논술교육길라잡이 Ⅵ 를 펴내면서
일선 교육 현장에 통합교과논술에 관한 공신력 있는 정보를 제공하기 위하여 ‘대교협 논술 연구회’에서는 펴내고 있는 ‘논술길라잡이’가 드디어 6권을 돌파하게 되었습니다. 이 책의 가장 큰 장점은 각 대학의 출제방향, 출제의도, 그리고 평가기준을 해당 대학의 입시 담당 부서의 협조 하에 공신력 있는 자료로 정리한 점입니다.
이번 6권에서는 민족사관고등학교 김성우 선생님을 비롯한 외부 전문가와 현장 논술 지도 교사의 도움으로 지난 11년간 출제된 인문계 논술 문항 398개를 전수 조사하여 분석한 자료를 첨부하였습니다. 어떠한 주제와 내용이 논술에 출제되는지 파악하고 대비하는 데 큰 도움이 될 것입니다. 지난 11년간 출제된 인문계열 논술 고사 문항 398개를 하나의 모집단으로 분석한 결과 대입 논술 고사는 내용적으로 교과에 토대를 두되 그 교수·학습 방법적인 측면 에서 변화를 요구하고 있는 평가라는 특성을 지니고 있음을 알 수 있었습니다.
통합교과논술은 교육과정에서 제시하고 있는 교수·학습 및 평가가 제대로 이루어지지 못 하고 있는 현실적인 모순을 극복하고, 우리 교육을 고등 인지 능력 함양이라는 교육 목표 수준에 적합한 방식으로 변화시키고자 하는 계몽적인 평가로 인식해야 합니다. 논술 고사의 성격을 이렇게 규정할 때 우리는 논술 고사에 대한 인식이 크게 바뀌어야 함을 알 수 있습 니다. 논술은 특정 교과가 아니라 교육 방법에 해당됩니다. 논술은 사회․문화 내용을 논술 형태로 교수·학습·평가하는 것이고, 정치를 논술 형태로, 경제를 논술 형태로, 역사와 윤리를 논술 형태로 교수·학습·평가하는 것입니다. 논술은 개별 교과목에서 다루고 있는 내용에 기반해서 그것을 비판적으로 해석, 재해석하고, 고등 인지 능력을 발휘해 자신의 논증 내용을 쓰도록 하는 ‘교육 방법’이라는 것을 인식하는 것이 무엇보다 필요합니다.
통합교과논술은 교과 내용을 비롯한 다양한 소재를 담고 있는 제시문을 읽고 출제자가 요구하는 과제인 논제를 분석한 다음 자신의 생각이나 주장을 논리적인 근거를 통해 글로 풀어내면서 채점자를 합리적으로 설득하는 하나의 과정입니다. 다양한 교과의 내용을 바탕 으로 인문학적 사고방식과 과학적 탐구방식이 합쳐진 통합교과논술의 성격을 고려한다면 이에 대한 충분한 지도와 학습은 바로 학교에서만 가능하다고 생각합니다. 이 논술길라잡이는 현장에서 논술을 지도하고 계시는 선생님과 학생들을 지원하기 위해 제작되었습니다.
지면 관계상 이번에는 지난 4년간 출제된 자연계 통합교과논술에 관한 분석 자료를 싣지 못한 아쉬움이 있지만, 이 책이 올해 수시 및 정시 통합교과논술의 경향을 파악하고 준비 하는데 많은 도움이 될 수 있을 것으로 생각합니다. 논술을 지도하시는 현장 교사와 학생들 에게 격려의 박수를 보냅니다.
목 차
Ⅰ. 대학별 논술 고사
··· 31. 수리논술 ··· 13
2. 과학논술 ··· 31
Ⅱ. 대학 논술 기출문제 해설
··· 411. 건국대학교 ··· 43
2. 경기대학교 ··· 51
3. 경희대학교 ··· 59
4. 고려대학교 ··· 85
5. 광운대학교 ··· 97
6. 덕성여자대학교 ··· 109
7. 동국대학교 ··· 119
8. 서강대학교 ··· 130
9. 서울대학교 ··· 140
10. 성균관대학교 ··· 204
11. 성신여자대학교 ··· 229
12. 숙명여자대학교 ··· 239
13. 아주대학교 ··· 264
14. 연세대학교 ··· 276
15. 이화여자대학교 ··· 285
16. 인하대학교 ··· 297
17. 한국외국어대학교 ··· 341
18. 한국항공대학교 ··· 355
19. 한양대학교 ··· 373
목 차 ¾ 대학 논술 기출문제 해설··· 1
1. 건국대학교 ··· 3
2. 건양대학교 ··· 12
3. 경희대학교 ··· 15
4. 고려대학교 ··· 27
5. 광운대학교 ··· 36
6. 단국대학교(죽전) ··· 45
7. 동국대학교 ··· 58
8. 서강대학교 ··· 71
9. 서울대학교 ··· 91
10. 서울여자대학교 ··· 117
11. 성균관대학교 ··· 123
12. 성신여자대학교 ··· 150
13. 숙명여자대학교 ··· 161
14. 숭실대학교 ··· 167
15. 아주대학교 ··· 178
16. 연세대학교 ··· 186
17. 이화여자대학교 ··· 192
18. 인하대학교 ··· 202
19. 중앙대학교 ··· 246
20. 한국항공대학교 ··· 268
21. 한양대학교 ··· 292
22. 홍익대학교 ··· 305
1. 건국대학교 3
1 건국대학교
1. 개요
분석대상 : 2011학년도 수시논술
출제유형 : 통합교과형 중 자료제시논술형
논술시험
- 시험시간 : 3시간
- 출제문항수 : 3문항(세부문제로는 10문제) - 답안지 양식 : 유선양식
- 수험생 유의사항
1. 답안을 작성할 때 필요한 경우에 수식 및 그림을 사용할 수 있다.
2. 답안 작성은 반드시 해당 답안란에 작성하여야 한다. 1-1~1-3번 문항은 파란 색, 2-1~2-3번 문항은 녹색, 3-1~3-4번 문항은 보라색 답안지에 작성한다.
3. 답안지 범위를 초과한 답안은 감점이 될 수 있다.
4. 필기구는 반드시 흑색 펜만을 사용하여야 한다. 연필을 사용하여 작성한 답안과 흑색 이외의 색 필기구로 작성한 답안은 모두 최하점으로 처리한다.
5. 답안을 수정할 때 흑색 이외의 색 필기구나 수정액 등을 사용한 경우에 최하점 으로 처리된다.
6. 문제와 관계없는 불필요한 내용이나 자신의 신분을 드러내는 내용이 있는 답안, 낙서 또는 표식이 있는 답안은 모두 최하점으로 처리된다.
[제시문 1]
[가] 2009년 노벨생리의학상은 텔로미어와 텔로머라제 효소의 기능을 규명한 세 명의 미국 과학자 블랙번, 그라이더, 쇼스택에게 돌아갔다. 세포는 분열 전에 염색체를 복제한다. 염색체의 끝은 텔로미어로 구성되며, 세포가 분열할 때마다 각 텔로미어의 끝은 조금씩 없어져서 텔로미어가 거의 소실되면 결국 세포는 분열을 멈추고 죽게 된다. 따라서 사람 몸의 세포들은 텔로미어라는 내재된 시계에 의해 약 50회 정도의 세포분열 후 소명을 마치는 것이다. 그리고, 텔로머라제는 염색체 말단에서 소실된 텔로미어를 복원하는 효소이다. 세포분열 과정 중 염색체는 텔로미어가 짧아진 두 염색체로 복제된 후 텔로머라제의 기능에 의해 각 염색체의 텔로미어가 복원된다.
이후 세포는 둘로 나누어진다. 텔로머라제는 대부분의 체세포에서 양이 매우 적고 활성이 낮으나, 조혈간세포나 암세포 등에서는 매우 많은 양이 관찰되고 활성도 높다.
[나] 조혈간세포는 적혈구, 백혈구, 혈소판 등의 혈액세포들을 평생에 걸쳐 세포분열을 통해 생산해 내고 있는 극소수의 줄기세포들이다. 백혈병에 대한 치료로 골수이식을 할 때 이식되는 세포들이 바로 조혈간세포들이다. 암은 비정상적으로 자라는 악성 종양이며, 암세포의 특징은 세포분열을 멈추지 않고 계속 한다는 것이다. 암세포의 무한증식을 가능하게 하는 것이 텔로머라제 효소인데, 암세포에서는 텔로머라제가 짧아진 텔로미어를 복원한다. 최근 일부 제약회사에서는 텔로머라제 억제제를 항암제 개발에 이용하고 있다. 즉, 항암물질이 암세포의 텔로머라제의 기능을 억제하면, 텔로미어의 길이가 짧아져서 암세포는 무한증식을 멈추고 죽게 된다.
[다] 텔로미어 복원 이상으로 생겨나는 질병들도 있다. 워너증후군은 청소년기에 주름의 생성, 머리의 탈색, 대머리, 백내장, 근육 위축 등과 같은 노화 증상을 유발 하는 유전병이다. 워너증후군 환자들은 텔로머라제를 도와서 텔로미어의 효율적인 복원을 가능케 하는 RecQ라는 효소가 결핍되어 있다. 따라서 워너증후군 환자들의 세포에서는 텔로미어가 일찍 짧아지게 된다. 일반적으로 유전병의 유전양식은 상 염색체성 우성, 상염색체성 열성, 성염색체성 우성, 성염색체성 열성 등으로 나누어 진다. 이러한 유전양식은 가계도 분석을 통해 판별할 수 있다.
2. 출제문제
◆ 다음 각각의 제시문을 읽고 문제에 답하여라.
1. 건국대학교 5 워너증후군 가계도의 예
[문제 1-1] 사람의 적혈구나 백혈구에 비해, 조혈간세포에서는 매우 많은 양의 텔로 머라제 효소가 발견되는 이유를 설명하여라. 그리고 텔로머라제 효소 억제제로 개발된 항암제를 암환자에게 투여하면 나타날 수 있는 부작용의 증상들을 조혈간세포에 미치는 영향을 고려하여 예상하고 그 이유를 설명하여라.
[문제 1-2] 제시문의 가계도를 보고 워너증후군의 유전양식으로 가장 가능성이 높은 것은 무엇인지 답하고 그 이유를 설명하여라. 그리고 가계도의 k씨가 워너증후군에 대한 가족력이 전혀 없는 여성과 결혼하여 자녀를 낳았을 때, 그 자녀가 워너증후군 유전자를 물려받을 확률은 얼마인지 밝히고 그 이유를 설명하여라.
[문제 1-3] 복원되는 텔로미어의 길이는 세포 안의 텔로머라제의 수와 활성에 비례 하고, 한 번의 세포분열시 활성 100%의 텔로머라제 1개는 모든 염색체마다 텔로미어 20nm를 복원한다고 가정하자. 텔로머라제 80개를 가진 세포가 분열을 거듭할 때, 매 세포분열에서 각 세포 당 텔로머라제의 수는 분열 전보다 2개씩 감소하고, 각 텔로머라제의 활성은 분열 전의 90%로 감소한다고 하자. 즉, 첫 세포분열 과정 중 각 세포 당 활성 100%의 텔로머라제 80개가 텔로미어를 복원하고, 두 번째 과정 중에는 활성 90%의 텔로머라제 78개가 텔로미어를 복원한다. 이와 같은 방법으로 10회 분열하는 동안 염색체 당 복원되는 텔로미어의 길이는 총 몇 nm인지 계산 하여라. (nm m , ≒ )
[제시문 2]
[가] 최근 CNG 버스의 폭발사고 발생으로 천연가스에 대한 관심이 커지고 있다. 천연 가스는 지하에 가스형태로 매장되어 있는데 이를 대기압 하에서 -161℃까지 냉각 하여 액화시키면 부피가 약 1/600로 줄어든다. 이렇게 액화된 천연가스를 LNG (Liquefied Natural Gas)라고 하며 그 주성분은 메탄(CH4)이고 약간의 에탄 (C2H6)이 섞여 있다. 이렇게 부피가 줄어든 LNG는 초저온 탱크에 저장되어 생산지 로부터 해상운송이 가능해진다. 소비지에서 LNG를 기화시킨 후 상온에서 200기압 이상으로 압축시킨 천연가스가 바로 CNG(Compressed Natural Gas)이다.
액화석유가스(LPG: Liquefied Petroleum Gas)는 유전에서 원유를 채취하거나 정제할 때 나오는 탄화수소를 상온에서 5기압 정도의 비교적 낮은 압력을 가하여 액화시킨 것으로 주성분은 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)이다. LPG는 이처럼 약간만 가압하면 쉽게 액화시켜 기체상태일 때의 부피보다 약 1/250로 줄일 수 있으므로 간편하게 압력용기에 담아 운반할 수 있다.
CNG나 LPG는 휘발유나 경유에 비해 연소 시 환경오염의 주범인 황산화물, 질소 산화물 등의 배출이 거의 없을 뿐 아니라 1몰의 메탄, 에탄, 프로판, 부탄을 완전 연소시키면 각각 213, 373, 531, 688 kcal의 높은 에너지를 방출하므로 시내버스나 택시의 차량연료로 널리 사용되고 있다.
[나] 고체나 액체와 달리 기체는 그들의 화학적 구성과 관계없이 매우 유사한 물리적 거동을 나타낸다. 일정한 온도와 부피에서 기체가 용기에 미치는 압력은 기체의 종류에 관계없이 용기 내 기체분자의 수에 비례하며 혼합기체에 의한 전체 압력은 각 성분기체들이 나타내는 압력의 합과 같다. 예를 들어, 상온에서 어떤 용기에 동일한 몰수의 메탄과 에탄으로만 구성된 혼합기체가 들어 있는데 그 용기의 내부 압력이 2기압이라면 용기에 메탄과 에탄이 미치는 압력은 각각 1기압이 되는 것이다.
(분자 1몰은 분자 × 개이고, 분자량은 분자 1몰의 질량의 그램수이다.) 어떤 기체가 담겨 있는 용기에 작은 구멍이 있으면 그 구멍을 통해 기체는 용기 밖으로 빠져 나가게 되는데 이를 기체의 분출이라 한다. 그런데 기체의 분출 속도는 기체의 종류에 따라 다르다. 일정한 온도와 압력에서 기체 분자의 분출 속도는 기체 분자의 분자량의 제곱근에 반비례하는 것으로 알려져 있다. 이 성질을 이용하면 혼합기체에서 특정 성분기체의 순도를 높일 수 있다. 예를 들어, 메탄과 에탄이 섞여 있는 어떤 용기가 가늘고 긴 통로를 통해 진공상태의 다른 용기에 연결되어 있다면 연결밸브를 열 때 메탄은 에탄보다 가벼우므로 더 빠른 속도로 다른 용기로 분출 되어 나온다. 잠시 후 밸브를 막으면 통로를 통과한 후 다른 용기로 이동한 일부분의
1. 건국대학교 7 혼합기체에서는 메탄의 성분 비율이 처음보다 더 높아지게 된다. 만약 처음에 메탄과 에탄이 동일한 몰수로 있었다면 메탄의 분자량은 16이고 에탄의 분자량은 30이므로 이러한 과정을 한 번 거친 후 메탄의 몰수는 에탄 몰수의
= 1.37 배가 된다.
즉, 메탄의 순도(몰수의 백분율)가 50%에서 57.8%로 증가하게 된 것이다. 이렇게 메탄의 비율이 높아진 혼합기체를 모아서 이러한 분출과정을 여러 번 반복하게 되면 메탄의 순도를 더욱 높일 수 있게 된다.
[다] 포화 탄화수소인 알칸(CnH2n+2)은 화학적으로 안정하기 때문에 상온에서 다른 물질과 잘 반응하지 않으나, 염소(Cl2)와 혼합하여 가열하거나 빛을 쪼여주면, 알칸의 수소원자(H)가 염소원자(Cl)와 자리바꿈을 하는 치환반응이 일어난다. 그런데 이 치환반응에서 알칸에 있는 모든 수소원자가 동일한 반응성을 가지고 있지는 않다.
아래 그림과 같이 세 가지 수소원자의 상대적 반응성은 치환될 수소원자가 결합된 중심 탄소에 결합한 탄소의 수가 증가함에 따라 약 4배, 5배로 증가한다.
H C H
H*
C
H*
C
C C
H*
C
C C
C
: : = 1 : 4 : 5 ( 수 소 원 자 H*의 반 응 성 비 ) H
예를 들어, 프로판(C3H8)의 치환반응에서 하나의 수소원자가 염소원자로 치환된 화합물(C3H7Cl)은 아래 그림에 나타낸 두 개의 구조이성질체로 생성되며, 실험 결과 생성백분율은 각각 57%와 43%이다.
H C H
H C H
H C H
H H
Cl2 빛
H C H
H C H
Cl C H
H H
H C H
Cl C H
H C H
H H +
57% 43%
프 로 판
+ HCl
[문제 2-1] 메탄과 에탄으로만 구성된 혼합기체가 부피가 변하지 않는 어떤 용기에 2기압의 압력을 가하고 있다고 하자. 이 혼합기체를 모두 완전연소하여 생성된 이산화탄소만을 모두 모아서 같은 온도에서 진공의 동일한 용기에 포집하였더니 그 용기에 미치는 압력이 2.5기압이었다면 원래 혼합기체에서 메탄과 에탄의 몰수비 (메탄의 몰수 : 에탄의 몰수)는 얼마인지를 밝히고 풀이과정을 기술하여라. 그리고 지구온난화의 측면에서 볼 때, CNG와 LPG 중 어느 것이 더 친환경적인 연료인지를
연소 시 발생하는 에너지와 이산화탄소 배출량을 고려하여 판단하고 그 이유를 설명 하여라.
[문제 2-2] 아래 그림의 iso-펜탄(C5H12)과 염소(Cl2)의 치환반응에서 하나의 수소 원자가 염소원자로 치환되어 생성되는 화합물(C5H11Cl)의 구조이성질체들을 모두 그려라. 그리고 그 중에서 생성백분율이 가장 높게 나올 것으로 예상되는 구조이 성질체는 무엇일지 제시문 (다)에 주어진 반응성과 프로판의 치환반응 실험의 생성 백분율을 이용하여 판단하고 그 이유를 설명하여라.
H3C C H
H C CH3
H
CH3 Cl2 빛
iso-펜 탄
[문제 2-3] 기체 분자 A와 B가 3:1의 몰수비로 섞여 있는 혼합기체 I과 기체 분자 A와 C가 1:1의 몰수비로 섞여 있는 혼합기체 II가 있다. 그리고 A의 분자량 : B의 분자량 : C의 분자량 = 1 : 1.012 : 1.016 이다. A의 순도를 높이기 위해 제시문 [나]에서와 같은 실험을 두 혼합기체에 대해서 독립적으로 수행하였을 때 더 적은 횟수의 분출 과정을 통해 A의 순도가 90%에 도달할 수 있는 것은 혼합기체 I과 II 중에서 어느 것인지 밝히고 그 이유를 설명하여라.
[제시문 3]
[가] 물체의 운동 에너지와 위치 에너지의 합을 역학적 에너지라고 한다. 역학적 에너지가 보존되는 물리계의 좋은 예로서 용수철 상수가 인 가벼운 용수철에 질량 인 물체가 매달린 경우에 일어나는 단진동 운동을 들 수 있다. 여기서 수평면의 마찰은 없다고 가정 한다. 평형상태에서 용수철을 늘였다가 가만히 놓으면 물체는 탄성력에 의해 원래 위치를 중심으로 단진동 운동을 한다. 이 때 평형상태의 위치 O에서부터 측정한 물체의 위치를
라 하고 운동량을 라 하면 탄성력에 의한 위치 에너지는 P
이고 운동 에너지는
1. 건국대학교 9
K
로 주어진다. 물체가 운동하면서 위치 에너지와 운동 에너지는 각각 시간에 따라 변하지만 역학적 에너지는 항상 일정하다.
O
[나] 광전효과를 설명하기 위해 아인슈타인은 빛은 광량자라고 부르는 불연속적인 에너지 덩어리의 흐름이라고 보았다. 또한 원자의 안정성과 원자로부터 나오는 선스펙트럼을 설명하기 위해 보어는 양자 개념을 도입한 원자 모형을 제시하였다.
보어의 가설에 따르면 원자 내의 전자는 원자핵 주위로 특정한 조건을 만족하는 원 궤도에서만 회전할 수 있다. 이와 같이 미시적인 물리계에서 많은 경우 물리량들이 모든 가능한 연속적인 값을 가지지 못하고 특정한 불연속적인 값만을 갖게 되는데 이를 물리량의 양자화라 한다. 보어-좀머펠트 가설에 따르면 물리량의 양자화를 좀 더 간단하게 이해할 수 있다. 그 내용은 물체의 모든 가능한 운동 중에서 운동량
를 위치 에 대해 적분한 값이 가 되는 운동만이 가능하다는 것이다. 여기서
은 0 또는 양의 정수이고, 는 플랑크상수로 × J⋅s의 값을 가진다.
[다] 아인슈타인은 1907년 고체에 대한 이론적 모델을 제시하였다. 이 모델에 따르면 고체 안에서 격자를 이루고 있는 원자들은 각각 용수철에 매달려 단진동 운동하는 물체로 볼 수 있다. 또한 각각의 용수철 상수와 질량은 모두 같고 이들은 서로 상호작용하지 않고 독립적으로 운동한다고 가정한다. 아인슈타인은 이 단진자 모델에 양자 개념을 도입하여 고체의 비열에 대한 실험 결과를 이론적으로 설명할 수 있었다.
[문제 3-1] 제시문 [가]에서와 같이 용수철 상수 인 용수철에 매달려 단진동하는 질량 의 물체를 생각하자. 이 물리계의 역학적 에너지가 로 주어질 때 P,
K, 를 평형상태의 위치 O로부터의 위치 의 함수로 보았을 때 각각의 그래프 를 한 좌표평면에 그리고, P와 K가 같아지는 지점의 위치 를 로 표현 하여라.
[문제 3-2] 제시문 [가]에서와 같이 단진동 주기 운동하는 물체를 생각하자. 역학적 에너지가 일 때 시간 에 대한 위치가
cos 로 주어져 있다. 여기서
는 양의 상수이다. 운동량이
인 사실과 역학적 에너지 보존법칙을
고려하여 함수 의 주기 를 에 대한 식으로 나타내어라. 또 시간에 대한 평균운동 에너지
K 를 계산하여 에 대한 식으로 나타내어라.[문제 3-3] 제시문 [가]에서와 같이 단진동하는 물체의 역학적 에너지가 로 주어질 때 물체의 위치 와 운동량 가 만족하는 방정식의 그래프를 이차원 평면
상에 그려라. 그리고 이 경우 제시문 [나]에서 언급한 보어-좀머펠트 양자화 조건은 위에서 구한 곡선으로 둘러싸인 영역의 면적이 플랑크 상수 의 배가 된다는 것으로 해석할 수 있다. 이 사실을 이용하면 단진동하는 물체의 양자화된 역학적 에너지는 정수 의 함수 로 주어짐을 알 수 있다. 을 질량 , 용수철 상수 , 플랑크 상수 , 정수 을 이용하여 표현하여라.
[문제 3-4] 각각 독립적으로 단진동 운동하는 5개의 물리계를 … 라고 하자.
어떤 에너지 에 대하여 각 물리계의 양자 역학적 에너지가 … 로 주어진 다면 전체의 에너지는 ⋯ 가 된다. 여기서 …는 음이 아닌 정수이다.
전체의 에너지가 로 일정할 때, 자연수 에 대하여 ⋯ 를 만족하는 에너지의 순서쌍 … 의 개수를 라 하자. 의 최댓값을 구하여라.
3. 분석 및 참고자료
출제의도
건국대학교의 2011학년도 수시 1차 자연계 논술 시험은 자연계 대학 신입생이 갖추어 야할 기본적인 수학능력을 측정하는 것을 목표로 하였다. 이에 따라 수험생이 주어진 정보를 이해하는 능력, 교교과정에서 반드시 습득해야하는 기본 지식, 문제 해결력을 지녔는지를 평가할 수 있도록 문제를 출제하였다. 이번 논술 시험에서는 첫째, 고교 과정
1. 건국대학교 11 에서 배운 기본적인 지식만 있으면 이해할 수 있는 제시문을 선정하고, 둘째, 제시문에 포함된 정보만으로 해결할 수 있는 문제를 출제하고, 셋째, 두 개 이상의 교과 영역이 결합되는 통합교과적인 문제를 출제하는 것을 출제의 기본 원칙으로 삼았다.
개별적인 문제의 출제의도는 다음과 같다.
제시문 1에서는 작년 2009년 노벨생리의학상의 업적인 세포의 시계라고 할 수 있는 텔로미어와 텔로머라제 효소에 관한 연구, 조혈관세포의 분화에 관한 내용, 암세포의 특징 및 텔로미어 복원 이상으로 알려진 유전병인 워너증후군 및 유전병의 유전양식에 대해 기술되어 있다. 고등학교 생물 I 교과 과정에 기술되어있는 혈액 세포들의 기능과 유전양식을 바탕으로 제시문에 주어진 자료를 이해하여 다양한 생명 현상을 설명하고 수학적 지식들과 연관시켜 그 결과를 예측하는 능력이 있는지 평가한다.
제시문2와 관련된 문제에서는 CNG나 LPG를 구성하는 탄화수소의 연소에 의한 생성 물과 발생되는 에너지의 양적관계 및 이성질체에 대한 화학적 이해 능력과 기체의 성질을 이용하여 화학적 과정을 수학적으로 해석할 수 있는 능력을 측정한다.
제시문3을 이용한 문제에서는 단진동 운동을 역학적 에너지 보존 법칙을 이용해 이해 할 수 있는 지 알아보고 간단한 양자물리적 현상을 수학적 추론을 통해 이해할 수 있는 능력을 평가한다.
출제방향(취지) 및 교과서관련여부 및 근거
고교 교육과정에서 습득한 수리, 과학 등 자연계 관련 지문을 제시하고 이를 근거로 하여 통합교과형 논술문제를 출제한다. 다양한 내용의 지문을 바탕으로 통합적 이해력, 논증력, 표현력, 추론능력을 평가한다. 사고 및 추론의 최종적인 결과 뿐만 아니라 추론 과정까지 평가한다.
평가기준 : 이해력, 논증력, 표현력, 추론능력 등
2 건양대학교
1. 개요
분석대상 : 2011학년도 수시논술 의학과
출제유형: 통합교과형 중 자료제시논술형
논술시험
- 시험시간 : 90분 - 출제문항수 : 1문항
- 답안지 양식, 작성 분량 : B4사이즈 원고, 900자 이상, 1,000자 이내 - 수험생 유의사항
가. 지정된 좌석에 앉아 고사에 임하여야 함.
나. 답안 작성시 검정색 또는 청색 필기도구(연필포함)만을 사용하여야 하며, 문제와 관련이 없는 특수표기(예 : 기호, 특수문자 등)를 하였을 경우 “0”점 처리를 원칙으로 함.
다. 타인의 답안을 보는 부정행위 또는 대리응시를 하였을 시 즉시 퇴장시킨다.
라. 배부된 문제지 및 답안지는 고사장 밖으로 절대 유출시킬 수 없다.
마. 답안지에 감독위원의 날인이 없는 것은 무효로 한다.
출제방향(취지) 및 교과서관련여부 및 근거 : 예비의학도로서 현대의학이 나아갈 방향
평가기준
지문에 공통적으로 추구하는 핵심 개념이 담겨있음.
지문이 각각 주장하는 바를 고등학교 교과 및 시사와 유기적으로 연계됨.
추가적으로 자신의 주장이 담겨 있음.
구체적인 예시를 제시하였음.
원고지 분량 미준수
2. 건양대학교 13
【지문 I】 생의학적 모형(biomedical model)에서는 인간을 하나의 기계로 보고 마치 고장난 기계의 부품을 수리하듯이 질병의 원인을 찾아내고 이를 치료하는 것을 목표로 한다. 이 모형에서 출발한 서양의학은 항생제와 백신의 개발을 통해 전염병 으로 인한 조기사망의 수준을 크게 감소시킨 공로가 있다. 이 외에도 마취약 개발, 수술치료법의 획기적 발전, 최근 유전자 단위로까지 확대된 진단 및 맞춤의료의 발달, 인공장기 개발 등의 업적을 이루면서 현대사회의 주류 의학으로 발전하게 되었다.
【지문 II】 대체의학은 길게는 수천 년에서 짧게는 수십 년 동안 사용되어 왔으며, 우리나라의 경우 국민의 90% 이상이 대체요법을 경험하였다. 이러한 대체의학은 과학적 검증 절차를 거치지 않고 기존의 경험에 근거하여 도입, 이용되면서 효과와 안전성에 대한 의문이 제기되고 있다. 이렇게 효과가 있는지 없는지도 알 수 없고, 부작용이 있는지 없는지, 있다면 얼마나 심각한 부작용이 있는지 밝혀지지 않은 방법 들을 사용하는 것은 많은 문제점을 낳을 수 있다.
【지문 III】 아유르베다 의학은 인간과 주위 환경과의 조화와 균형을 추구하는 인도의 전통의술이다. 아유(Ayu)는 ‘생명’을, 베다(beda)는 ‘어떤 것에 대한 지식’을 뜻하는데, 기원 전 1500년경 시작된 이 의학은 인도 국민의 80% 정도의 질병치료를 담당하고 있다고 한다. 아유르베다 의학의 기본 개념은 자연치유력에 있다. 인간은 자연의 일부이며 모든 생명체의 생존과 건강을 결정하는 자연법칙은 인간에게도 똑같이 적용 된다는 믿음에서 출발하고 있다.
【지문 IV】 1971년 12월 3일 미국 닉슨 대통령은 암 퇴치법에 서명함으로써 역사적인 단락 나누기 안 된 것
맞춤법 문장 구성력
2. 출제문제
※ 아래 나열한 지문들은 의학에 대한 다양한 견해들이다. 이를 논의의 근거로 삼아 예비의학도로서 현대의학이 나아갈 방향에 대해 자신의 견해를 제시하시오.
‘암과의 전쟁’을 선포하였다. 그의 전쟁 선포는 의학기술의 무한한 발전에 대한 믿음을 바탕에 두고 있었다. 적절한 연구와 이를 위한 투자만 이루어진다면 암은 정복되리라 확신했다. 하지만 40년 가까이 지난 지금 믿음은 회의로 바뀌었다. 수백억 달러에 이르는 막대한 연구비를 투입했지만 암 정복은 여전히 요원하다. 20년 안에 암 환자를 절반으로 줄이겠다는 암 선전포고는 일단 실패한 것으로 나타났다.
【지문 V】 언제부터인가 청진기, 체온계, 주사기, 소독솜, 응급주사약통 등이 가득 들어찬 의사의 왕진가방을 볼 수 없게 되었다. 병원 진료를 중심으로 한 의료의 현 대화 및 전문화가 왕진가방의 퇴장을 가져왔기 때문이다. 왕진가방이 사라지면서 의사의 얼굴에 피어오르던 미소와 인간미도 함께 사라져 버렸고, 환자를 치료하기에 앞서 환자의 생활환경이나 식습관 등을 먼저 살핌으로써 발병원인을 다각적으로 추측해보던 의사의 진료 행태도 사라지게 되었다.
3. 경희대학교 15 [가]
평면 위의 점들을 표시하는 방법에는 우리가 흔히 쓰는 직교좌표계처럼 두 실수의 순서쌍을 이용하는 방법도 있지만 세 실수의 순서쌍을 이용하는 다음과 같은 방법도 있다. 먼저 <그림 1>과 같이 평면 위의 세 점 A, B, C를 한 직선 위에 있지 않도록 정하자. 이제 삼각형 ABC 내부의 점 P의 위치에 따라 삼각형 PBC, PCA, PAB의 넓이 , , 가 변하는데 우리는 이 순서쌍 로 점 P의 위치를 나타내고자 한다. 삼각형 ABC의 넓이를 이라고 할 때, 가령 점 P가 삼각형 ABC의 무게중심 에 위치한다면 점 P를 나타내는 좌표는 이 된다. 위의 정의를 확장 하면 삼각형 ABC 둘레 위의 점은 물론이고 특히 , , 에 음수를 허용할 경우 삼각형 ABC 외부의 점도 표현할 수 있어 결국 평면 위의 모든 점을 나타낼 수 있다.
이렇게 정의되는 평면 좌표계를 무게중심 좌표계라 한다. <그림 2>에서는 넓이가 8인 삼각형 ABC 둘레 위의 점들 중에서 정수값의 좌표를 가지는 것들을 따로 표시 하였다.
3 경희대학교
1. 개요
분석대상 : 2011학년도 수시논술
출제유형 : 통합교과형 중 자료제시논술형
논술시험
- 시험시간 : 150분
- 출제문항수 : 자연계 4문항
- 답안지 양식, 작성 분량 : 유선, 분량 제한없음
2. 출제문제
I. 다음 제시문을 읽고 논제에 답하시오.
<그림 1>
<그림 2>
[나]
무게중심 좌표계를 이용하면 컵에 든 물을 옮겨 원하는 물의 양을 얻는 문제를 편리하게 해결할 수 있다. 각각 용량이 7, 6, 5인 세 개의 컵 A, B, C에 8의 물을 적당히 나누어 담았다고 하자. 세 컵에 담겨 있는 물의 양을 순서대로 , ,
라고 하면 물이 배분되어 있는 상태는 <그림 2>의 삼각형 ABC 위의 한 점의 무게 중심 좌표에 대응된다. 먼저 삼각형 ABC의 모든 점이 물의 배분 상태에 대응되는 것은 아님에 주의하자. 예를 들어 좌표가 인 점은 컵 C의 용량을 고려할 때 실현 불가능하다. 이와 같이 각 컵의 용량을 고려하여 실현 가능한 점들을 모두 찾아보면 그 분포는 <그림 2>의 굵은 선으로 둘러싸인 영역이 된다. 어느 한 컵에서 다른 한 컵으로 물을 옮기는 과정은, 도중에 물의 손실이 없다면, 삼각형 ABC의 한 점이 적당한 규칙에 따라 이동하는 것에 대응된다. 예를 들어 점 Q 가 한 번의 옮겨 담기 과정으로 이동할 수 있는 방향은 <그림 2>에서처럼 정확히 6 가지가 있고, 옮겨 담는 물의 양에 따라 실제 이동 거리가 결정된다.
[다]
코일 근처에서 자석이 움직이거나, 자석 근처에서 코일이 움직이면 코일에 전류가 흐른다. 이렇게 자석에 의해 코일에 흐르는 전류를 유도 전류라고 하며, 유도 전류가 생기는 현상을 전자기 유도라고 한다. 전자기 유도에 의해 흐르는 유도 전류의 방향은 자기력선속(자속)의 변화를 방해하는 방향, 또는 자석의 운동을 방해하는 방향으로 흐르는데, 이를 렌츠의 법칙이라고 한다. 유도 전류를 흐르게 하는 전압을 유도 기전력이라고 하며, 패러데이 법칙에 따르면 유도 기전력은 코일 단면을 통과 하는 자속의 시간 변화율과 코일의 감긴 횟수에 비례한다.
3. 경희대학교 17 [라]
에너지는 다양한 형태로 존재할 수 있고 적절한 변환 과정을 통해서 그 형태를 바꿀 수 있다. 예를 들어 진자의 진동운동 중에는 진자의 운동에너지가 중력에 대한 위치에너지로, 또는 위치에너지가 운동에너지로 바뀐다. 전지는 화학에너지를 전기 에너지로 전환하고, 전기 저항은 전기에너지를 열에너지로 발산한다. 하지만 주어진 계의 가능한 에너지 형태를 모두 고려하였을 때, 에너지의 총량은 항상 보존된다.
이를 에너지 보존 법칙이라 한다.
<논제 I-1> 제시문 [가]와 [나]를 참조하여 다음 질문에 답하시오. (25점)
(1) 제시문 [가]에서 임의의 , , 값에 대하여 무게중심 좌표를 로 갖는 점이 항상 존재하는지 논하시오. 또한 , , 중 어느 한 성분이 상수인 점들의 자취에 대하여 서술하시오.
(2) 제시문 [나]의 세 컵에 눈금이 없어 한 컵에서 다른 컵으로 물을 옮길 때 그 중 한 컵을 완전히 채우거나 비우는 것만 가능하다고 하자. 이러한 조건으로 물을 옮기는 과정에 대응되는, 삼각형 ABC 위에서의 이동 규칙을 유추하고, 반복시행을 통해 어느 한 컵에 정확히 4의 물을 담는 것을 가능하게 하는 물의 초기 배분 상태에 관해 추론하시오.
<논제 I-2> 제시문 [다]와 [라]를 참조하여 다음 질문에 답하시오. (25점) 마찰 없는 회전축에 연결된 단단한 막대의 끝에
질량 의 자석을 옆 그림과 같이 붙여 진자를 만 들었다. 진자가 최저점에 있을 때 두 코일의 중심 축과 자석이 모두 나란하도록 두 코일을 고정하였고, 따라서 진자는 코일 중심축에 수직한 방향으로 진동 한다. 두 코일은 같은 방향으로 번씩 감겨 있고, 두 코일과 저항 은 직렬 연결되어 닫힌 회로를 이룬다. 여기서 막대의 질량은 무시할 수 있고, 진자 운동 중 공기 저항에 의한 영향은 없으며, 코일의 전기저항도 무시할 수 있다고 가정한다.
(1) 진자가 코일 반지름보다 훨씬 더 큰 진폭으로 왕복운동을 하고 있을 때, 최고
점에서 출발한 진자의 한 주기운동(주기 ) 동안 회로에 유도된 전류 가 시간 에 따라 어떻게 변하는지를 논술하고 이를 그래프로 표현하시오. (단, 전류는 그림의 화살표 방향으로 흐를 때 양의 부호를 갖도록 정의하고, 자석이 코일로부터 충분히 멀어지면 코일을 통과하는 자석에 의한 자속은 무시할 만큼 작다고 가정한다) (2) 시간이 지남에 따라 진자 운동이 어떻게 변하는지를 진자에 가해지는 힘의 관점과 에너지의 관점에서 각각 분석하여 서술하시오.
(3) 초기에 진자를 최저점으로부터 높이 만큼 들어올린 후 멈춘 상태에서 놓았다고 할 때, 진자 운동으로 인해 저항 에서 발생하는 총 열량의 크기 를 추론하시오.
(단, 중력가속도는 로 놓는다)
[가]
물에는 고체나 액체뿐만 아니라 산소나 이산화탄소 같은 기체도 용해된다. 기체의 용해는 용액 위에 존재하는 기체 분자들이 끊임없이 용액 표면에 충돌하여 녹아 드는 반응과 녹아 있던 기체 분자가 용액 밖으로 탈출하는 반응의 평형으로 결정 된다. 따라서 기체의 용해도는 용매 분자와 기체 분자 사이의 인력뿐만 아니라 기체 분자가 용액 표면에 충돌하는 빈도와 탈출하는 빈도에도 영향을 받는다. 그러므로 기체의 용해 현상은 분자 운동에 대한 이해를 필요로 한다. 기체 분자의 움직임은
“기체 분자 운동 모형”으로 잘 설명이 된다. 예를 들어 일정 온도에서 기체의 부피를 반으로 줄이면 단위 시간에 용기 벽의 단위 면적에 충돌하는 기체 분자의 수가 2배 로 늘어나므로 압력이 2배가 된다. 용해되어 있는 기체의 경우 분자들 간의 평균 거리가 작아서 이 모형을 적용할 수 없다. 하지만, 이 경우에도 운동 에너지로 전환 가능한 모든 역학적인 에너지의 평균값은 절대 온도에 비례한다.
[나]
분자 내에서 부분적인 전하의 분리로 생겨나는 극성은 분자간의 인력을 결정하는 중요한 변수이다. 물 분자와 같은 극성 분자는 분자간 인력이 커서 일반적으로 끓는점과 녹는점이 높다. 상온에서 기체로 존재하는 산소, 질소, 아르곤 등과 같은 무극성 분자나 원자도 충분히 온도가 낮아지면 분자간 인력 때문에 액체나 고체가 된다. 여기서 무극성 분자 사이에 작용하는 인력은 분자의 전자구름이 아주 짧은
Ⅱ. 다음 제시문을 읽고 논제에 답하시오.
3. 경희대학교 19 시간 동안 일그러져 순간적으로나마 약한 극성을 띠기 때문에 생긴다. 또한 자석에 붙은 금속이 자성을 띠듯이 무극성 분자가 극성 분자 근처에 놓이면 전자구름에 변형이 생겨 약한 극성이 유도된다. 따라서 극성 분자와 무극성 분자 사이에도 인력이 발생한다. 일반적으로 분자의 부피가 클수록 변형될 수 있는 전자구름이 많아져 이러한 약한 극성의 크기가 상대적으로 커진다.
[다]
잠수부들은 수심에 비례하는 높은 수압하에서 이에 상응하는 고압의 기체로 호흡 한다. 이때 들이마신 기체 분자의 일부는 혈액 속의 물에 용해되는데, 잠수 중에 수심이 바뀌게 되면 혈액에 용해될 수 있는 기체의 양이 변하게 되어 생리적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 수중에서 고압으로 압축된 공기로 호흡하다가 갑자기 물 밖으로 나오면, 급격한 압력 감소로 인해 혈액 속에 과포화된 질소가 혈관 내에서 기체로 방출되면서 혈관이 파괴되는 잠수병이 발생할 수 있다.
[라]
1953년 왓슨과 크릭에 의해 발표된 DNA 이중나선 구조의 염기들은 분자 구조상 아데닌(A)은 티민(T)과, 구아닌(G)은 시토신(C)과 짝을 짓는데 이를 상보적 결합이 라고 한다. 유전 정보는 DNA에서 RNA로, 그리고 단백질의 순으로 전달되며, DNA의 정보가 RNA로 전달되는 과정을 전사라 하고, 만들어진 RNA의 정보로부터 단백질이 합성되는 과정을 번역이라고 한다. DNA 주형가닥은 전사 과정에서 상보적인 염기로 변하는데 RNA에서는 티민 대신 우라실(U)이 사용된다. DNA의 유전암호는 전사에 의해 RNA의 유전 암호인 코돈으로 전달되며, A, G, C, U 4종류의 염기가 3개씩 모여 이루어진 64종의 코돈이 존재한다. 이 중에서 61개는 아미노산에 대한 유전 암호이고, 나머지 3개는 종결코돈으로 사용된다. (코돈과 대응하는 아미노산의 예:
ACU/ACC-트레오닌, CAU/CAC-히스티딘, CCA/CCU-프롤린, CUU/CUC-류신, GAA/GAG-글루탐산, GUA /GUG-발린, GGA/GGC-글리신, UAA/UGA-정지코돈)
[마]
양친에게 없던 형질이 새로 나타나 자손에게 유전되는 현상을 돌연변이라고 하며, 이는 유전자의 염기서열에 이상이 생기거나 유전자가 존재하는 염색체의 수나 구조에 이상이 생겨 나타난다. 유전자 돌연변이는 염색체의 수, 모양, 크기에는 영향을 주지 않기 때문에 핵형 분석으로는 알아낼 수 없다. 적혈구의 헤모글로빈을 만드는 유전자의 서열에 이상이 생겨 나타나는 돌연변이 헤모글로빈은 산소와 결합
하지 않은 상태에서 서로 달라붙어 긴 바늘 모양의 구조를 형성한다. 이때 적혈구는 정상적인 원반 모양에서 길게 찌그러진 낫 모양으로 바뀌게 된다. 변형된 적혈구는 유연성이 부족하여 모세혈관을 통과할 수 없으며, 비장에서 쉽게 파괴된다. 아래는 정상형과 돌연변이형의 헤모글로빈 베타사슬의 4번째부터 7번째 아미노산에 해당 하는 DNA 주형가닥의 염기서열이다.
아미노산 서열 4번째 5번째 6번째 7번째
정상형 염기서열 3’-TGA GGA CTT CTC-5’
돌연변이형 염기서열 3’-TGA GGA CAT CTC-5’
[바]
낫 모양 적혈구 돌연변이는 아프리카계 미국인에게 1/500의 높은 발생확률로 유전 된다. 흥미롭게도 이 낫 모양 적혈구 돌연변이는 치사율이 높은 말라리아가 만연 하는 중앙 아프리카 지역에서 흔히 나타나므로, 이 적혈구 돌연변이와 말라리아 발병 사이의 상관성이 연구되었다. 실제로 낫 모양 적혈구의 세포막은 물질의 투과 성이 비정상적이어서 말라리아 원충이 대사에 장애를 받으므로, 정상형 적혈구에 비해 낫 모양 적혈구는 원충에 의해 감염되지 않는다는 사실이 밝혀졌다.
<논제 Ⅱ-1> 제시문 [가]∼[다]를 참조하여 다음 질문에 답하시오. (25점)
(1) 아래의 두 관찰 결과를 바탕으로 기체의 용해도에 대한 가설을 세우고, 제시문 [가]를 참조하여 그 가설을 논증하시오.
㈀ 샴페인을 터뜨리거나 탄산 음료수의 병마개를 딸 때 거품이 생기는 것을 볼 수 있다.
㈁ 다음 표는 낙동강 어느 유역의 월별 평균 수온과 용해된 평균 산소량(DO)을 나타내고 있다.
월 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
평균 수온 (℃) 4 5 8 14 20 24 25 28 25 21 15 8 평균 DO (ppm) 13.7 12.9 12.8 10.2 10.2 9.8 9.9 8.4 7.5 7.5 10.1 12.2
3. 경희대학교 21 (2) 제시문 [다]에 따르자면 심해 잠수부에게는 공기를 대신할 새로운 혼합기체가 요구된다. 공기를 구성하는 주요 기체들의 끓는점과 부피를 나타낸 아래표와 제시문 [가]∼[다]에 근거하여, 잠수병을 예방하기 위해 질소 대신에 산소와 혼합할 수 있는 가장 바람직한 기체를 제안하고 이유를 논술하시오.
기체 질소(N2) 산소(O2) 아르곤(Ar) 이산화탄소
(CO2) 네온(Ne) 헬륨(He) 메탄(CH4) 끓는점 (℃) -196 -183 -186 -57 -246 -269 -162
분자 부피
(10-30 m3) 31.2 29.4 27.8 51.8 15.3 11.5 66.6
<논제 Ⅱ-2> 제시문 [라]∼[바]를 참조하여 다음 질문에 답하시오. (25점)
(1) 제시문 [라]와 [마]를 참조하여 헤모글로빈 베타사슬의 돌연변이가 아미노산 서열에 어떠한 변화를 초래하는지 정상형과 비교하여 설명하고, 헤모글로빈 유전자 돌연변이로 인해 나타날 수 있는 증상이 무엇인지 유추하여 설명하시오.
(2) 제시문 [마]와 [바]의 사실과 생물학적인 일반 원리를 바탕으로 아프리카계 미국 인에게 낫 모양 적혈구 돌연변이의 발병률이 높은 이유를 추론하시오.
(1) 직교좌표계에서는 임의의 , 를 좌표로 하는 점 가 존재하나 무게중심 좌 표는 삼각형 ABC의 넓이를 배분하여 결정되었으므로 항상 (은 삼각형 ABC의 넓이)를 만족해야 한다. 따라서 임의의 , , 가 아니라
를 만족하는 , , 에 대해서만 무게중심 좌표를 로 하는 점이 존재한다.
삼각형 PBC의 넓이는 고정된 밑변 BC의 길이와 점 P에서 직선 BC까지의 거리에 의해 결정된다. 따라서 삼각형 PBC의 넓이인 가 상수가 되기 위해서는 P에서 BC
3. 예시답안
<논제 I-1>
까지의 거리가 상수이어야 하고 이러한 P의 자취는 직선 BC와 평행한 직선이다.
마찬가지 이유로 가 상수인 점의 자취는 직선 CA와 평행한 직선이고, 가 상수인 점의 자취는 직선 AB와 평행한 직선이다.
(2) 한 번의 옮겨 담기 과정에서 세 컵 중 하나는 그 물의 양이 변하지 않으므로, 삼각형 ABC 위의 점이 움직이는 방향은 <그림 2>의 Q처럼 항상 삼각형의 한 변과 평행하다. 한편 어느 한 컵이 완전히 차있거나 비워진 상태는 <그림 2>의 굵은 선 위의 점에 대응된다. 따라서 논제 (2)의 조건으로 옮겨 담는 과정에서는 항상 굵은 선 위의 점으로 삼각형의 한 변과 평행하게 이동한다. 또한 어느 한 컵을 완전히 채우거나 비워야 하므로 한 굵은 선분 위에서 다른 굵은 선분 위로 이동해야 한다.
(다만 이 조건이 두 선분의 교점으로 이동하는 경우도 포함하는 것에 유의) 굵은 선분 하나를 따라 이동할 때는 끝점으로 이동한다고 표현할 수도 있다.
옮겨 담기를 반복하여 어느 한 컵에 정확히 4의 물을 담은 상태는 굵은 선 위의 점들 중에서 적어도 하나의 좌표가 4인 점 R , S , T 에 대응 된다. 그런데 이들 세 점은 굵은 선분들의 교점에 위치하지 않으므로, 삼각형 ABC의 변과 평행하게 움직여 R, S, 또는 T에 도달하기 위해서는 삼각형 RST의 변 위에 초기 배분 상태에 대응되는 시작점이 있어야 한다. (삼각형 RST의 변과 삼각형 ABC의 변이 평행함에 유의) 즉, 처음부터 어느 한 컵에 정확히 4의 물이 담겨 있어야 한다.
(1) 자석이 코일에 가까이 갈 때는 코일 내부를 지나는 자기력선속이 증가하므로 유도 전류는 그 증가를 방해하는 방향, 즉 자석에 의한 자기장의 반대 방향으로 자기장을 생기도록 회로의 화살표 방향으로 양의 전류가 흐른다. 반대로 자석이 코일에서 멀어질 때는 코일 내부를 지나는 자기력선속이
감소하므로 유도 전류는 그 감소를 방해하는 방향, 즉 자석에 의한 자기장 방향으로 자기장을 생기 도록 회로의 화살표 반대 방향으로 음의 전류가 흐른다. 따라서 자석이 코일의 중심을 지날 때는 유도 전류의 방향이 바뀌므로 전류의 세기는 0이 되고, 자석이 코일에 충분히 가까울 때에만 유도
<논제 I-2>
3. 경희대학교 23 전류가 발생하므로 진자 운동의 한 주기 동안의 유도 전류의 시간 변화는 위 그 래프와 같다. 자석이 코일에 충분히 가까울 때만 유도 전류가 발생하므로 유도 전류가 발생하는 시간 폭은 전체 주기에 비해 짧다.
(2) 시간이 지남에 따라 진자 운동은 진폭이 계속 줄어들어 최종적으로는 진자는 멈 춘다.
㈎ 힘 관점: 유도전류에 의한 자기장은 항상 자석의 운동을 방해하는 방향으로 생긴다. 즉, 자석이 코일에 가까이 갈 때는 자석을 밀고, 자석이 멀어질 때는 끌 어당긴다. 따라서 진자 운동을 일으키는 중력에 대해 항상 반대방향으로 힘이 작용하므로, 유도전류에 의한 힘은 진자 운동을 방해하고, 따라서 진자의 진폭이 감소한다.
㈏ 에너지 관점: 전자기 유도에 의해 유도된 전류는 저항에서 열을 발산한다.
즉, 진자의 역학적에너지가 전자기 유도에 의해 전기에너지로 바뀌고 이 전기에 너지가 저항에서 열에너지로 발산되므로, 진자의 역학적에너지는 진자가 코일 사이를 지날 때마다 계속 감소한다. 즉 진자가 가질 수 있는 중력에 대한 최대 위치에너지가 지속적으로 감소하므로 진자의 진폭이 감소한다.
(3) 진자 운동으로 인해 진자의 중력에 대한 위치에너지가 운동에너지로 바뀌고, 전자기 유도에 의해 운동에너지가 전기에너지로 변환되고, 저항에서 전기에너지가 열에너지로 발산된다. 이 모든 과정에서 에너지 보존 법칙이 성립하므로, 저항에서 발생하는 열의 총량 는 진자의 최대 위치에너지와 같다. 따라서 이다.
(1) ㈀ 이산화탄소가 녹아 있는 음료수 병의 마개를 열게 되면 음료수 용액에 가해진 압력이 감소한다. 이 때 거품이 발생하는 것은 녹아 있던 이산화탄소가 과포화상태에 이르러 기체로 변한 것이라 볼 수 있다. 따라서 “압력이 감소(증가)하면 기체의 용해도는 감소(증가)한다”는 가설을 세울 수 있다.
위 가설은 제시문 [가]에 제시된 설명으로 논증이 가능하다. 용액에 가해지는 기체의 압력이 n배 감소하면 용액 표면의 단위 면적에 충돌하는 기체 분자 수가 n배 감소하게 된다. 압력 이외의 다른 조건이 일정하여 용매 분자와 기체 분자 사이의 인력과 용액 밖으로 탈출하는 확률에는 변화가 없으므로, 용해되는 기체의 양이
<논제 Ⅱ-1>
감소한다고 추론할 수 있다. 따라서 압력이 감소(증가)하면 기체의 용해도는 감소 (증가)한다.
㈁ 평균 수온과 용해된 평균 산소량이 서로 반비례의 경향을 보이고 있다. 따라서
“온도가 증가(감소)하면 기체의 용해도는 감소(증가)한다”는 가설을 세울 수 있다.
위 가설은 제시문 [가]에 제시된 설명으로 논증이 가능하다. 용액의 온도가 증가 하면 녹아있는 기체 분자의 평균에너지가 증가하므로 용매 분자와 기체 분자 사이의 인력을 이기고 기체상으로 탈출하는 확률이 증가한다고 추론할 수 있다. 따라서 온도가 증가(감소)하면 기체의 용해도는 감소(증가)한다.
(2) 제시문 [다]에 소개된 잠수병은 고압 기체를 흡입할 때 혈액에 과도한 양의 기체 분자가 용해되는 경우에 일어날 수 있다. 따라서 잠수병의 위험 없이 사용할 수 있는 혼합 기체는 혈액의 주요 성분인 물에 대한 용해도가 작은 기체여야 한다.
논제에 주어진 기체 모두 무극성 분자이므로, 용해도가 작기 위해서는 물분자와 인력을 형성할 수 있는 약한 극성이 상대적으로 작아야 한다. 이러한 약한 극성의 세기는 분자의 크기가 클수록 크다. 따라서 용해도가 가장 낮은 기체는 부피가 가장 작은 헬륨이다. 또한 헬륨이 논제에서 주어진 기체 중에서 끓는점이 가장 낮다는 사실은 헬륨에서 유도되는 약한 극성이 제일 작다는 결론을 뒷받침한다. 따라서 질소를 대신하기에 가장 바람직한 기체는 헬륨이다.
(1) ㈎ 주어진 헤모글로빈 베타 사슬의 4-7번째 아미노산 서열을 코드하는 주형가닥 DNA를 상보적인 서열로 바꾼 후, 이에 해당하는 유전자 코드를 활용하여, 정상 베타사슬의 4-7번째 아미노산 서열은 트레오닌-프롤린-글루탐산-글루탐산의 서열 인데 반해 돌연변이형은 서열은 트레오닌-프롤린-발린-글루탐산으로 결정되며, 6번째 아미노산이 다름을 알 수 있다. 즉, 제시문 [마]에서 제공된 DNA 주형가닥의 염기서열이 전사 과정을 통해 정상형 주형가닥은 상보적인 서열인 5‘-ACU CCU GAA GAG로 전환되고, 돌연변이형은 5’-ACU CCU GUA GAG로 전환되는데 이 염기서열을 바탕으로 제시문 [라]에서 예시한 코돈에 상응하는 아미노산 서열로 바꿔야 한다. 결과적으로, 정상 헤모글로빈 베타사슬의 6번째 아미노산이 글루탐산 인데 반해 돌연변이 베타사슬의 6번째 아미노산이 발린임을 확인할 수 있어야 한다.
<논제 Ⅱ-1>
3. 경희대학교 25 이처럼 헤모글로빈 베타사슬에서 나타나는 염기 하나의 변이는 하나의 아미노산 서열이 바뀌는 결과를 초래하였으며, 표현형으로는 낫 모양의 적혈구로 나타났다.
㈏ 변형된 적혈구는 제시문 [마]에서 제공한 내용처럼 유연성이 부족하여 모세 혈관을 통과하는데 장애를 초래할 뿐 만 아니라 비장에서 쉽게 파괴되므로 전체적인 혈액 내 적혈구 수의 감소를 가져와 산소운반에 지장을 초래한 빈혈증상 나타낸다.
결국 이러한 낫 모양 적혈구 발병을 겸형 적혈구 빈혈증이라고 일컫는다. 뿐만 아니라 낫 모양 적혈구는 모세혈관을 원활히 통과하지 못하므로 혈액 순환에도 장애를 가져오며 이로 인한 혈관 파손, 통증 등 많은 조직의 손상을 유발한다.
(2) 아프리카계 미국인에게 낫 모양 적혈구 돌연변이의 발생확률이 높은 것은 돌연 변이를 포함하는 유전형질이 지속적으로 자손에게 전달되는 당연한 결과이다. 이 러한 돌연변이 유전형질은 말라리아가 만연한 중앙 아프리카 지역에서 치사율이 높은 말라리아에 대한 저항성을 갖게 된 환경 적응의 결과로, 말라리아에 감염된 정상인 보다 낫 모양 적혈구를 갖는 돌연변이형이 더 많은 자손을 남길 수 있다.
제시문 [바]에서 제공된 정보를 통해 낫 모양 적혈구는 말라리아 원충에 대한 감염이 상대적으로 정상형 보다 낮음을 알 수 있어 이들의 상관성을 설명할 수 있겠다.
자연에서 주어진 생존의 압력으로부터 적응되어진 자손이 많이 살아남게 되는 현상 을 자연선택의 원리 (적자생존)로 설명할 수 있다.
4. 분석 및 참고자료
출제방향(취지)
2011학년도 경희대학교 신입생 모집 수시 1차 자연계 논술고사는 자연계 고교 교과 과목의 기본 개념들에 대한 이해도와 응용력에 기반하여, 다양한 자연 현상을 통합적 사고틀 안에서 학생들의 창의력, 이해능력, 논리적 사고능력과 해석력 그리고 설명능력을 측정할 수 있도록 출제되었다. 따라서 고등학교 교과 교육을 충실히 이수한 학생이라면 누구든지 풀 수 있는 문제로 구성하였다.
논술 I에서는 점과 좌표에 관한 지식을 바탕으로 새로운 좌표계의 성질을 직교좌표계와 비교하여 분석하는 능력과, 이를 이용하여 익숙한 수학 퍼즐을 효과적으로 해결하는 창의성을 파악하는 한편, 전자기 유도 현상과 에너지 보존 법칙 등의 물리 기본 법칙을 이해하여 물체의 운동과 에너지 흐름을 올바로 예측하고 같은 현상을 다양한 관점에서
해결할 수 있는 능력을 파악하고자 하였다. 또한, 단순 수식 나열을 넘어, 그림 또는 그래프를 이용하여 문제를 파악하고 설명하는 종합적 능력을 갖추고 있는가를 평가하고자 하였다.
논술 Ⅱ에서는 주어진 실험 관찰로부터 인간의 호흡에 중요한 기체의 용해 현상에 대한 가설을 도출하고 분자운동 관점에서 이를 논증하며 연관된 응용문제를 논리적으로 해결하는 능력을 평가하고자 하였다. 또한 유전정보의 흐름을 이해하고 유전자 돌연 변이로 유발되는 단백질 서열 변화가 유전질환으로 나타나는 현상을 생물학적 일반원리로 설명할 수 있는가를 평가하고자 하였다. 제시문의 내용과 문제풀이를 위해 필요한 내용은 고등학교 과학과정을 정상적으로 이수한 학생이라면 모두 이해하고 있을 정도의 평이한 수준이지만, 단편적이며 주입된 지식의 습득에 대한 평가를 지양하고자, 현상에 대한 통합적 사고와 추리력을 요구하는 문제를 출제하였다.
참고문헌 (교과서 관련자료 및 근거)
<논술 I>
제시문 [가] : 고등학교 수학 [점과 좌표] 단원, Wikipedia: "barycentric coordinates"
제시문 [나] : Wikipedia: "barycentric coordinates"
제시문 [다] : 고등학교 물리 I, 방형찬 외 5인, 천재교육 2008 제시문 [라] : 고등학교 물리 I, 방형찬 외 5인, 천재교육 2008
<논술 II>
제시문 [가] : 고등학교 생물 I, 권혁빈 외 4인, (주)천재교육, 2003 제시문 [나] : 고등학교 물리 II, 이희복 외 2인, 상문사, 2004 제시문 [다] :
제시문 [라] : 고등학교 생물 II, 손희도 외 1인, 두산동아, 2008 제시문 [마] : 고등학교 생물 I, 하영사 외 7인, 도서출판 형설, 2008
권혁빈 외 4인, (주)천재교육, 2008 제시문 [바] : 고등학교 생물 I, 이기태 외 6인, 대학서림, 2008
하영사 외 7인, 도서출판 형설, 2008
4. 고려대학교 27 [가]
다항함수 와 임의의 정수 에 대하여 그래프의 평행이동과 대칭 이동을 이용하면 다음의 결과를 얻을 수 있다.
마찬가지로,
도 위와 유사한 성질을 만족한다.4 고려대학교
1. 개요
분석대상 : 2011학년도 수시논술
출제유형:(통합교과형) 중 (자료제시논술형)
논술시험
- 시험시간: 180분
- 출제문항수: 제시문 14, 논제 4 (논제1은 필수, 논제2, 3, 4에서 하나 택) - 답안지 양식, 작성 분량: 자유형식
- 수험생 유의사항: 답안지의 네모 칸안에서 답안을 작성할 것
평가기준
1. 제시문에서 주어지는 개념과 문제를 정확하게 파악하고 있는가?
2. 논리적으로 문제해결에 접근하고, 정확하게 표현하고 있는가?
2. 출제문제
[나]
미분의 곱의 법칙을 이용하면 다항함수 에 대하여 다음과 같은 공식을 얻을 수 있다.
′
′
[다]
연속함수 ⋯ 에 대하여
∞
∞
가 일반적으로 성립하진 않지만, 어떤 수열 이 존재하여 ≦ ≦ 인 모든
에 대하여 ≦ 이고
∞
이 수렴하면 위의 등식이 성립한다.
[라]
다항함수 가 을 만족하면 인 다항함수 가 존재 한다.
논제 1. (필수)
(a) 다항함수 가 모든 정수 에 대하여 을 만족할 때, 제시문 (가)를 참고하여 극한값
lim
→ ∞
를 구하시오.(b) 제시문 (나)의 공식을 반복 이용하여 다음 정적분의 값을 구하시오.
(단, 은 음이 아닌 정수이다.)
(c) 무한급수
∞
을 (b)의 결과와 제시문 (다)를 이용하여 정적분
의 꼴로 표시할 수 있음을 논리적으로 설명하고, 다항함수 를
4. 고려대학교 29 구하시오. (단, ⋯ ⋅ 이고 이다.)
(d) 다항함수 에 대하여 극한값
lim
→
이 존재하기 위한 ′ 의 조건을 제시문 (라)를 이용하여 구하고, 그 극한값을 구하시오. (단, 로피탈의 정리를 사용하지 마시오.)
[마]
단백질이 합성되려면 리보솜에 결합된 mRNA 코돈의 순서에 따라 아미노산을 운반해 오는 수송체가 있어야 하는데, 이 역할을 담당하는 것이 tRNA이다. tRNA의 한쪽 끝에는 특정 아미노산 결합 부위가 있고, 그 반대쪽에는 3개의 염기로 구성된 mRNA 결합 부위가 있다. 이 3개의 염기로 이루어진 염기서열은 mRNA의 코돈과 상보적인 결합을 하므로 안티코돈이라고 한다. 특정 아미노산과 결합한 tRNA의 안 티코돈이 mRNA의 코돈과 상보적으로 결합함으로써 mRNA의 코돈에 알맞은 아미 노산이 운반된다. 단백질 합성은 개시코돈(AUG)에서 시작되며, 리보솜이 종결코돈 (UAA, UAG, UGA)을 만나면 이를 인식하는 tRNA가 없기 때문에 단백질 합성이 종결된다.
[바]
일반적으로 대장균에 외부 유전자를 도입하기 위해 플라스미드를 사용한다. 과학자 들이 유전자 X를 가진 플라스미드를 도입한 균주들을 가지고 연구하던 중, 유전자 X로부터 생성되는 단백질 X가 정상 길이보다 짧은 길이로 만들어지는 균주를 우연히 발견하였다. 이 균주를 관찰한 결과 유전자 X의 한 염기가 다른 염기로 변이된 것을 알게 되었다.
[사]
하나의 mRNA에 유전자 A, B, C의 유전정보를 포함하는 플라스미드를 제작하였다.
인접한 유전자는 종결코돈과 개시코돈이 바로 연결되어 있다(그림 1-a). 이 플라 스미드를 다양한 대장균 돌연변이체에 도입한 후 단백질들의 발현을 조사하였다 (그림 1-b).
그림 1 (a) 유전자 A, B, C의 유전정보를 포함하는 mRNA의 개략적 그림 (b) 대장균 야생형과 돌연변이체에서의 단백질 발현 결과
[아]
RNA의 화학적 조성은 DNA와 유사하지만 단일 사슬 형태이며 RNA를 이루는 인접한 염기 간의 거리는 약 0.5 nm 이다. RNA를 구성하는 염기 중 아데닌과 우 라실, 시토신과 구아닌, 그리고 우라실과 구아닌은 각각 수소결합을 통해 상보적 염기쌍을 이룬다. 단일 사슬 형태로 존재하는 RNA는 그림 2처럼 스스로 상보적 염기쌍을 이루기도 하는데 이를 머리핀 구조라 한다. 머리핀 구조의 상보적 염기쌍은 결합에너지를 가진다. 이 결합에너지를 측정하기 위해 그림 2에서 보듯이 머리핀 구조 RNA 분자의 ′ 말단을 고정하고, ′ 말단을 서서히 잡아당기며 머리핀의 상보적 결합 부위가 풀리는 것을 조사한 결과 그림 3과 같은 힘과 이동거리 사이의 그래프 를 얻었다. (여기서 nm m pN N 이다.)
논제 2. (선택)
※ 주의사항: 제시문의 내용을 그대로 옮겨 적을 경우 감점이 될 수 있습니다.
(a) 제시문 (바)에서 단백질로 번역되는 유전자 X는 309개의 염기로 이루어져 있다.
관찰된 짧은 단백질의 크기로 보아 염기서열 100에서 123번째 사이에서 돌연변이가 일어났음을 알 수 있었다. 아래에 제시된 유전자 X의 부분적인 mRNA 염기서열을 보고 가능한 돌연변이를 추정하시오. (진하게 표시되어 있는 AUG와 UAG는 단백질 번역 개시코돈과 종결코돈을 각각 나타낸다. 염기 위의 숫자는 염기의 위치를 의미 한다.)
