

 

[정답 및 해설]
1. 정답: ①
제한 효소는 박테리아의 방어 기작으로 만들어지는 효소이며 바이러스가 침입하면 박테리아의 유전자를 조각냄으로써 자신을 보호한다. 침에도 이와 같은 방어 기작 이 있다.

2. 정답: ③
식물의 조직은 크게 분열 조직과 영구 조직으로 나눈다. 분열 조직은 세포 분열을 하여 식물을 자라게 하는 부분으로, 세포벽이 얇고, 원형질로 구성되어 있다. 식물의 줄기나 뿌리 끝에 있는 생장점과 쌍떡잎식물의 줄기나 뿌리에서 볼 수 있는 형성층이 여기에 속한다. 영구 조직은 분열 조직에서 만들어진 세포가 분열 능력을 상실하고 분화해서 생긴 조직이며, 식물체의 대부분을 차지한다.

㉠ 표피 조직 : 식물체의 표면을 덮는 조직으로 보통 1 층의 표피세포로 되어 있다. 표피 세포는 공변 세포를 제외하고는 엽록체를 가지고 있지 않다. 뿌리털, 공변 세포, 잎이나 줄기에 있는 털 등은 표피 세포가 변한 것이다.
㉡ 유조직 : 유조직은 식물체의 대부분을 차지하는 조직인데 생활력이 왕성한 살아 있는 세포로 구성되어 있으며, 세포벽은 얇고 원형질이 풍부하다. 유조직은 작용을 기준으로 몇 가지로 나눌 수 있다. 동화 조직은 세포 내에 엽록체를 갖고 있으며 잎살을 구성하는 책상조직과 해면조직, 줄기의 피층이 동화조직에 해당된다. 저장 조직은 녹말 등의 양분을 저장하는 조직으로 감자나 고구마의 먹는 부분이다. 분비 조직은 꿀샘, 송진관(소나무)과 같이 분비물을 품고 있다. 저수조직은 물을 저장하는 조직으로 선인장의 줄기가 그 예이다.
㉢ 기계 조직 : 식물체를 튼튼하게 해주는 조직, 세포벽이 두껍다.
㉣ 통도 조직 : 수분이나 양분의 이동 통로가 되는 조직 뿌리나 줄기의 관다발(유관속), 잎의 잎맥에 존재한다.
3. 정답: ⑤
물 상승 원리는 근압설, 모세관설, 응집력설 등으로 설명하는데, 응집력과 증산작용에 의한 흡인력으로 물이 상승한다는 응집력설이 가장 타당한 것으로 받아들여진다. 뿌리가 물을 흡수하여 위로 밀어 올리는 힘을 근압이라고 한다. 근압은 2기압을 넘지 못하며, 증산량이 많을 때는 근압이 없거나 음압이 되는 경우도 있다. 모세관설은 물관은 가느다란 모세관이므로 모세관 현상에 의하여 약 10m까지 물을 상승시킬 수 있다는 학설이다. 응집력설은 물관 속의 물분자들은 서로 큰 응집력이 작용하고 있어서 뿌리에서 잎까지 하나의 긴 물기둥을 이루고 있기 때문에 계속 상승하게 된다는 학설이다. 이 중에서 물이 이동하는 데 가장 큰 힘으로 작용하는 것은 증산작용이다.

4. 정답: ①
명반응은 사실상 전자의 전달 과정이며 이 과정에서 전자는 순환적으로 전달되거나 비순환적으로 전달된다. 제 I 광화학계에서 출발한 전자가 다시 제 I 광화학계로 돌아오면서 ATP를 만드는 과정이 순환적 광인산화 반응이고, 제 II 광화학계에서 나온 전자가 여러 전자전달계를 거치면서, ATP를 합성하고 NADP까지 전달되는 과정이 비순환적 광인산화 반응이다. 따라서, 비순환적 광인산화 반응에서는 ATP와 NADPH2가 만들어지고, 순환적 광인산화 반응에서는 ATP만 만들어지고 NADPH2 는 만들어지지 않는다. 이렇게 하여 명반응에서 만들어진 ATP와 NADPH2는 암반응에서 CO2를 탄수화물로 고정하는 데에 쓰이게 된다.

5. 정답: ②
TCA 회로의 산물을 보면 포도당 1분자가 분해될 경우 2분자의 ATP, 8분자의 NADH, 2분자의 FADH2가 나온다. NADH 1분자로부터 3개의 ATP가 합성되고, FADH2 1분자로부터 2개의 ATP가 합성되므로 TCA 회로 결과 발생하는 ATP 총생산량 30ATP이며 다음과 같이 계산할 수 있다.
2ATP ————————> 2ATP
8NADH × 3개 —————> 24ATP
2FADH2 × 2개 —————> 4ATP
따라서 에너지의 대부분은 NADH를 통해 전자전달계로 이동함을 알 수 있다.
6. 정답: ①
일반적으로 사용하는 플라스미드는 앰피실린 저항성 유전자를 갖고 있으며 이 플라스미드를 갖는 대장균은 앰피실린이 처리된 배지에서 살아남는다.

[참고] DNA의 재조합 과정
플라스미드 DNA를 외래 DNA 절편을 만드는데 사용했던 제한효소로 절단한다. 이렇게 처리된 플라스미드의 점착성 말단은 삽입시킬 DNA 절편의 점착성 말단과 같게 된다. 외래 DNA와 벡터를 리가아제 효소를 이용하여 결합시킨다. 리가아제는 당-인산 골격을 공유결합으로 연결시킴으로써 외래 DNA가 완전하게 플라스미드의 한 부분이 될 수 있도록 해 준다. 그 다음 칼슘으로 처리하여 세포벽의 투과성을 높인 세균 세포에 이 플라스미드 DNA를 첨가해 준다. 그러면 어떤 세균은 플라스미드를 흡수하게 된다. 도입된 DNA는 세균이 세포분열을 할 때마다 함께 복제된다. 이 단계에서 플라스미드를 흡수한 세포와 그렇지 않은 세포를 구별해야 하는 문제가 생기는데 다행히도 이것은 간단한 작업에 속한다. 왜냐하면 클로닝에 사용되는 대부분의 플라스미드는 그들의 숙주세포에게 항생제에 대한 저항성을 부여하기 때문이다. 그러므로 플라스미드를 흡수하지 않은 숙주세포를 죽게 할 항생제가 포함된 배지에 세포 혼합물을 분주한다. 앰피실린은 이런 목적으로 가장 널리 쓰이는 항생제이다. 또한, 외래 DNA가 삽입된 플라스미드와 삽입되지 않은 플라스미드를 구별해야 하는데, 이는 이론적으로는 매우 간단하다. DNA가 삽입될 플라스미드의 제한부위를 특정 유전자의 중간에 오도록 조작한다. 외래 DNA가 유전자 중간에 삽입되면 그 유전자는 기능을 잃어버리게 된다. 그러므로, 외래 DNA가 삽입되지 않은 플라스미드는 유전자의 기능을 나타내나 외래 DNA가 들어간 플라스미드는 기능을 상실한다. 따라서 기능을 상실한 세균을 찾으면 된다. 실제로 DNA가 삽입된 플라스미드를 가지고 있는 세균을 찾는 방법 중 하나는 테트라사이클린과 같은 항생제 저항성 유전자를 클로닝의 제한자리에 놓는 것이다. 이 경우 앰피실린 배지에서는 자라나(왜냐하면 앰피실린 저항성 유전자는 그대로 있으므로) 테트라사이클린 배지에서는 자라지 못하는(왜냐하면 삽입된 DNA에 의해 테트라사이클린 저항성 유전자는 불활성화되었기 때문에) 세균을 찾으면 될 것이다. 다른 방법은 유전자의 산물이 푸른색을 띠나 그 유전자에 DNA가 삽입되면 무색으로 변하는 유전자에 벡터 플라스미드의 클로닝 제한부위를 놓는 것이다. 이 경우에 푸른색을 띠는 세균 군체는 외부 DNA가 삽입되지 않은 플라스미드만 가지고 있는 것이고, 그림과 같이 흰색을 띠는 군체를 배지에서 꺼내 시험관 등에 키우면 플라스미드 DNA는 증식되어 수백만 개의 사본이 된다.
7. 노란색 : 빨간색 : 갈색 = 4 : 3 : 3
노란색 씨앗이 되기 위해서는 A가 발현되어야 하며 B가 발현되지 말아야 한다. B 유전자가 발현되지 않으면 빨간색과 초록색이 나올 수 없기 때문에 노란색 씨앗이 될 확률은 ¾ × ¼= 48/256이다. 빨간색의 씨앗이 나오기 위해서는 A, B, C가 발현되고 D가 발현되지 말아야 하므로 그 확률은 ¾ × ¾ × ½ × ½= 36/256이다. 갈색의 씨앗이 나오기 위해서는 A, B, C, D가 발현되어야 하므로 그 확률은 ¾ × ¾ × ½ × ½= 36/256이다.

8. 15NH4Cl이 들어 있는 배양액에서 세포를 배양한 후 14NH4Cl이 든 배지로 옮긴 후 만들어지는 리보솜은 무게가 가벼우므로 옮기기 전의 리보솜과 분리할 수 있다. 만일 rRNA가 유전 정보의 전달자라면 유전자 발현이 이루어질 때마다 새로운 형태의 리보솜이 합성될 것이다. 따라서 무게가 가벼운 리보솜만 3H의 방사능을 나타내게 된다.

9. 있다.(그 이유는 TGG 등이 정지 코돈으로 바뀔 수 있기 때문이다.) 또는 없다( 정지 코돈으로 바뀔 수 있는 코돈이 없을 경우)

10. 없다. TGA나 TAG가 TAA로 전환될 수 있으나 모두 정지 코돈이다.

11. 생체막은 지질층을 구성하는 인지질, 콜레스테롤, 내재성 단백질, 외재성 단백질, 표면 단백질, 당지질 등으로 구성되어 있다. 이들 중에서 막의 유동성에 관계하는 분자는 인지질과 콜레스테롤이다.

 

[경시준비문제-10]
1. 사람의 청각기는 외이, 중이, 내이로 구성되어 있고, 내이 속에는 달팽이관이 있다. 달팽이관의 구조는 정원창과 난원창이 있는 끝은 굵고 점차 가늘어지면서 나선형으로 말려 있다. 그리고 기저막을 사이로 전정계와 고실계가 나눠져 있는데 기저막의 폭도 한쪽은 넓고 끝 쪽으로 갈수록 좁아져 있다. 이 같은 기저막의 구조적 차이는 어떤 기능을 수행하는데 알맞게 적응된 것인가?

① 소리의 음색 구별 ② 소리의 크기 구별 ③ 소리의 증폭
④ 소리의 고저 구별 ⑤ 소리의 장단 구별

2. 사람의 뇌는 크게 5 부분으로 구분된다. 부분과 기능이 잘못 짝지어진 것은?

① 대뇌 – 정신 활동
② 중뇌 – 대뇌 작용의 조절, 안구운동의 중추
③ 소뇌 – 운동, 평형 감각
④ 간뇌 – 호흡운동, 정신활동
⑤ 연수 – 호흡운동, 심장박동
3. 연못에서 비단잉어의 개체군 크기를 추정하기 위하여 24 마리의 비단잉어를 잡아서 꼬리에 표시를 하고 다시 연못에 넣고 하루 후에 다시 잡았더니 20 마리 중 꼬리에 표시된 비단잉어가 8 마리가 섞여 있었다. 이 연못의 비단잉어는 몇 마리일까?

① 192 ② 160 ③ 60 ④ 40 ⑤ 16
4. 식물의 굴광성에 관한 사항 중 바르게 설명한 항목으로만 이루어진 것은?

 

 

a) 굴광성을 나타내는데 식물호르몬 옥신이 관여한다.
b) 빛이 쪼이는 반대면의 생장이 쪼이는 면보다 빠르다.
c) 빛이 쪼이는 면의 생장이 반대면의 생장보다 빠르다.

 

 

① a ② b ③ c ④ a, b ⑤ a, c
5. 광합성은 활발하게 벌어지는데 그 식물의 NH4 합성 또는 유입은 거의 이루어지지 않는 경우에 이 식물에 발생할 수 있는 사항을 모두 포함한 항목은?

 

 

a) 이 식물에서 아미노산의 합성이 줄어들게 된다.
b) 결국 광합성 효율도 줄어들게 된다.
c) NH4와 탄소유기물 합성이 균형을 이루는 방향으로 항상성이 유도될 것이다.
d) 구연산회로를 통하여 암모니아가 생체물질로 유입되게 된다.

 

 
① a ② a, b ③ b, c ④ a, b, c, d ⑤ b, c, d
6. 염기 배열 순서가 TACAGGTAGAAT 인 DNA에서 전사된 mRNA에 대한 설명으로 옳은 것은?

 

 

a) 염기배열은 AUGTCCAUCTTA 이다.
b) 개시 코돈을 포함한다.
c) 정지 코돈을 포함한다.
d) 4개의 아미노산을 지정한다.

 

 
① a ② a, c ③ b, d ④ a, b, d ⑤ b, c, d
7. 번역이 일어날 때는 보통 리보솜 5~6개가 일렬로 늘어서서 mRNA의 사슬에 붙어 단백질을 합성하는데 이 때 리보솜의 집단을 무엇이라고 하는가?

<답>

[8~10] 다음은 두 종의 개체군에서 밀도와 사망률을 조사한 자료이다.

밀도(/ha)
사망률(%)
A 종
B 종
500
0.09
0.31
1,100
0.15
0.15
3,900
0.20
0.09
4,500
0.25
0.15
6,800
0.30
0.29
7,100
0.39
0.40
9,400
0.51
0.51
10,200
0.61
0.59
8. A 종에서 밀도가 증가할 때 사망률이 증가하는 이유를 2가지만 제시하시오.

<답>
9. A 종의 개체군 생장 곡선은 J자 생장 곡선(지수 함수 곡선)과 S자 생장 곡선(시그모이드 곡선) 중 어느 것을 따르겠는가?

<답>
10. A 종과 비교하여 유추할 수 있는 B 종의 독특한 생태적 특성은 무엇인가?

<답>
11. 휴지막 전위를 일으키는 상태를 설명하여라. 막의 투과성은 이러한 전위에 어떤 영향을 미치는가? 막전위에서 Na, K pump의 역할은 무엇이며, 직접적으로 작용하는가? 아니면 간접적으로 작용하는가?

<답>
[정답 및 해설]
1. 정답: ④
달팽이관에 도착한 소리는 주파수별로 분류된 뒤 기호화되어 뇌로 보내지는데 이 주파수 분류작업, 기호화 작업 및 대뇌로 전달하는 작업은 달팽이관 표면을 덮고 있는 청각세포들에 의해 이루어진다. 자신의 말소리 혹은 자신의 몸 속에서 나는 소리들(심장 고동소리, 침 넘어가는 소리 등)은 외이와 중이를 거치지 않고 곧바로 달팽이관을 통해 뇌로 전달된다. 각각의 주파수들이 처리되는 달팽이관 표면상의 위치를 살펴보면 아래 그림과 같다. 달팽이관 표면에 위치한 청각세포들이 그 위치에 따라 감지하는 주파수가 다른 것은 혀 표면에 위치한 미각세포들이 그 위치에 따라 각각 다른 맛을 감지하는 것과 같은 이치이다.
2. 정답: ④
간뇌는
[뇌의 종류와 구조]
시상과 시상하부로 구분되며 체온, 혈압, 혈당의 조절 중추, 자율신경의 중추, 뇌하수체 기능 조절 및 호르몬 합성의 중추이다.
3. 정답: ③
4. 정답: ④
5. 정답: ②
6. 정답: ③
7. 폴리솜(폴리리보솜)

8. 경쟁, 먹이 부족, 공간 부족, 노폐물 축적 등
생장곡선은 일정한 지역에서 개체군의 크기가 증가하는 과정을 나타낸 그래프로, 일반적으로는 S자 모양을 나타낸다. 생장 곡선이 S자 모양으로 나타나는 것은 자연 상태에서 개체수가 증가하면 먹이의 부족, 생활 공간의 부족, 경쟁의 증가, 배설물의 축적 등으로 환경이 나빠져서 증식이 억제되기 때문이다. 이러한 생물의 증식을 억제하는 환경의 작용을 환경 저항이라고 한다.

9. S자 곡선
J 자형 생장곡선은 개체수가 지수형으로 증가하다가 개체군의 크기가 환경 수용 능력을 벗어나게 되면 개체수가 급격히 감소하는 생장 곡선을 말한다.

10. 사회 생활

11. 휴지막 전위는 이온 채널에 의해 세포간질액으로부터 세포질로 유입되는 Na+의 수가 Na, K-ATPase 펌프에 의해 세포 외로 나가는 Na+의 수가 같고, 이온 채널을 통해 나가는 K+의 수와 Na, K-ATPase pump에 의해 들어오는 K+의 수가 같은 상태에서 일어난다. 따라서 막의 투과성이 사라지면 휴지막 전위 상태를 유지할 수 없게 된다. Na, K-ATPase 펌프의 역할은 ATP를 소모하면서 이온 채널을 통해 들어오는 Na+ 또는 밖으로 유출되는 K+의 수만큼 밖으로 밀어내거나 끌어들인다. 따라서 Na, K-ATPase 펌프에 의한 이온의 이동은 직접적이다. 휴지막 전위가 -70mV를 띄는 것은 고농도로 존재하는 Na+는 세포 안으로 들어오지 못하는데, K+는 세포 밖으로 새어나가기 때문에 형성된다. 일반적으로 K+는 세포 내에서 -전하를 띠는 단백질 등과 결합되어 있다.
[경시준비문제-11]
1. 다음 중에서 상리 공생이라고 할 수 없는 관계는?

① 반추동물 – 섬유소 분해균
② 식물 – 꿀벌
③ 지의류에서 조류 – 균류
④ 대합 – 대합속살이게
⑤ 콩과식물 – 뿌리혹 박테리아
2. 완두콩의 둥근 형질은 주름진 형질에 대하여 우성이고, 노란색은 초록색에 대하여 우성이다. 둥글고 노란색의 완두콩과 주름지고 초록색인 완두콩을 재배하여 교배시켜서 나온 제 1대(F1)의 콩은 모두 둥글고 노란 콩이 나왔다. 이 F1의 콩을 재배하여 자가수분시켜서 얻은 F2 세대의 콩을 분석한 결과 둥글고 노란콩:둥글고 초록색 콩:주름지고 노란 콩:주름지고 초록색 콩의 비율이 9:3:3:1의 비율로 나타났다. 그러나 둥근 콩과 주름진 콩은 3:1의 비율로, 노란 콩과 초록색 콩의 비율도 3:1로 나타났다. 이렇게 각각의 형질이 3:1의 비율로 나타나는 현상을 Mendel의 무슨 법칙이라고 하는가?

① 분리의 법칙 ② 독립의 법칙 ③ 우열의 법칙
④ 반성유전의 법칙 ⑤ 연관
3. 동물 호르몬에 대한 설명이 아닌 것은?

① 혈액 속에서 소낭에 포함되어 운반된다.
② 표적 세포의 세포막을 통과할 수도 있다.
③ 극히 적은 양으로 물질 대사를 조절한다.
④ 신경 전달 물질에 비해 표적 세포의 분포가 넓다.
⑤ 효소에 비해 내성이 강하다.
4. 포유동물의 세포막과 안(i)과 밖(o)의 이온 농도 차이와 이를 유지하는 세포막의 기작이 바른 것은 ?

① [Na+]i < [Na+]o, [K+]i > [K+]o, 촉진확산
② [Na+]i < [Na+]o, [K+]i < [K+]o, 촉진확산
③ [Na+]i < [Na+]o, [K+]i < [K+]o, 능동수송
④ [Na+]i < [Na+]o, [K+]i > [K+]o, 능동수송
⑤ [Na+]i < [Na+]o, [K+]i = [K+]o, 촉진확산

5. 다음 중 잘못 연결된 것은?

① 에스트로겐 – 여포 호르몬 ② 프로게스테론 – 황체 호르몬
③ 티록신 – 기초 대사 촉진 ④ 성장호르몬 – 뇌하수체 후엽
⑤ 갑상선 호르몬 -요오드 함유
6. 아미노산의 카르복시기와 아미노기의 이온화는 용액의 pH 증가에 무슨 영향을 끼치는가?

<답>
7. 단백질의 합성 과정에서 tRNA의 기능을 설명하여라.

<답>
8. 20개의 염기쌍을 갖는 DNA의 2중 나선 구조에서, 염기쌍의 비가 A+T/G+C =1.5일 때 구아닌 염기는 몇 개인가?

<답>

9. 센다이 바이러스는 인간의 세포와 생쥐의 세포를 융합시켜 하나의 세포로 만드는 데 사용된다. 그런데 이 융합 과정을 통해 싱어와 니콜슨이 제안한 유동 모자이크설(fluid mosaic model)의 막유동성을 입증되었다. 이 실험 내용을 설명하라.

<답>

 

[10~11] 다음은 발생에 관한 여러 실험 내용들이다.

 

 

[실험 1] 루이는 개구리의 2세포기 알 중 한 개를 뜨거운 침으로 찔렀더니, 나머지 한 할구가 발생하여 불완전한 배가 형성되는 것을 관찰하였다.
[실험 2] 브리그스와 킹은 개구리 낭배의 창자에서 핵을 뽑아내어 미리 핵을 제거한 무핵의 난자에 주입하여, 정상적인 개구리 발생에 성공하였다.
[실험 3] 드리쉬는 성게의 2세포기 알을 흔들어 분리시킨 후, 각각의 할구로부터 완전한 유생을 발생시켰다.
[실험 4] 슈페만은 도롱뇽 낭배기의 원구 상순부를 떼어내어 반대편에 이식시켜 신경관이 둘인 2차배를 형성하는데 성공하였다.
[실험 5] 당근의 형성층을 얇게 잘라 배양하면 세포 분열을 통해 세포덩어리(캘러스)를 형성하며, 배양액 속에서 분화되어 완전한 당근으로 자란다.

 

 
10. 17세기의 어떤 과학자는 정자 속에 아주 축소된 사람이 들어있어 난자와 수정이 되면 난자의 영양분을 섭취하여 그대로 자라서 태어난다고 주장하였다. 그러나 과학이 발달함에 따라 이러한 주장은 자취를 감추게 되었는데, 이러한 주장을 무너뜨린 실험 내용을 모두 골라라.

<답>
11. 동물이 정상적으로 발생하려면 유전자 이외에도 세포질의 영향을 받아야 된다. 이를 입증한 실험을 골라라.

<답>
[정답 및 해설]
1. 정답: ④
공생은 상호 협력하며 생활하는 관계를 말하며 상리 공생과 편리 공생으로 구분한다. 상리공생은 개체군 간에 서로 이익을 주고 받는 관계이며 편리공생은 한쪽은 이익을 얻지만, 다른 한쪽은 이익도 피해도 없는 관계이다. 대합과 대합속살이게의 관계는 편리 공생의 예이다.

2. 정답: ②

3. 정답: ①

4. 정답: ④
수동 수송은 세포에 의해 합성 저장된 화학적 에너지를 소모하지 않으나 능동수송은 대부분 ATP형태의 화학적 에너지를 요구한다. 능동수송에는 막에 있는 운반체(membrane carrier)에 의해 이동되는 원자, 이온, 분자들이 포함되고, 큰 부피의 물질을 받아들이거나 배출하므로, 막의 많은 부분이 이에 관여한다. 이러한 능동수송의 특징은 물질의 농도기울기에 상관없이 이동이 이루어지고, 세포내에 있는 화학적 에너지를 소모한다. 가장 활동적이고 일반적인 수송 메카니즘 중의 하나가 나트륨/칼륨 이온교환펌프이다. 이 교환펌프는 칼륨을 세포내로 나트륨을 세포 밖으로 활발히 이동시킨다. 이러한 이동은 매우 중요하며, 동물 세포의 경우 저장된 에너지의 1/3을 이 펌프를 작동시키는데 소모하는 것으로 측정된다. 신경세포에서 이 교환펌프는 가장 활발하며 그 에너지 소모는 저장량의 2/3를 넘는다. 이러한 이유는 신경의 자극이 신경세포내로는 나트륨이온의 확산을 신경세포 밖으로는 칼륨 이온의 확산을 일으키기 때문이다. 신경세포에 있는 나트륨/칼륨 이온 교환펌프는 반드시 나트륨을 세포 밖으로 칼륨을 안으로 다시 이동시켜 재구성한다.

5. 정답: ④

6. 카르복시기와 아미노기는 각각 체내에서 수소 이온을 방출하고 포획하는 기능을 하며 이에 따라 약산과 약염기를 나타낸다. 카르복시기와 아미노기의 분자를 포함하는 용액의 산성도는 이들 분자의 이온화에 의해 결정된다. 카르복시기가 이온화하면 수소 이온을 방출하여 COO- 로 되므로 수소이온 농도는 증가하고 pH는 낮아진다. 반면 아미노기가 이온화하면 수소 이온을 포획하여 NH+로 되므로 수소 이온 농도는 감소하고 pH는 높아진다. 결국 아미노산의 카르복실기와 아미노기는 주위의 pH에 따라 산성일 때는 수소 이온을 포획하고 염기성일 때는 수소 이온을 내놓아서 일정한 pH를 유지시켜주는 역할을 한다.

7. tRNA는 핵에서 합성된 다음 세포질로 이동한다. 단백질 합성 과정에서 tRNA의 역할은 리보솜과 결합한 mRNA의 코돈과 특별한 아미노산을 결합시켜준다. 이러한 tRNA는 아미노산과 아미노산을 지정하고 있는 mRNA의 코돈 사이의 결합을 형성한다. tRNA는 aminoacyl-tRNA 합성효소에 의해 아미노산과 공유결합한다. Aminoacyl- tRNA 합성효소는 20여 종류가 있어 특별한 형태의 tRNA와 아미노산과의 결합을 촉매한다. tRNA의 고리 중 한 끝에 나와 있는 3개의 뉴클레오티드 서열은 mRNA에 있는 코돈과 상보적으로 결합할 수 있다. 이러한 tRNA의 triplet 서열을 안티코돈이라 한다.

8. 8개
20개의 염기쌍을 갖는 DNA의 2중 나선 구조에서, 염기쌍의 비가 A+T/G+C =1.5이다. DNA는 상보적인 결합을 하고 있으므로 아데닌과 티민의 수는 같고 구아닌과 시토신의 수 또한 같다. 아데닌 염기쌍을 A, 구아닌 염기쌍을 G라고 하면 A+G=20이고 2A/2G=1.5이므로 G=8, A=12이다. 그러므로 답은 8개이다.

9. 서로 다른 막단백질(형광으로 분별)이 융합 세포에서 고루 섞인다.
인간과 생쥐의 각 특정 단백질에 대한 항체 끝에 서로 다른 형광을 띄는 물질로 표지한다. 그리고 나서 각 항체를 세포막 단백질에 결합시킨다. 처음에는 사람과 쥐가 각각의 형광을 띄지만 융합한 후 시간이 지나면 고루 섞이게 된다. 이로부터 단백질이 세포막에 고정되어 있는 것이 아니라 유동적임을 알 수 있었다.

10. 실험 2, 3, 4, 5

11. 실험 4

[경시준비문제-12]
1. 다음 식물의 진화 순서는?

a. 목련 b. 은행나무 c. 쇠뜨기말 d. 고사리
① d-a-c-b ② c-d-a-b ③ d-b-a-c ④ c-d-b-a ⑤ d-c-b-a

2. 다음 식물 중에서 포자체가 배우체보다 우세한 것은?

a. 나자식물 b. 선태식물 c. 양치식물 d. 피자식물
① a, d ② b ③ a, b, d ④ c ⑤ a, c, d

 

생존자


10
100
1000
시간
A
B
C
3. 다음 그래프는 생활 양식이 다른 세 가지 동물개체군의 생존곡선을 나타낸 것이다. 다음 보기에서 옳은 것을 모두 고른 것은?

 

 

a) A형 곡선은 사람과 같은 대형포유류의 개체군 성장곡선이다.
b) B형은 주로 K 유형 선택종이다.
c) C형은 부모의 보살핌을 받지 못하여 사망률이 월등히 높다.

 

 

① a ② b ③ a, b ④ a, c ⑤ a, b, c
4. 대장균에서 접합(conjugation)에 의한 유전자재조합 과정에 필요하지 않은 것은 ?

① pili ② F DNA ③ DNA 중합효소
④ 제한효소 ⑤ 유전 재조합효소

5. 리소좀을 가장 잘 설명한 것은?

① 분해 효소들을 저장하고 있는 세포내 소기관이다.
② 고에너지 거대 유기물질들이 보관되어 있는 장소이다.
③ 원형질을 통하여 세포밖으로 방출된다.
④ 내용물의 일부는 미토콘드리아로부터 만들어진다.
⑤ 단백질 합성에 꼭 필요하다.
6. 소화에 관한 설명 중 틀린 것은?

① 위장의 연동운동은 기계적 소화의 일종이다.
② 단백질 분해효소들은 활성이 없는 형태로 합성, 분비된다.
③ 쓸개즙은 지방을 분해하는 소화효소가 아니다.
④ 지방산과 글리세롤은 소장의 상피세포에서 지방으로 재합성된 다음 융털돌기 안의 모세혈관으로 흡수된다.
⑤ 소장에서 흡수된 단당류, 아미노산 등은 간문맥을 거쳐 간으로 들어간다.
[7~9] 어떤 플라스미드를 제한 효소 EcoRⅠ, BamHⅠ, Hae Ⅲ로 충분히 처리하여 전기 영동시켰더니 다음과 같은 밴드가 나타났다.(단위: 염기 쌍)

사용한 제한 효소
나타난 밴드(DNA 조각)
EcoRⅠ
5200
BamHⅠ
1000, 4200
Hae Ⅲ
1500, 3700
EcoRⅠ, BamHⅠ
1000, 1400, 2800
EcoRⅠ, Hae Ⅲ
1500, 1700, 2000
BamHⅠ, Hae Ⅲ
300, 700, 800, 3400
EcoRⅠ, BamHⅠ, Hae Ⅲ
300, 700, 800, 1400, 2000

 

7. 이 플라스미드의 길이는 몇 염기쌍인가?

<답>

8. 이 플라스미드의 제한 효소 지도를 그려라.

<답>

 

9. 이 플라스미드를 벡터로 사용하여 어떤 유용한 유전자를 대장균에 이식하려고 한다. 이 때 제한 효소로 BamHⅠ보다 EcoRⅠ을 사용하는 것이 유리하다고 한다. 그 이유를 간단히 적으라.

<답>

 

[10~11] 갈라파고스 군도는 남미 대륙으로부터 1,000 km 이상 떨어져 있는 외딴 지역으로, 다른 지역에서는 볼 수 없고 이 지역에만 서식하는 고유종이 많다. 다윈은 핀치새, 거북 등 이 곳에 서식하는 독특하고 다양한 동물들을 관찰함으로써 생물이 진화한다는 사실을 인식할 수 있었다.

10. 만약 갈라파고스 군도의 한 섬에서 20년 전에 큰 화재로 인하여 그 지역의 생물이 전멸되었다고 가정하자. 현재 그 섬에 다시 찾아가 생물상을 조사한다면 다음 중 찾기가 어려울 것으로 예상되는 동식물을 2개 들고 그 이유를 설명하시오.

① 갈매기 ② 나비 ③ 개구리 ④ 지의류 ⑤ 담수어류
11. 갈라파고스섬의 육상 동물과 해산 동물 중 어느 동물에 더 많은 고유종이 있겠는가? 그 이유를 설명하시오.

<답>
[정답 및 해설]
1. 정답: ④
식물계에서의 진화는 녹조식물 → 차축조식물 → 양치식물 → 겉씨식물 → 속씨식물 순서로 이루어진다. 목련은 쌍떡잎식물 중에서 가장 원시적인 식물이며 은행나무는 겉씨식물, 쇠뜨기말은 차축조식물, 고사리는 양치식물이다.

2. 정답: ①
포자체는 잎과 줄기를 갖는 식물체이거나 포자낭에서 포자 생성하는 식물체이다. 배우체는 포자가 발아하여 형성된 독립된 세대의 식물체로 고사리의 전엽체가 그 예이다. 이끼류는 배우자체가 포자체에 비해 더 우세한데 원시적인 식물에서 진화될 수록 포자체가 우세하다.

3. 정답: ④
동시에 출생한 개체들이 시간에 따라 생존하는 개체수 나타낸 그래프로 굴형, 히드라형, 사람형으로 구분한다. 굴형은 유생 때 많이 죽고 극히 소수가 살아남아 수명을 다하는 형이며 굴과 어류가 그 예이다. 히드라형은 각 연령의 단계에서 골고루 죽어가는 형으로 히드라, 야생조류가 그 예이다. 사람형은 출생수는 적으나 어렸을 때 보호를 받으므로 사망률이 낮은 형으로 포유류, 사람이 그 예이다. K 유형 선택종은 부모로부터 자원의 분배가 많아 어린 생물의 생존률 높은 대형 동물이다.
4. 정답: ④
세균의 접합은 세포와 세포의 접촉에 의한 유전물질의 전달과정을 말한다. 전달된 유전물질은 플라스미드이거나 플라스미드에 의해 전달된 염색체의 일부가 될 수도 있다. 접합에서는 공여세포가 수용세포로 유전정보를 전달하는데 이를 위해서는 공여세포와 수용세포 사이에는 특이한 연결이 형성되어야 한다. 접합성 플라스미드를 갖고 있는 공여세포는 DNA의 전달에 관련된 sex pili라는 표면구조를 갖고 있다. sex pili는 공여세포와 수용세포 사이에 특이하게 접촉할 수 있고 수축하여 두 세포가 서로 당겨 접합다리(conjugative bridge)를 형성하여 DNA가 한세포에서 다른 세포로 전이되게 하는 것이다. 대장균에 있는 접합성 플라스미드인 F플라스미드는 그것이 없는 다른 세포로 그 자신을 전달하도록 암호화한다. 그러므로 F- 세포를 F+배양액에 첨가하면 F플라스미드는 매우 높은 빈도로 이동을 한다. 경우에 따라서는 F플라스미드가 세균의 염색체에 삽입되어 하나의 커다란 환상의 분자로 통합되는 Hfr(high frequency recombination)이 일어나기도 한다. 이러한 Hfr균주에서는 낮은 빈도로 염색체 유전자가 F플라스미드를 따라 F-세포로 전달되기도 한다.

5. 정답: ①

6. 정답: ④
융모의 표면은 단층으로된 상피로 덮여 있고, 그 바로 밑에는 풍부한 모세혈관과 임파모세관의 그물이 있다. 특히 이곳의 임파모세관을 유미관이라고 한다. 소화작용에 의하여 작은 분자로 분해된 영양물질은 융모의 상피세포를 지나서 모세혈관과 유미관 내로 흡수된다. 상피세포를 통과하는 기작은 물과 전해질은 확산, 지방산과 글리세린도 확산, 아미노산과 당류는 에너지를 소모하는 능동적 운반에 의하여 흡수된다. 소장의 모세혈관 내 혈액으로 들어온 영양물질은 문맥계를 거쳐서 간에 이르러 여기서 저장되거나 특별한 화학적 변화를 받게 되며, 저장되지 않은 일부와 화학변화를 받지 않는 일부가 간정맥을 통해 혈류 속에 들어가 전신을 순환하게 된다. 지질의 흡수는 이와 달라서 극히 적은 부분만 문맥계로 들어온다. 상피세포 내로 들어온 지방산과 글리세린은 이 세포 내에서 다시 지방질로 재합성되어 미세한 기름방울, 즉 유미미립(chymomicron)이 된 후 대부분이 유미관 내로 들어와 임파계를 거쳐 흉관으로 들어와 정맥계로 유입된다.
7. 5200 염기쌍(bp)
EcoRⅠ에 의해 나타난 밴드는 1개이며 5200 염기쌍의 크기이므로 이 플라스미드의 길이는 5200 염기쌍이다.

8. 제한 효소 지도는 아래의 그래프와 같이 그려지며 원안의 숫자는 각 조각의 크기이다.

EcoRⅠ
BamHⅠ
Hae Ⅲ
BamHⅠ
Hae Ⅲ
1400
300
700
800
2000
9. BamHI 은 2군데에서 끊어지므로 여러 종류의 재조합 DNA가 생기고, 복제원점(ori)이나 marker의 문제가 생긴다.

10. 3과 5. 이동이 자유롭지 못함. 지의류는 일차 천이 생물로 쉽게 발견됨.
개구리는 물과 육지가 붙은 곳에서 살고, 담수어는 담수 지역에서만 살 수 있다. 화재 후의 생물이라면 다른 지역에서 유입되거나 이주한 것이어야 할텐데 이렇게 특정 지역에서만 생존이 가능한 것들은 이주하기 어렵다.

11. 육상동물. 지리적 격리가 일어남.
고유종이라면 갈라파고스 군도에서만 나타나는 특성을 말할 것이다. 당연히 격리가 되어있어야 하는데 바다는 통해 있으므로 어느 곳으로든 환경만 맞으면 이동할 수 있지만, 육지에 사는 동물들은 육지가 끊어져 있으면 이동을 할 수 없다. 따라서 고유종은 육상 생물이 더 많다.
[경시준비문제-13]
1. 소나무, 은행, 전나무, 소철이 갖는 공통적 특징은?

① 현재의 식물 중에서 가장 번성한 피자 식물군이다.
② 밑씨가 씨방에 싸여 있지 않고 노출되어 있다.
③ 꽃잎이 발달되어 있고, 뿌리는 수염뿌리가 아니다.
④ 고생대의 석탄기에 가장 번성했다.
⑤ 2개의 정핵은 각각 난세포, 극핵과 중복 수정한다.
2. 다음 중 건조한 지역에 사는 식물의 특징이 아닌 것은?

① 식물체의 겉 표면적이 줄어든다.
② 잎이나 줄기가 흔히 가시 형태로 바뀐다.
③ 잎의 기공 밀도가 증가한다.
④ 표피의 세포벽이 두꺼워 진다.
⑤ 뿌리에는 뿌리털이 사라진다.
3. 다음 중 세뇨관에서의 재흡수율이 가장 적은 물질은 무엇인가?

① 물 ② 포도당 ③ 아미노산 ④ 나트륨 ⑤ 요소
4. 다음 동물의 행동 중에서 후천적 행동이 아닌 것은?

① 신생아는 손에 잡히는 물체는 모두 입으로 가져간다.
② 갓 부화된 새끼오리는 처음 본 움직이는 물체를 쫓아다닌다.
③ 오렌지를 보면 입에 침이 고인다.
④ 쥐를 미로를 통하여 먹이를 찾아가게 하면 먹이를 찾는 시간이 점점 단축된다.
⑤ 사람은 퍼즐을 맞출 때 시행착오와 조각의 모양을 판단 분석하여 맞춘다.
5. 광합성에서 NADP+의 가장 중요한 역할은 ?

① 클로로필의 광 흡수 보조 ② 광계의 전자 수용체
③ ATP 합성 ④ 캘빈 회로로의 전자 전달
⑤ 물 분해

6. 다음은 혈액에 대한 설명 중에서 틀린 것은?

① 산소는 적혈구 내의 헤모글로빈에 의해서 운반된다.
② 이산화탄소, 호르몬, 항체 등은 혈장에 의해서 운반된다.
③ 하나의 B 림프구는 여러 종류의 항체를 생성하여 항원을 제거하는데 이를 체액 성 면역이라 한다.
④ ABO식 혈액형의 응집반응에 관여하는 응집원은 적혈구의 표면에 있다.
⑤ 후천성면역결핍증(AIDS)를 일으키는 HIV(-1 바이러스는 혈액 속의 헬퍼 T 림프구 속에서 증식한다.
7. 세포막은 인지질과 단백질로 이루어져 있다. 이 중에서 인지질에 의한 투과성의 특성을 알고자 인지질만으로 이루어진 인공막을 형성하여 각 물질의 투과성을 측정하여 보았다. 다음 중에서 틀린 것은?

① 분자량이 작을수록 통과가 쉽다.
② 전하를 띠지 않을수록 통과가 쉽다.
③ 물은 부분전하를 띠고 있지만 쉽게 통과된다.
④ 아미노산은 스테로이드 호르몬에 비해 분자량이 작아서 더 잘 통과한다.
⑤ 스테로이드 호르몬은 단백질보다 분자량이 작아서 더 잘 통과한다.
8. 나자식물과 피자식물 종자는 각각 껍질과 영양조직과 배로 되어 있다. 이들의 핵상은? (예: 1N, 2N, 3N, 4N)
① 나자식물 종자의 영양조직 :
② 피자식물 종자의 영양조직 :
③ 나자식물과 피자식물의 배 :
④ 나자식물 종자의 껍질 :
⑤ 피자식물 종자의 껍질 :
[9~12] ABO형 혈액형과 관련된 항원은 H 및 I 유전자에 의해 결정된다. A형 (유전자형 IAi, Hh) 및 AB (유전자형 IAIB, Hh)형의 부부사이에 태어난 딸이 O형의 표현형을 가지고 있었다. (단, 딸의 모든 유전자는 위의 부부로부터 물려받은 것이며, 돌연변이는 개입되어 있지 않다)

9. 딸이 가질 수 있는 유전형을 표시해 보라.

<답>

 

10. H 및 I 유전자의 산물이 연속적으로 작용한다면 어떤 유전자 산물이 먼저 작용할 것인지 추측해 보고 그 근거를 상세히 제시하라.

<답>

 

11. ABO형 혈액형과 관련된 항원은 무엇으로 구성되어 있나?

<답>

 

12. A형 혈액형을 가진 사람은 A형 항원을 가지고 있음에도 불구하고 이에 대한 항원-항체 반응이 일어나지 않는 이유는 무엇인가?

<답>

 

[정답 및 해설]
1. 정답: ②
공통 특징은 겉씨식물(나자식물)이다. 겉씨식물은 모두 수목이고, 뿌리나 줄기의 목질부는 주로 헛물관으로 되어 있다. 꽃은 수꽃과 암꽃으로 나누어지며, 암술에는 씨방이 생기지 않고 밑씨가 드러나 있어, 꽃가루는 직접 밑씨에 붙으며 꽃받침이나 꽃잎이 없다. 겉씨식물의 종류에는 은행나무, 소나무, 전나무, 소철 등이 있다.

2. 정답: ⑤
건조한 지역에 살면 뿌리가 더욱 깊고 넓게 뻗어 내려가야 한다. 뿌리에 뿌리털이 사라지면 흡수력이 떨어져서 건조한 지역에서 불리하다.

3. 정답: ⑤
요소는 독성이 있어 체내에 오래 머무르게 되면 해로우므로 가능한 한 많이 배출을 하려 한다.

4.정답: ①
신생아가 손에 잡히는 물체를 입에 가져가는 행동은 본능에 해당하며 본능은 선천적 행동이다.

5. 정답: ②

6. 정답: ③
항체형성의 과정에 대해서는 아직도 자세히 밝혀져 있지 않지만, 항체 생산에 관계하는 림프구가 혈액 속에 있어서 이것이 특정 항원에 대항하는 항체를 생성하는 것으로 보고 있다. 즉, 항원이 우리 몸에 들어오면 이 특수한 림프구 (B림프구)는 항원을 식별하여 항원과 결합하고, 이어서 활발히 세포분열을 일으켜 그 수를 늘린다. 그 뒤 늘어난 림프구는 그 항원에 대한 항체를 생성할 수 있는 형질세포로 분화되어 다량의 항체를 생성한다. 하나의 B림프구가 여러 가지 항체를 생산해낼 수 없다.

7. 정답: ④

8. 가-1N, 나-3N , 다-2N , 라-2N , 마-2N

9. IAIA hh, IAIB hh, IAi hh, IBi hh

10. 정답: H
유전자 산물이 I 유전자 산물보다 상위에서 작용하므로 H 유전자 산물이 존재하지 않을 경우에는 I 유전자의 종류에 관계없이 I 유전자 산물이 작용할 수 없다.

11. oligosaccharides
혈액형을 나타내는 적혈구 항원의 정체는 무엇인가? 적혈구는 세포 표면에 적혈구의 기능을 수행하기 위하여 필요한 단백 및 당단백 (glycoprotein) 또는 당사슬(carbohydrate chain) 등 수많은 구조물들을 가지고 있는데 이들 구조물들이 수많은 적혈구 혈액형 항원들을 가지고 있다. ABO 항원은 당사슬(oligosaccharide chain)로 이루어져 있으며 전이효소 (glycosyl transferase)들의 작용으로 만들어진다. A 유전자는 H 유전자에 의해 생성된 H 항원 끝에 N-acetylgalactosamine을 붙여주는 A 전이효소 (N-acetylgalactosaminyl transferase)를 생성하여 A 항원을 만들고 B 유전자는 H 항원 끝에 galactose를 붙여주는 B 전이효소 (galactosyl transferase)를 생성하여 B 항원을 만든다. O 유전자는 활성을 갖는 전이효소를 만들지 못해 H 항원 끝에 다른 당을 붙일 수 없어 O형인 사람은 H 항원만을 갖는다. Sese 유전자는 타액 등 분비물내의 당단백에 H 항원을 만드는 fucosyl 전이효소를 생성한다.

12. A형 항원에 대한 항체를 생산하는 면역세포가 존재하지 않는다.

[경시준비문제-14]
1. 다음 중 활면 소포체에서 합성되는 물질은?

① 단백질 ② 지질 ③ 탄수화물 ④ 핵산
2. 다음 중 옥신의 직접적인 기능으로 맞는 것은?

① 세포분열을 촉진한다.
② 에틸렌과 엡시스산의 생성을 촉진한다.
③ 모든 식물 조직의 길이 생장을 촉진한다.
④ 끝눈 생장을 억제하고 곁눈 생장을 촉진한다.
⑤ 세포벽의 셀룰로오스 사이로 수소 이온을 능동 수송시킨다.
[3~5] 초파리의 눈 색깔은 붉은색이 흰색에 대해 우성이고 이 유전자는 X 염색체에 자리한다. 다음 초파리의 눈 색깔에 관하여 모델 실험을 보고 물음에 답하시오.

 

 

․상자 Ⅰ에 흰 콩 10개와 붉은 콩 90개를 넣는다.
․상자 Ⅱ에 흰 콩 5개와 붉은콩 45개, 그리고 짧은 막대 50개를 넣는다.

 

 

3. 콩이 눈 색깔을 결정하는 유전자라 하고, 콩의 색깔이 눈의 색깔을 나타낸다고 하면, 짧은 막대는 무엇을 의미하는가?

<답>
4. 초파리 수컷의 눈 색깔에 관한 유전자형을 알아보는 데 알맞은 방법은?

① 상자 Ⅰ과 상자 Ⅱ에서 콩을 한 개 씩 꺼내어 짝짓는다.
② 상자Ⅰ에서 콩 1개와 Ⅱ에서 막대기 한 개를 꺼내어 짝짓는다.
③ 상자 Ⅰ에서 콩 두 개를 꺼내어 짝짓는다.
④ 상자 Ⅱ에서 콩 1개와 막대기 1개를 꺼내어 짝짓는다.
⑤ 상자 Ⅰ과 콩 2개와 Ⅱ에서 콩 1개 막대기 1개를 꺼내어 짝짓는다.
5. 위에서 붉은색의 암컷과 흰색의 수컷 사이에서 흰색의 암컷이 나올 확률을 구하라.

<답>
6. 어느 특정 세포의 전자 현미경 사진을 관찰한 결과 다음과 같은 특징을 발견하였다. 이로부터 알 수 있는 사항이 아닌 것은?

 

 

핵을 중심으로 잘 발달된 조면소포체와 골지체가 관찰되었으며 다른 조직에 비해 많은 수의 미토콘드리아가 원형질에서 발견되며 핵의 한 쪽으로 중심체가 관찰되었다.

 

 

① 단백질 합성을 왕성히 하고 있는 세포일 가능성이 높다.
② 에너지를 많이 필요로 하는 세포이다.
③ 고등 식물 세포일 가능성은 없다.
④ 핵분열이 일어나고 있는 세포이다.
⑤ 분비 기능이 왕성한 세포일 가능성이 높다.
7. 식물의 조직 중에서 분열조직의 특성이 아닌 것은?

① 뿌리와 줄기의 끝에 생장점을 형성하는 조직이 대표적인 예이다.
② 감수분열이 왕성하게 일어난다.
③ 형성층에서도 발견된다.
④ 일반적으로 세포벽이 얇다.
⑤ 길이 생장과 부피 생장 모두에 관여한다.
8. 어떤 형질이 X 염색체 상에 존재하는 열성유전자에 의해 나타난다면 암컷에서는 열성 순종일 때에만 그 형질이 나타나고, 남자에게서는 열성 유전자 하나만 갖고 있어도 그 형질이 나타나게 된다. 이러한 형태의 유전을 무엇이라고 하는가?

<답>

[9~10] 다음은 어느 격리된 지역의 남자와 여자에 대해서 정상과 미맹인 사람의 수를 조사한 것이다. (단, 미맹은 열성 형질이며, 정상 유전자 T가 미맹 유전자 t에 대해서 우성이다.)

남자 500명 중 정상 422명, 미맹 78명
여자 500명 중 정상 418명, 미맹 82명

9. 이 집단의 T와 t의 빈도는 얼마인가?

<답>

 

10. 이들이 무작위로 결혼하여 출생되는 자손의 표현형과 기대율을 구하여라.

<답>

 

11. 지방산의 대사에 의해 CO2가 형성되는 과정을 설명하여라.

<답>

 

12. 뉴런의 축색돌기의 끝 부분이 다른 뉴런의 신경세포체 또는 수상돌기의 세포막과 접속되어 있는 부위를 무엇이라고 하는가?

<답>

 

[정답 및 해설]
1. 정답: ②

2. 정답: ②
① 옥신은 식물을 성장시키나 이것은 세포분열에 의한 것이 아니라 세포 신장 때문이다.
③ 모든 식물 조직의 길이 생장을 촉진한다.
④ 끝눈 생장을 촉진하고 곁눈 생장을 억제한다.

3. 정답: Y 염색체
초파리의 눈에 대한 유전은 X염색체 상에 존재하며 y염색체에는 이를 발현하는 유전자가 없다. 따라서 붉은 콩은 X염색체 상의 붉은 색을 발현하는 유전자를 나타내고 흰 콩은 X염색체 상의 흰색을 발현하는 유전자이다. 짧은 막대는 눈 색깔 유전자가 없는 Y염색체이다.

4. 정답: ④
혼동될 수도 있으나, 여기에서는 교배의 의미가 전혀 없다. 단지, 상자 2는 여러 가지 눈색깔을 지닌 남자 초파리의 모임이라고 생각하면 된다. 남자는 X염색체 하나와 y염색체가 하나씩 있으므로 상자 2에서 하나씩 뽑으면 된다.

5. 정답: 1/22
2pq/p2+2pq × 1/2 × 1/2 p=0.9 q=0.1
p를 붉은 눈이 나올 확률이라고 하면 암수에서 모두 0.9이고 p+q=1이므로 q=0.1이다. 붉은 색의 암컷은 p2+2pq 인데 여기에서 흰색의 암컷이 나오려면 2pq이어야 한다. 그리고 pqxx X qqxy에서 qqxx가 나올 확률은 다음 표에서와 같이 1/4이므로 2pq/p2+2pq × 1/4 = 0.18/0.99 X 1/4= 2/44=1/22이다.

암 수
qx
qy
px
X
X
qx
O
X
6. 정답: ④

7. 정답: ②

8. 정답: 반성 유전

9. t의 빈도=4/10, T의 빈도=6/10
미맹은 상염색체 상에 있는 유전자이므로 특별한 성별에 따른 차이가 없을 것이다. 우선 tt를 보면 남자와 여자의 tt를 더하면 160/1000이다. 그러므로 t2=160/1000=16/100이다. 그러므로 t=4/10이다. T+t=1이므로 T가 나올 비율은 6/10이 된다.

10. 정상=84/100, 미맹=16/100
다음과 같이 표를 만들었을 때 표현형이 정상은 0.36+0.24+0.24=0.84이고 미맹은 0.16이다.

여 남
0.6T
0.4t
0.6T
0.36TT
0.24Tt
0.4t
0.24Tt
0.16tt
11. 지방산 대사의 시작은 지방산에 조효소 A가 결합하면서 개시된다. 이 과정에서는 ATP가 분해되어 AMP와 2Pi가 형성된다. 지방산으로부터 유도된 조효소 A는 베타 산화라고 알려진 일련의 반응을 진행하며, FADH2와 NADH+H+ 각 한 분자씩을 형성하고 아세틸 CoA를 형성한다. 여기서 생성된 FADH2와 NADH+H+는 전자전달계로 들어가 각각 2ATP와 3ATP를 생산한다. 아세틸CoA는 크렙스 회로로 들어가 2분자의 CO2를 형성한다. 한 분자의 지방산이 분해되면 9개의 아세틸 CoA와 16개의 coenzyme-2H가 형성된다.

12. 시냅스 or 연접
한 뉴런의 축색말단이 다른 뉴런의 수상돌기에 접촉하게 되는데 이 접촉 부위를 시냅스라고 한다. 시냅스에 활동전위가 도달하면 시냅스 틈에 화학물질을 분비한다. 시냅스 틈에서 아세틸콜린이 축적되면 시냅스 후 신경의 막은 Na에 대한 투과성을 증가시켜 막의 내외 전위차가 감소한다. 이러한 변화를 흥분성 시냅스 후 전위라고 한다. 이것은 발생전위의 작용과 똑같은데 막이 탈분극 역치에 도달하면 활동 전위가 시냅스 후 뉴런에서 일어난다. 따라서 아세틸콜린은 신경 충격의 화학전달물질로서 작용한다.

[경시준비문제-15]
1. 종이 크로마토그래피에 의한 색소분리 실험시 원점으로부터 분리되는 순서가 맞게 되어 있는 것은?

① 클로로필 b – 클로로필 a – 크산토필 – 카로틴
② 클로로필 a – 클로로필 b – 크산토필 – 카로틴
③ 클로로필 b – 클로로필 a – 카로틴 – 크산토필
④ 클로로필 a – 클로로필 b – 카로틴 – 크산토필
⑤ 카로틴 – 크산토필 – 클로로필 b – 클로로필 a
2. 세포는 눈으로 관찰하기에는 너무 작아서 현미경을 이용해서 관찰해야 한다. 일반적으로 우리가 관찰하고자 하는 세포를 프레파라트로 만들어서 현미경에서 관찰할 때 우선 저배율에서 초점을 맞추고 고배율로 전환하여 관찰하는 것이 우리가 원하는 것을 쉽게 찾을 수 있다. 다음에서 현미경 관찰시 일어나는 것이 아닌 것은?

① 배율이 높아지면 시야가 좁아진다.
② 고배율에서는 대물렌즈와 프레파라트 사이가 가까워진다.
③ 배율이 높아지면 상이 밝아진다.
④ 대물렌즈의 길이는 저배율일수록 짧다.
⑤ 현미경의 배율은 접안렌즈의 배율을 대물렌즈의 배율에 곱한 값이다.
3. DNA에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 아데닌은 항상 자신과 상보적인 가닥의 티민과 수소결합을 한다.
② 구성성분 중에서 5탄당은 리보오스이다.
③ 단일 나선구조를 이룬다.
④ 구아닌과 아데닌이 수소결합을 한다.
⑤ 우라실이 아데닌과 같은 비율로 존재한다.
4. 효소의 활성은 최적 pH를 벗어나게 되면 현저하게 저하된다. 이는 효소의 활성부위의 구조가 변하기 때문이다. 다음 중에서 활성부위 변화를 일으키는 이유를 가장 잘 설명한 것은?

① 활성부위에 위치한 아미노산들의 전하를 변화시킴으로서
② 활성부위 억제인자의 농도를 증가시킴으로서
③ 효소의 산물을 응고시킴으로서
④ 효소의 기질을 응고시킴으로서
⑤ 활성부위 억제인자의 농도를 감소시킴으로서
5. 1940년 대 크렙스 회로를 연구할 때에도 다음의 실험에 대해서는 그 의문이 쉽게 풀리지 않았다.

 

 

활발히 활동하는 근육 조직에서 방사성 동위원소로 표지된 활성 초산(CH3C14OOH))과 시트르산을 함께 넣으면, 2개의 산기 중에 한쪽 산기에서만 방사성을 띤 α-케토글루타르산이 생성된다.
COOH C14OOH
CH2 CH2
HO-C-COOH CH2
CH2 C=O
COOH COOH

시트르산 α- 케토글루타르산

 

 
시트르산이 대칭적인 구조를 갖고 있음에도 불구하고 생성된 α-케토글루타르산에서는 항상 한쪽 산기에서만 방사능을 갖게되는 이유를 효소의 입체 구조로 설명하여라.

<답>
[6~8] 집단 내의 두 대립 인자 A와 a의 빈도가 60 : 40이고, 1,000개의 개체로 구성된 집단에서, a를 갖는 개체는 모두 수정하나 A를 갖고 있는 개체는 병에 약하여 50%가 수정을 할 수 없을 때, 다음 문제에 답하시오 (유전자 빈도는 항상 A2 + 2Aa + a2 = 1이다).

6. 이 집단의 유전자형과 각 유전자형의 빈도는?

<답>
7. 생식 불능을 뺀 각 유전자형의 개체수는?

<답>

8. 몇 세대만에 집단 내에서 대립인자 a의 빈도가 A보다 크게 되는가? (간단히 그 근거를 제시할 것)

<답>

 

9. 식물세포에는 엽록체가 있어서 광합성의 명반응을 통해 ATP를 합성한다. 그럼에도 불구하고 식물세포에 미토콘드리아가 존재해야 하는지에 대한 논리를 기술하라.

<답>

 

10. 복제양 돌리를 만드는 과정을 설명하여라.

<답>
[정답 및 해설]
1. 정답: ① 2. 정답: ③

3. 정답: ①
DNA의 5탄당은 데옥시리보오스이고 이중 나선 구조를 하고 있으며 아데닌과 티민이 수소결합을 하며 우라실은 염기쌍 형성에 들어가지 않게 된다. ②, ③, ④, ⑤는 모두 RNA의 특성이다.

4. 정답: ①

5. 효소가 기하이성질체를 인식하기 때문에
시트르산의 3번째 탄소(중심 탄소)를 중심으로 2가지 기하이성질체를 갖는데 효소는 이를 정확히 인식하여 한 -COOH 에서만 반응을 한다.

6. AA = 36%, Aa = 48%, aa = 16%

7. AA = 180, Aa = 240, aa = 160

8. 2 세대
다음 세대에서 A:a = 30:28이 되고 그 다음 세대에서 이 빈도가 바뀌게 된다.

9. 세포호흡 과정에 ATP가 필요하기 때문이다.

10. 돌리복제 과정
① 수정되지 않은 난자들을 채취한다.
② 숫양의 방광으로부터 꺼낸 조직의 일부 세포를 떼어내어 배양용기에서 키운다.
③ 배양된 세포에 영양분 공급을 중단하여 휴지기에 들어가도록 한다.
④ 세포와 난자에 전기적인 충격을 가하여 세포와 난자가 융합되도록 한다.
⑤ 융합이 되면 하나의 세포(Embryo)로 되며, 이를 7일간 키운다.
⑥ 7일간 키운 Embryo를 어미양의 자궁에 이식한다.
⑦ 그 후에는 정상적인 새끼 양처럼 자국에 착상하게 된다.
⑧ 어미양은 임신 상태에 들어가고 새끼양은 21주 후에 탄생한다.
[경시준비문제-16]
1. 우리가 조성을 모르는 액체가 저장액인지 등장액인지 아니면 고장액인지를 알아보기 위하여 이 액체에 피를 몇 방울 떨어뜨린 뒤 몇 분 후에 원심분리를 하여 보았다. 이 액체가 저장액이면 어떤 현상이 관찰되겠는가?

① 용액과 침전물 모두 붉은 색이다.
② 용액은 붉은 색이고 침전물은 흰색에 가깝게 나타난다.
③ 용액은 투명하고 침전물은 붉은 색을 띤다.
④ 용액은 투명하고 침전물은 흰색에 가깝게 나타난다.
⑤ 침전물이 형성되지 않고 용액은 노란색에 가깝게 나타난다.
2. 다음 물질 중 혈액이 응고되는 과정에 관여하지 않는 것은 무엇인가?

① Ca2+ ② 트롬빈 ③ 헤파린 ④ 피브린 ⑤ 피브리노겐
3. 혈액내 무기염류의 농도를 일정하게 조절하는 호르몬이 올바르게 짝지어진 것은 무엇인가?

① 아드레날린 – 파라토르몬 ② 칼시토닌 – 파라토르몬
③ 티록신 – 칼시토닌 ④ 알도스테론 – 항이뇨 호르몬
⑤ 칼시토닌 – 글루카곤

4. 다음 식물 중 헛물관을 갖고 있는 식물을 모두 고르면?

① 고사리 ② 솔이끼 ③ 은행 ④ 쇠뜨기 ⑤ 냉이

5. 분류군간 유전자 교류가 일어나서 후대에 전달될 수 있는 가장 큰 분류의 단계는?

① 집단 ② 아종 ③ 종 ④ 속 ⑤ 과
[6~9] 어떤 효소(E)의 기질(S)에 대한 반응에 있어서 이 효소의 유일한 활성 부위에 경쟁적으로 결합하여 반응을 저해하는 두 개의 저해제가 있다. 이들 저해제를 I와 I’라고 하고 각 반응의 평형상수(Keq)의 값이 다음과 같을 때 물음에 답하여라.
(참고: A + B ↔ C 반응의 Keq=[C]/([A][B]); [ ]안의 값은 각 물질의 농도를 나타낸다.)

S + E ↔ES Keq = 30
I + E ↔EI Keq = 0.1
I’ + E ↔EI’ Keq = 200
6. I와 I’ 중 어느 것이 더 강한 저해제인가? 그 근거는?

<답>
7. S, I, I’를 같은 농도로 포함하고 있는 효소 반응액에 가장 높은 농도로 존재하는 복합체는 무엇인가? 또, 그 근거는 무엇인가?

<답>
8. 전체 효소 중에서 EI 복합체의 형태로 90%, (복합체를 형성하지 않은) 유리 효소의 형태로 10%의 비율로 E와 I가 혼합되어 있다고 가정하자. 이 혼합액에 기질은 포함되어 있지 않다. I + E ↔EI 반응이 평형상태에 다다른 후 이 혼합액에 I’를 조금씩 첨가할 때 시간이 지남에 따라 전체 효소 중 EI의 형태로 존재하는 비율을 그래프로 나타내고 설명하시오.

<답>
9. 첨가한 I’의 농도가 매우 높아졌을 때(무한대라고 가정) EI, 유리 효소 E, 유리 저해제 I의 농도의 비율은? (전체를 100으로 하고 [EI]:[E]:[I]?)

<답>

 

10. 폴리펩티드의 1차 구조를 결정짓는 두 요인은 무엇인가?

<답>

 

11. 위에서 산의 분비를 조절하는 다양한 화학적 신호들은 산을 분비하는 세포의 원형질막에 있는 단백질과 결합한다. 이런 결합반응의 일부는 산의 분비를 증가시키고, 다른 것들은 산의 분비를 감소시키기도 한다. 그렇다면 산의 분비를 억제하는 약은 이런 세포에 어떻게 작용하는가?

<답>

 

12. 보결족과 조효소의 차이점은 무엇인가?

<답>
[정답 및 해설]

1. 정답: ②

2. 정답: ③

3. 정답: ②

4. 정답: ①, ②, ④
물관은 속씨식물에 분포하며 물과 양분의 통로로 죽은 세포로 되어있다. 헛물관은 양치식물과 겉씨식물에 분포하며 물과 양분의 통로이고 죽은 세포로 되어 있다. 헛물관 위 아래의 세포벽은 막혀있고 막공이 있다.

5. 정답: ③
유전자의 교류가 일어날 수 있는 분류의 단계는 종과 아종이 있지만 더 큰 분류 단계는 종이다.

6. I’
효소와의 결합에 대한 평형상수의 값이 2000배나 되기 때문이다.

7. EI’
S(기질)나 I에 비해 평형상수의 값이 크다.

100
90
[I’]

8. 강한 저해제인 I’는 적은 양으로 유리 효소와 반응하여 결합하고 EI는 르샤틀리에의 원칙에 따라 해리하여 유리 효소의 양이 증가하면 곧 바로 다시 I’와 결합한다. 따라서 EI의 농도는 빠른 속도로 감소하고 결국 0에 가깝게 된다.

9. 0 : 0 : 100
10. 폴리펩티드의 기본 구조를 결정짓는 요인에는 첫째, 사슬에 존재하는 아미노산의 수이고 둘째, 사슬을 따라 위치하는 각 아미노산의 특별한 형태이다. 사슬을 따라 위치하는 각각의 아미노산은 20종류의 아미노산 중에서 어떤 한가지 종류의 것이 오게 된다. 따라서 20개의 다른 이미노산은 아미노산의 서열과 사슬 내의 아미노산수를 변화시킴으로써 거의 제한이 없는 다양한 폴리펩티드를 만들 수 있는 것이다.

11. 약이 산의 분비를 억제할 수 있는 요인에는 다음 세 가지가 있다. 첫째, 약이 산의 분비를 억제하는 세포의 막에 결합하여 신체에서 합성하는 산 분비 억제물질과 똑같은 기능을 수행하는 것이다. 둘째, 산의 분비를 일으키지 않으면서 분비세포의 막 단백질에 결합함으로써 신체 분비 신호의 결합을 억제하는 것이다(경쟁). 셋째, 약이 세포의 binding site에 알로스테릭 효과를 가지고 있어 binding site의 친화력이 커지면 억제물질과 결합하고, binding site의 친화력이 작아지면 산의 분비를 자극하는 물질과 결합한다.

[참고] 효소 반응 억제 (inhibition)
효소 반응의 억제는 가역적 억제와 비가역적 억제가 있다. 가역적 억제는 일시적인 억제이며 억제 물질이 제거되면 다시 활성화된다. 비가역적 억제는 활성 부위의 구조가 변화되어 원래의 상태로 회복되지 않는 경우를 말한다. 가역적 억제는 경쟁적 억제와 비경쟁적 억제로 구분된다. 경쟁적 억제는 억제 물질이 기질과 유사하여 기질이 효소의 활성 부위에 결합하는 비율을 감소시키는 경우를 말하며 비경쟁적억제는 억제 물질이 효소의 다른 부위에 결합하여 효소 활성 부위의 구조를 변화시키는 경우를 말한다.

12. 보결족은 Mg, Fe, Zn, Cu와 같은 소량의 금속이며, 효소와 결합하여 효소의 조성을 변화시킨다. 그래서 효소는 기질과 상호작용을 할 수 있게 된다. 효소분자는 많은 양의 기질을 생산하는데 촉매하기 때문에 이런 미량의 금속들은 적은 양으로도 효소의 활성을 유지시킬 수 있다. 보결족 중에 촉매반응에서 기질처럼 직접 반응에 참여하는 유기 분자가 있는데 이를 조효소이라 한다. 효소는 수소, 아세틸기, 메틸기와 같은 일부 원자를 기질에 제거하거나 첨가하는 촉매반응에 조효소를 필요로 한다.

[경시준비문제-17]
1. 다음 식물 중에서 관다발을 갖고, 포자를 맺으며, 민꽃식물인 것은?

① 고사리 ② 소나무 ③ 이끼 ④ 참나무 ⑤ 버드나무
2. 환형동물과 연체동물이 공통으로 갖는 유생은?

<답>

 

3. 식물의 진화에서 관다발이 나타나기 시작하는 것은?

① 녹조식물 ② 차축조식물 ③ 선태식물 ④ 양치식물
4. 다음 내용이 지지하는 학설은?

 

 

미토콘드리아의 DNA는 핵의 DNA에 비하여 크기가 훨씬 작아서 큰 바이러스의 DNA정도이고, 둥근 모양을 하고 있다. 핵의 DNA보다도 침강계수가 높으며 원핵 세포와 비슷하다. DNA의 합성도 핵의 DNA 합성과는 다른 합성 효소에 의하여 이루어진다.

 

 

 

<답>

 

5. 뿌리혹박테리아, 아조토박터, 클로스트리듐의 공통점을 쓰시오.

<답>

[6~10] 다음은 소나무와 서어나무의 광도에 대한 성장률을 조사한 결과이다.

광도



서어나무
소나무

6. 광합성에 의한 이산화탄소 흡수량과 호흡에 의한 이산화탄소 방출량이 일치할 때의 광도인 광보상점이 어느 나무에서 높고 왜 그렇다고 생각하는가?

<답>
7. 식물은 광포화점 이상으로 광도가 증가하여도 광합성이 증가하지 않는다. 광포화점은 어느 식물에서 높고 왜 그렇다고 생각하는가?

<답>
8. 두 나무가 섞여 있는 숲을 벌목한 후의 천이 초기에 어떤 나무가 우점종이 되겠는가? 그 이유는?

<답>
9. 극상에서는 어떤 나무가 우점종이 되겠는가? 그 이유는?

<답>

10. 마을 부근에서는 오랫동안 소나무 숲이 존재하여 왔다. 그 이유를 위의 천이과정과 관련하여 설명하라.

<답>

 

11. 지방산이 활성아세트산으로 되는 과정을 무엇이라고 하는가?

<답>

 

12. 알코올 발효와 젖산 발효는 산소 호흡과 마찬가지로 해당 과정을 거치지만 포도당 1분자당 2ATP 밖에 생성하지 못한다. 왜 NADH2로부터 6ATP가 생기지 않는가?

<답>

 

13. 만약 100개의 아미노산을 가지고 있는 단백질이 있다면, 이 단백질을 code하는 유전자에 나타나는 뉴클레오티드는 얼마나 있는가?

<답>

 
[정답 및 해설]

1. 정답: ①
관다발을 갖고 있는 식물은 양치식물 이상이며 포자를 맺으며 민꽃식물인 것은 양치식물이다. 따라서 고사리가 정답이다.

2. 트로코포라(담륜자) 유생
동물의 수정란의 발생 중에 나타나는 유생의 모양이나 구조는 동물사이의 유연 관계를 밝히는 데 좋은 근거가 된다. 환형동물인 갯지렁이와 연체동물인 조개류가 모두 트로코포라 유생시기를 거치고, 또 윤형 동물의 성체가 트로코포라 유생과 비슷하다는 사실은 오늘날의 윤형 동물, 환형 동물, 연체 동물이 공통 조상에서 갈라져 나온 동물이라는 증거가 된다. 극피동물과 원색동물의 유생의 모양이 서로 비슷하다는 사실도 두 동물군의 유연 관계를 말해 주는 증거가 된다.

3. 정답: ④

4. 내부공생설 또는 세포내 공생설.
내부공생설이란 호기성 세균과 남세균이 원핵세포에서 공생하면서 생기게 되었다고 주장하는 유력한 학설이다. 그 증거로는 ① 소기관의 원형 DNA ② 세포막이 외막은 진핵생물과 유사하고 내막은 원핵생물과 유사 ③ 자신의 tRNA를 따로 가지기도 함. ④ 엽록체나 미토콘드리아는 자체적으로 분열을 한다. 등이 있다. 엽록체에 필요한 단백질을 암호화하는 DNA는 핵에도 존재하는데, 공생하게 되면서 핵도 엽록체를 조절하는 기능을 점차 갖게 되었다고 생각하고 있다.

5. 공중(유리) 질소 고정
대기 중에는 기체 상태의 질소가 매우 많은데, 질소를 직접 이용할 수 있는 생물은 많지 않다. 그러나 뿌리혹박테리아나 땅 속에서 생활하는 아조토박터, 클로스트리듐 등의 세균은 대기 중의 질소를 이용하여 무기 질소 화합물을 만드는데, 이 과정을 질소 고정이라고 한다. 뿌리혹박테리아는 토양 속에서 독립 생활을 하는 경우도 있으나, 보통 콩과식물의 뿌리 세포에서 잘 번식하므로 이 세균이 들어 있는 뿌리는 그 부분이 혹처럼 부풀어져서 뿌리혹을 만들게 된다. 뿌리혹박테리아는 숙주 식물과 공생하면서 공중 질소를 고정하여 암모니아를 만들며, 이 암모니아가 식물의 질소원이 되어 질소 동화에 쓰이게 된다. 토양 속의 무기 질소 화합물은 동․식물의 사체와 배설물이 세균에 의해 분해되어 생긴 것으로, 주로 암모늄 이온(NH4+)이나 질소 이온(NO3-)의 형태로 물에 녹아 있다. 식물은 이것을 뿌리에서 흡수하여 광합성 산물인 탄수화물이나 유기산과 반응시켜 아미노산이나 뉴클레오티드를 합성함으로써 단백질과 핵산 등을 만든다.
6. 소나무, 소나무가 서어나무보다 높은 광도에서 생장을 시작하기 때문이다.

7. 소나무, 소나무가 서어나무보다 높은 광도에서 성장율이 증가하지 않기 때문이다.

8. 소나무, 벌목 후 광도가 증가되어 소나무의 성장이 서어나무보다 크기 때문이다.

9. 서어나무, 천이가 진행되면서 나무가 크게 자라면 나무 아래의 그늘에서는 서어나무의 성장이 소나무보다 크기 때문이다.

10. 사람들에 의한 벌목이나 화재가 계속되어 숲 아래에 도달하는 광도가 높아 소나무의 성장이 계속하여 크기 때문이다.

11. β- 산화
지방산은 베타 산화 과정을 통해서 아세틸 CoA로 분해되어 TCA회로로 들어가는데 지방산에서 아세틸 CoA가 하나 떨어져 나올 때 NADH와 FADH2가 각각 한 분자씩 생성된다.

12. NADH2가 ATP로 전환되려면 전자전달계를 거쳐야 하는데 이 때 산소가 필요하다. 발효의 경우 산소를 소모하지 않으며 NADH2의 수소가 전자 전달계를 거치지 않고 알코올과 젖산의 일부분이 되기 때문이다.

13. 만약 유전자가 엑손으로만 구성되어 있다면 하나의 아미노산을 코드하는 뉴클레오티드는 3개이므로 300개의 뉴클레오티드가 있게 된다. 그러나 유전자에 있는 뉴클레오티드의 70~90%는 인트론으로 구성되어 있기 때문에 유전자에는 900~2700개의 뉴클레오티드가 있게 된다. 따라서 유전자의 정확한 크기는 유전자에 의해 코드된 단백질에 있는 아미노산 수를 결정할 수 없다.

[경시준비문제-18]
1. 식물세포에서 ATP를 합성하는 곳을 바르게 짝지은 항목은?

a) 미토콘드리아 b) 핵 c) 리보솜 d) 엽록체 e) 페록시좀

① a ② a, b ③ b, c ④ b, e ⑤ d, e
2. 옥신이 할 수 있는 기능을 바르게 설명한 사항으로 된 항목은?

 

 

a) 세포벽을 얇게 하여 원형질막이 확장할 수 있다.
b) 외부의 환경을 인식하여 특정단백질을 만들어 낼 수 있도록 해당 유전자들을 발현시킨다.
c) 굴광성에 관여한다.
d) 주로 식물세포의 성장보다는 세포의 분열을 촉진한다.

 

 

① a, b ② a, b, c ③ b, c, d ④ c, d ⑤ a, b, c, d

3. 다음 중 자극이 없는 상태의 신경계에서 전위를 옳게 표현한 것은 ?

① ② ③

④ ⑤
4. 사람과 공룡을 함께 묶을 수 있는 최하위의 분류학적 단계는?

① 계 ② 문 ③ 강 ④ 목 ⑤ 과

5. 우리나라 중부 지방에서 밭에 농사를 짓다가 포기한 후에 일어나는 천이에서 식생의 변화를 바르게 나열한 것은?

① 소나무 → 민들레 → 산딸기 → 신갈나무
② 민들레 → 산딸기 → 소나무 → 신갈나무
③ 민들레 → 산딸기 → 신갈나무 → 소나무
④ 산딸기 → 민들레 → 신갈나무 → 소나무
⑤ 신갈나무 → 소나무 → 민들레 → 산딸기
[6~7] 어떤 토끼의 털색깔은 갈색(A-B-), 얼룩(aaB-), 흰색(–bb)을 보인다.

6. 양성 잡종의 갈색 토끼끼리 교배시켰을 때 나오는 토끼의 표현형 비는 얼마인가?

<답> 갈색 : 얼룩 : 흰색 =

 

7. 다음의 토끼 가계도에서 Ⅲ-4와 Ⅲ-7 사이에서 얼룩의 토끼가 나올 확률은?
1
2
3
4
5
6
7



● ■ : 갈색
◎ ▣ : 얼룩
○ □ : 흰색
<답>

[8~9] 약산은 수용액에서 (HA ↔ H+ + A-)같이 해리한다. 평형 상태에서 HA, H+, A-의 농도를 각각 [HA], [H+], [A-]로 표시할 때, 이 약산의 해리 상수 Ka는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

[H+][A-]
[HA]
Ka =
<답>
8. 다음은 pH 7에서 아미노산인 알라닌의 해리 상태를 나타낸 구조이다. pH 1에서의 알라닌의 구조(해리 상태)를 그리시오.

O-
O
H
C
H3N+
CH3
C
9. pH 7에서의 알라닌의 전하량은 0이다. 카르복시기의 pKa가 2.3이고, 아미노기의 pKa가 9.7이면 pH가 9.7일 때 알라닌의 전하량은? (pKa = -log Ka)

<답>

 

10. 리보솜의 위치와 기능을 설명하여라.

<답>

 

[정답 및 해설]
1. 정답: ① 2. 정답: ②

3. 정답: ①
세포내액과 세포외액의 이온 농도는 세포막에 존재하는 이온 통로를 통한 확산과 삼투현상에 의하여 유지되고 있다. 막전위는 주로 Na+과 K+의 농도차에 의하여 나타나는 값으로서 모든 세포는 대략 -70~-90mV의 일정한 막전위를 유지하고 있는데 이를 휴지막전위라 한다. 이는 세포막을 경계로 세포내부가 세포외부에 비해 양(+) 이온의 농도가 상대적으로 더 낮음을 의미한다.

4. 정답: ②
사람은 포유류 공룡은 파충류인데 이 단계는 ‘강’이고 그 보다 상위 단계인 ‘문’에서는 척추동물 문으로 묶을 수 있다.

5. 정답: ②
2차 천이의 모습을 묻는 것으로 처음엔 풀 같은 것이 자라다가 점차 나무가 나타나게 되는데 나무 중에서도 소나무는 양수림이므로 먼저 나오고 신갈나무는 음수림으로 나중에 출현한다.

6. 갈색 : 얼룩 : 흰색 = 9 : 3 : 4
교배 과정을 다음과 같이 표로 정리하면 갈색(A-B-), 얼룩(aaB-), 흰색(–bb)의 비는 9:3:4가 나온다.
AB
Ab
aB
ab
AB
AABB
AABb
AaBB
AaBb
Ab
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
aB
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
ab
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
7. 25 % (1/4)
4번 토끼는 갈색이므로 A-B-인데 1, 2, 3, 4번을 통해 유추해 본 결과 4번 토끼의 부모는 aaBbXAaBb이므로 4번 토끼는 AaB-이다.가능한 4번 토끼의 유전자형은 AaBB, AaBb이다. Aa가 결정되어 있다고 생각할 때 부모의 BbXBb에서 (얼룩토끼가 나오려면 B가 하나는 반드시 있어야 하므로 bb는 제외하고 확률을 고려한다.) 4번 토끼가 AaBB일 확률이 1/3, AaBb일 확률이 2/3이다. 7번 토끼는 얼룩이므로 aaB-인데 5, 6, 7로부터 유추해보면 7번 토끼의 부모는 AaBbXaaBb이므로 7번 토끼는 –bb이다. 가능한 7번 토끼의 유전자형은 Aabb와 aabb이다. bb는 결정되어 있으므로 부모의 AaXaa에서 Aa가 나올 확률이 1/2이고 aa가 나올 확률도 1/2이다. 이제부터 확률 계산을 해보자.

7 4
AaBB일 때(1/3)
AaBb일 때 (2/3)
Aabb일 때(1/2)


aabb일 때(1/2)

① BBXbb이므로 항상 Bb가 나오므로 aa가 나올 확률만 구하면 된다. AaXAa에서 aa가 나올 확률은 1/4이므로 여기에 들어갈 확률은 1/3 X 1/2 X 1/4이다
② 이와같이 복잡한 경우는 표를 그려 생각하자.(표에 있는 유전자형은 생식세포에서의 형태임) 이 중에서 aaB-만이 얼룩토끼가 될 것이다.

7 4
AB
Ab
aB
ab
Ab
X
X
X
X
ab
X
X
O
X

여기에서 확률을 계산하면 2/3 X 1/2 X 1/8이다.
③ BBXbb이므로 항상 Bb가 나오므로 aa가 나올 확률만 구하면 된다. AaXaa에서 aa가 나올 확률은 1/2이므로 여기에 들어갈 확률은 1/3 X 1/2 X 1/2이다
④ 역시 표를 그려 생각해 보자. 이 중에서 aaB-만이 얼룩토끼가 될 것이다.

7 4
AB
Ab
aB
ab
ab
X
X
O
X

여기에서 확률을 계산해 보면 2/3 X 1/2 X 1/4이다.
지금까지 구한 ①②③④의 확률을 모두 더한다.

 

OH
O
H
C
H3N+
CH3
C

8. pH1일 때는 강한 산성이므로 아미노산이 수소 이온을 받아들인다. 카르복시기는 COOH가 되고 아미노기는 NH3+가 된다.
9. 정답: -1/2
우선 pKa curve를 그린다.(pKa curve는 평평한 곳이 두 번나오는 곡선이다. 중앙부분은 가파르고.) 보기에서 말했듯이 카르복시기의 pKa값인 2.3은 첫 번째 평평한 부분에 해당하고, 아미노기의 pKa값 9.7은 두번째 평평한 부분에 해당한다. 그리고 정 가운데는 당연히 pKa값이 6이 될 것이다.(문제에서 pH가 7일때 전하량이 0이 아니고 6일때가 아닌가?-.-.). 이렇게 그림을 그려놓은 후 보면, 첫 번째 평평한 곳의 왼쪽 내려간 곳은 완전 산성 환경으로 전하량이 +1이 될 수 밖에 없고, 반대로 두 번째 평평한 곳의 오른쪽 올라간 곳은 완전 염기 환경으로 전하량이 -1밖에 될 수 없다. 당연히 그 두 평평한 곳의 사이 부분(가운데 경사가파른 곳)은 +1과 -1의 사이가 될 것이다. 사실 알라닌의 전하량은 +1과 -1의 사이 값만을 가지므로. 문제에서 pH가 9.7일 때를 pKa가 9.7일 때와 동일시하여 생각해보면 pH가 9.7이라면 두 번째 평평한 곳의 정 가운데가 될 것이다. 그곳은 카르복시기가 당연히 -값을 갖는 곳이며 동시에 아미노기는 정확히 절반만 +값을 갖는 곳이다. 그러므로 전체 전하량은 -1+(1/2)으로 곧 -(1/2)가 된다.

10. 리보솜은 핵에 있는 DNA에서 형성된 mRNA 분자에 의해 전달된 유전 정보에 의해 아미노산을 단백질로 합성하는 부위이다. 리보솜은 직경이 약 20nm인 커다란 분자로 많은 단백질과 몇 개의 RNA 분자로 이루어져 있다. 리보솜은 세포질에 자유롭게 떠 다니거나 조면소포체에 붙어있다. 소포체에 붙어 있는 리보솜은 포장되어 분비되어지는 분비성 단백질을 합성하는 경우가 많다. 또한 폴리리보솜 즉, 하나의 mRNA 사슬에 여러 개의 리보솜이 부착되어 동시에 단백질 합성하기도 한다.
[경시준비문제-19]
1. 편모와 중심립의 단면 구조상의 차이점을 쓰라.

<답>

 

2. 식물 세포에서 발견되는 세 가지 유형의 세포 연접 구조와 기능을 설명하여라.

<답>

 

3. 세포막에서 인지질의 방향성에 대해 설명하여라.

<답>

 

4. 면역이란 체내에서 자기, 비자기를 구분하여 비자기를 공격하는 것이다. 이것에 예외적인 현상들을 써라.

<답>
[5~6] 다음은 우리나라 산 서식하는 소나무와 참나무의 특징을 조사한 것이다.

 

 

(1) 어린 소나무는 빛의 세기가 강해도 생장한다.
(2) 어린 참나무는 약한 빛에서만 생장할 수 있다.
(3) 소나무의 생장 속도는 참나무보다 빠르다.
(4) 소나무의 씨는 날개가 있고, 참나무의 씨는 무거운 열매이다.

 

 
5. 이 지역의 식물 군집에서 산불이 일어난 후, 이 지역에 분포하는 소나무와 참나무의 생체량의 변화 과정을 다음 그래프에 간단히 나타내라.




소나무
참나무

 

 

 
6. 이 지역에서 극상이 형성될 때까지 소나무와 참나무의 성장에 영향을 주는 요인을 모두 적어라.

<답>

 

7. 한라산의 고지대에 자라는 진달래는 평지에 자라는 진달래에 비해 식물의 크기나 잎이 모두 작아 진달래의 변이형으로 기록되고 있다. 이를 저지대로 옮겨심어 본 결과 작은 형태를 그대로 유지하고 있었다. 이 진달래의 변이는 어떠한 상태에 있다고 생각되는가?

<답>

[8~10] 아래 글을 읽고 답하여라.

 

 

프리온을 연구하는 과학자들은 아직도 그저 놀랄 뿐이다. 프리온은 특히 생물의 체내에서 합성되는 단백질과 매우 비슷하다는 점에서 아주 희한한 물질이다. 단백질은 아미노산 수십~수백 개가 연결된 분자다. 이 아미노산의 순서는 DNA에 저장된 정보에 따라 결정된다. 아미노산 사슬이 길어지면 복잡한 모양으로 접히고 꼬인다. 단백질의 기능은 그 3차원 구조에 따라 좌우되기 때문에 세계 각지에서 단백질이 접히는 형태에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 일부 과학자들은 프리온이 비정상적인 형태로 접힌 단백질이라고 생각한다. 종이 두 장을 예로 들어보자. 하나는 종이 비행기로 접고 하나는 그냥 꼬깃꼬깃 뭉쳤다고 생각하면 단백질과 프리온의 차이를 이해하기 쉬울 것이다.
이렇게 비정상적인 모양 때문에 프리온의 특성이 나타나는 것 같다. 프리온 분자 하나가 아미노산 배열이 동일한 단백질을 만나면 그 단백질은 모양이 바뀌어 프리온으로 변한다. 인체가 프리온을 분해하지 못하기 때문에 프리온이 신경조직에 침입해 퍼지기 시작하면 막을 방법이 없다. 처음에 음식과 함께 위장으로 들어간 프리온은 신경망을 돌아다니다 뇌까지 도달한다. 그리고 서서히 속도를 높여가며 뇌를 쓸모 없는 스펀지 덩어리로 만든다. -후략- (뉴스위크 한국판, 제 457호)

 

 
8. 프리온을 생명체라고 주장한다면, 그 논리는 무엇이겠는가?

<답>
9. 프리온에 의한 질병의 치료법이 바이러스나 세균에 의한 질병의 치료법과 달라야 하는 이유는?

<답>
10. 인체 내에서 프리온이 분해될 수 없는 이유는 무엇인가?

<답>
[정답 및 해설]
1. 편모 : 9+2구조, 중심립 : 9+0구조

2. 세포 연접에는 간극연접(gap junction), 원형질 연락사(plasmodesmata), 밀착연접(tight junction) 등이 있다. 간극연접은 단백질들이 로제트형으로 배열되어 있으며 이웃한 두 세포막을 결합하여 작은 통로가 두 세포의 세포질을 연결한다. 통로의 지름은 1.5 ~ 2nm이며 분자량 1000달톤 이하의 물질(이온, 물, 아미노산, 당, 비타민, 호르몬, 핵산)은 자유롭게 통과할 수 있다. 원형질연락사는 이웃한 세포벽내에 원형질막으로 형성된 통로로 세포질이 확장된 것이다. 세포질의 연결관계를 형성해 식물 활성의 조정 기능을 촉진시킨다. 통로의 지름은 20 ~ 40nm이며 800달톤보다 작은 물질만 통과할 수 있다. 밀착연접은 물질이 새는 것을 막아주는 연접이다.

3. 인지질은 한쪽 끝에는 하전된 부위 즉, 극성을 갖고, 분자의 나머지 부분은 비극성인 두 개의 지방산 사슬로 구성된다. 세포막의 인지질은 비극성의 지방산 부분이 막의 중앙을 향해 배열하여 2중층을 이룬다. 인지질의 극성을 띠는 부위는 막의 표면을 향하고 있다. 지방산은 물을 멀리하려는 소수성을 띠고 있으나, 머리의 인은 물과 접할 수 있는 친수성을 띤다. 결국 이러한 물분자에 대한 극성 때문에 인지질은 지방산 분자끼리 마주보아 물을 멀리하고 머리의 인 부분이 물과 접하는 독특한 구조를 하고 있다.

4. 인체의 면역계는 자기의 세포를 공격하지 않기 위해 복잡한 안전장치를 가지고 있는데, 건강한 사람에게서도 자신을 공격할 수 있는 능력을 가진 면역 세포를 발견할 수 있으며 이런 세포들은 보통 면역계에서 제거된다. 루푸스나 관절염, 당뇨병 같은 자가 면역 질환은 이런 면역 세포 파괴 과정에 문제가 생겨 발생하는 것으로 생각된다.

5.




소나무
참나무

산불이 일어난 직후 빛이 강하기 때문에 소나무가 급격히 성장한다. 소나무는 생장속도도 빠르고 빛을 받기 위해 날개로 멀리 날아가므로 금방 우점종으로 자리잡는다. 한편 소나무가 빽빽히 들어서면서 바닥에 닿는 빛의 양이 줄어들게 되고, 참나무가 점점 자라기 시작한다. 참나무 씨는 무거운 열매이지만 약한 빛에서도 잘 자라므로 계속해서 번식할 수 있다. 시간이 지나면 자연의 법칙대로 양수림이던 소나무 숲이 혼합림에서 점차 참나무 음수림으로 변해가게 된다.

6. 빛의 세기, 토양의 양분 등

7. 변이가 유전적으로 고정되어 있음.

8. 생식 기능과 유사한 능력이 있다.

9. 바이러스나 세균은 핵산을 증식의 도구로 이용하나 프리온은 단백질이기 때문에 다른 치료법을 필요로 한다.

10. 프리온의 독특한 구조로 인하여 이를 분해할 수 있는 효소가 없기 때문이다.
[경시준비문제-20]
1. 5‘ → 3’ 방향으로 적는 표준 표기법에 따라서 다음 결합 순서에 상보적인 결합 순서를 적어라.

<답>
(1) GATCAA :
(2) TCGAAC :
(3) ACGCGT :
(4) TACCAT :

 

2. 이중 나선형 DNA의 한 가닥의 조성(몰 분율로 표시)은 [A] = 0.30이고 [G] = 0.24이다.
(1) 같은 가닥의 [T]와 [C]는 어떻게 되는가?

<답>
(2) 상보적 가닥의 [A], [G], [C], [T]는 어떻게 될 것인가?

<답>

 

3. 만일 DNA의 복제가 보존적으로 일어난다면(즉, 어버이의 이중나선은 그대로 남는다.) Meselson과 Stahl은 어떤 결과를 얻었겠는가? 보존적 복제라고 생각하고 1.0 그리고 2.0 세대 후에 예상되는 DNA 분자의 분포를 말하여라.

<답>

4. Griffith는 폐렴쌍구균의 R 돌연변이체들을 형질전환시키기 위해서 가열 멸균된 S 폐렴쌍구균을 사용하였다. 수년 뒤의 연구들에 의해서 효율적인 형질변환을 위해서는 이중 가닥으로 된 DNA가 필요하다는 것과, 높은 온도는 DNA 이중나선을 녹인다는 것을 알았다. 그럼에도 Griffith의 실험이 성공적이었던 이유는 무엇인가?

<답>

 

5. 무의 잎에 감염하는 바이러스를 정제하였다고 한다. 시료를 페놀로 처리하면 바이러스의 단백질이 제거된다. 문질러서 벗겨진 잎에 나머지 물질을 바르면 후대 바이러스 입자들이 생기게 된다. 따라서 감염성 있는 물질이 핵산일 것으로 추측할 수 있다. 이 때 감염성 있는 핵산이 DNA인지 RNA인지를 결정할 수 있는 실험 방법을 고안하라.

<답>

 

6. 아래와 같은 결합순서를 가진 DNA주형 가닥으로부터 합성되는 mRNA 분자의 결합 순서를 써라.
5‘ – ATCGTACCGTTA – 3’

5′-

 
7. 아래와 같은 mRNA 분자의 염기 결합순서가 가지는 암호로 어떠한 아미노산 결합순서가 생기겠는가? 단, 읽는 틀이 5‘ 말단에서 시작한다고 가정한다.
5‘ – UUGCCUAGUGAUUGGAUG – 3’

8. 무세포 단백질 합성계에 폴리(UUAC)를 첨가할 때 형성되는 폴리펩티드의 결합 순서는 무엇인가?

<답>

 

A
G
C
T

9. 화학적 절단으로 생긴 DNA 조각들을 전기영동한 후 X-ray 필름에 감광시켰더니 오른쪽 그림과 같은 자동방사선사진(autoradiography)을 얻을 수 있었다. 이 DNA는 그의 5‘ 말단에 32P 표지를 갖고 있다. 그의 결합 순서는 무엇인가?
<답>

 

10. 빛을 쪼여주는 상태에서 클로렐라의 현탁액이 1% CO2의 존재에서 활발하게 광합성을 일으키고 있었는데 CO2의 농도를 갑자기 0.003%로 낮추었다고 가정하자. 이것은 그 다음 1분 동안에 3-포스포글리세르산(PGA)과 리불로오스 1,5-비스인산(RUBP)의 농도에 어떤 영향을 주겠는가?

<답>

11. 빛을 쪼여주는 상태에서 클로렐라 현탁액이 활발하게 광합성을 일으키고 있을 때 빛을 갑자가 껐다고 가정하자. 다음 1분 동안에 3-포스포글리세르산(PGA)과 리불로오스 1,5-비스인산(RUBP)의 농도는 어떻게 달라지겠는가?

<답>

 

12. 원핵생물과 진핵생물의 유전자 발현을 아래의 관점에서 비교하시오.
(1) 전사와 번역의 시공간적 차이

<답>
(2) 1차 전사물의 유전자 생성물의 수

<답>
⑶ 유전자들의 오페론 구성

<답>

 

[정답 및 해설]
1. ⑴ TTGATC ⑵ GTTCGA ⑶ ADGCGT ⑷ ATGGTA

2. ⑴ [T] + [C] = 0.46 ⑵ [T] = 0.30, [C] = 0.24, [A] + [G] = 0.46

3. 보존적 복제에서는 1.0세대 후에 분자들의 반은 15N-15N가 될 것이고, 나머지 반은 14N-14N가 될 것이다. 2.0 세대 후에는 분자들의 1/4은 15N-15N가 될 것이고, 나머지 3/4은 14N-14N가 될 것이다. 보존적 복제에서는 15N-14N의 혼성체 분자들이 관찰되지 않는다.
DNA의 복제에 대한 모델로는 보존적 복제와 반보존적 복제가 있으며 그림으로 나타내면 다음과 같다.

+

+
보존적 복제
반보존적 복제

보존적 복제는 주형의 DNA 가닥이 유지된 상태에서 DNA 가닥이 합성되는 것을 말하고 반보존적 복제는 주형인 가닥에 상보적인 DNA 가닥이 합성되어 이중나선을 이루는 것을 말한다. 메셀슨과 스탈은 다음 그림과 같은 실험을 통해 DNA가 반보존적으로 복제됨을 증명하였다.

4. 열처리로 죽인 폐렴쌍구균을 쥐에 주입하기 전에 냉각시켰을 때 DNA가 복원되었다.

5. 시료의 일부분을 RNA 가수분해 효소로 처리하고 다른 일부분은 DNA 가수분해 효소로 처리한 다음 각 시료들을 대상으로 감염성을 시험한다.

6. 5‘ – UAACGGUACGAU – 3′
RNA전사란 DNA에서 mRNA로 유전정보가 이전되는 과정을 말한다. 전사과정은 우리 몸을 구성하기 위해 특정의 단백질의 필요 또는 대사과정을 수행하기 위한 첫단계가 된다. 세포에서 특정의 기능 또는 구성원소가 필요로 할 때 DNA의 특정부분의 정보가 mRNA로 만들어 진다. 이 과정을 RNA 전사라고 하고, DNA의 유전 암호는 mRNA로 복사된다. 이때 DNA의 염기 중 티민(T)염기 대신 우리실(U)이라는 염기가 붙게 된다. 전사는 두 가닥의 DNA를 서로 분리시킨 후, RNA 중합효소가 붙어서 mRNA를 만들기 시작한다.

7. 류신-프롤린-세린-아스파라긴-트립토판-메티오닌

8. 폴리(류신-류신-트레오닌-티로신)

9. 5‘ – GGCATAC – 3′

10. 3-포스포글리세르산(PGA)의 농도는 감소하지만 리불로오스 1,5-비스인산(RUBP)의 농도는 증가할 것이다.

11. 3-포스포글리세르산(PGA)의 농도는 증가하지만 리불로오스 1,5-비스인산(RUBP)의 농도는 감소할 것이다.

12. ⑴ 원핵생물 : 전사가 진행되는 동안에 번역을 시작한다.
진핵생물 : 이 과정이 공간적으로 시간적으로 분리되어 있다.
⑵ 진핵생물 : 1개의 전사물이 1개의 유전자로 활동한다.
원핵생물 : 1개의 전사물이 보통 여러 개의 유전자로 활동한다.
⑶ 원핵생물의 대부분 유전자들이 오페론에서 무리를 이루고 있다.
진핵생물 : 오페론을 가지지 않는다.

 

조상환

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