생물 I 정답

1	③	2	⑤	3	①	4	④	5	④
6	④	7	③	8	③	9	⑤	10	②
11	①	12	②	13	⑤	14	①	15	③
16	①	17	①	18	②	19	③	20	④

해 설

1. [출제의도] 생물의 특성을 사례별로 구분할 수 있는가를 평가한다.

채집한 종자를 심은 정원은 동일한 환경임에도 불구하고 식물의 크기가 다르게 나타난 것으로, 이는 서양톱풀이 오랜 시간에 걸쳐 고도가 다른 환경에 적응한 결과 유전자가 변화한 것(진화)이다. ①은 자극에 대한 반응, ②은 물질대사, ③은 진화, ④는 항상성 유지, ⑤은 구성 체제에 대한 설명이다.

2. [출제의도] 혈액형 판정의 원리 및 혈액의 응집 반응과 수혈 관계를 평가한다.

철수의 혈액은 항A혈청에만 응집했으므로, 철수는 A형이다. 따라서 철수는 응집원 A와 응집소 [eqn: beta]를 갖는다. (나)에서 철수의 혈액과 영희의 혈액을 섞었을 때 응집소 중 한 가지만 응집반응이 일어나므로, 영희는 응집원이 없고 응집소 [eqn: alpha]를 가진다. 따라서 영희는 O형으로, 철수는 영희에게 수혈할 수 없다.

3. [출제의도] 지방과 쓸개즙의 소화 과정을 평가한다.

(나)에서 물질 A가 B의 작용 속도를 증가시키는 것을 알 수 있다. 물질 A는 지방을 분해하지는 못하지만 반응을 빠르게 하는 쓸개즙, B는 소화 효소인 리파아제이다. (가)의 물질 X는 쓸개즙(A)에 의해 유화된 지방이다.

4. [출제의도] 산소 분압에 따른 외호흡의 변화를 평가한다.

폐포를 지나 B를 흐르는 혈액은 산소가 많은 동맥혈이며, 산소 분압이 높은 (가) 지역이 (나) 보다 고도가 더 낮다. (가) 지역 혈액은 약 0.25초 이내에 포화되어 혈액의 산소 분압이 (나) 지역에 비해 빠르게 증가한다.

5. [출제의도] 영양소의 기능을 평가한다.

괴혈병 치료에 도움이 되는 비타민 C는 (나) 와 (다)에 없다. 단백질이 가장 많아 근육 강화에 도움이 되는 것은 (나), 지방이 가장 많아 섭취 시 비만이 되기 쉬운 물질은 (다) 이다.

6. [출제의도] 상염색체와 성염색체 유전에 의한 가계도 분석을 평가한다.

수정과정에서 철수의 정자(AO)와 영희 난자(BO)가 만나 A형이 될 확률은 [eqn: { 1} over {4 }]이다. 혈우병은 X염색체에 존재하는 유전자에 의해 열성으로 유전된다. 영희는 아버지로부터 혈우병 유전자를 받았기 때문에 보인자(X'X)이다. 따라서 정상인 철수(XY)와 결혼하여 낳은 자녀가 정상일 확률은 [eqn: { 3} over {4 }]이다. ABO식 유전자와 혈우병 유전자가 독립되어 있으므로 A형이고 정상일 확률은 [eqn: { 1} over {4 }]×[eqn: { 3} over {4 }]=[eqn: { 3} over {16 }]이다. 일란성 쌍생아는 동일한 수정란이 분열하는 과정에서 발생한 것이므로 확률 문제에 영향을 주지 않는다. [eqn: { 3} over {16 } TIMES{ 3} over {16 }= { 9} over {256 }]는 각각 수정된 2명이 모두 A형이고 정상일 확률이다.

7. [출제의도] 염색체 비분리와 일란성 쌍생아의 특성을 평가한다.

염색체 비분리 현상으로 A(XY)와 C(XX)의 염색체 수가 1개씩 증가하였다. A(XY)와 B(X)가 수정된 수정란의 성염색체는 XXY이고, 일란성 쌍생아의 염색체 구성은 같다.

8. [출제의도] 적혈구의 생성과 파괴 과정에 관한 그림 자료 해석을 평가한다.

적혈구 파괴 작용은 간과 지라에서 일어나며, 혈중 산소가 부족하면 신장에서 적혈구 생성호르몬 분비가 촉진되어 골수에서 적혈구 생성 과정이 촉진된다. 헤모글로빈 구성 원소인 철이 부족하면 적혈구 생성이 제한을 받게 된다.

9. [출제의도] 호흡기관과 운동의 원리를 평가한다.

모형의 유리관은 기관, 유리병 내부는 흉강, 고무풍선은 폐, 고무막은 횡격막에 해당한다. 고무막을 아래로 당기면 유리병의 압력이 낮아지면서 고무풍선이 부풀고  U자관의 물은 A 방향으로 이동한다.

10. [출제의도] 유전자와 염색체의 관계를 평가한다.

분열 중인 피부세포(체세포)이므로 감수분열에서 나타나는 2가 염색체 형성은 일어나지 않으며, 상동염색체는 대립 유전자의 수가 같다. 자매염색분체는 한 부모로부터 물려받은 염색체가 복제된 것이다.

11. [출제의도] 물질 농도에 따른 배설 변화에 관한 표 해석을 평가한다.

A는 농도가 200㎎/100mL 이하일 때 100% 재흡수 되지만 농도가 300㎎/100mL 이상일 때부터 농도에 비례하여 배설량이 증가한다. 분비량이 0일 때, 재흡수량은 (여과량-배설량) 이다. B는 여과량 < 배설량이므로 분비량이 재흡수량보다 많은 물질이다. B의 혈장 농도가 40㎎/100mL일 때, 분당 배설량은 130.0㎎이므로 1시간 동안 배설되는 양은 130 × 60 = 7800mg = 7.8g 이다.

12. [출제의도] 혈당량 조절 과정을 평가한다.

혈당량이 100㎎/100mL 이하일 때 B 과정에 의해 혈당량이 높아지며, 혈당량이 100㎎/100mL 이상일 때 C 과정에 의해 혈당량이 낮아진다. B와 C는 각각 글루카곤, 인슐린에 의해 촉진된다.

13. [출제의도] 유전자재조합과 백신 작용의 원리를 평가한다.

B형 간염 바이러스의 표면항원단백질 유전자를 효모에 삽입하면, 효모가 바이러스의 표면항원단백질을 생산한다. 이를 체내에 주사하면 항원으로 인식되어 항체가 생성된다. 이는 예방주사(백신)의 원리이다.

14. [출제의도] 상염색체 유전과 성염색체 유전 비교 및 가계도 분석을 평가한다.

E 유전자만 있는 염색체는 일부에만 존재하는 것으로 보아 Y 염색체임을 알 수 있다. X 염색체에 존재하는 B의 출현 빈도는 남녀에 따라 다르다. 가계도의 유전적 구성으로 보아 (가), (다), (라)가 모두 형질 X를 갖는 경우, 형질 X 유전자가 A, B, D 중 어떤 것인지 알 수 없다. (라)는 (가)의 감수 제1분열 비분리 결과 형성된 난자로부터 유래한 것이다.

15. [출제의도] 자극의 세기와 활동전위 빈도 변화를 평가한다.

X는 감각신경이며 역치 이상의 자극에서 활동전위는 105㎷ 이다. 역치 이상일 때, 자극의 세기는 활동전위의 빈도와 비례한다.

16. [출제의도] 빛의 세기에 따른 시각기의 변화를 평가한다.

빛의 세기가 증가하면 동공의 크기가 감소한다. 이때, 부교감신경의 작용으로 홍채의 환상근은 수축하고, 로돕신은 분해되어 양이 감소한다. 빛의 세기가 감소하면 반대 작용이 일어난다.

17. [출제의도] 심장 박동 시 심장의 변화를 평가한다.

시점 A는 이첨판이 닫힌 후이므로 좌심실의 압력이 좌심방보다 크다. 좌심실의 수축기인 구간 B의 초기에는 혈액량이 빠르게 감소하다가 수축 말기로 갈수록 속도는 점차 느려진다. 시점 C에서 좌심실의 혈액량은 증가한다.

18. [출제의도] 여성의 생식주기에 따른 난소와 자국의 변화를 평가한다.

배란일은 다음 월경 시작 일에서 14일 전이므로 생식 주기가 30일 여성의 경우, 월경 시작 후 16일째가 된다. B에서 분비된 에스트로겐에 의해 자궁 내벽이 발달하며, 난관 수술은 난소 및 자궁의 변화와 무관하다.

19. [출제의도] 자율신경에 따른 심박출량의 변화를 평가한다.

교감신경 (가)에 의해 심박출량이 증가하며, 부교감신경 (나)에 의해 감소한다. 우심방의 압력이 높아짐에 따라 심박출량이 증가하다 일정해진다. 대조군과 (가), (나)의 차이는 P1보다 P2에서 더 크다. 참고로, 심박출량은 심장으로 유입되는 혈액량과 자율신경에 의해 조절된다. 우심장에서 더 많은 혈액이 빠져나가면 폐순환을 거쳐 좌심장으로 돌아 들어오는 혈액량이 증가한다. 이로 인해 심장은 더 강하게 수축하여 더 많은 혈액을 방출하게 된다. 교감신경과 부교감신경은 심장의 박동원인 동방결절에 작용하여 역치에 도달하는 탈분극 속도를 조절하여 각각 심박률을 증가, 감소시키며, 우심방의 수축력을 각각 증가, 감소시킨다.

20. [출제의도] 생태계의 영양단계에 따른 에너지 흐름을 평가한다.

초식동물은 2차 영양단계에 해당하며, 세포호흡에서 방출된 열에너지는 대부분 생물이 이용하지 못하고 생태계 밖으로 사라지게 된다. 상위영양단계로 전해지는 에너지량이 계속 감소하기 때문에 5차 이상의 영양단계가 나타나기 어렵다.