2001년도 인하대학교 생물경시대회문제(정답포함)

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1. 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.

2. 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.

3. 다음 중 기관과 그 기능이 옳게 연결된 것은?
① 시상 하부 – 호흡 중추
② 소뇌 – 평형 감각
③ 연수 – 운동 중추
④ 연수 – 체온 조절
⑤ 대뇌 피질 – 심장 중추

4. 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

5. 다음 중 다른 것들과 유연 관계가 먼 동물은?
① 굴 ② 해삼 ③ 달팽이 ④ 오징어 ⑤ 뿔조개

6. 다음 식물 중 헛물관과 물관을 모두 갖고 있는 식물은?
① 고사리 ② 솔이끼 ③ 은행 ④ 쇠뜨기 ⑤ 냉이

7. 소나무, 은행, 전나무, 소철이 갖는 공통적 특징은?
① 현재의 식물 중에서 가장 번성한 피자 식물군이다.
② 밑씨가 씨방에 싸여 있지 않고 나출되어 있다.
③ 꽃잎이 발달되어 있고, 뿌리는 수염 뿌리가 아니다.
④ 고생대의 석탄기에 가장 번성했다.
⑤ 2개의 정핵은 각각 난세포, 극핵과 중복 수정한다.

8. 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.

9. 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

10. 키가 큰 나무의 꼭대기까지 물이 이동할 수 있는 가장 중요한 원동력은?
① 근압 ② 능동 수송 ③ 팽압 ④ 대기압 ⑤ 증산 작용

11. 광합성에서 순환적 광인산화 반응의 주된 목적은?
① ATP의 생성 ② NADPH의 생성 ③ 물의 분해 ④ 산소의 방출 ⑤ 이산화탄소의 방출

12. TCA 회로(시트르산 회로)의 결과, 원래 포도당 분자에 저장되어 있던 에너지의 대부분은 다음 중 어떤 물질에서 발견되는가?
① ATP ② NADH ③ 시트르산 ④ NADPH ⑤ FADH2

13. 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.

14. 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.

15. 다음 중 이중막으로 둘러싸인 세포 소기관을 맞게 묶은 것은?
① 핵, 리소좀, 액포
② 엽록체, 소포체, 미토콘드리아
③ 리소좀, 소포체, 미토콘드리아
④ 핵, 소포체, 엽록체
⑤ 핵, 엽록체, 미토콘드리아

16. 생체 화학에너지인 ATP에 대한 설명이 아닌 것은 무엇인가?
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.

17. 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.

18. 산허리를 깎아 고속 도로를 건설한 지역에 서식하는 생물의 유전적 변이를 10년 후에 조사하였다면 도로 양측에 서식하는 같은 종 사이에 유전적 변이성이 가장 크게 나타날 것으로 예상되는 생물은?
① 달팽이 ② 밤나무 ③ 민들레 ④ 나비 ⑤ 참새

19. 사람과 공룡을 함께 묶을 수 있는 최하위의 분류학적 단계는?
① 계 ② 문 ③ 강 ④ 목 ⑤ 과

20. 분류군간 유전자 교류가 일어나서 후대에 전달될 수 있는 가장 큰 분류의 단계는?
① 집단 ② 아종 ③ 종 ④ 속 ⑤ 과

21. 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

22. 멸종 위기 동물에 대하여 바르게 설명한 것은?
① 먹이 피라미드에서 아래쪽에 위치하며 이들이 멸종되면 피라미드의 위쪽에 위치한 생물에게 큰 영향을 미친다.
② 생활사의 이른 시기부터 큰 생식 능력을 지니므로 급격한 환경 변화에 대처하는 능력이 떨어진다.
③ 생태적 지위가 넓어서 개체수가 감소하였을 때 이용할 수 있는 자원이 더욱 부족하게 되어 멸종의 확률이 증가한다.
④ 수명이 짧고 몸이 작아서 인간에 의하여 파괴된 환경에서 생존이 어렵다.
⑤ 개체수가 감소할 뿐만 아니라 개체군의 유전적 다양성이 감소하여 환경 변화에 민감하게 된다.

23. 우리나라 중부지방에서 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

24. 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 방사능을 나타내지 않는다.
③ 새로 합성되는 리보솜이 방사능을 나타낸다.
④ 32P가 T4 단백질 및 DNA로 끼어 들게 됨에 따라 T4 바이러스의 분열이 정지하게 된다.
⑤ 32P로 인해 T4 DNA는 결국 대장균의 염색체 내로 끼어 들게 된다.

25. 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
1. 약산은 수용액에서 다음과 같이 해리한다.

HA ↔ H+ + A-

평형 상태에서 HA, H+, A-의 농도를 각각 [HA], [H+], [A-]로 표시할 때, 이 약산의 해리 상수 Ka는 다음과 같이 나타낼 수 있다. 다음 물음에 답하시오.

[H+][A-]
[HA]
Ka =

(1) 다음은 pH 7에서 아미노산인 알라닌의 해리 상태를 나타낸 구조이다. pH 1에서의 알라닌의 구조(해리 상태)를 그리시오. (5점)

O-
O
H
C
H3N+
CH3
C

(2) pH 7에서의 알라닌의 전하량은 0이다. 카르복시기의 pKa가 2.3이고, 아미노기의 pKa가 9.7이면 pH가 9.7일때 알라닌의 전하량은? (pKa = -log Ka) (5점)
2. 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).

(1) 이 집단의 유전자형과 각 유전자형의 빈도를 적으시오. (5점)
(2) 생식 불능을 뺀 각 유전자형의 개체 수를 적으시오. (5점)
(3) 몇 세대만에 집단 내에서 대립인자 a의 빈도가 A보다 크게 되는가? (간단히 그 근거를 제시할 것) (5점)

3. 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. 다음 물음에 대해 30자 이내로 설명하시오.

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

4. 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

(1) A 종에서 밀도가 증가할 때 사망률이 증가하는 이유를 2가지만 제시하시오. (5점)
(2) A 종의 개체군 생장 곡선은 J자 생장 곡선(지수 함수 곡선)과 S자 생장 곡선(시그모이드 곡선) 중 어느 것을 따르겠는가? (5점)
(3) A 종과 비교하여 유추할 수 있는 B 종의 독특한 생태적 특성은 무엇인가? (5점)

5. 아래 글을 읽고 답하여라 (각 문항 20자 이내로).

프리온을 연구하는 과학자들은 아직도 그저 놀랄 뿐이다. 프리온은 특히 생물의 체내에서 합성되는 단백질과 매우 비슷하다는 점에서 아주 희한한 물질이다. 단백질은 아미노산 수십~수백 개가 한 줄로 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)
(1) 프리온을 생명체라고 주장한다면, 그 논리는 무엇이겠는가? (5점)
(2) 프리온에 의한 질병의 치료법이 바이러스나 세균에 의한 질병의 치료법과 달라야 하는 이유는? (5점)
(3) 인체 내에서 프리온이 분해될 수 없는 이유는 무엇인가? (5점)
6. 다음은 유전자와 유전자의 발현에 관련된 문제이다.

(1) 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 띄지 않는 효소를 생산한다고 가정하자. 빨강색소와 초록색소가 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. (5점)

(2) 철수는 B 유전자의 발현이 rRNA를 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. (10점)

(3) 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. (a) 철수는 정지 돌연변이를 얻을 수 있겠는가? 그 이유는? (5점) (b) 히드록실아민은 본래 존재하는 정지 코돈을 없앨 수 있겠는가? 그 이유는? (5점)

 

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

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

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

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

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

 

 

OH
O
H
C
H3N+
CH3
C
1. (1)
(2) -1/2

2. (1) AA = 36%, Aa = 48%, aa = 16%
(2) AA = 180, Aa = 240, aa = 160
(3) 2 세대. 다음 세대에서 A:a = 30:28이 되고 그 다음 세대에서 이 빈도가 바뀌게 된다.

3. (1) 3과 5. 이동이 자유롭지 못함. 지의류는 일차 천이 생물로 쉽게 발견됨.
(2) 육상동물. 지리적 격리가 일어남.

4. (1) 경쟁, 먹이 부족, 공간 부족, 노폐물 축적 등
(2) S자 곡선
(3) 사회 생활

5. (1) 생식 기능과 유사한 능력이 있다.
(2) 바이러스나 세균은 핵산을 증식의 도구로 이용하나 프리온은 단백질이기 때문에 다른 치료법을 필요로 한다.
(3) 프리온의 독특한 구조로 인하여 이를 분해할 수 있는 효소가 없다.

6. (1) 노랑색:빨강색:갈색 = 4:3:3
노랑색 = ¾x ¼= 48/256, 빨강색, 갈색 = ¾x ¾x ½x ½= 36/256
(2) 옮긴 후 만들어지는 리보솜은 무게가 가벼우므로 옮기기 전의 리보솜과 분리될 수 있다. rRNA가 유전 정보의 전달자라면 유전자 발현이 이루어 질 때마다 새로운 형태의 리보솜이 합성된다. 따라서 무게가 가벼운 리보솜만 3H의 방사능을 나타내게 된다.
(3) (a) 있다. – TGG 등이 정지 코돈으로 바뀔 수 있다.
(또는) 없다. – 정지 코돈으로 바뀔 수 있는 코돈이 없는 경우에.
(b) 없다. TGA나 TAG가 TAA로 전환될 수 있으나 모두 정지 코돈이므로.

 

조상환

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