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자연과학추론Ⅰ

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2008학년도 의․치의학교육입문검사
제 2 교시		자연과학추론Ⅰ					1
	성명:				수험 번호:

그림은 사람 세포의 구조를 나타낸 모식도이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 옥살초산(oxaloacetic acid)은 세포질과 B에 있다. ㄴ. B에서 DNA 복제 과정에는 텔로메라제(telomerase)가 필요 없다. ㄷ. mRNA 분해는 주로 D에서 일어난다. ㄹ. A, B, C에는 RNA가 존재한다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄷ, ㄹ	③ ㄱ, ㄴ, ㄹ

④ ㄱ, ㄷ, ㄹ	⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

다음은 생쥐의 식욕 조절 유전자 Ob와 Db에 대한 자료와 이들 유전자의 기능을 알아보기 위한 실험을 나타낸 것이다.

생쥐 유형	표현형	유전자형	유전자 산물
A	정상	Ob/Ob, Db/Db	단백질 Ob와 Db를 만든다.
B	비만	ob/ob, Db/Db	단백질 Ob를 만들지 못한다.
C	비만	Ob/Ob, db/db	단백질 Db를 만들지 못한다.
단백질 Ob : 혈액 속에서 순환하는 단백질 단백질 Db : 단백질 Ob에 대한 식욕 조절 중추 세포막 수용체

<실험 과정>

실험 (가)에서는 생쥐 A와 B, 실험 (나)에서는 생쥐 B와 C의 혈관을 연결하여 혈액이 서로 순환되도록 한다.

실험 (가)	실험 (나)

일정 기간이 지난 후 생쥐의 표현형으로 옳은 것은?

		실험 (가)		실험 (나)
		A	B	B	C
①		정상	정상	정상	비만
②		정상	정상	비만	정상
③		정상	비만	정상	비만
④		비만	정상	비만	정상
⑤		비만	비만	비만	정상

다음은 어항 속 온도계의 표면에 붙어 있는 세균막(biofilm)의 특성을 조사한 실험이다.

<실험 과정>

(가) 온도계 표면에 부착된 세균 중 한 종을 분리하여 배양하였다.

(나) (가)의 세균을 3개의 시험관에 같은 수로 넣고 각각 다른 속도에서 진탕 배양하였다.

(다) 각 시험관에서 세균의 성장 형태와 항생제 X의 최소살균농도를 구하였다.

<실험 결과>

시험관	1	2	3
진탕 배양기의 회전속도	저속	중속	고속
세균의 성장 형태
항생제 X의 최소살균농도 (µg/ml)	50,000	5,000	50

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 저속에서 형성된 세균막은 죽은 세균이 쌓인 것이다. ㄴ. 세균이 세균막을 형성하면 항생제에 대한 저항성이 커진다. ㄷ. 배양액에 항생제 X를 많이 첨가할수록 세균막 형성이 촉진된다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림 (가)는 뉴런 A～C와 연결된 뉴런 D를, 그림 (나)는 뉴런 A～C의 신호에 의해 생성된 뉴런 D의 시냅스후전위(PSP)를, 그림 (다)는 뉴런 A～C에 의해 생성된 PSP와 이들의 통합에 의해 형성된 뉴런 D의 활동전위(AP)를 나타낸 것이다. 그림 (다)에서 PSP와 AP는 수직 실선으로 나타냈다.

(가)		(나)		(다)

뉴런 A～C에 의해 생성된 PSP가 <보기>와 같을 때, 관찰되는 뉴런 D의 활동전위로 옳은 것은?

	<보 기> PSP
①
②
③
④
⑤

물질 A가 B로 전환되는 가역 반응에서 그림 (가)는 A의 농도 변화를, 그림 (나)는 자유에너지 변화를 나타낸 것이다.

A에서 B로 반응을 촉진시키는 효소를 넣었을 때 예상되는 결과로 옳은 것은?

①
②
③
④
⑤

다음은 어린 애기장대 식물체의 뿌리 조직에서 관찰된 옥신의 이동에 대한 자료이다.

(가) 세포막단백질인 옥신 유입단백질 X를 형광으로 표지하면 A와 같이 관찰된다.

(나) 세포막단백질인 옥신 유출단백질 P를 형광으로 표지하면 B와 같이 관찰된다.

(다) 어린 식물체를 소낭 수송 억제제가 포함된 배지에서 배양하면 유출단백질 P는 C와 같이 관찰된다.

(라) (다)의 식물체를 정상 배지로 씻어 주면 B와 같이 관찰된다.

(마) (다)의 식물체를 시토칼라신(cytochalasin) D가 첨가된 정상 배지로 씻어 주면 유출단백질 P는 C와 같이 관찰된다.

(바) 배양액의 pH를 산성에서 중성으로 바꾸면 옥신의 수송이 감소한다.

A	B	C

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 단백질 P의 세포질 내 이동은 미세섬유가 매개한다. ㄴ. a의 pH 값이 b보다 클수록 옥신 수송은 증가한다. ㄷ. 단백질 X가 P보다 많으면 옥신은 줄기 쪽으로 이동한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

키가 2 m 30 cm인 25세의 A군은 얼마 전부터 얼굴과 손의 생김새가 변하고, 시야도 좁아져서 진찰을 받았다. A군의 뇌를 단층촬영한 결과 그림과 같이 X 부위가 비대해진 것을 확인하였다.

정상인	A군

이에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

① A군은 시상하부가 비대해져 뇌하수체 호르몬이 과다하게 분비된다.

② A군은 옥시토신의 과다분비로 대뇌 시각피질의 이상이 초래 되었다.

③ A군은 장골 성장판의 활성이 없지만 과다한 성장 호르몬의 영향으로 키가 계속 자랄 것이다.

④ X는 중추신경조직에서 유래한 후엽과 내분비선 조직인 전엽으로 나뉜다.

⑤ X의 비대증은 성장호르몬이 뇌하수체 후엽에 과다하게 저장되어 일어났다.

평활근은 세포 내 Ca2＋ 농도에 의해 수축과 이완이 조절된다. 그림은 평활근 세포 내 Ca2＋ 농도 조절에 관여하는 막단백질과 물질을 나타낸 것이다.

평활근의 이완을 초래하는 반응으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 세포막에 존재하는 Na＋-Ca2＋ 교환수송체가 활성화된다. ㄴ. 근세포막과 근소포체막에 존재하는 Ca2＋-ATPase가 활성화된다. ㄷ. 이노시톨-삼인산(IP3)이 근소포체막에 존재하는 IP3 수용체와 결합한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 휴식 상태에서 1분 동안 대기, 폐, 조직 사이에서 O2와 CO2의 교환을 각각 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 호흡계수(RQ)는 0.8이다. ㄴ. 대기의 O2 함량은 21%(v/v)이다. ㄷ. 혈액에 녹아 있는 O2의 양이 CO2보다 많다. ㄹ. 혈관 내에서 CO2는 주로 헤모글로빈과 결합되어 운반된다.

① ㄱ	② ㄱ, ㄴ	③ ㄴ, ㄷ

④ ㄷ, ㄹ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

DNA 가닥과 결합하는 히스톤의 변형(modification)에 따라 유전자 발현이 조절된다. 그림은 뉴클레오솜 구성 성분 중 하나인 히스톤 H3의 N-말단 리신의 아세틸화 상태를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 응축된 염색질에서는 리신이 탈아세틸화되었다. ㄴ. 아세틸화된 히스톤 H3는 염색질의 활성화에 기여한다. ㄷ. 이 부위에 있는 리신과 DNA 가닥의 결합은 공유결합이다. ㄹ. 리신이 탈아세틸화되면 히스톤 H3와 DNA 가닥의 결합력이 강화된다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄷ	③ ㄴ, ㄷ

④ ㄷ, ㄹ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄹ

다음은 엽록체 단백질 X와 미토콘드리아 단백질 Y에 대한 자료이다.

(가) 단백질 X는 세포질과 엽록체에, 단백질 Y는 세포질과 미토콘드리아에 존재한다.

(나) 그림과 같이 단백질 X와 Y는 세포 내 위치에 따라 크기가 다르다.

(다) 단백질 X의 b 부위를 암호화하는 DNA와 단백질 Y의 d 부위를 암호화하는 DNA를 발현시켜 생긴 b와 d는 세포질에만 존재한다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 단백질 X와 Y의 유전자는 핵 내에 존재한다. ㄴ. 단백질 Y가 세포질에서 미토콘드리아 안으로 들어가는 과정에서 c 부위보다 d 부위가 더 중요한 역할을 한다. ㄷ. 단백질 X의 a 부위와 단백질 Y의 d 부위를 연결시킨 혼성단백질(fusion protein)의 d 부위는 미토콘드리아에 존재할 것이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 어떤 유전자의 센스 RNA와 안티센스 RNA가 합성되는 과정과 이를 이용하여 토마토 유전자 X의 특성을 조사하기 위한 실험이다.

<합성 과정>

<실험 과정>

(가) 토마토의 모든 기관에서 동일한 활성을 보이고, 유전자 X의 프로모터보다 강한 활성을 보이는 프로모터를 준비하였다.

(나) 이 프로모터를 사용하여 유전자 X의 안티센스 RNA를 만드는 벡터를 제조하고, 이를 정상 식물체에 도입하여 형질전환 식물체를 만들었다.

(다) 정상 식물체와 형질전환 식물체의 미성숙 단계 과일과 성숙 단계 과일을 대상으로 유전자 X의 센스 RNA와 안티센스 RNA의 양을 조사하였다.

<실험 결과>

	정상 식물체				형질전환 식물체
	미성숙 단계 과일		성숙 단계 과일		미성숙 단계 과일		성숙 단계 과일
RNA 종류	센스	안티 센스	센스	안티 센스	센스	안티 센스	센스	안티 센스
RNA 양	-	-	+++	-	-	(A)	(B)	+

- : RNA가 발견되지 않음

+의 수 : RNA 양에 비례

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

(단, 같은 세포 속에 유전자 X의 센스 RNA와 안티센스 RNA가 존재할 경우 서로 상보적으로 결합하여 분해된다.)

	<보 기>
ㄱ. (A)는 형질전환 식물체의 성숙 단계 과일에서 발견되는 안티센스 RNA 양과 같다. ㄴ. (B)에서 센스 RNA는 발견되지 않는다. ㄷ. 유전자 X는 미성숙 단계 과일과 성숙 단계 과일에서 전사된다. ㄹ. 형질전환 식물체는 유전자 X의 기능 손실(loss-of-function) 돌연변이체와 유사한 표현형을 보인다.

① ㄱ, ㄷ	② ㄱ, ㄹ	③ ㄴ, ㄷ

④ ㄴ, ㄹ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄹ

식물의 미소체에는 종자에 존재하는 글리옥시솜(glyoxysome)과 잎에 존재하는 퍼옥시솜(peroxisome)이 있다. 그림은 종자의 발아과정에서 자엽(떡잎)이 빛을 받았을 때, 자엽세포 내 글리옥시솜이 퍼옥시솜으로 전환되면서 미소체에 포함되어 있는 효소의 종류가 변하는 것을 나타낸 것이다.

발아 후 자엽에 저장된 지방을 당으로 전환시키는 데 관여하는 이소시트르산리아제(isocitrate lyase), 광호흡과 관련된 글리콜산산화효소(glycolate oxidase), 과산화수소를 분해하는 카탈라아제(catalase)의 양적 변화를 <보기>에서 골라 바르게 짝지은 것은?

	<보 기>
ㄱ ㄴ ㄷ

이소시트르산리아제      글리콜산산화효소      카탈라아제

①	ㄱ	ㄴ	ㄷ

②	ㄱ	ㄷ	ㄴ

③	ㄴ	ㄱ	ㄷ

④	ㄴ	ㄷ	ㄱ

⑤	ㄷ	ㄱ	ㄴ

다음은 생쥐의 포배 형성에 관한 자료이다.

(가) 포배강 형성은 후기 상실배 할구에서 배아 내부로의 Na＋ 능동수송과 이에 따른 물의 유입으로 시작된다.

(나) 포배는 영양외배엽세포와 내세포괴(inner cell mass)로 구성된다.

(다) 인접한 영양외배엽세포 사이에 밀착결합(tight junction)이 형성된다.

(라) 포배 형성에 cyclic AMP-의존성 단백질 인산화 효소에 의한 막수송 단백질 활성이 필요하다.

생쥐의 후기 상실배를 배양하면서 <보기>의 물질을 처리하였을 때 포배강 형성에 미치는 효과를 바르게 짝지은 것은?

	<보 기>
ㄱ. Na＋ 펌프 저해제 ㄴ. 포스포디에스테라제(phosphodiesterase) 저해제 ㄷ. (다)의 밀착결합 단백질 간 결합부위와 경쟁하는 구조의 합성펩티드

		ㄱ	ㄴ	ㄷ
①		억제	억제	촉진
②		억제	촉진	억제
③		억제	촉진	촉진
④		촉진	억제	촉진
⑤		촉진	촉진	억제

그림은 신장의 헨레고리에서 일어나는 오줌의 형성 과정을 나타낸 것이다.

헨레고리 부위 (가)～(다)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① (가)에서 물이 재흡수된다.

② (가)에서 세뇨관액의 오스몰농도는 간질액의 오스몰농도보다 낮다.

③ 세뇨관액은 (가)에서 (나)를 거쳐 (다)로 흐른다.

④ (다)에서 Na＋가 재흡수된다.

⑤ 세뇨관액의 오스몰농도가 가장 높은 곳은 (다)이다.

세포막 단백질 R은 단백질 L에 대한 수용체이다. 다음은 R과 L에 대한 유세포 분석(flow cytometry) 실험 과정과 결과이다.

<실험 1>

(가) R의 유전자에 돌연변이가 일어난 세포 A와 B를 얻었다.

(나) 정상 세포, 세포 A, 세포 B를 각각 녹색형광물질로 표지된 항-R 항체와 적색형광물질로 표지된 항-L 항체로 염색하였다.

(다) 1 × 104개 이상의 세포들을 하나씩 감광판에 통과시키며 세포가 내는 형광 강도를 측정하였다.

(라) 각 세포가 내는 형광 강도를 그래프에 점으로 표시하고 누적된 점들의 위치에 따라 세포를 분석하였다.

<실험 2>

정상 세포, 세포 A, 세포 B를 각각 충분한 양의 L과 1시간 동안 반응시킨 후, 실험 1의 (나)～(라) 과정을 반복하였다.

<실험 결과>

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 정상 세포에서 L이 R에 결합하면 항-R 항체는 R과 결합하지 못한다. ㄴ. 세포 A는 항-R 항체와 결합하는 R을 여전히 발현한다. ㄷ. 세포 A에 L의 결합은 정상 세포에 비해 반으로 감소하였다. ㄹ. 세포 B에 L의 결합은 세포 A에 비해 감소하였다.

① ㄱ, ㄷ	② ㄱ, ㄹ	③ ㄴ, ㄹ

④ ㄱ, ㄴ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

다음은 단백질 정제 과정을 나타낸 실험이다.

<실험 과정>

(가) 세포를 분쇄한 후 원심분리하였다.

(나) 상층액(단백질 추출액)을 pH 6과 pH 8로 각각 조정한 후, 양이온 수지로 채운 칼럼(column) 위에 넣었다.

(다) 각 칼럼에서 용출용액의 NaCl 농도를 증가시키면서 분획한 후 분획의 단백질 농도를 측정하였다.

<실험 결과>

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 단백질들은 pH 8보다 pH 6에서 양이온 수지에 강하게 결합한다. ㄴ. NaCl의 농도가 증가할수록 단백질과 양이온 수지의 결합은 더욱 저해된다. ㄷ. pH 8에서 단백질들이 칼럼을 늦게 통과하는 이유는 단백질들의 등전점(pI)이 변하기 때문이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

진핵생물 유전자의 암호화부위(coding region) 뉴클레오티드 서열은 점돌연변이에 의해 아미노산이 바뀌는 치환지점(replacement sites)과 아미노산이 바뀌지 않는 침묵지점(silent sites)으로 나뉜다. 진핵생물의 치환지점과 침묵지점에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 점돌연변이는 염기치환 돌연변이만을 의미한다.)

	<보 기>
ㄱ. 코돈에서 세 번째 뉴클레오티드는 모두 침묵지점이다. ㄴ. 유전자 암호화부위에는 치환지점의 개수가 침묵지점보다 더 많다. ㄷ. 유전자의 진화 초기에는 침묵지점의 점돌연변이가 치환지점의 점돌연변이보다 더 빠르게 축적된다. ㄹ. 종(species) 간 상동 유전자(homologous genes) 암호화부위 사이에서는 침묵지점의 뉴클레오티드 서열 유사도가 치환지점의 뉴클레오티드 서열 유사도보다 더 높다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄹ	③ ㄴ, ㄷ

④ ㄴ, ㄹ	⑤ ㄷ, ㄹ

그림은 빙퇴석 지역이 형성된 후 일어나는 천이와 그 진행 단계에 따른 토양 표층의 질소량 변화를 나타낸 것이다.

이 천이 단계에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ᄀ. 단계 I에서는 지의류, 균류, 박테리아가 서식한다. ᄂ. 단계 II에서는 오리나무가 정착함으로써 전나무 숲 형성이 억제된다. ᄃ. 단계 III에서 산불이 일어나 생태계가 교란되면 일차천이가 다시 시작된다. ㄹ. 단계 IV에서는 식물생물량이 증가하여 유기물층의 질소량이 감소한다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄷ	③ ㄱ, ㄹ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄹ

[20～21] 백혈병(leukemia) 치료는 항암제/방사선 치료 후 유전자형이 맞는 다른 사람의 골수를 이식하는 것이 가장 효율적이다. 다음은 1996년 골수이식에 의해 백혈병을 치료한 성덕바우만에 대한 글이다. 이를 바탕으로 다음의 물음에 답하시오.

세 살 때 미국으로 입양되어 당시 공군사관학교에서 파일럿의 꿈을 키우고 있던 전도유망한 한국계 미국 청년인 성덕바우만에게 갑작스레 찾아온 백혈병은 그와 그의 가족들을 절망으로 몰아넣었다. 유일한 희망은 ㉠ 유전자가 일치하는 사람에게서 골수를 기증받는 것이었다. 바우만의 소식은 입에서 입으로 또는 언론 매체를 통해 일반인들에게 많이 알려졌고 그를 살리려고 많은 사람들이 자신의 골수 기증 가능성을 알아보기 위해 유전자 검사를 받았다. 한편 바우만의 가족은 수소문 끝에 한국에 있는 어머니와 형제들의 존재를 알게 되었다. 누이 한 명의 유전자가 비슷했지만 정밀 검진에서 세부 유전자 하나가 다르게 판명되어 기증받지 못했다. 그러던 중 충남 공주에 살고 있던 서한국이라는 청년의 유전자가 바우만의 유전자와 ㉡ 골수이식 조건에 맞게 일치한다는 것이 알려졌고, 이에 서한국은 망설임 없이 미국으로 건너가 바우만에게 골수를 제공해 주었다. 이러한 사실은 미국과 한국 양측에서 대중들에게 널리 알려져 골수 기증에 대한 많은 관심을 불러 일으켰다. 2007년 현재 바우만은 건강을 완전히 회복하여 행복한 삶을 살고 있다.

위 글의 ㉠에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① ㉠은 주조직적합성 유전자(HLA 유전자)를 말하는데 class I, II, III 세 종류가 있다. 골수이식에서 바우만의 class I과 II는 서한국의 class I과 II와 각각 일치하는 것이 중요하다.

② 사람들의 ㉠이 서로 다른 원인은 다른 유전자보다 교차율이 매우 높아 매 세대마다 새로운 유전자가 만들어지기 때문이다.

③ 서한국과 바우만에서 서로 동일한 ㉠은 두 사람의 골수세포뿐만 아니라 다른 조직 세포에서도 동일하다.

④ ㉠에 의해 합성되는 단백질은 골수세포 이외의 다른 조직 세포에서도 발현된다.

⑤ ㉠은 일반적으로 친부모보다 친형제 중 한 사람과 서로 일치할 확률이 높다.

위 글의 ㉡에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 골수이식 수술 전 바우만의 혈액형은 O형, 서한국의 혈액형은 B형이었다. 현재 바우만의 혈액형은 B형이다. ㄴ. 현재 바우만의 혈액 임파구는 골수이식 전 본인의 B 세포와 이식받은 서한국의 T 세포로 이루어져 있다. ㄷ. 골수이식이 백혈병 치료에 효과적인 것은 분화된 CD8 T 세포에 비해 미성숙한 골수세포가 암세포를 더 효과적으로 죽이기 때문이다. ㄹ. 만약 바우만이 ㉠ 이 일치하지 않는 다른 사람의 골수를 이식받는다면 이식편대숙주병(GVHD)이 유발된다. GVHD는 CD8 T 세포가 체세포를 파괴하여 유발되며 CD4 T 세포는 GVHD 유발에 관여하지 않는다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄹ	⑤ ㄷ, ㄹ

사람은 약 350여 종류의 냄새 분자 수용체 유전자를 가지고 있으나 3,000～30,000 가지의 냄새를 구별할 수 있는 것으로 알려져 있다. 사람의 후각계가 적은 수의 유전자로 많은 종류의 냄새를 구별하는 방법으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 여러 종류의 냄새 분자가 한 종류의 수용체와 결합한다. ㄴ. 후각 수용체 뉴런에서는 냄새 분자의 종류에 따라 시간적 활동전위 발생 패턴이 다르게 나타난다. ㄷ. 한 종류의 냄새 분자가 여러 종류의 수용체와 결합하고 이들 정보가 조합을 이루어 냄새를 인식한다. ㄹ. 후각 수용체 뉴런은 발생 과정에서 유전자의 재조합을 통하여 많은 종류의 수용체 분자를 발현한다.

① ㄱ, ㄹ	② ㄴ, ㄷ	③ ㄷ, ㄹ

④ ㄱ, ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄹ

다음은 페닐케톤뇨증(PKU)에 대한 자료이다.

(가) PKU는 페닐알라닌을 티로신으로 전환하는 페닐알라닌수산화효소(PAH)가 돌연변이된 유전병이다.

(나) 정상인 부부에서 태어난 PKU 남녀 신생아가 페닐알라닌이 적은 음식을 섭취하지 않으면 신경 발달이 억제된 정신지체아가 된다.

(다) (나)의 PKU 신생아가 출생 초기부터 페닐알라닌이 적은 음식을 섭취하면 신경 발달이 정상적으로 되고, 이후 음식 조절이 없어도 정상 생활이 가능하다.

(라) 그런데 (다)의 정상 생활이 가능한 여성이 정상 남자(동형접합자)와 결혼하여 정신지체 자식들을 낳았고, 이 아이들에게는 페닐알라닌이 적은 음식의 효과가 없었다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

(단, PKU 아이와 PKU 여성은 PAH 유전자형에 의한 명칭이다.)

	<보 기>
ㄱ. PKU 아이는 PAH 유전자의 우성 변이 대립인자를 갖고 있다. ㄴ. PKU 아이의 PAH 이형접합자 어머니는 정상적인 PAH 효소를 가지고 있다. ㄷ. PKU 여성은 임신기간 동안 페닐알라닌이 적은 음식을 먹음으로써 태아의 정신지체를 예방할 수 있다. ㄹ. (나)와 (라)의 아이의 PKU 유전자형은 서로 다르다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄷ	③ ㄴ, ㄹ

④ ㄷ, ㄹ	⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

다음은 사람의 혈청에 존재하는 보체계(complement system)의 면역기능을 조사하기 위한 실험과 결과이다.

<실험 및 결과>

(가) 사람의 혈청 1 ml에 토끼의 적혈구(6 × 107개)를 10분간 반응시키면 토끼의 적혈구가 용혈된다.

(나) 사람의 혈청 1 ml에 그람음성 세균인 대장균(2 × 104개)을 20분 동안 반응시키면 대장균의 막이 파괴된다.

(다) 사람의 혈청을 60℃에서 10분간 열처리한 후 토끼의 적혈구와 반응시키면 용혈 현상이 관찰되지 않는다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 사람 혈청에 존재하는 IgA가 토끼 적혈구의 용혈 현상에 기여하였다. ㄴ. (나)에서 혈청에 사람의 식세포를 첨가하면 살균 효과는 더욱 향상될 것이다. ㄷ. (가)와 (나)에서 관찰된 용혈 및 살균 효과는 활성화된 보체계가 동일한 기작으로 작용한 결과이다. ㄹ. (다)는 열처리에 의해 보체계 단백질들을 인산화시키는 효소가 변성되었기 때문이다.

① ㄱ, ㄷ	② ㄱ, ㄹ	③ ㄴ, ㄷ

④ ㄴ, ㄹ	⑤ ㄷ, ㄹ

그림은 포유동물 세정관 일부의 단면을 나타낸 것이다.

세포 A～D에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A 중에는 유사분열을 통해 증식하는 줄기세포가 있다. ㄴ. B는 정자 형태형성과정(spermiogenesis) 동안 전사 활성이 증가한다. ㄷ. C는 머리, 중편, 꼬리를 가지며 수정능력과 운동성이 있다. ㄹ. D는 남성호르몬 수용체와 여포자극호르몬(FSH) 수용체를 발현한다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄷ	③ ㄱ, ㄹ

④ ㄴ, ㄹ	⑤ ㄷ, ㄹ

그림은 이중 가닥 DNA 절편을 플라스미드 벡터로 클로닝하는 실험 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

(단, DNA 절편이 플라스미드 벡터에 삽입되는 경우 lacZ' 유전자의 기능이 없어진다.)

	<보 기>
ㄱ. 정상적인 lacZ 유전자가 있는 숙주 대장균을 사용할 수 있다. ㄴ. 복제기점(replication origin)이 없는 플라스미드 벡터를 사용할 수 있다. ㄷ. (가) 과정 직후에 클로닝 효율을 높이기 위해 플라스미드 벡터에 탈인산화효소(alkaline phosphatase)를 처리할 수 있다. ㄹ. (나) 과정 후에 DNA 절편이 삽입된 플라스미드 벡터를 갖는 대장균 콜로니는 흰색을 띤다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄷ	③ ㄴ, ㄹ

④ ㄷ, ㄹ	⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

자연선택은 일반적으로 개체 자신의 적응도를 높이는 방향으로 작용하나 혈연관계가 있는 개체들에는 자신의 위험을 감수한 이타행동이 일어나기도 한다. 다음은 이타행동에 대한 해밀턴의 법칙과 땅다람쥐 사례이다.

<해밀턴 법칙>

B : 수혜자가 얻는 이득, 즉 생존할 때 예상되는 자손 수

C : 이타행위를 함으로써 개체가 치르는 비용, 즉 죽음으로 감소하는 자손 수

r : 관련된 개체들간 혈연계수

B × r > C일 때 이타행동이 선택된다.

<사례>

땅다람쥐는 평균 두 마리의 자손을 낳는다. 자매 관계인 두 마리 새끼 땅다람쥐 중 한 마리가 포식자에게 노출되어 죽을 위기에 처해있으나 그 개체는 모르고 있다. 이때 이를 목격한 자매 땅다람쥐가 경고음을 내게 되면 포식자는 경고음을 내는 개체에게 달려들게 되고 다른 개체는 굴속으로 도망하여 생존할 수 있다.

경고음을 낸 땅다람쥐가 사망할 확률이 20%일 때 해밀턴의 법칙에 따른 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ᄀ. B는 2이고, C는 0.2이다. ᄂ. 자매간의 혈연계수 r은 0.25이다. ㄷ. 이타행동이 선택될 것이다.

① ᄀ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ᄀ, ᄃ	⑤ ᄀ, ᄂ, ᄃ

그림은 지역 A, B, C에 서식하는 핀치새 Geospiza fuliginosa와 G. fortis의 부리 크기에 따른 개체수의 분포를 나타낸 것이다.

지역 C에 서식하는 핀치새에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

① 두 종은 공생관계이다.

② 형질치환이 일어났다.

③ 두 종은 이소성 개체군들이다.

④ G. fuliginosa는 경쟁해방으로 다양한 크기의 부리를 가지게 되었다.

⑤ 두 종은 동일한 생태적 지위를 누리기 위해 서로 협동하여 사회생활을 한다.

다음은 옥수수의 안토시아닌 색소 유전자 C 와 전이인자(transposable element) Ac 와 Ds 에 대한 맥클린톡의 연구 결과이다.

Ac : 스스로 전이할 수 있는 인자

Ds : Ac 에 의해 전이될 수 있는 인자

: 전이될 수 있음

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. Ds 는 Ac 가 돌연변이된 전이인자이다. ㄴ. 점박이 낟알에서 점의 크기는 삽입된 전이인자의 길이에 비례한다. ㄷ. Ac 가 유전자 C 에 삽입되어 있는 경우 스스로 전이되어 점박이 낟알이 생겼다. ㄹ. 점박이 낟알을 키워서 자가교배하면 Fl에서 자주색과 색깔 없는 옥수수가 1 : 1로 생긴다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄷ	③ ㄴ, ㄹ

④ ㄷ, ㄹ	⑤ ㄱ, ㄷ, ㄹ

단백질 X는 세포 표면수용체 단백질 Y에 결합한다. Y의 세포 내 신호전달 분자인 PLC[eqn: γ`]는 티로신이 인산화되어 활성화된다. PLC[eqn: γ`]에는 PLC[eqn: γ`]1과 PLC[eqn: γ`]2 두 종류가 있다. 다음은 Y의 신호전달 기작을 알아보기 위한 실험 과정과 결과를 나타낸 것이다.

<실험 과정>

(가) 세포를 10개의 시험관에 나누어, 단백질 X, 열처리된 X, 대조 항체, 항-Y 항체를 아래 표와 같이 처리하여 반응시킨다.

시험관 번호 처리	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
단백질 X	－	＋	－	＋	＋	－	＋	－	＋	＋
열처리 된 X	－	－	＋	－	－	－	－	＋	－	－
대조 항체	－	－	－	＋	－	－	－	－	＋	－
항-Y 항체	－	－	－	－	＋	－	－	－	－	＋

열처리 된 X : 80℃에서 30분간 처리한 X

＋ : 시험관에 첨가

－ : 첨가하지 않음

(나) 시험관의 세포를 용해시켜 단백질을 추출한 후 시험관 1～5에는 항-PLC[eqn: γ`]1 항체, 시험관 6～10에는 항-PLC[eqn: γ`]2 항체를 처리하여 침전시킨다(면역 침전).

(다) 시험관의 침전물을 SDS-PAGE 전기영동한다.

(라) 전기영동 젤의 단백질을 니트로셀룰로스 종이에 옮긴 후 시험관 1～5 시료는 항-PLC[eqn: γ`]1 항체 또는 항-인산티로신 항체, 시험관 6～10 시료는 항-PLC[eqn: γ`]2 항체 또는 항-인산티로신 항체를 처리하여 발색시킨다(Western blotting).

<실험 결과>

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① X가 Y와 결합하면 PLC[eqn: γ`]1이 인산화된다.

② 실험에 사용된 세포에는 PLC[eqn: γ`]1이 발현되지 않는다.

③ 항-Y 항체가 Y와 결합하면 PLC[eqn: γ`]2가 인산화된다.

④ 열처리된 X가 Y와 결합하면 PLC[eqn: γ`]2가 인산화된다.

⑤ 실험에 사용된 세포에는 PLC[eqn: γ`]1이 PLC[eqn: γ`]2보다 인산티로신이 많다.

*   확인 사항

◦ 문제지와 답안지의 해당란에 필요한 내용을 정확하게 표기했는지 확인하십시오.