한양대학교 2009 학년도 신입학전형 모의논술고사
자 연 계 논 술 공 통
가 우리는
〈 〉
lim
→
일 때 는 에서 연속이라 한다 이를 좀 더 엄밀히 정의하면 다음과 같다. .
주어진 실수 와 주어진 양의 실수 에 대하여 “ 이면 "를 만족하는 적당한 양의 실수 가 존재하면 함수 가 에서 -연속이라 한다.
나
〈 〉함수 가 각 실수 에서 -연속일 때 함수 는 실수 전체의 집합에서( ) -연속이라 한다.
다 주어진 양의 실수
〈 〉 에 대하여 “ 이면 "를 만족하는 적당한 양의 실수 가 존재하면 함수 는 -완속이라 한다.
라 예를 들면,
〈 〉 에서 주어진 양의 실수 에 대하여 주어진 모든 실수, 에서 라 하면 제시문
가 의 조건을 만족시킨다 따라서.
〈 〉 함수 는 -연속이다. 그리고 에서 주어진 양의 실수 에 대하
여, 라 하면 제시문〈다〉의 조건을 만족시킨다 따라서. 함수 는 -완속이다.
또한, `함수 가 -완속이면 함수 는 -연속이다 는 것은 정의로부터 쉽게 알 수 있다‘ .
다음에 주어진 네 가지 명제의 참 거짓 여부를 논하시오, . 함수
(1) 은 1-연속이다. 함수
(2) 은 1-완속이다. 함수
(3) 가 1-완속이면 함수 는 3-연속이다. 함수
(4) 가 3-연속이면 함수 는 1-완속이다.
출제의도 1.
수학은 정의를 토대로 논리적으로 전개되어져 이루어지는 기초학문이며 모든 학문의 기본이 된다.
제시문에서 수학적으로 정의되어진 문장을 잘 이해할 수 있는지를 판단하며 그 이해를 바탕으로 공학 및 자연과학을 공부하는 학생들이 전공 학문을
수학적으로 체계적인 이해를 할 수 있는 기본 소양이 갖추어져 있는지를 평가하기 위한 문항이다.
예시답안 2.
(1) 주어진 실수 에 대하여
라 두면
“
이면 ×
"이다. 따라서 은 1-연속이다.
실제로 ≤
인 실수 이면 된다.
(2) 함수 은 1-완속이라 가정하자 적당한 양수. 가 존재하여
“ 인 에 대하여 "이 성립한다.
이 자료는 2009학년도 수시 학기2 -Ⅱ 전형의 지원자에 해당하는 논술고사를 대비하여 출제한 모의 논술고사 자료입니다.
그런데
라 두면
이고
인 자연수 이 존재한다.
≥ 이면
≤
이다.
≥ 인 자연수 에 대하여
이므로 모순이다.
따라서 함수 은 1-완속이 아니다.
(3) 함수 가 1-완속이라 가정하자 그 가정으로부터.
주어진 실수 에 대하여 “ 이면 "를 만족하는 적당한 양의 실수 가 존재함을 보여야한다.
그런데 가정으로부터 " 이면 "인 적당한 양의 실수 가 존재한다.
따라서 에 대하여 이면 이다. 이면 이 된다.
그러므로 함수, 는 3-연속이다. 함수
(4) 가 3-연속이면 함수 는 1-완속이다. 함수
라 하자.
주어진 실수 에 대하여 “모든 에 대하여 ≤ " 이므로 어떤 양의 실수 에 대하여도
이면 이므로 함수 가 3-연속이다. 그러나 이고 이면 이다.
따라서 는 1-완속이 아니다.
답) (1) 참 (2) 거짓 (3) 참 (4) 거짓
가
〈 〉입은 소화기관계의 입구이며 입 속에서 음식물은 치아에 의해 잘게 부수어 지고 침과 혼합된다 침에는, . 전분을 소화시키는 효소인 아밀라아제가 들어있다.
나
〈 〉식도를 통해 위로 들어온 음식물은 위액과 섞이는데 위액에는 염산, (HCl)과 단백질 소화효소의 전구체인 펩시노겐이 들어 있다 위액은. pH2 정도의 강산성을 나타내는데 이 조건에서 펩시노겐은 펩신으로 전환되어, 단백질을 가수분해할 수 있는 능력을 얻게 된다.
다
〈 〉소장은 대부분의 탄수화물 지질 단백질 및 핵산의 소화가 완성되는 곳이며 또한 대부분의 영양소 흡수, , , 가 일어나는 곳이다 예를 들어 이자에서 분비되는 효소인 트립신과 키모트립신은 단백질을 펩티드로 가수분. , 해시키며 카르복시펩티다아제는 펩티드를 아미노산으로 가수분해시킨다, .
라
〈 〉소장에서 소화 흡수되지 않은 물질은 대장으로 들어간 후 물과 이온이 흡수되어 압축된 후 항문을 통해· , 배출된다.
마
〈 〉펩신과 트립신은 둘 다 단백질을 펩티드로 가수분해하는 효소이지만 펩신은 산성에서 트립신은 중성에, , 서 최적의 활성을 나타낸다.
위의 제시문을 참고로 하여 아래 두 가지 가설 에 대한 타당성에 대해 설명해 보시오
(1) 1, 2 .
가설 위액의 가 낮게 유지되는 이유는 펩신의 최적 활성을 위해서이다
[ 1] pH .
가설 펩신의 최적 활성이 위액의 낮은 에 적응되었다
[ 2] pH .
오스트레일리아의 과학자인 로빈 워런과 배리 마셜은 위벽에 사는 세균인 헬리코박터 파일로리 (2)
(Helicobacter pylori 를 분리 배양하는데 성공하고 이 세균이 위궤양과 위염을 일으킨다는 논문을 발표하였다) · , . 이 발견으로 이들은 2005년 노벨 생리의학상을 수상했다 헬리코박터 파일로리는 많은 양의 유레아제. (urease)를 생산하는데 이 효소는요소, (urea)를 이산화탄소와 암모니아로 분해하는 역할을 한다 유레아제가 헬리코박터 파. 일로리의 생존에 어떠한 도움을 줄 수 있는가를 추론해 보시오.
유산균의 장내 도달률을 높이고자 하는 시도 중의 하나는 캡슐 속에 유산균을 넣어 보호하는 것이다 위의
(3) .
제시문을 참고로 하여 유산균이 장내에서 효과적으로 작용하도록 하기 위해서는 유산균을 보호하는 캡슐이 어떤, 성질을 가져야 하는가를 추론해 보시오.
출제의도
1. :
제시문을 통해 소개된 음식물의 소화과정에 대한 내용과 화학적 지식인 산과 염기에 대한 이해를 바탕으로 학생들이, 주어진 문제들을 종합적으로 분석하고 이들 문제들에 대한 답을 논리적으로 서술할 수 있는가를 측정하고자 한다.
문제 은 위액의1 pH가 강한 산성인 이유에 대한 두 가지 가설을 제시한 후 위액이 산성인 이유에 대한 배경지식을 기, 반으로 이 두 가설의 타당성을 논리적으로 설명할 수 있는가를 측정하고자 한다.
문제 는 강한 산성으로 유지되는 위 속에서 살면서 위궤양과 위염 등을 유발시키는 것으로 알려진 헬리코박터 파일로2 리의 특정효소에 대한 구체적인 예를 통해 산 염기의 중화반응에 대한 화학적 지식을 측정하고자 한다, · .
문제 은 장내에 서식하면서 병원균 및 유해세균의 생육을 저지하는 것으로 알려진 유산균의 예를 통해 학생들이 소화3 , 와 관련된 지식을 종합적이고 논리적으로 적용할 수 있는 능력을 가지고 있는가를 측정하고자 한다.
평가지침
2. :
문제1:
위는 섭취된 음식물을 기계적으로 섞어 주며 단백질의 소화가 일어나는 장소이다 위의 상피층에서 하루에 점액 염산, . , 펩시노겐 등으로 이루어진 약 의 위액을 분비한다 위액은 염산으로 인해 정도의 강한 산성을 나타내게
(HCl), 2L . pH2
되는데 이는, 1) 음식물에 존재하는 병원균을 죽이는 역할을 한다 또한 강한 산성에서는 단백질의. , 2차 및 3차구조를 형성하는데 중요한 수소결합이 쉽게 파괴되어 2) 위액 속에서는 단백질 구조가 펼쳐져 펩티드 결합을 노출 시키게 되므 로 단백질 분해효소에 의해 펩티드 결합이 쉽게 가수분해 될 수 있다 펩시노겐은 펩신의 전구체로 강한 산성조건에서. , 단백질 분해 활성을 가지는 펩신으로 전환되어 단백질의 1차구조인 펩티드결합을 가수분해시킨다.
위액의 pH가 낮은 이유인 음식물 속의 병원성 미생물 제거 및 단백질 구조 변형에 대한 내용없이, [가설2]가 타당하 다고 논술한 경우 30%의 점수 중 15%만 부여한다.
문제2:
일반적인 세균들은 pH3 이하의 강산성 환경에서 30분 이내에 대부분 죽게 된다. 헬리코박터 파일로리의 유레아제 는 아래의 반응식에 의해 요소 를 이산화탄소와 암모니아로 분해한다
(urease) (urea) .
(NH2)2CO+H2O → CO2+2NH3
이때 생성되는 암모니아는 염산과 반응해 염화암모늄을 형성 (NH3 + HCl → NH4Cl) 함으로써 위산을 중화시킬 수 있 다.
요소의 분해로 생성되는 암모니아가 염기성이며 이것이 세균의 생존에 나쁜 영향을 주는 위산을 중화할 수 있는 내용이, 있으면 본 문제에 배당된, 20%의 점수를 부여한다.
문제3:
음식물 속에 존재하는 대부분의 세균이 위산을 견디지 못하고 위에서 제거되는 것처럼 비피더스균을 포함한 대부분의, 유산균들도 위를 통과하면서 생존율이 1% 이하로 줄어들게 된다 유산균이 다량 함유된 음식을 섭취하더라도 대부분의. 유산균은 장까지 살아서 도착하지 못하게 된다 살아있는 유산균을 장까지 운반하는 기술 중의 하나가 유산균을 캡슐로. 싸서 위산으로부터 보호하는 것이다 유산균을 보호하는 캡슐은. 1) 위를 통과할 때까지는 잘 분해되지 않는 성질을 가지 는 동시에 일단, 2) 장에 도달한 이후에는 쉽게 분해될 수 있는 성분으로 구성되어야 유산균들이 캡슐로부터 나와 장에 서 활동을 할 수 있을 것이다 또한 요구르트 등의 유산균 음료의 경우 유산균 캡슐의 비중을 음료의 비중과 유사하게. , , 한다면 유산균 캡슐의 침전을 방지하는 효과를 거둘 수 있을 것이다.
현재 산업적으로 사용되고 있는 유산균 보호 캡슐은 전분을 이용한 1차코팅과 경화유와 전분을 혼합한 2차코팅 방법, 단백질을 이용한 코팅방법 등 다양한 방법이 사용되고 있지만 본 문제의 출제 의도는 이러한 방법들에 대한 구체적 지, 식을 요구하는 것이 아니다 캡슐에 적용할 수 기술을 논리적으로 서술하였는가를 중점적으로 판단해서 점수를 부여한. 다 유산균을 보호하는 캡슐이 위산에 저항성을 가지는 경우만 서술한 경우에는. 50%의 점수 중 25%만 인정한다.
예시답안
3. :
문제1:
제시문 마 에 따르면 단백질을 펩티드로 가수분해하는 효소는 중성에서도 최적활성을 가질 수 있다는 것을 알 수 있< >
다 즉 위액의. , pH가 중성으로 유지되더라도 위가 중성에서 최적활성을 가진 단백질 효소를 분비한다면 위 속에서 단백 질 소화는 가능할 것이므로 위액의 pH가 낮게 유지되는 다른 이유가 있을 것이라 추정할 수 있다 실제로 위액의 강한. 산성은 음식물에 존재하는 병원균을 죽이는 역할과 단백질의 구조를 변성시켜 단백질 분해효소에 의한 펩티드결합의 가 수분해를 용이하게 하는 역할을 한다.
따라서 펩신의 최적활성을 위해 위액이 산성으로 유지된다 가설[ 1]는 것 보다 펩신의 최적활성이 산성의 위액에 적응되 었다 가설[ 2]는 것이 더 타당해 보인다.
문제2:
유레아제는 요소를 분해하여 이산화탄소와 암모니아를 생성하는 효소이다 또한. , 제시문 나 로부터 염산< > (HCl)에 의 해 위액의 pH가 낮게 유지됨을 알 수 있다 유레아제에 의해 생성되는 암모니아는 염산과 반응해 염화암모늄을 형성. (NH3 + HCl → NH4Cl) 함으로써 위산을 중화시킬 수 있다 위 속에서 대부분의 세균이 죽는 이유는 위 속의 낮은. pH 때문이므로 유레아제에 의한 위산의 중화는 헬리코박터 파일로리의 생존에 도움을 줄 것이라 추론할 수 있다, .
문제3:
유산균이 다량 함유된 음식 혹은 음료를 입을 통해 섭취하더라도 대부분의 유산균들은 강산성인 위 속에서 제거될 것 이다 그러므로 유산균을 보호하는 캡슐은 위를 통과할 때까지 잘 분해되지 않는 성분으로 구성되어야 할 것이다 입에. . 서 치아에 의해 쉽게 부수어지지 않을 크기를 가지고 또한 입에 존재하는 효소인 아밀라아제에 의해서도 쉽게 분해되지 않는 성질을 가져야 하며 위의 강산성을 견딜 수 있고 위 속의 단백질 분해효소에 의해 쉽게 분해되지 않는 성질을 가, 져야 할 것이다 하지만 캡슐이 장에 도달한 이후에는 쉽게 분해되어 유산균을 방출하는 성질을 가져야 할 것이다 예를. , . 들어 유산균 캡슐을 지질성분으로 구성한다면 입과 위에서 소화되지 않으므로 장까지 유산균을 보호할 것이다 장에 도. 달한 후 지질 분해효소에 의해 캡슐이 분해가 되면 유산균들이 방출되어 장에서 활동할 수 있을 것이다 입과 위에서, . 소화효소에 의해 분해되는 전분이나 단백질 성분을 이용해 캡슐을 만들 수도 있을 것이다 이 경우는 캡슐이 입과 위에. 머무는 시간을 조사해서 이들이 입과 위에서 완전히 소화되지는 않지만 장에 존재하는 소화효소에 의해서는 최종적으로 분해될 수 있는 두께로 구성하면 될 것이다.
가 많은 해수 물고기는 담수에서 죽게 되고 담수 물고기는 해수에서 죽게 된다
< > , .
나 맑은 호수에서 수영을 하면 소변이 마려워진다
< > .
다 콩밥을 지었을 때의 콩은 물에 퉁퉁 불어 원래의 크기보다 크기가 커진다 그리고 조직이 약해지고 콩이 부
< > .
드러워진다 반대로 간장에 조렸을 땐 크기가 작아지고 좀 더 단단해진다. .
라 누구나 한 번쯤 이런 상상이나 의문을 품어 본 적이 있을 것이다 배추나 생선을 절일 때 왜 소금을 사용하
< > .
는지 목이 말라 콜라를 마셨는데도 왜 갈증이 쉽게 해소되지 않는지 또한 목욕탕 물속에 있다가 나오면 왜 손바닥, , 피부가 불어 있고 시간이 지나면서 왜 라면 면발이 퉁퉁 부는가, ?
마 영화 를 보면 섬에 표류한 주인공이 심한 갈증에 시달리면서도 주변에 있는 바닷물을 마시지
< > "Cast Away"
않았다.
바 안동 간고등어 유래는 여년 전으로 거슬러 올라간다 냉동시설이 없던 년부터 년 초까지 안동
< > 100 . 1900 1970
에서 고등어를 먹는다는 것은 쉽지 않았다 고등어를 먹으려면 먼 바다에서 운송할 수밖에 없었기 때문이다 그러나. . 운송 도중 고등어가 부패하기 때문에 고등어를 먹는다는 것은 안동주민들에게 꿈같은 일이었다 그래서 부패를 막. 기 위해 고등어에 염장을 했는데 여기서 안동 간고등어가 유래하게 되었다.
위의 제시문 가 바 와 관련된 공통적인 물리적 현상을 설명하고 또한 이 현상을 열역학적 관점에서 논술하시
(1) < - > ,
오?
제시문 마 에서처럼 주인공이 심한 갈증에도 불구하고 바닷물을 마실 수 없었던 이유를 설명하고 주인공이 바
(2) < > ,
닷물을 이용하여 마실 수 있는 물을 얻을 수 있는 방법을 제시하시오.
제시문 바 에는 조상의 슬기를 엿볼 수 있는 대목으로서 염장은 음식을 오랫동안 보존하는 데 사용되는 좋은
(3) < > ,
방법이라 할 수 있다 이 방법이 음식의 부패를 효과적으로 방지할 수 있는 이유를 설명하시오. ?
출제 의도 1.
일상생활에서 흔히 접할 수 있는 현상들과 화학과의 연계성을 발견하고 이를 과학적 사고로 분석할 수 있는가를 평가하 고 또한 이러한 화학적 현상들을 어떻게 우리가 실생활에 활용하는가에 대한 문제를 제시함으로써 과학적 종합 사고 능, 력 및 논리적 서술 능력을 평가하고자 한다.
평가 내용 2.
평가 주안점 1)
주어진 제시문을 이해하고 정확히 분석하는 능력
①
과학적 현상의 본질을 파악하고 그 원인을 구체적으로 분석하는 사고 능력
②
합리적인 생각을 논리적으로 연결하여 종합적으로 문제를 해결하는 능력
③
본인의 생각을 설득력 있게 논리적으로 서술하는 능력
④
논제의 주요 내용 2)
제시문으로부터 삼투현상과 엔트로피와의 관계를 파악 <지문의 이해 및 분석력>
①
삼투현상을 정확히 이해하고 이 현상을 응용할 수 있는 사고력 및 관찰 능력 <합리적 사고력>
②
논제에 맞도록 논리성을 가지고 체계적으로 기술할 수 있는 능력 <논리적 서술 능력>
③
일관된 내용의 문장 기술 및 불필요한 내용 제거 <완성도>
④
예시 답안 3.
제시문 가 바 와 관련된 공통적인 물리적 현상은 삼투현상이다 삼투현상은 반투막을 통하여 순수한 용매 분자
(1) < - > .
예를 들어 물 들이 용액 쪽으로 이동하는 현상을 말한다 즉 시간이 경과함에 따라 용매 분자들이 용액쪽으로 이동함으
( ) .
로써 용액의 부피가 증가하게 되고 농도가 고농도에서 저농도 용액으로 바뀌게 된다 이러한 현상의 추진력은 열역학적. 관점에서 고려할 때 엔트로피와 직접 관련이 있다 엔트로피란 무질서도의 척도로서 어떤 계의 물리적 현상이나 반응이. 자발적으로 진행되는 가를 결정하는 주요 요인 중의 하나이다 삼투 현상은 혼합과정의 일부로서 용매가 용액쪽으로 이. 동하여 용액의 부피가 증가함으로써 용질의 무질서도가 확률적으로 크게 증가하게 된다 즉 엔트로피의 증가가 삼투현상. 을 자발적으로 일으키는 추진력이 된다고 할 수 있다.
삼투현상은 모든 생명체에서 일어나고 있으며 세포는 이온 작고 큰 분자 좀 더 큰 세포 구성 성분이 들어 있는 반
(2) , , ,
투막 가방과 같다 특히 인체 내의 적혈구의 세포막은 반투과성이다 적혈구 세포 밖으로 물이 빠져나가는 것은 세포가. . 수축되는 이유이며 이를 크리네이션(crenation)이라 하고 물이 세포 안쪽으로 이동하여 적혈구 세포가 부풀거나 터지는, 과정을 용혈(hemolysis)이라고 한다 그러므로 제시문 마 에서처럼 주인공이 바닷물을 마시게 되면 인체내에서 삼투현. < >
상이 일어나 세포들로부터 물이 빠져나오는 삼투현상 즉 크리네이션이 일어나게 된다 그러므로 보다 심한 갈증을 느끼. 게 되고 세포가 심각하게 수축되면 세포들의 고유 기능을 수행할 수 없게 되어 사망에 이를 수 있어 소금물을 마실 수, 없게 된다 바닷물을 마실 수 있는 방법은 증류 과정을 통하여 순수한 물을 마실 수 도 있지만 역 삼투압이라는 방법을. 활용하면 순수한 물을 쉽게 얻을 수 있다 역삼투압은 반투막에 들어 있는 소금물에 강한 압력을 걸어 주게 되면 순수한. 용매인 물이 반투막을 통하여 빠져나오게 되므로 이것을 마시면 된다 이것이 역삼투압 정수기의 원리이며 불순물들을. , 효과적으로 제거하여 순수한 물을 얻는 방법 중의 하나이다.
제시문 바 에서 언급된 간고등어의 염장은 생선의 부패를 막는데 효과적이다 그 이유는 삼투 현상과 매우 밀접하
(3) < > .
다고 볼 수 있다 생선 부패의 원인은 생선 내부의 세균에 의한 부패와 외부에서 세균이 감염되어 세균의 급격한 증식에. 따른 부패로 볼 수 있다 즉. 2번 정답에서 언급한 것처럼 생선에 염장하게 되면 삼투현상에 의해 세균의 세포들로부터 물이 빠져나와 세포가 수축하는 크리네이션 현상이 발생하여 세포가 죽게 된다 그 결과 세포의 번식을 효과적으로 차단. 시킬 수 있으며 이에 생선이 부패되는 것을 효과적으로 막을 수 있게 된다, .
가
〈 〉열역학적 엔트로피는 계의 에너지를 일로 변환할 수 없는 정도를 나타낸다 통계역학적으로 엔트로피는. 계의 무질서한 정도를 나타내는데 미시적으로는 계가 가질 수 있는 배열의 가짓수와 관계하여 주어진 배열의, , 경우의 수가 클수록 엔트로피는 증가한다 고립계에서 자발적인 변화는 엔트로피의 증가를 수반한다 자발적인. . 변화는 계의 내부에 존재했을 온도 압력 밀도 등의 차이를 줄이게 된다 즉 엔트로피는 계의 내부적인 차이, , . 를 얼마나 줄이는가의 척도이기도 하다 계를 구성하는 원자 또는 분자들이 모두 같은 상태라면 엔트로피는. 최소값인 0이 된다.
나
〈 〉반응이 일어나는 동안 계의 온도가 변하지 않고 그 반응이 가역적이라면 엔트로피의 변화량, ΔS 는 계가 흡수한 열 ΔQ 에 비례하여 ΔS = ΔQ/T 의 관계를 가진다 엔트로피는 높은 온도에서 열이 더해질 때 덜 증가. 하고 낮은 온도에서 열이 더해질 때 더 많이 증가한다 냉장고는 낮은 온도에서 열을 빼앗기므로 엔트로피의. 변화가 음수이지만 보다 높은 온도인 주위에 같은 양의 열을 더해주므로 냉장고과 주위 공기로 이루어진 계, 전체로는 엔트로피가 증가하게 된다.
다
〈 〉고무는 이소프렌의 중합체인 고무탄화수소로 구성되어 있다 고무탄화수소 분자는 길쭉하지만 보통 제멋. 대로 감겨있다 고무줄을 늘이면 분자들의 대부분이 잡아당긴 방향으로 늘어나지만 손을 놓으면 분자들은 다. 시 구불구불한 상태로 돌아간다.
라
〈 〉단백질은 늘였을 경우 길쭉한 형태인 폴리펩타이드 분자가 접혀 나선형과 같은 일정한 형태의, 3차원적 구조를 갖는 것이다 단백질 접힘 현상이 일어나면 물분자와 상호작용하던 곁사슬이 단백질 안쪽으로 들어가. 고 물분자는 표면에서 떨어져나간다 이 결과로 발생하는 엔트로피의 변화가 단백질 접힘 현상이 열역학적으. 로 자발적인 반응임을 설명해준다고 알려져 있다.
다 에 제시된 고무의 성질을 엔트로피를 사용하여 어떻게 설명할 수 있는지 논술하시오
(1) 〈 〉 .
단백질 접힘 현상에서 엔트로피의 변화는 어떻게 설명할 수 있는지 위의 제시문으로부터 유추하여 논술하시 (2)
오.
출제의도 1.
네 번째 문제는 엔트로피의 개념을 물리적으로 소개하고 화학 및 생물에서의 응용을 다루고 있다 이 문제는 엔트로피. 에 대한 정확한 사전지식이 없더라도 제시문을 통해 개념을 파악하고 문제 역시 제시문을 통해 해결할 수 있도록 하여 문제 분석 및 종합적 사고를 통한 논리적 서술 능력을 확인하고자 하였다.
본 문제는 용어 자체는 잘 소개되지 않으나 개념은 고등학교 교과과정에서 소개될 뿐만 아니라 일반인들도 자주 접하 게 되는 엔트로피를 다루고 있다 제시문을 통해 엔트로피의 기본개념 및 간단한 성질들을 이해할 수 있으므로 엔트로피. 에 대한 사전지식을 요구하는 문제는 아니다 제시문. <가 는 엔트로피에 대한 일반적인 소개이며 제시문> <나 는 하나>
이상의 물체로 이루어진 계에서의 엔트로피의 증가에 관한 설명이며 제시문 < >다 와 제시문 <라 는 주어진 두 가지 논>
제에 대한 부가적 설명이다 따라서 논제의 해결을 위해 제시문에 주어진 내용들을 합리적으로 연결하고 이를 논리적으. 로 기술하는 것이 필요하다.
논제 (1):
주어진 논제는 고무가 가지는 성질을 제시문을 통해 설명할 것을 요구한다 제시문. < >다 에는 고무가 가질 수 있는 구 조에 대한 설명이 있으며 제시문 < >가 에는 주어진 배열의 경우의 수가 많을수록 엔트로피가 크다는 설명이 있다 따라. 서 제시문을 충분히 이해하고 합리적 사고를 통해 이들 두 가지가 논제 해결에 필요함을 파악한 후 이를 논리적으로 기 술할 것이 요구된다 제시문에 없는 연결고리는 길쭉한 형태는 경우의 수가 하나이지만 구불구불한 경우의 수는 매우 많. 다는 것인데 이를 유추해내는 과정이 필요하다, .
논제 (2):
두 번째 논제는 제시문 <라 의 폴리펩타이드 분자에 관한 것이므로 우선 제시문> <라 를 정확히 이해하고 논제 해결>
에 도움이 되는 또 다른 제시문을 찾아야 한다 제시문. <라 에서 기술하는 현상은 폴리펩타이드 분자만을 보는 것이 아>
니라 폴리펩타이드 분자와 많은 수의 물 분자들로 이루어진 계를 보는 것이므로 제시문 < >나 에 등장하는 냉장고의 예 와 비슷하다 제시문에 등장하지 않는 연결고리는 물분자들의 엔트로피의 변화인데 폴리펩타이드와 결합하여 잘 움직이. , 지 못하는 정렬된 상태에서 제멋대로인 상태로 바뀐다는 것을 유추 이로부터 물분자들의 엔트로피가 증가함을 설명하는, 것이 필요하다.
평가 내용 2.
평가 주안점 1)
주어진 제시문을 이해하고 정확히 분석하는 능력
①
과학적 현상의 본질을 파악하고 이의 원인을 구체적으로 분석하는 사고 능력
②
합리적인 생각을 논리적으로 연결하여 종합적으로 문제를 해결하는 능력
③
본인의 생각을 설득력 있게 논리적으로 서술하는 능력
④
논제의 주요 내용 2)
제시문으로부터 엔트로피의 정의와 성질을 파악 <지문의 이해 및 분석력>
①
주어진 문제들에 관련된 제시문의 내용을 연결 <합리적 사고력>
②
제시문의 내용을 활용하여 논리적인 문장 기술 <논리적 서술 능력>
③
일관된 내용의 문장 기술 및 불필요한 내용 제거 <완성도>
④
예시 답안 3.
고무를 구성하는 고무탄화수소는 길죽한 형태의 구조를 갖는 경우보다 뒤엉킨 형태의 구조를 갖는 쪽이 경우의 수 (1)
가 훨씬 많다. 제시문 <가 에 따르면 주어진 배열의 경우의 수가 클수록 엔트로피가 크므로 길쭉한 구조와 구불구불한>
구조의 엔트로피를 비교하면 후자의 경우가 압도적으로 크다 또한 고무를 늘일 때 제시문. < >다 에 적시된 것과 같이 대 부분의 분자들이 길쭉한 형태로 정렬을 할 것이므로 이 또한 엔트로피를 감소시키는 요인이 될 것이다 따라서 같은 온. 도에서 두 구조 사이의 에너지 차이가 크지 않다면 엔트로피가 큰 구조인 구불구불한 형태의 분자들로 이루어진 고무가, 열역학적으로 안정할 것이며 고무를 늘이더라도 외부에서 가한 힘을 없애면 원래의 상태로 되돌아가려 할 것이다.
폴리펩타이드 분자는 앞의 고무와 마찬가지로 일정한 구조의 단백질이 되기 전에는 엔트로피가 높다 즉 폴리펩타
(2) .
이드 분자만을 놓고보자면 단백질 접힘 현상에서 엔트로피는 감소해야 한다 그러나 폴리펩타이드와 결합하여 그 표면에. 붙어있던 물분자들은 이 과정에서 표면으로부터 떨어져나가 잘 움직이지 못하던 정렬된 상태에서 훨씬 제멋대로인 상태, 로 바뀌기 때문에 엔트로피는 증가한다 제시문. <나 에 따르면 계의 엔트로피는 계를 구성하는 모든 요소들의 엔트로피>
의 합이고 제시문 < >라 에 따르면 반응전 계를 구성하는 요소는 폴리펩타이드와 물분자들이므로 폴리펩타이드와 그 주 위의 물분자들의 엔트로피 변화량의 합이 반응전후의 엔트로피의 변화량이다 따라서 이 값이 양수라면 단백질 접힘 현. 상은 자발적인 반응이 될 수 있다.
