생물경시문제집-IV.생명의 연속성

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IV.생명의 연속성

1.세포분열-객관식

1. 암세포가 정상세포와는 달리 계속해서 분열을 하는 주된 이유는 무엇인가?
① 항상성유지의 실패 ② 유전 정보 전달의 이상
③ 세포 주기 조절의 실패 ④ 에너지 대사 기구의 이상
⑤ 과다한 영양 공급

(정답) ③
(해설) 암이란 세포분열 주기에 이상이 생겨 분열조절이 되지 않아 정상세포로 분화되기 전에 또 다른 세포분열이 일어나는 세포의 이상증식이다. 암의 발생원인은 아직도 규명되지 않고 있으나 내적 요인인 유전적 요소와 외적 요인인 암발생 유발요소로 작용되는 발암 화학물질, 방사선․자외선․우주선, 계속적인 염증과 손상, 암유발 바이러스(oncogenic virus) 감염의 복합적 요소가 작용하는 것으로 간주한다.
암세포는 단일 정상세포 또는 세포군이 돌연변이를 일으켜서 정상세포의 성질을 떠나 마음대로 자라고 퍼지는 특성을 지니고 있다. 이론적으로는, 단일세포에서 발육하여 1 mm3(약 106 세포수)까지는 조직액으로부터 영양공급과 산소공급으로 생존할 수 있으나, 이 이상 커지려면 혈관 및 림프관 생성이 불가피하며 이때부터는 림프절이나 온몸으로 전이(metastasis)를 일으켜 새로운 거점을 만들 수 있게 된다.

2. 정상 세포와 암세포를 융합하여 생기는 잡종세포는 어떤 특징을 갖는가?
① 암세포가 정상세포로 전환된다.
② 정상세포와 암세포의 중간 형질을 갖는다.
③ 정상세포의 수명과 암세포의 기능을 갖는다.
④ 암세포의 수명과 정상세포의 기능을 갖는다.
⑤ 기능과 수명에 있어서 전혀 새로운 세포가 된다.

(정답) ②
(해설) 융합된 하이브리도마(hybridoma) 세포 혹은 잡종세포는 양쪽 세포의 핵을 갖고 있으나 분열과정에서 핵막이 파열되어 한 개의 핵을 갖는다. 동시에 양쪽 세포의 염색체를 포함하게 되며 원래의 세포에서 발현되는 어떤 유전자를 발현할 수 있게 된다. 적절한 유전자 표지를 이용하여 원래의 세포에서 잡종세포를 골라낼 수 있다. 잡종세포의 많은 유전체(게놈)는 불안정하기 때문에 분열되면서 염색체를 잃어버린다. 최종적으로 안정된 유전체를 갖고 있는 잡종세포를 골라낸다. 이 세포는 원래의 세포로부터는 온 단 한 개 또는 몇 개의 염색체만을 갖는다. 하이브리도마의 장점은 한 종류의 동물로부터 한 개씩의 염색체를 갖고 있는 하이브리드 세포의 집단을 만들 수 있다는 것이다.
※ 암은 어떤 원인으로 세포가 끊임없이 분열하는 상태로 변한 것으로 치명적인 결과를 초래하는 경우가 많다. 다음 그림은 흡연과 폐암과의 관계를 나타낸 것이다.

1920 1940 1960 1980년
담 폐
배 암
소 발
비 병
량 률
담배소비량
— 폐암발병률
10 20 30 40
1일소비량(개피)



병 률

20년

15

10

5

 

3. 아래 보기에서 흡연과 폐암과의 관계를 나타내는 문항을 모두 고른 것은?
< 보기 >
ㄱ. 흡연량이 많을수록 폐암에 걸릴 확률이 높다.
ㄴ. 남자가 여자보다 폐암에 더 잘 걸린다.
ㄷ. 흡연 기간이 길수록 폐암에 걸리기 쉽다.
① ㄱ ② ㄱ, ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

(정답) ③
(해설) 그래프에서 보듯이 폐암이 걸릴 확률은 남자와 여자에 있어서 명확한 차이를 보이지 않는다.
4. 세포 분열을 억제하여 세포가 점점 더 커진다면 어떻게 될까?
① 세포소기관이 증가하여 일을 분담하므로 문제가 없다.
② 세포의 부피가 증가하면 표면적도 증가하기 때문에 문제가 없다.
③ 세포는 필요한 모든 기능을 잘 수행할 수 있기 때문에 문제가 없다.
④ 세포막을 통한 물질 흡수량보다 필요량이 더 크기 때문에 생존에 불리하다.
⑤ 세포분열에 쓰일 ATP를 세포의 다른 대사 과정에 쓸 수 있기 때문에 유익하다.

정답 ④
세포의 직경이 증가하면 표면적은 4πr2 로 증가하지만, 부피는 4/3πr3으로 증가하여 부피가 더 빨리 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서 표면적의 증가가 부피의 증가를 따라가지 못하므로 세포 내에서 필요한 물질을 세포 안까지 필요한 시간에 가져오기 어렵다.

5. 세포 주기에서 DNA의 양이 두 배로 증가되는 시기는?
① G1 ② G2 ③ S ④ 체세포 분열 ⑤ 감수분열

(정답) ③
(해설) S 기에 DNA가 복제되어 DNA의 양이 두 배로 증가된다. G1 시기에는 세포의 생장이 일어나며, G2 시기에는 분열을 위해 준비를 한다.

6. 식물세포의 세포질 분열 시 세포판은 무엇에 의해 형성되는가?
① 골지체 ② 리보좀 ③ 리소솜 ④ 엽록체 ⑤ 핵막

(정답) ①
(해설) 세포분열 말기에 세포판이 형성된다. 이것은 골지체로터 나온 소낭들이 중앙에 축적, 결합되어 세포벽이 될 물질들을 내보낸다. 여기서 세포판이 형성된다.

[참고] 세포판(cell plate)형성
(해설) 골지체로부터 형성된 조그마한 막성소낭(membranous vesicle)이 세포의 중앙면을 따라 축적된다. 소낭이 서로 결합하여 이중막 형성(세포판)을 형성하는데 이중막 안에 세포벽 형성에 사용될 물질이 포함되어 있다. 더 많은 골지 소낭이 결합함에 따라 원형질막과 융합한다.

7. 세포주기 중 방추사 단백질 튜블린의 합성이 일어나며, 세포분열을 준비하는 시기는?
① G1 ② S ③ G2 ④ 전기 ⑤ 말기

(정답) ③
(해설) 모든 세포는 기본적인 세포주기를 갖고 있지만 각각의 단계에서 소비하는 시간은 다양하다. 일단 세포분열이 시작되면 새로이 시작되거나 멈춤이 없이 계속 자라고 분열을 계속한다. G1, S, G2기는 간기(interphase)를 말하며, 이는 세포분열과 다음 세포분열 사이의 단계를 말한다. G1기 동안에 세포는 tRNA, mRNA, 리보솜, 효소와 다른 구성물질을 만들면서 세포가 생장한다. S기 동안에는 후에 유전자가 딸세포에 균등히 분리될 수 있도록 DNA 복제가 일어난다. G2기는 방추사, 단백질이 합성되는 등 체세포분열 준비의 마지막 단계이다. 간기 동안에 세포는 분열하지 않고 근육세포의 수축작용, 신경세포의 자극전달, 분비세포의 분비작용 등 대사활동을 계속한다. 이 때는 핵막이 소실되지 않으며 염색체가 염색사(chromatin)의 모양으로 가늘게 늘어져 있어서 관찰이 되지 않는다. 염색체는 여러 종류의 히스톤단백질과 세포의 유전정보를 갖고 있는 DNA로 구성되어 있으며, 복제된 염색체는 염색분체(chromatid)의 형태로 붙어 있다. 이들 염색분체(염색체)는 체세포분열기간 동안에 나누어진다.

8. 뉴런은 분열하지 않는 세포이다. 이로서 알 수 있는 것은?
① 이 세포들은 세포분열시기에 세포분열에 필요한 영양분이 공급되지 않는다.
② 이 세포들은 G1기에만 머문다.
③ 이 세포들은 G2기에만 머문다.
④ 이 세포들은 곧 S기로 접어들 것이다.
⑤ 세포 주기의 진행이 느릴 것이다.

(정답) ②
(해설) 일반적으로 세포분열이 끝난 세포는 G1기에 머물러 있으며, 대표적인 예로 성인의 신경세포와 근육세포를 들 수 있다.

9. 아래 그림은 섬유아세포의 세포주기를 나타낸 것이다. 세포 주기를 일치시키지 않은 상태에서 배양된 세포들을 3H-티미딘에 30분간 노출시킨 후 세척하였다. 다음 중 옳은 설명은?
5.8시간
2.1시간
2.7시간
0.4시간
S기
G2기
M기
G1기
총 11시간

① 표지된 DNA가 G2기에 처음 나타나는 데까지 5.3시간이 필요하다.
② 표지된 DNA가 S기에 처음 나타나는 데까지 11시간이 필요하다.
③ 표지된 DNA가 처음으로 유사분열하는 세포에 나타날 때까지 2.1시간이 필요하다.
④ 표지된 DNA가 처음으로 G1기의 세포에 나타날 때까지 11시간이 필요하다.
⑤ 표지된 DNA가 처음으로 분열하고 있는 세포에 나타날 때까지 7.9시간이 필요하다.

[정답] ③
[해설] 3H-티미딘은 S 시기에 DNA가 복제될 때 끼여들어간다. 이 물질을 주었을 때 각 세포는 다양한 분열 단계에 있다. 따라서 이 물질을 첨가했을 때 S 시기에 있었던 세포는 G1 시기에 있었던 세포보다 더 짧은 시간내에 유사분열 시기에 표지된 염색체를 보여줄 것이다.

10. 다음 중 종양세포의 특징이 아닌 것은?
① 전이현상을 보인다.
② 분화된 체세포의 기능을 나타낸다.
③ 체외 배양에서 노화현상을 보이지 않는다.
④ 염색체의 수가 정상 세포와 차이나는 경우가 많다.
⑤ 세포의 생장이 세포간의 접촉에 의하여 저해되지 않는다.

(정답) ②
(해설) 일반적인 정상세포들은 세포가 분열, 증가하여 서로 접촉하면 분열이 중지되지만 종양세포, 즉 암세포는 분열이 멈추지 않고 큰 덩어리를 형성하게 된다. 접촉에 대한 억제현상을 접촉성 억제현상(cell contact inhibition)이라고 한다. 또는 밀도 의존성 억제(density-dependant inhibition)라고도 한다.

[참고] 종양세포
종양 세포는 양성종양과 악성종양으로 구별한다. 종양의 발육이 팽창성이면서 다른 세포를 밀어내는 형태의 것을 양성 종양이라 하고, 다른 조직으로 침윤되는 것을 악성종양이라 한다. 양성종양은 다른 조직에 직접적으로 피해를 주는 것은 드물지만 침윤성 발육은 종양세포가 주위 조직 사이로 침윤하듯이 발육하는 것으로서 주위 조직을 파괴하면서 증식하고 발육속도도 빠르다.

11. 양파의 뿌리에서 체세포 분열을 관찰하려고 할 때 가장 적절한 부위는?
① 양파 뿌리 어느 부분이나 체세포 분열 관찰에 용이하다.
② 양파 뿌리 끝에서 1cm되는 부분이 체세포 분열을 관찰하기에 가장 좋다.
③ 양파 뿌리 끝에서 2cm되는 부분이 체세포 분열을 관찰하기에 가장 좋다.
④ 양파 뿌리 끝에서 1mm되는 부분이 체세포 분열을 관찰하기에 가장 좋다.
⑤ 양파 뿌리 끝에서 3cm되는 부분이 체세포 분열을 관찰하기에 가장 좋다.

(정답) ④
(해설) 양파뿌리에서 가장 끝 부분에서 약 1mm 정도 되는 곳에 생장점이 있어 세포분열이 가장 왕성하다.
1.세포분열-주관식문제

1. 암은 현대 문명 사회에서 순환 계통의 질병 다음으로 높은 사망의 원인이 된다. 암은 소화기, 호흡기, 생식기, 골수 등의 여러 조직과 기관에서 발생하지만 주로 세포 분열이 왕성한 장소에서 일어나 주위 조직에 해를 입힌다. 그러나 암세포들은 때때로 다른 장소로 전이한 후 그곳에서 다시 암 조직을 형성하여 개체에 치명적인 결과를 초래한다. 암에 대한 다음 물음에 답하시오.(98임용기출)

(1) 암이 무엇인지 그 본질을 설명하시오.

(2) 암을 일으키는 요인(발암원) 중 물리적 요인과 화학적 요인의 예를 각각 2개씩 드시오.

(정답)
(1) 첫째, 접촉에 대한 억제현상을 접촉성 억제현상(cell contact inhibition) 혹은 밀도 의존성 억제(density-dependant inhibition)을 보여준다. 둘째, 세포주기에 이상이 생김으로써 무제한으로 증식한다. 셋째, 전이되는 특성이 있어 다른 조직으로 암 세포가 이동하여 치명적인 영향을 준다. 넷째, 미분화된 세포의 특징을 갖는다.
(2) 물리적 요인: X-선, 방사선, 자외선 등
화학적 요인: 유기화합물성 (벤젠, DDT, 등), 무기화합물성 (카드뮴, 비소, 등)

2. 아래 표는 산모의 연령대별 다운증후군(Down’s syndrome)을 가진 신생아의 출생률을 보여주는 자료이다. 다운증후군의 원인을 세포유전학적으로 설명하고, 산모의 나이가 많아짐에 따라 다운증후군의 발생 빈도가 급증하는 이유를 여성의 생식세포의 형성과 관련하여 설명하시오. (2001임용기출)

산모의 연령대 (세)
1천명 당 발생자 수 (명)
16~24
0.58
25~29
0.91
30~34
1.30
35~39
4
40~44
12.5
45이상
40

(1) 다운증후군의 원인

 

(2) 발생 빈도가 급증하는 이유

정답
(1) 생식세포 형성 시 21번 염색체의 비분리현상
(2) 산모의 나이가 많아질수록 인체에 유해한 환경에 더 많이 노출되므로 발생빈도가 급증하게 된다.
체내의 난자는 제2감수분열 중기의 상태로 난소에 머물러 있다가 배란이 되고 수정이 되면서 나머지 분열을 진행하는데 산모의 나이가 많을수록 이 과정이 비정상적으로 이루어질 가능성이 높아진다.

 

 

3. 아래의 세포들은 모두 같은 개체로부터 나온 것으로, 각 세포들은 감수분열 혹은 체세포분열 단계를 나타낸 것이다. (2002임용기출)

 
A B C

(1) 위 그림 A, B, C에서 보이는 분열의 종류와 단계를 쓰시오.
(2) 위의 염색체 수를 갖는 세포가 감수분열을 할 때, 비분리가 일어나는 경우 만들어지는 생식세포의 염색체를 그려보시오. (단, 비분리 현상은 감수분열 전 과정에서 한번만 일어나며 한 염색체에서만 일어난 것으로 한정한다.)
정답
(1) 제 1분열에서 비분리 현상이 일어난 경우 :
2n의 세포
제 1분열(비분리 발생)
제 2분열

 

 

 

 

제 2분열에서 비분리 현상이 일어난 경우 :

2n의 세포
제 1분열
제 2분열(비분리 발생)

 

 

 

 

 

4. 사람 피부의 섬유아세포를 분리하여 배양하면 세포는 대략 50회 정도 분열하다 죽는다. 배양 조건이 최적이라 하더라도 더 이상 분열하지 못하고 죽게 되는데 이는 세포 수명이 한정되어 있기 때문이다. (2003임용기출)

(1) 이렇게 세포의 수명이 한정되어 있는 이유를 염색체 수준에서 설명하시오.

(2). 대부분의 동물 세포는 수명이 제한되어 있다. 그러나 정상적인 세포로서 수명 제한이 없이 지속적으로 분열하는 세포도 있다. 이런 정상 세포를 포괄적으로 무엇이라고 하는지 쓰시오.

(3) 수명이 다해 죽는 동물 세포는 예정세포사(programmed cell death) 또는 세포자살(apoptosis) 과정을 거쳐 소멸된다. 예정세포사는 여러 가지 요인으로 일어날 수 있는데 이것은 능동적이며 생리적인 죽음으로, 수동적이고 병적인 죽음과 달리 주변 세포와 조직에 유익하다. 예정세포사가 어떤 세포 변화를 수반하는지 한 가지만 쓰시오.

(정답)
(1) 텔로미어(telomere)가 점점 짧아지기 때문에.
(2) 줄기세포(stem cell)
(3) DNA가 절단이 일어남 (혹은, 세포소기관이 분해됨, 혹은 세포질이 막으로 둘러 쌓인 작은 소낭으로 나뉘어짐).
2. 멘델 유전-객관식

1. 멘델의 분리의 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 모든 생명체에 적용된다.
② 모든 유성생식을 하는 생명체에 적용된다.
③ 모든 무성생식을 하는 생명체에 적용된다.
④ 모든 단세포 생물에 적용된다.
⑤ 현재는 더 이상 의미 없는 이론이다.

(정답) ②
(해설) 박테리아나 단세포 원생생물들은 염색체의 분리가 일어나지 않고, 즉 감수분열이 없이 이분법 등으로 생식하기 때문에 분리의 법칙에 따르지 않는다.

2. 독립의 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 염색체가 체세포분열과 감수분열 동안 서로 서로 독립적으로 나누어진다.
② 유전자가 동물에서는 서로 독립적으로 나누어지지만, 식물에서는 그렇지 않다.
③ 식물에서 유전자를 독립적으로 분리하면 특정 환경에서 배수체를 만든다.
④ 대립인자의 각 쌍이 배우자를 형성할 때 독립적으로 나누어진다.
⑤ 1과 4가 옳다.

(정답) ④
(해설) 독립의 법칙은 2개 이상의 유전자를 고려할 때 각 유전자가 서로에게 영향을 주지 않고, 각 유전인자 쌍이 독립적으로 나누어지는 것을 말한다. 만약 다른 유전자가 같은 염색체 있다면, 결과는 완전히 달라진다. 같은 염색체에 있는 유전자는 연관되어 있으며, 교차에 의해 분리되지 않는다면 감수분열 후에도 같은 염색체에 있게 된다.

3. 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 멘델의 무슨 법칙이라고 하는가?
① 분리의 법칙 ② 독립의 법칙 ③ 우열의 법칙
④ 반성유전의 법칙 ⑤ 연관

(정답) ②

4. 유전자형이란 무엇을 말하는가?
① 개인의 유전적 구성 ② 개인의 외모 ③ 개인의 유전자 수
④ 개인의 혈액형 ⑤ 가깝게 연관된 유전자의 상호 관계

(정답) ①
(해설) 개인의 외모는 표현형이고, 유전자 수는 유전자형으로 표시할 수 없으며, 혈액형은 유전자형의 일부분이다.

[참고] 유전형질
겉으로 식별할 수 있는 형태나 색채만이 아니라, 생물의 행동 ․습성 ․지능까지도 포함하고 있다. 돌연변이에 의한 이상형질과 대응시켜 규정할 수 있다.
보통 한 개의 유전자에 의해 하나의 형질이 지배되고 있는데, 한 개의 유전자가 여러 종류의 형질발현에 관계하는 경우와, 여러 유전자가 공동으로 한 가지의 형질발현에 관여하는 경우도 있다. 사람에서 알려진 형질로는 야맹증, 혈우병, 적록색맹, 단지증, 혈액형, 겸형빈혈증, 미맹, 페닐케톤뇨증, 티로신뇨증, 무카탈라아제혈증, 알비노, 선천성 농아, 선천성 정신박약, 운동실조, 모발색, 피부색, 젊은 대머리 등 다수가 있다.

5. 한 형질을 결정짓는 한 유전자에 대한 다른 버전을 무엇이라고 하는가?
① 대립유전자 ② 염색체 ③ 좌위 ④ 돌연변이 ⑤ 배우자

(정답) ①
(해설) 대립유전자(allele)란 한 유전자에 대한 다른 버전으로, 예를 들면 완두콩의 노란색과 초록색 대립유전자, 초파리의 빨간 눈과 흰 눈 대립유전자를 들 수 있다. 실제 상황에서 대립유전자는 2개만이 존재하는 것이 아니며, 한 유전자에 대하여 많은 대립유전자가 존재하며, 복대립유전자를 갖는 ABO 혈액형을 예로 들 수 있다. 좌위(locus)는 유전자가 있는 자리다. 두 개의 다른 대립유전자를 가진 개체를 이형(heterozygote)라고 한다. 대립유전자는 상동염색체의 같은 자리(유전자 좌위)에 있다.

6. 치사를 유발하는 우성 돌연변이인자가 치사를 유발하는 열성돌연변이인자보다 매우 적은 빈도로 나타나는 이유는 무엇인가?
① 치사 우성대립인자가 불임을 유도하기 때문에
② 열성 돌연변이에 의한 치사보다 우성돌연변이에 의한 치사가 더욱 심하다.
③ 많은 치사 열성돌연변이인자는 이형인 상태에서 다른 질병에 대하여 저항성을 보여주기 때문에
④ 우성 대립인자에 의한 치사성은 열성 돌연변이인자에 의해 야기된 치사성보다 일반적으로 더 심하다.
⑤ 치사 우성대립인자를 갖는 대부분의 개체는 기형을 보이며, 생식을 하기 전에 죽지만, 열성대립인자를 갖는 개체는 많은 경우 건강하며, 생식을 하기 때문이다.

(정답) ⑤
(해설) 돌연변이를 유발하는 우성대립유전자가 동형으로 있으면 보통 태어나기 전에 죽는다. 또한 태어나더라도 치사성이 강해 생식능력을 갖기 전에 죽거나 상실해 열성대립유전자보다 그 빈도가 매우 떨어진다.

7. 하나의 유전자가 하나의 형질보다 더 많은 것에 영향을 주는 것을 무엇이라고 하는가?
① 불완전우성 ② 다면발현 ③ 공동우성
④ 다인자 유전 ⑤ 완전우성

(정답) ②
(해설) 불완전 우성은 우성이 열성을 완전히 지배하지 못함으로써 중간적인 표현형이 나오는 것이다. 특정 식물의 꽃 색깔을 포함한 여러 유전자의 유전에서 관찰된다. 다면발현(pleiotrophy)은 한 유전자가 다양한 기능을 수행하는 것으로 돌연변이가 생기면 한 가지 이상의 특징이 나타난다. 예를 들면 겸상적혈구 빈혈증에 걸리면, 적혈구의 모양에 이상이 오며, 심장을 비롯한 여러 기관들에 이상이 오고, 결국 죽음에 이른다. 다인자 유전은 키, 몸무게 등에서 볼 수 있는 것으로 여러 유전자에 의해 하나의 특징이 결정되는 것이다.

8. 우성인 유전자 A와 C의 상호작용에 의해 자주색이 나온다고 하자. 만약 이들 중 하나가 없는 경우에는 흰색의 성질을 갖게 된다. 그렇다면 자주색의 꽃이 자가 수정되어 생기는 자손들의 비율은 다음 중 어떤 것에 가장 가까울까?
① 모두 자주색 ② 모두 흰색 ③ 자주색 : 흰색 = 9 : 7
④ 자주색 : 흰색 = 3 : 1 ⑤ 자주색 : 흰색 = 1 : 1

(정답) ③
(해설) 질문에서 의도한 자주색의 꽃의 유전자형은 AaCc의 이형이다. 여기서 오직 A와 C를 동시에 갖고 있는 것만이 자주색이며, 그렇지 않은 것은 어떤 것도 흰색이 된다. 이것은 자주색을 만들어내는 과정이 이 두 유전자 관여하기 때문에 하나라도 잘못되면 최종적으로 자주색이 나오지 못하기 때문이다.

 

AC
Ac
aC
ac
AC
AACC(자주색)
AACc(자주색)
AaCC(자주색)
AaCc(자주색)
Ac
AACc(자주색)
AAcc(흰 색)
AaCc(자주색)
Aacc(흰 색)
aC
AaCC(자주색)
AaCc(자주색)
aaCC(흰 색)
aaCc(흰 색)
ac
AaCc(자주색)
Aacc(흰 색)
aaCc(흰 색)
aacc(흰 색)

9. 유전과 성에 관련된 다음의 설명 중 틀린 것은?
① 염색체 교차시 한 부위의 교차가 이웃 부위의 이중교차에 영향을 주는 것을 간섭이라고 하고, 교차는 텔로미어보다 동원체에 가까운 곳에서 더 빈번히 일어난다.
② X-염색체 불활성화는 여성의 두 X 염색체 중에서 하나의 기능이 억제되는 현상이다.
③ 반성 유전되는 형질은 성에 따라 출현 빈도가 달라지고, 한성 유전되는 형질은 한쪽 성에만 영향을 나타내며, 종성 유전되는 형질은 한쪽 성에는 우성으로, 다른 성에는 열성으로 나타난다.
④ 유전자형이 AaBbDd인 개체에서 A와 B가 동일 염색체상에 있고 D는 독립되어 있을 때, 교차에 의해 생성되는 배우자는 AbD, Abd, aBD, aBd이다.
⑤ 성염색체 이상인 질병에는 클라인펠터증후군, 터너증후군 등이 있다.

(정답) ①
[해설] 동원체 쪽은 상동염색체가 서로 붙어 염색체 사이에서 꼬이기가 힘들기 때문에 교차는 텔로미어 쪽에서 더 빈번히 일어난다. X-염색체 불활성화는 여성의 발생 초기에 X-염색체 2개 중에서 하나를 불활성 상태로 만드는 현상으로 여성도 남성처럼 하나의 X-염색체 유전자만을 발현하게 되며, 불활성화된 염색체는 여성의 세포에서 관찰되는데 이를 바소체라고 한다.

10. 초파리의 체색이 회색인 것, B는 그 대립형질인 검정색, b에 대해 우성이다. 회색인 초파리에는 그 유전자형이 동형인 것(BB)과 이형인 것(Bb)이 있다. 검정색 초파리는 모두 동형(bb)만이 있다. 초파리 개체군 1000마리 중에서 검정색 초파리 90마리가 있었다면 이형 회색(Bb)은 몇 마리인가?
① 420 마리 ② 450 마리 ③ 460 마리 ④ 490 마리 ⑤ 520 마리

(정답) ①
[해설] 초파리 1000마리 중에서 검정색 초파리 90마리가 있었으므로 검정색 초파리가 나타날 확률은 90/1000 = 9/100이다. 우성 유전자가 나타날 확률을 p, 열성 유전자가 나타날 확률을 q라고 하면 p + q = 1에서 p2 + 2pq + q2 = 1이다. q2은 9/100 이므로 q = 0.3이고, 따라서 p = 0.7이다. 따라서 이형 회색(Bb)은 1000 × 2pq = 1000 ×2 × 0.7 × 0.3 = 420이다.

11. 초파리 눈의 색은 X 염색체에 의해 반성 유전하며 붉은 눈은 흰색 눈에 대해 우성이다. 이형접합체인 붉은 눈의 암컷과 붉은 눈의 수컷을 교배시켰을 때 나타나는 자식의 눈 색깔을 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.

(정답) ③
(해설) 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.

12. 다음 중 인간이 유전 현상 연구 대상으로 적합하지 않은 이유가 아닌 것은?
① 인간의 세대 기간이 비교적 너무 길다.
② 연구에 필요한 유전 형질을 가진 사람을 찾기가 어렵다.
③ 인간의 유전 형질을 연구하기 위하여 인위적인 교배 실험을 할 수 없다.
④ 인간의 유전자 수가 다른 생물에 비교하여 일반적으로 많아 연구가 복잡하다.
⑤ 인간이 가진 특정 유전자를 연구하기 위한 제한된 환경을 받아들이기 어렵다.

(정답) ②
(해설) 위에서처럼 사람이 갖는 어려운 점 때문에 쥐, 초파리, 선충과 같은 모델 동물들과 세포주를 이용하여 실험이 많이 진행된다.

13. 쌍생아를 연구하는 것이 중요한 이유는?

① 단순한 인간의 특징은 비교하기 어렵다.
② 쌍둥이는 둘이 하나의 특징을 갖고 있으므로 확실한 결과들을 제공한다.
③ 쌍둥이는 둘이 하나의 특징을 갖고 있으므로 확실한 결과들을 제공할 수 없다.
④ 인간의 어떤 형질이 환경적 혹은 유전적 영향에 의한 것인지를 알려준다.
⑤ 쌍둥이는 모두 모양이 같기 때문에 유전 현상을 연구할 수 없다.

(정답) ④
쌍생아 연구를 통하여 환경과 유전이 형질 발현에 미치는 영향을 연구할 수 있다.

[참고] 사람의 유전
1) 사람의 유전 연구의 난점
․사람을 실험 대상으로 하여 임의로 결혼시킬 없다.
․한 세대가 너무 길고, 형질의 유전을 여러 대 걸쳐 볼 수 없다.
․자녀의 수가 적어 어버이의 유전 형질이 충분히 발현되지 않는다.
․근친 결혼이 적기 때문에 대상 형질에 대한 직계의 F1의 분리비를 구할 수 없다.
2) 사람의 유전 연구법
․가계 조사법 – 가계에 속하는 조상, 자손, 친척의 유전 형질을 밝힘.
․통계법 – 집단을 대상 (인류의 유전학 연구의 중요함)
․쌍생아법 – 일란성 쌍생아는 유전적으로 소질이 동일하기 때문에 형질의 발현이 똑같아야 하는데도 약간의 차이가 있다(형질 발현이 환경의 영향을 받는다)

14. 어떤 사람의 표피 세포에서 두 개의 바소체가 나타나면 이 사람의 성염색체 구성은?
① YY ② XX ③ XYY ④ XXX ⑤ YYY

(정답) ④
정상 여자의 세포를 염색하면 세포핵에서 검게 염색되는 바소체(Bar body)가 관찰되지만, 남자에게는 없다. 바소체는 응축된 X 염색체로서 세포핵에서 돌출된 독특한 모양을 보여준다. 두개의 바소체가 발견됐다는 것은 응축된 X 염색체가 두 개 있다는 것임으로 총 X 염색체의 수가 세 개 있다고 볼 수 있다.

15. 엄마 아빠가 A형과 B형이고 누나는 0형, 자신은 A형이다. AB형과 A형 사이에서 태어난 B형 여성과 결혼하여 O형의 여자아이가 태어날 확률은?
① 1/2 ② 1/4 ③ 1/8 ④ 1/16 ⑤ 1/32

(정답) ③
A형과 B형 사이에서 태어난 A형의 인자형은 AO이고 AB형과 A형 사이에서 태어난 B형의 인자형은 BO형이다. 이 둘 사이에서는 AO, BO, AB, OO형이 나타날 확률이 각각 1/4이므로 O형이 태어날 확률은 1/4이다. 여자아이가 태어날 확률이 1/2이므로 결국 1/8이 된다.

[17~18] 영희네 가족은 혈액형을 조사한 결과 아버지와 어머니의 혈액형은 같았으나 영희와 철수의 혈액형은 서로 달랐으며 부모의 혈액형과도 같지 않았다. 2년 전 어머니가 사고로 다쳐 혈액이 필요하게 되었을 때 아버지부터 수혈을 받았다. 그러나, 얼마전 어머니가 다시 혈액이 필요하였을 때는 아버지로부터 수혈을 받으면 안 된다고 하여 부득이 다른 사람으로부터 수혈을 받았다. 다음 물음에 답하시오.

아버지
어머니
철수
영희

16. 영희와 철수의 혈액형 유전자형을 바르게 짝지은 것은?
① AA – AO ② AO – BB ③ AO – BO ④ AA – BB ⑤ AA – BO

(정답) AA와 BB형
(해설) 아버지와 어머니의 혈액형은 모두 AB형이고 두 자녀의 혈액형은 각각 AA형, BB형이다.

17. 어머니가 아버지로부터 두 번째 수혈을 받을 수 없는 이유를 바르게 설명한 것은?
① 아버지에게 항체가 생겼기 때문에
② 아버지와 어머니가 모두 Rh+이기 때문에
③ 아버지와 어머니가 모두 Rh-이기 때문에
④ 아버지는 Rh+이고, 어머니는 Rh-이기 때문에
⑤ 아버지는 Rh-이고, 어머니는 Rh+이기 때문에

(정답) ④
(해설) Rh+ 항원이 첫 번째 수혈시 어머니에게로 들어왔다. 그 후 이 항원에 대한 항체가 어머니로부터 생성되었기 때문에 만약 다시 Rh+ 항원이 들어온다면 항원-항체 반응이 일어나 혈액이 응집되기 때문에 또 다시 수혈을 할 수 없다.

18. 페닐케톤뇨증(PKU)은 열성돌연변이인자에 의해 야기되며, 10,000명에 한 명 꼴로 질병을 가지고 태어난다. q는 PKU 대립유전자의 빈도를 나타낸다. q2의 값은 얼마인가?
① 0.1 ② 0.01 ③ 0.001 ④ 0.0001 ⑤ 0.00001

(정답) ④
(해설) q가 열성돌연변이인자이므로 q2 = 1/10,000 이 된다. 이러한 정보로부터 q = 1/100이 된다. p + q = 1 이므로 p = 99/100 이 된다. 이 경우 p2은 정상 대립유전자형 빈도를, 2pq는 이형유전자형 빈도를 나타낸다.

19. 아버지는 색맹이지만 자신은 정상인 여성이 색맹 남성과 결혼하였다. 두 아이를 낳으려고 할 때 두 아이 모두 색맹이 될 확률은? (단, 보인자는 색맹이 아니다.)
① 1/2 ② 1/4 ③ 1/8 ④ 1/16 ⑤ 1/32

(정답) ②
(해설) 아버지가 색맹인 정상 여성이란 보인자(X’X)를 말한다. 보인자인 여성이 색명남성(X’Y)과 결혼하면 태어나는 아들의 1/2은 색맹이고, 딸의 1/2도 색맹이므로 색맹인 아이가 태어날 확률은 1/2이다. 두 아이 모두 색맹이 될 확률은 1/2 x 1/2 = 1/4이다.

20. A와 B는 각각 다른 계통의 쥐이며, 서로 조직부적합적이다. 또한 각 계통은 근친교배를 유지해왔다. 다음의 쌍 중에서 면역억제제 없이도 피부이식을 할 수 있을 가능성이 가장 큰 것은?
공여자 수여자
① A B
② B A
③ 이종교배한 쥐 A와 B 사이의 F1
④ A A와 B 사이의 F1
⑤ A와 B 사이의 F1 A

(정답) ④
[해설] 장기 이식이나 피부 이식 시에 생체 거부 반응이 일어나 이식에 실패하는 경우는 이식을 받는 사람의 면역계가 이식된 장기나 조직을 비자기 물질로 식별하고 면역 작용을 일으키기 때문에 나타나는 경우다. 따라서 이식에서 타인은 가족보다 성공률이 낮으며, 혈연 관계가 가까울수록 성공률이 높다. 피부 이식에서는 자기의 피부를 이식하는 경우에 성공률이 가장 높다. 이러한 인식 작용은 세포 표면의 차이로 인한 것이다. 사람의 경우 여섯 번 째 염색체에 존재하는 수백 개의 유전자들이 바로 이러한 단백질을 형성하는 정보를 갖고 있다. 이 단백질에 의해 어떤 세포가 자기 것인지 아닌지가 식별된다. A와 B 사이의 F1은 A로부터 많은 유전자를 물려받았으므로 A와 피부를 이식 받을 경우 성공률이 가장 높을 것이다.

21. 다음 중 연관되어 있는 유전자에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 최대 교차율은 100%까지 일어난다.
② 교차율이 50% 미만이면 두 유전자는 독립유전을 한다.
③ 두 유전자 사이에 이중교차가 증가할수록 교차율은 더욱 작아진다.
④ 일반적으로 연관된 두 유전자 사이가 가까울수록 교차율은 커진다.
⑤ 두 유전자가 비상동 염색체 상에 놓여 있을 때 연관되었다고 말한다.

(정답) ③
이중교차란 교차가 일어난 상태에서 다시 교차가 일어나는 경우를 말한다. 유전자 사이의 거리가 멀면 교차가 일어날 가능성이 크므로 교차율이 높게 나타나지만 이중 교차의 확률도 크기 때문에 유전자 사이의 거리가 어느 정도 이상 멀어지면 이중교차에 의해 다시 원상태로 돌아감으로 교차율이 감소한다. 최대 교차율은 50%를 넘을 수 없으며, 같은 염색체 상에 있을 때 연관되어 있다고 한다. 교차가 50%가 되면 독립유전을 한다고 볼 수 있다.

22. 유전자 A, B, C, D가 한 염색체에 연관이 되어 있으며, A-C의 교차율이 9%, B-C의 교차율이 3%, A-D의 교차율이 16%, A-B의 교차율이 12%이다. 그렇다면 이 네 유전자들은 어떤 순서로 배열되어 있으며, C-D의 교차율은 얼마일까?
① A-C-B-D, 1% ② A-B-C-D, 3% ③ A-C-B-D, 7%
④ A-B-C-D, 7% ⑤ A-C-B-D, 3%

(정답) ③
A-D의 교차율이 가장 크므로 A와 D 유전자가 가장 멀리 떨어져 있고 이 사이에 B와 C 유전자가 위치한다. A-B가 12%로서 D 앞에 위치한다. 다음 A-C가 9%로서 B앞에 위치한다. 다음 C-D의 교차율은 A-D의 교차율에서 A-C 교차율을 뺀 7%가 된다.

A
D
B
C
9
3
4
23. A와 B유전자는 연관되어 있으며, 두 유전자간의 교차율은 30%이다. 유전자형이 Ab/aB인 개체를 검정 교배하여 자손의 유전자형을 조사했을 때 AaBb : Aabb : aaBb : aabb의 비율은?
① 1:1:1:1 ② 3:7:7:3 ③ 4:7:7:4 ④ 3:1:1:3 ⑤ 2:3:3:2

(정답) ②
Ab/aB는 A와 b가, 그리고 a와 B가 같은 염색체에 있다는 것이다. 이 두 유전자 사이에 교차될 확률이 30%라는 것은 A-B 혹은 a-b가 될 확률이 30%라는 것을 의미한다. 따라서 A-b, a-B이 나타날 확률은 70%이다. 따라서 AaBb : Aabb : aaBb : aabb의 비율은 3:7:7:3 이다.

24. 다음 그림과 같이 두 쌍의 대립유전자가 연관되어 있고, 자가수정 시에 암컷은 25% 교차가 일어나고 수컷은 완전연관 된다. 이들 사이에서 태어나는 개체 중 유전자형이 aabb인 것은 이론상 얼마인가?

A
B
a
b
① 1/16 ② 3/16 ③ 5/16 ④ 9/16 ⑤ 11/16

(정답) ②
[해설] 태어나는 개체 중 유전자형이 aabb이기 위해 암컷과 수컷의 배우자 모두 ab가 나와야 한다. 수컷은 완전연관이므로 ab 배우자가 될 확률은 1/2이다. 암컷은 상인연관이므로 1/(n+1) ×100 = 25에서 n = 3, 따라서 AB:Ab:aB:ab = 3:1:1:3이므로 ab 배우자가 될 확률은 3/8이다. 곱의 법칙에 의해 aabb가 나올 확률은 1/2 ×3/8 = 3/16이다.

25. AABB 개체를 aabb에 검정교배 시켜 다음과 같은 표현형의 개체가 생산되었다.

AB
Ab
aB
ab

307
191
208
299
1005
a, b 유전자간의 교차율은 약 얼마인가?
① 10% ② 20% ③ 30% ④ 40% ⑤ 55%

(정답) ④
AB와 ab의 분리비가 비슷하면서도 Ab와 aB의 분리비에 비해 높게 나타난 것은 AB, ab가 연관된 상인연관(AB/ab)이고 교차가 일어난 경우이다. 교차율은 전체 개체수에서 교차결과 형성된 Ab, aB의 비를 말한다. 즉,

교차로 인해 생긴 개체수

조상환

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