생물Ⅱ 정답

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

해설

1. [출제의도] 세포 분획법 및 세포 소기관의 기능 이해하기

식물 세포에서 이중막 구조와 DNA를 갖는 세포 소기관은 핵, 미토콘드리아, 엽록체이다. 원심 분리하면 무게에 따라 핵, 엽록체, 미토콘드리아 순으로 분리된다. 따라서 A는 핵, B는 엽록체, C는 미토콘드리아이다. 핵의 DNA로부터 전사를 통해 mRNA, tRNA, rRNA가 합성된다. 엽록체에서는 광합성에 의해 빛에너지가 화학 에너지로 전환된다.

2. [출제의도] 미토콘드리아의 막 구조 이해하기

㉠은 친수성인 머리 부위와 소수성인 꼬리 부위로 구성된 인지질이고, ㉡은 막의 단백질이다. 인지질과 막의 단백질은 유동성을 갖는다. 생체막은 인지질 이중층으로 되어 있으므로, 미토콘드리아의 외막과 내막은 생체막이기 때문에 모두 인지질 이중층으로 되어 있다.

3. [출제의도] 효소의 구성과 기능 이해하기

주효소와 보조 인자(조효소)가 함께 있는 효모의 효소액을 투석시키면 크기가 작은 보조 인자만 투석된다. 따라서 A와 B에는 주효소가, C와 D에는 보조 인자가 있다. 주효소는 단백질로 되어 있어 가열하면 변성되어 활성이 사라진다. 반면 비단백질 분자인 보조 인자는 열에 강해 가열하여도 변성되지 않는다. 따라서 가열하지 않은 주효소가 있는 A 용액을 보조 인자가 있는 시험관 Ⅴ에 첨가하면 알코올 발효가 일어난다. 이를 통해 알코올 발효에는 주효소와 보조 인자가 모두 필요함을 알 수 있다.

4. [출제의도] 세포 소기관의 기능 이해하기

A는 리소좀, B는 골지체, C는 리보솜, D는 중심립이다. 리소좀에 있는 가수 분해 효소는 단백질로서 조면 소포체의 리보솜에서 합성된다. 골지체는 세포 외로 물질을 분비하는 기능이 있어 분비 작용이 활발한 세포에 많이 존재한다. 세포 분열 시 중심립은 방추사의 형성에 관여한다.

5. [출제의도] 식물 세포의 삼투 현상 이해하기

식물 세포를 저장액에 넣으면 세포 내로 물이 이동하면서 삼투압은 감소하고 팽압이 증가하게 된다. 세포 소기관 A는 액포로서 삼투압 조절 기능이 있고 t1보다 t2에서 유입된 물의 양이 더 많기 때문에 액포(A)의 크기는 t1보다 t2일 때 크다. ‘흡수력=삼투압-팽압’이므로 t1에서의 삼투압은 5기압이다. 세포막이 세포벽에서 분리되는 원형질 분리는 식물 세포를 고장액에 넣었을 때 일어난다.

6. [출제의도] 미토콘드리아의 전자 전달계 이해하기

㉠은 NAD이고, ㉡은 FAD이다. 전자 전달에 의해 H＋이 (나)에서 (가)로 이동하므로, (가)는 미토콘드리아의 막간 공간이고 (나)는 기질이다. X(ATP 합성 효소)를 통해 (가)의 H＋이 (나)로 확산될 때 ATP가 합성된다. 따라서 (가)의 pH가 (나)보다 낮을 때 X에서 ATP가 합성된다.

7. [출제의도] 번역 과정 이해하기

㉠은 폴리펩티드, ㉡은 아미노산, ㉢은 tRNA, ㉣은 리보솜이다. ㉠을 지정하는 mRNA의 염기 서열은 5´-AUGCACCUG-3´이므로 상보적인 주형 DNA 가닥의 염기 서열은 5´-CAGGTGCAT-3´이다. ㉡을 지정하는 코돈이 CUU이므로 ㉡은 류신이고, ㉢의 안티코돈은 5'-GGU-3'이다. 리보솜은 폴리펩티드 사슬에 새로운 아미노산을 펩티드 결합으로 연결시킨다. 리보솜은 mRNA의 5'→3'으로 하나의 코돈(3개의 염기)씩 이동한다.

8. [출제의도] 유전자의 형질 발현 이해하기

돌연변이주 ㉠은 최소 배지에서는 생장하지 못하나 오르니틴을 넣어주었을 경우 생장하는 것을 통해 오르니틴 합성 효소 유전자에 돌연변이가 일어났음을 알 수 있다. ㉡은 오르니틴 첨가 배지에서는 생장하지 못하나 시트룰린 첨가 배지에서는 생장하는 것으로 보아 ㉡은 오르니틴으로부터 시트룰린을 합성하는 효소 유전자에 돌연변이가 일어났음을 알 수 있다. ㉢은 시트룰린이 들어있는 배지에서는 생장하지 못하나 아르기닌 첨가 배지에서는 생장하는 것으로 보아 아르기닌 합성 효소 유전자에 돌연변이가 생긴 것이다. 따라서 야생형 붉은빵곰팡이는 최소 배지에 있는 선구 물질로부터 오르니틴→시트룰린→아르기닌 순으로 물질을 합성함을 알 수 있다.

9. [출제의도] 해당 과정 이해하기

해당 과정에서 1분자의 포도당이 분해될 때 2분자의 ATP가 소모되고 4분자의 ATP가 합성되므로 (가)에서 반응이 진행되어 포도당이 피루브산으로 분해될수록 ADP 양은 감소한다. (나)의 Ⅰ 단계는 포도당이 에너지를 흡수하는 단계로 이때 ATP의 화학 에너지가 사용되어 중간 산물이 생성된다. Ⅱ 단계에서는 중간 산물이 피루브산으로 분해되면서 탈수소 효소의 작용으로 NADH2가 생성된다.

10. [출제의도] 광합성 명반응 이해하기

A를 통한 H＋의 이동은 전자의 에너지를 이용한 능동 수송이다. 빛이 있는 Ⅰ에서는 A를 통해 지속적으로 H＋이 이동하여 H＋의 농도 기울기가 형성됨에 따라 B를 통해서도 H＋의 이동이 지속적으로 일어난다. Ⅱ에서는 A를 통한 H＋의 이동이 일어나지 않기 때문에 B를 통해 이동하는 H＋의 양은 Ⅰ에서보다 적다. 순환적 광인산화에서도 전자 전달 반응을 통해 A를 통한 H＋의 이동이 일어난다.

11. [출제의도] 광합성 과정 이해하기

(가)는 스트로마에서 일어나는 암반응, (나)는 그라나에서 일어나는 명반응 과정이다. DPGA의 생성과 RuBP의 재생에 사용된 A는 ATP, 명반응에서 최종적으로 전자를 받아 생성된 B는 NADPH2이다. 명반응이 중지되면 ATP와 NADPH2가 공급되지 않아 스트로마에는 PGA가 축적되고 RuBP는 CO2와 반응하므로 [eqn: rm {PGA량} over {RuBP량}]의 값은 커진다. 1분자의 포도당이 생성되기 위해서는 18분자의 ATP(A)와 12분자의 NADPH2(B)가 필요하다.

12. [출제의도] 연관과 교차 이해하기

양성 잡종(GgLl)으로부터 생성되는 생식 세포의 비는 GL : Gl : gL : gl = n : 1 : 1 : n이다. 이를 자가 교배한 결과는 아래와 같다.

생식세포	n GL	Gl	gL	n gl
n GL	n2 GGLL	n GGLl	n GgLL	n2 GgLl
Gl	n GGLl	GGll	GgLl	n Ggll
gL	n GgLL	GgLl	ggLL	n ggLl
n gl	n2 GgLl	n Ggll	n ggLl	n2 ggll

양성 잡종인 F1(GgLl)을 자가 교배시켜 얻은 F2의 표현형 비는 G_L_ : G_ll : ggL_ : ggll = 3n2+4n+2 : 2n+1 : 2n+1 : n2 = 41 : 7 : 7 : 9이므로 n=3이다. GgLl로부터 생성되는 생식 세포의 비는 GL : Gl : gL : gl = 3 : 1 : 1 : 3 이므로 교차율=[eqn: {(1+1)} over {(3+1+1+3)}]× 100 = 25%이다.

13. [출제의도] 효소의 작용 이해하기

효소 X에 의해 기질이 분해되므로 X는 이화 작용을 촉진한다. S1과 S2에서의 반응 속도 차이는 기질의 농도에 따른 효소-기질 복합체의 양 차이 때문이다. S3일 때 반응 속도가 일정한 것은 모든 효소가 기질과 복합체를 형성하였기 때문이다.

14. [출제의도] 광합성의 환경 요인 이해하기

1,000 lx일 때 A와 B의 순광합성량은 같으나 호흡량은 A가 더 크므로 총광합성량(순광합성량＋호흡량)은 A가 B보다 더 크다. 2,000 lx에서 B는 호흡량과 순광합성량의 상대값은 0.5로 같다. 식물 A는 광포화점 이상인 3,000 lx의 빛에서 온도에 따라 광합성 속도가 달라지기 때문에 온도는 A의 광합성 제한 요인으로 작용한다.

15. [출제의도] 하디-바인베르크 법칙 이해하기

유전병 X가 열성 형질이고 유전병 X인 사람의 비율이 전체의 4%이므로 유전자 a의 빈도 [eqn: q]는 0.2이다([eqn: q ^{2}]=0.04). [eqn: p+q=1]이므로 정상 유전자 A의 빈도 [eqn: p]는 0.8이다. 멘델 집단에서는 세대가 거듭되더라도 유전자의 빈도가 변하지 않는다. 이 집단에서 정상인(AA, Aa) 중 유전자 a를 갖는 사람(Aa)의 비율은 [eqn: {2pq} over {p ^{2} +2pq} = {1} over {3}]이다.

16. [출제의도] DNA 반보존적 복제 이해하기

1세대 대장균의 DNA는 14N-15N이므로 DNA가 복제될 때 15N를 포함하는 가닥은 주형 가닥으로 작용한다. 14N 배지에서 1세대 DNA(14N-15N)를 배양하여 만들어지는 2세대는 14N-15N DNA와 14N-14N DNA를 가진 대장균이 1 : 1로 생성되기 때문에 ㉠의 중층에는 1세대와 같은 양의 DNA가 존재한다. 3세대가 만들어질 때 14N-14N DNA와 14N-15N DNA 비율이 3 : 1이므로 상층 : 중층 : 하층의 비율은 3 : 1 : 0이다.

17. [출제의도] 염색체의 구조와 세포 주기 이해하기

염색사는 DNA(X)와 히스톤 단백질(Y)로 구성된다. ㉠은 응축이 일어나면서 염색체가 형성되는 과정으로 세포 분열 중 전기(Ⅱ)에 활발히 일어난다. 세포 주기에서 간기가 가장 길기 때문에 간기(Ⅰ) 의 세포가 가장 많이 관찰된다. Ⅲ은 후기, Ⅳ는 중기이다.

18. [출제의도] 물질 대사 이해하기

㉠은 H2O, ㉡은 O2, ㉢은 CO2이다. NADPH2는 엽록체의 전자 전달계에서 전자의 최종 수용체인 NADP가 전자를 받아 생성된 물질로서 칼빈 회로에서 DPGA를 환원시키는데 이용된다. TCA 회로에서는 탈탄산 효소에 의해 CO2가 발생한다. (가)는 해당 과정으로, TCA 회로와 같이 기질 수준의 인산화 반응으로 ATP가 생성된다.

19. [출제의도] 젖당 오페론 이해하기

돌연변이 대장균에서 조절 유전자는 전사가 되지만 변이로 인해 비정상 억제 물질이 생성된다. 돌연변이 대장균은 젖당 유무에 관계없이 젖당 분해 효소를 생성하므로 포도당은 없고 젖당이 있는 배지에서도 생장할 수 있다. 젖당 분해 효소가 생성되기 위해서는 프로모터에 RNA 중합 효소가 결합하여 구조 유전자가 전사되어야 한다.

20. [출제의도] 분류 단계와 학명 이해하기

(가)는 (다)∼(마)와 ‘과’가 같으나 (나)와는 ‘과’가 다르므로 (나)와 유연 관계가 가장 멀다. (라)는 (다)의 변종으로 같은 종으로 분류한다. (라)의 학명 표기는 변종명까지 포함된 3명법으로 된 것이지만, (마)의 학명 중 ‘Koehne’의 첫 글자가 대문자이고 정체로 표기하였으므로 ‘Koehne’은 명명자이다. 따라서 (마)의 학명은 속명과 종명까지만 표기한 2명법으로 나타낸 것이다.