2000년도 인하대학교 생물경시대회문제(정답포함)

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1. 다음 중 정자의 설명이 틀린 것은 어느 것인가?
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.

2. 다음 중 틀린 연결은 어느 것인가?
① 이구선-한선 ② 정원창-고막 ③ 이소골-소리증폭 ④ 중이-미로 ⑤ 외이도-측두골

3. 비장의 기능이 아닌 것은?
① 적혈구 파괴 ② 항체 생산 ③ 혈액 저장 ④ 식작용 ⑤ 혈액 응고

4. 다음 중 혈액 내에서 이산화탄소 운반경로가 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.

5. 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.

6. 다음 중 세뇨관에서의 재흡수율이 가장 적은 물질은 무엇인가?
① 물 ② 포도당 ③ 아미노산 ④ 나트륨 ⑤ 요소

7. 다음 중 지속적으로 주어지는 자극에 대하여 가장 쉽게 피로해지는 감각기는 무엇인가?
① 후각기 ② 미각기 ③ 청각기 ④ 시각기 ⑤ 감각기

8. 다음 식물 중에서 관다발을 갖고, 종자를 맺으며, 민꽃식물인 것은?
① 고사리 ② 소나무 ③ 이끼 ④ 참나무 ⑤ 버드나무

9. 우리 나라 산림의 주류를 이루고 있는 소나무에 큰 피해를 주던 송충이가 최근 거의 자취를 감추었다. 그 이유를 가장 잘 설명하는 것은?
① 공해 ② 해충제 살포 ③ 송충이 잡기 사업 ④ 숲의 서식환경 변화
⑤ 소나무의 무분별한 벌채

10. 식물은 하나의 세포 또는 조직으로부터 완전한 식물체로 성장하는 능력을 가지고 있는데, 이를 이용하면 식물체를 대량증식 시키는 조직배양이 가능하다. 다음 중 어느 조직을 이용하면 조직배양을 가장 잘 할 수 있을까?
① 배추 잎의 표피조직
② 고구마 줄기의 물관 안쪽 조직
③ 고구마 줄기의 표피와 체관 사이의 조직
④ 당근 뿌리의 도관 세포
⑤ 당근 뿌리의 피층 내부 조직

11. 호박 줄기는 각이 져있다. 이 각진 부위의 표피 바로 아래에는 어떤 조직이 분포할까?
① 유조직 ② 후각조직 ③ 후벽(후막)조직 ④ 엽록조직 ⑤ 통도조직

12. 식물을 채집하여 표본을 만들려고 한다. 표본은 생물자원의 보존목적 이외에도, 연구와 교육용으로 생물학에 꼭 필요한 것이다. 채집 시 기록하여야 할 다음 사항 중에서 가장 중요한 5가지를 묶어 놓은 것은?
1) 기온 2) 장소 3) 날짜 4) 채집방법 5) 채집도구 6) 채집자 7) 꽃의 색 8) 자라는 곳의 환경
① 1 3 4 7 8 ② 2 3 4 7 8 ③ 2 3 6 7 8 ④ 2 3 5 7 8 ⑤ 2 4 5 6 8

13. 단백질의 구조에 관한 기술 중 틀린 것은?
① 고온에서 단백질이 변성되는 것은 열에 의해 펩티드결합이 끊어지기 때문이다.
② 단백질의 서브유니트는 비공유성 결합에 의해 서로 연결되어 있다.
③ 단백질 구조에 작용하는 비공유성 결합 중 결합력이 가장 약한 결합은 반데어발스의 힘이다.
④ 단백질의 1차 구조란 아미노산의 배열순서를 일컫는다.
⑤ 헤모글로빈은 4차 구조를 가진다.

14. 식물호르몬과 그 작용과의 관계를 나타낸 것이다. 틀린 것은?
① 옥신-굴광성
② 지베렐린-기공 개폐
③ 시토키닌-세포 분열 촉진
④ 에틸렌-과실의 숙성
⑤ 에틸렌-세포 분열 억제

15. 광합성의 명반응에서 합성되는 물질들끼리 짝지어진 것은?
① ADP-NADH ② ATP-NADPH ③ ATP-NADH ④ ADP-NADPH ⑤ AMP-NADPH

16. 콩과 식물의 종자에서 대부분의 영양분이 저장되는 부분은?
① 자엽 ② 호분층 ③ 배 ④ 종피 ⑤ 배유

17. 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 뿌리혹 박테리아에 의해서만 일어난다.
④ 뿌리혹 박테리아와 숙주간에는 특이성이 존재하지 않는다.
⑤ 식물은 뿌리혹 박테리아에게 호흡의 기질을 공급한다.

18. 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 사막에서는 수분이 부족하여 온대낙엽수림 생태계에 비하여 식물의 생산성이 낮다.

19. 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

20. 다음은 여러 하천에서 동일한 방법으로 물고기를 잡아서 수를 센 결과이다. 어떤 하천에서 물고기의 종다양성이 가장 높은가?
① 가 하천: 갈겨니 50 마리, 버들치 50 마리
② 나 하천: 갈겨니 25 마리, 돌고기 75 마리
③ 다 하천: 갈겨니 2 마리, 버들치 5 마리, 돌고기 3 마리, 피라미 90 마리
④ 라 하천: 갈겨니 20 마리, 버들치 30 마리, 돌고기 25 마리, 피라미 25 마리
⑤ 마 하천: 갈겨니 90 마리, 버들치 3 마리, 돌고기 5 마리, 피라미 2 마리

21-22 다음 그림은 하와이의 산 정상에서 대기의 이산화탄소의 농도를 조사한 결과이다.

21. 이산화탄소 농도는 여름에 낮고 겨울에 높았다. 이러한 계절 변화의 가장 큰 원인은 무엇인가?
① 생태계에서 생산자 광합성의 계절 변화
② 생태계에서 생산자 호흡의 계절 변화
③ 생태계에서 소비자 호흡의 계절 변화
④ 생태계에서 분해자 호흡의 계절 변화
⑤ 생태계에서 소비자 섭식량의 계절 변화

22. 대기의 연평균 이산화탄소 농도의 변화에 대한 설명으로서 잘못된 것은?
① 석유와 석탄과 같은 화석연료를 사용함으로써 대기로 이산화탄소가 방출되었다.
② 열대 우림을 벌목함으로써 대기중의 이산화탄소 농도가 계속적으로 증가하고 있다.
③ 대기중의 이산화탄소 농도가 증가하면 바다에서 용존 이산화탄소가 대기로 방출된다.
④ 이처럼 이산화탄소 농도가 증가하면 온실효과에 의한 기후변화가 초래될 수 있다.
⑤ 온실효과로 기후변화가 되면 해수면이 상승하고 생물 활동에 변화가 일어날 수 있다.

23. 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 것이다.
③ 대부분의 박테리아는 다른 세포에 기생해야만 살 수 있다.
④ 돌연변이의 복구 및 유전자 재조합 능력이 떨어진다.
⑤ 플라스미드의 복제 및 플라스미드의 숫자 조절능력이 떨어진다.

24. 다음 중 바이러스의 일반적인 특성이 아닌 것은?
① 유전정보를 저장하는 곳은 DNA 또는 RNA 이다.
② 유전자 코돈은 생명체의 코돈과 동일하다.
③ 유전정보를 복제하는 능력이 있다.
④ 유전정보는 세포막과 비슷한 막으로 둘러 싸여 있다.
⑤ 바이러스 단백질은 20종류의 아미노산으로 구성되어 있다.

25. 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

 

 

1. 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.

세포수
배양시간
1
2

 

 

 

 

설명 : 1. 1차생장 2. 2차생장

(1) 젖당만이 있는 배양액에서 생장한 대장균을 포도당과 젖당이 포함된 배양액으로 옮겼을 때 생장경과를 윗 그림에 실선( ________ )으로 표시하시오.

(2) 포도당만이 있는 배양액에서 생장한 대장균을 젖당만 있는 배양액으로 옮겼을 때 생장경과를 윗 그림에 점선(- – – -)으로 표시하시오.

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

(4) 그림에서 배양환경이 변화할 때, 대장균이 이에 대하여 반응하여 적응하고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 환경에 대한 조절 능력을 무엇이라고 하는가?

2. 다음은 소나무와 서어나무의 광도에 대한 성장률을 조사한 결과이다.

(1) 광합성에 의한 이산화탄소 흡수량과 호흡에 의한 이산화탄소 방출량이 일치할 때의 광도인 광보상점이 어느 나무에서 높고 왜 그렇다고 생각하는가?

(2) 식물은 광포화점 이상으로 광도가 증가하여도 광합성이 증가하지 않는다. 광포화점은 어느 식물에서 높고 왜 그렇다고 생각하는가?

(3) 두 나무가 섞여 있는 숲을 벌목한 후의 천이 초기에 어떤 나무가 우점종이 되겠는가? 그 이유는?

(4) 극상에서는 어떤 나무가 우점종이 되겠는가? 그 이유는?

(5) 마을 부근에서는 오랫동안 소나무 숲이 존재하여 왔다. 그 이유를 위의 천이과정과 관련하여 설명하라.

3. 어떤 효소(E)의 기질(S)에 대한 반응에 있어서 이 효소의 유일한 활성 부위에 경쟁적으로 결합하여 반응을 저해하는 두 개의 저해제가 있다고 하자. 이들 저해제를 I와 I’라고 하고 다음 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 나타냄)

S + E ↔ES Keq = 30
I + E ↔EI Keq = 0.1
I’ + E ↔EI’ Keq = 200

(1) I와 I’ 중 어느 것이 더 강한 저해제인가? 그 근거는?

(2) S, I, I’를 같은 농도로 포함하고 있는 효소 반응액에 가장 높은 농도로 존재하는 복합체는? 그 근거는?

(3) 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.

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

4. 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? (20자 이내로 답하시오)

 

사랑을 구할 때나 속삭일 때는 어떤 감각이 가장 중요할까. 대부분의 사람들은 시각이 가장 중요하다고 믿는다. 이성에게 호감을 느끼는 일차적인 이유가 외모인 것만 봐도 그렇다. 실제로 인간은 대뇌가 발달했기 때문에 시각에 많은 부분을 의존한다. 사랑과 후각이 동일시되는 동물들과는 다르다는 말이다. 그러나 다른 동물들만큼은 아니더라도 우리 인간도 상대를 선택하는데 있어 냄새, 즉 후각에 알게 모르게 영향을 받는다.
그렇다면 사람에게도 페로몬이 있다는 말일까. 동물의 짝짓기에서 나비 수컷은 암컷이 체외로 방출한 극미량의 페로몬을 감지해 10km떨어진 곳에서도 정확히 암컷에게로 날아갈 수 있다. 이외에도 개나 사슴 등의 포유동물 대부분은 짝짓기를 하기 전에 상대 생식기 부분의 냄새, 즉 페로몬을 맡고 성적 자극을 받는다.
몇 해 전 프랑스에서는 용모나 체격 수준이 비슷한 건강한 남성들을 땀이 날 정도로 운동을 시킨 후 셔츠를 벗게 했다. 여러 여성들에게 이 셔츠의 냄새를 맡게 한 후 호감도를 조사했다. 그런 다음 실제 남성들을 차례로 보게 하고 호감도를 조사한 결과, 호감을 갖는 냄새의 셔츠주인이 역시 선호됐다. 외모는 별로 인데 호감이 가고 편안한 애인을 갖고 있거나 그런 사례를 본 적이 있다면 그 경우는 대개 향기가 개입돼 있을 가능성이 높다.
인간의 페로몬도 다른 동물들처럼 지방이나 스테로이드 계통의 성분으로 방향성과 휘발성이 있는 것으로 추정된다.
5. 아래의 글을 참고하여 인간이 페로몬의 작용을 받는다는 가설을 증명하기 위한 논리적 근거를 3단계로 나누어 제시하여라. (각 단계별로 20자 이내로 답할 것)

6. 다음 물음에 답하라.

(1) ABO형 혈액형과 관련된 항원은 H 및 I 유전자에 의해 결정된다. A형 (유전자형 IAIO, Hh) 및 AB (유전자형 IAIB, Hh)형의 부부사이에 태어난 딸이 O형의 표현형을 가지고 있었다. (딸의 모든 유전자는 위의 부부로부터 물려받은 것이며 돌연변이는 개입되어 있지 않다)
㉮ 딸이 가질 수 있는 유전형을 표시해 보라.
㉯ H 및 I 유전자의 산물이 연속적으로 작용한다면 어떤 유전자 산물이 먼저 작용할 것인지 추측해 보고 그 근거를 상세히 제시하라.

(2) ABO형 혈액형과 관련된 항원은 무엇으로 구성되어 있나?

(3) A형 혈액형을 가진 사람은 A형 항원을 가지고 있음에도 불구하고 이에 대한 항원-항체 반응이 일어나지 않는 이유는 무엇인가?

(4) 사람의 면역세포가 1,000,000 종류의 서로 다른 항체를 생산할 수 있고 하나의 항체는 하나의 서로 다른 유전자로부터 생성된다면,
㉮ 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)
㉯ 사람의 세포 내에 있는 전체 DNA 크기가 6,000,000,000 bp 정도라고 하면 ㉮항에서 계산된 항체 유전자들은 전체 DNA의 몇 %에 해당하나?
㉰ 사람을 구성하고 있는 모든 세포는 하나의 수정란에서 유래되었기 때문에 같은 크기의 유전정보를 포함하고 있으나 항체를 생산하는 세포는 다른 세포들에 비해 약간 다른 유전정보를 가지고 있다. 그 이유를 설명해 보라.

1. ① ② ● ④ ⑤
2. ① ② ③ ● ⑤
3. ① ② ③ ④ ●
4. ① ② ③ ● ⑤
5. ① ● ③ ④ ⑤

6. ① ② ③ ④ ●
7. ● ② ③ ④ ⑤
8. ① ● ③ ④ ⑤
9. ① ② ③ ● ⑤
10. ① ② ③ ④ ●

11. ① ● ③ ④ ⑤
12. ① ② ● ④ ⑤
13. ● ② ③ ④ ⑤
14. ① ● ③ ④ ⑤
15. ① ● ③ ④ ⑤

16. ● ② ③ ④ ⑤
17. ① ② ③ ④ ●
18. ① ② ● ④ ⑤
19. ① ② ● ④ ⑤
20. ① ② ③ ● ⑤

21. ● ② ③ ④ ⑤
22. ① ② ● ④ ⑤
23. ● ② ③ ④ ⑤
24. ① ② ③ ● ⑤
25. ① ● ③ ④ ⑤

 

1. (1)과 (2)는 다음 그림에 표시할 것
(3) ㉮ 포도당 ㉯ 젖당 ㉰ β-갈락토시다제
(4) 오페론(설, 기작, 이론 ….)
2. (1) 소나무
이유: 소나무가 서어나무보다 높은 광도에서 생장을 시작하므로
(2) 소나무
이유: 소나무가 서어나무보다 높은 광도에서 성장율이 증가하지 않으므로
(3) 소나무
이유: 벌목 후 광도가 증가되어 소나무의 성장이 서어나무보다 크므로
(4) 서어나무
이유: 천이가 진행되면서 나무가 크게 자라면 나무 아래의 그늘에서는 서어나무의 성장이 소나무보다 크므로
(5) 사람들에 의한 벌목이나 화재가 계속되어 숲 아래에 도달하는 광도가 높아 소나무의 성장이 계속하여 크기 때문에

3. (1) I’. (효소와의 결합에 대한) 평형상수의 값이 2000배나 되므로.
(2) EI’. S(기질)나 I에 비해 평형상수의 값이 크다.
(3) 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.
(4) 0:0:100

4. 변이가 유전적으로 고정되어 있음.
5. 1 단계
페로몬으로 작용할 화학물질이 존재한다 (분비된다).
이 화학물질을 인지할 수 있는 감각기가 존재한다(2단계에 포함 가능)
2 단계
이 물질에 노출되면 인지하여 뇌에서 어떤 반응이 일어난다.
3 단계
이 물질은 인간의 행동 또는 감정에 변화를 일으킨다.

6. (1) ㉮ IAIA hh, IAIB hh, IAIO hh, IBIO hh
㉯ H 유전자 산물이 I 유전자 산물보다 상위에서 작용하므로 H 유전자 산물이 존재하지 않을 경우에는 I 유전자의 종류에 관계없이 I 유전자 산물이 작용할 수 없다.
(2) oligosaccharides (과당류)
(3) A형 항원에 대한 항체를 생산하는 면역세포가 존재하지 않는다.
(4) ㉮ 1500 x 3 = 4500 bp 4500 x 1,000,000 = 4,500,000,000 bp
㉯ 150%
4,500,000,000 % 3,000,000,000 bp (n = 1) = 150%
㉰ 항체를 생산하는 면역세포는 전체 항체 유전자 조합중 한 가지 종류의 항체를 생산할 수 있는 유전자 조합만을 선택하여 분화된다.

조상환

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