2004학년도 11월 고2 전국연합학력평가

1～4교시 정답 및 해설

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• 4교시 과학 탐구 영역•

[생물Ⅱ]

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

1. [출제의도] 마이크로미터를 이용한 세포 크기 측정하기

[해설] 대물 마이크로미터를 이용하여 접안 마이크로미터 1눈금의 크기(x)를 구한다([eqn: rm x= { 10} over {4 } =2.5]㎛). ㄱ.세포의 실제 크기는 2.5㎛×10=25㎛이다. ㄷ. 접안 마이크로미터 상에 차지하는 눈금수를 세어 실제 크기를 구한다.

2. [출제의도] 유기 호흡과 무기 호흡의 과정 이해하기

[해설] (가), (나)의 과정은 김치나 요구르트를 만드는 젖산 발효 과정이고, (가), (다)의 과정은 효모를 이용한 술의 제조 과정으로 알코올 발효 과정이다. 포도당 1분자 이용시 젖산 발효와 알코올 발효의 경우 2ATP가 생성되지만 유기 호흡으로 (가), (라)의 과정을 거치는 경우 38ATP가 생성되며, 대부분의 ATP는 전자 전달계인 (라)과정을 통해 만들어진다.

3. [출제의도] 세포의 구조와 기능 이해하기

[해설] 동물 세포와 식물 세포의 구조적 차이는 액포와 세포벽(식물 세포), 중심립(동물 세포)의 존재 유무이다. 따라서 (가)는 동물 세포이고, (나)는 식물 세포이다. 그리고, A-미토콘드리아, B-리보솜, C-세포벽, D-골지체, E-엽록체를 나타낸다. ③ 세포벽은 전투과성이며 지지 기능을 갖는다.

4. [출제의도] 세포 호흡 과정 이해하기

[해설] (가)는 해당 과정과 TCA 회로를 합한 반응식으로 역반응은 광합성의 암반응 과정과 같다. (나)는 미토콘드리아 전자 전달계의 반응식으로 역과정은 명반응과 같고, 전자 전달계에 수소를 전달해 주는 조효소는 NAD와 FAD이다.

5. [출제의도] 유전 현상에 따른 유전자의 위치 이해하기

[해설] 양성 잡종 교배 실험 또는 양성 잡종을 열성 순종과 교배하는 실험을 통하여 유전자들의 위치를 파악할 수 있다. 먼저 PpLl×ppll의 교배 결과 표현형의 분리비가 4:1:1:4와 같이 나왔다는 것은 불완전 연관으로서 교차가 일어났음을 증명하는 것이며, RrBb×RrBb의 결과 표현형의 분리비가 3:1인 것은 R과 B가 연관되어있고, r과 b가 연관된 상인 연관임을 나타낸다. 그리고, AaYy×AaYy의 결과 AAyy:AaYy:aaYY=1:2:1은 A와 y가 연관되고, a와 Y가 연관된 상반 연관임을 나타낸다. RrYy×RrYy의 결과 R_Y_:R_yy:rrY_:rryy=9:3 :3:1은 독립의 법칙이 적용되는 경우로 각각의 유전자가 다른 염색체 상에 존재한다는 것을 나타낸다.

6. [출제의도] 식물 세포의 삼투압, 팽압, 흡수력 관계 이해하기

[해설] 삼투압은 물이 들어옴에 따라 점차 작아지고 팽압은 점차 증가하는 양상을 보여주고 있다. ① 저농도에서는 흡수력이 증가한다. ② 세포의 상대적 부피가 증가할수록 삼투압은 감소한다. ③ (b)상태의 세포를 저장액에 담그면 (c)상태가 된다. ⑤ 흡수력과 삼투압이 같은 지점에서부터 원형질 분리가 일어나기 시작한다.

7. [출제의도] 효소의 작용 기작 이해하기

[해설] (가)는 경쟁적 저해 과정이며 기질의 양이 충분하더라도 저해제가 작용하여 반응 속도에 영향을 줄 수 있다. (나)는 생성물 결합부위에 생성물이 결합하면 활성 부위의 입체 구조에 변화가 일어나 효소의 작용이 일어나지 않게 되는 음성 피드백 원리이다. ㄹ.생성 물이 분리되면 효소의 활성이 회복된다.

8. [출제의도] TCA 회로에서 탈수소 효소와 탈탄산 효소의 작용 이해하기

[해설] 탈수소 효소와 탈탄산 효소가 동시에 작용하는 과정은 A, C, D이다.

9. [출제의도] 세포 분열의 필요성 이해하기

[해설] 크기가 다른 구형의 페놀프탈레인-한천 덩어리에 같은 속도로 동일한 양의 수산화나트륨 용액을 넣으면 한천 덩어리가 붉게 변하고, 동일한 속도로 확산되어 바깥쪽으로 퍼져간다. 이때 덩어리의 크기가 작을수록 중심부의 물질은 짧은 시간 내에 표면 쪽으로 확산된다. 세포 내에서 형성된 물질이나 노폐물들도 세포 분열을 통하여 세포의 크기가 작아지면 짧은 시간 내에 세포 밖으로 빠져나올 수 있을 것이다.

10. [출제의도] 세포막을 통한 물질 이동 방법 이해하기

[해설] 세포막을 통한 물질 이동은 에너지가 필요 없는 확산(단순 확산, 촉진 확산), 삼투와 에너지가 필요한 능동 수송으로 구분할 수 있다. (가)단순 확산, (나)촉진 확산, (다)능동 수송이며 신장 세뇨관에서 물질 재흡수는 능동 수송이다.

11. [출제의도] DNA가 유전 물질임을 이해하기

[해설] 실험에서 박테리오파지의 DNA를[eqn: rm ^32 rm P]로 표지하고, 단백질을[eqn: rm ^35 rm S]로 표지하여 대장균에 감염시키면 박테리오파지의 DNA가 대장균 내로 들어가서 증식한다. 이때 박테리오파지의 DNA만이 대장균 내로 들어가서 박테리오파지의 증식에 이용됨을 알 수 있다.

12. [출제의도] 광합성 과정 이해하기

[해설] 그라나에 빛을 줄 때 산소가 방출되는 것으로 보아 빛에너지를 받아들이는 곳은 그라나 임을 알 수 있다. 그라나와 스트로마가 같이 있을 때 산소가 방출되고 베네딕트 반응이 일어나는 것으로 보아 광합성이 일어나 포도당이 생성되었음을 알 수 있다.

13. [출제의도] 유전자 지문 분석 결과 이해하기

[해설] 자녀의 DNA 밴드는 모두 부모에게서 유전되므로 유전자 지문 분석 결과, 자녀의 DNA밴드는 모두 아버지 또는 어머니와 동일한 위치에서 나타난다. 따라서, 부모의 자녀는 남1과 여1이 되고, 가계도는 ①과 같다.

14. [출제의도] 젖당 오페론 이해하기

[해설] 대장균은 포도당이 있는 배지에서는 포도당을 분해하여 살아간다. 그러나 포도당이 없이 젖당만 있는 배지에서는 젖당을 젖당 분해 효소에 의해 포도당과 갈락토오스로 분해한 다음 포도당을 이용하여 살아간다. 따라서, 젖당이 있는 배지에서는 젖당이 억제단백질을 불활성화시키고, 억제 단백질이 작동 유전자에 결합할 수 없게 함으로써 젖당 분해 효소를 생성할 수 있는 유전자들을 활성화시켜서 젖당 분해 효소를 만든다. 반면, 젖당이 없는 배지에서는 젖당 분해 효소를 생성할 필요가 없기 때문에 작동 유전자를 활성화시킴으로써 유전자의 발현을 억제하고 젖당 분해 효소를 생성하지 않게 한다.

15. [출제의도] 식물의 광합성 이해하기

[해설] 건조하고 더운 지역에 사는 식물은 수분의 손실을 막기 위해 밤에 기공을 열어 광합성에 필요한 [eqn: rmCO_2]를 받아들여 말산에 저장해 놓았다가 낮에 기공을 닫고 빛에너지를 받아들여 광합성을 한다.

16. [출제의도] 효소의 구성 성분 이해하기

[해설] 효모 효소액을 투석시키면 분자의 크기가 작은 보조 인자는 반투과성막 밖으로 분리된다. A-효소와 보조 인자의 일부 포함, B-보조 인자, C-효소와 보조 인자로 구성되며 에탄올의 생성에는 주효소와 보조 인자가 모두 있어야 함을 알 수 있다.

17. [출제의도] 광합성 결과 발생되는 산소의 유래 알기

[해설] 힐의 실험에서 엽록체 현탁액에는 [eqn: rmO_2]가 없었으므로 발생된 산소는 물에서 유래되었음을 알 수 있다. 루벤의 실험에서 산소의 방사성 동위 원소를 물분자의 산소에 넣어주었을 때만 동위 원소가 표지된 [eqn: rmO_2]가 발생한 것으로 보아 광합성 결과 발생된 산소는 물에서 유래되었음을 알 수 있다.

18. [출제의도] 자연 선택설 이해하기

[해설] 유아의 체중과 사망율 사이의 관계 그래프에서 유아의 체중이 중간 정도인 유아의 사망율이 가장 낮다. 즉, 유아의 체중이 중간 정도인 유아가 적자 생존에서 가장 유리한 것이고, 이는 자연 선택설에 부합하는 예가 된다.

19. [출제의도] DNA의 반보존적 복제 이해하기

[해설] 무거운 무게의 DNA:[eqn: rm ^15 rmN-^15rmN], 중간 무게의 DNA:[eqn: rm^15rmN-rm^14rmN], 가벼운 무게의 DNA:[eqn: rm^14rmN-rm^14rmN] 이다.[eqn: rm^15rmN]가 들어있는 배지에서 대장균을 키우면 이들의 DNA는[eqn: rm ^15 rmN-^15rmN]가 되어 모두 무거운 무게의DNA에 모이고,[eqn: rmG_1]에서는 모두[eqn: rm^15rmN-rm^14rmN]로서 중간무게의 DNA에 모인다.[eqn: rm G_2]에서는 총량의 1/2이 중간무게의 DNA에 모이고, 1/2은 가벼운 무게의 DNA에 모이게 된다.[eqn: rm G_3]에서는 전체의 1/4은 중간 무게의 DNA에 모이고, 3/4는 가벼운 무게의 DNA에 모이게 된다. 이 결과로부터 DNA는 반보존적으로 복제됨을 알 수 있다.

20. [출제의도] 전자 전달계에 영향을 미치는 독극물의 작용 이해하기

[해설] 로테논, 시안화물, CO, 올리고마이신, DNP의 독성 물질은 전자 전달계의 특정 단계를 저해하므로써 ATP합성을 저해한다. 로테논은 첫 번째 전자 전달 단백질 복합체와 결합하여 전자를 다음 단계로 넘어가지 못하게 한다. 시안화물과 CO는 세 번째 전자 전달 단백질 복합체에 작용하여 전자가 산소에 전달되는 것을 막는다. DNP는 전자 전달계가 계속 작동되어 산소는 발생하지만,  수소 이온 농도의 기울기가 만들어지지 않아 ATP가 합성되지 않는다. 올리고마이신은 수소 이온이 ATP 합성 효소를 통하여 기질로 가는 것을 방해한다.