계 열 공 통 성 명 :

(1)

2015학년도 의․치의학교육입문검사

제 1 교시 자연과학 Ⅰ

1 계 열 공 통 _{성 명 :}

____________________

수험 번호 : ^－

◦ 검사가 시작되기 전에 문제지를 넘기지 마십시오. 문항을 미리 볼 경우 부정행위에 해당될 수 있습니다.

◦ 이 문제지는 40문항으로 구성되어 있습니다. 검사가 시작되면 문항 수를 확인하십시오.

◦ 배점이 1.5점과 2.5점인 문항에는 배점이 표시되어 있습니다. 나머지 문항은 2점입니다.

◦ 문제지에 성명과 수험 번호를 정확히 표기하십시오.

◦ 답안지에 수험 번호와 답을 표기할 때에는 답안지 우측에 있는 ‘답안지 작성 시 반드시 지켜야 하는 사항’에 따라 표기하십시오.

◦ 시험 시간은 09 : 00～10 : 40 (100분) 입니다.

◦ 이 문제지는 검사 종료 후 답안지와 함께 제출하여야 합니다.

(2)

2 ^{계 열 공 통} ^자연과학 ^Ⅰ

1.

그림 (가)～(다)는 서로 다른 척추동물 3종의 8세포기 배아를 나타낸 것이다.

(가) (나) (다)

(가)～(다)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [1.5점]

<보 기>

ㄱ. 배아 부피당 난황의 양은 (가)에서 가장 많다.

ㄴ. (나)는 변태를 거쳐 발생하는 동물의 배아이다.

ㄷ. (다)에서 제 1 난할면은 A이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄴ ⑤ ㄱ, ㄷ

2.

그림 (가)와 (나)는 정상인과 어떤 사람 A에서 하루 동안 혈중 인슐린 양과 혈당량의 변화를 각각 나타낸 것이다.

(가)

(나)

A에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

(단, 정상인과 A에서 glucokinase의 활성은 동일하다.)

<보 기>

ㄱ. 당뇨병 환자이다.

ㄴ. 이자의 β 세포량(β cell mass)이 정상인보다 크다.

ㄷ. 인슐린 저항성이 있다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

(3)

계 열 공 통 ^자연과학 ^Ⅰ 3

3.

그림은 C3 식물 잎에서 낮 동안 일어나는 CO₂ 유입과 H₂O 유출을 나타낸 것이다. 이 식물은 수분이 충분한 상태이며, 광합성에 의해 고정되는 CO₂ 1분자당 400개 이상의 H₂O 분자를 대기로 유출한다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[1.5점]

<보 기>

ㄱ. CO2는 ⓑ 세포보다 ⓐ 세포로 많이 유입된다.

ㄴ. 잎 내부와 대기 사이의 H2O 농도 기울기는 CO2 농도 기울기 보다 크다.

ㄷ. 잎에 건조 스트레스를 주면 잎 내부와 대기 사이의 CO2

농도 기울기가 커진다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

4.

그림 (가)는 레트로바이러스 HIV의 생활사를, (나)는 HIV가 유발하는 후천성면역결핍증 치료제인 AZT (3'-azido-2',3'-dideoxythymidine)의 구조를 나타낸 것이다.

(가) (나)

AZT에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [1.5점]

<보 기>

ㄱ. ⓐ의 합성량을 감소시킨다.

ㄴ. 역전사 효소의 정확도(fidelity)를 감소시킨다.

ㄷ. ⓑ의 분해를 촉진한다.

(4)

4 ^{계 열 공 통} ^자연과학 ^Ⅰ

5.

다음은 원핵생물에서 유전자의 전사 개시 효율 조절에 관한 자료이다.

◦ 전사 개시 효율은 전사 조절자(regulator)와 이의 활성을 조절하는 작용자(effector)의 존재 유무에 의해 결정된다.

◦ 전사 조절자에는 활성화 인자와 억제 인자가 있다.

◦ 작용자에는 유도자(inducer), 저해자(inhibitor), 보조억제자 (corepressor)가 있다.

◦ 그림의 A～D는 각각 서로 다른 한 종류의 전사 조절자와 이에 결합하는 작용자의 유무에 따라 유전자 발현이 조절되는 4가지 기작을 나타낸 것이다.

[2.5점]

<보 기>

ㄱ. 젖당 오페론은 A와 C의 기작에 의해 조절된다.

ㄴ. 트립토판 생합성에서 트립토판이 작용자로 이용되는 기작은 B이다.

ㄷ. C와 D는 양성 조절 기작이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

6.

그림은 식사 후 소장 상피세포의 수송체를 통해 Ⅰ에서 Ⅲ으로 당이 흡수되는 경로를 나타낸 것이다.

[1.5점]

<보 기>

ㄱ. 과당은 ATP 소모 없이 Ⅰ에서 Ⅱ로 수송된다.

ㄴ. 포도당 농도는 Ⅲ보다 Ⅱ에서 높다.

ㄷ. ㉠의 활성이 억제되면 Ⅰ에서 Ⅱ로 포도당 수송이 증가한다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

(5)

계 열 공 통 ^자연과학 ^Ⅰ 5

7.

그림 (가)는 심실의 압력-용적 곡선을, (나)는 심전도를 나타낸 것이다. 심실은 심장주기 동안 A → B → C → D 과정으로 수축과 이완이 일어난다.

(가)

◦ 최대등용적(isovolumetric maxima) : 용적의 변화 없이 발생시킬 수 있는 최대 압력

◦ 최대등력(isotonic maxima) : 가해지는 부하(load)의 변화 없이 발생시킬 수 있는 최대 압력

◦ 피동장력(passive tension) : 용적에 의해 피동적으로 결정 되는 압력

(나)

<보 기>

ㄱ. D → A 구간에서 ⓐ 파형이 나타난다.

ㄴ. B → C 구간에서 심실 내압이 대동맥압보다 크다.

ㄷ. 대동맥판이 열리지 않고 심실 수축이 지속될 때 최대 압력은 E이다.

8.

다음은 고양이의 털 색깔에 관한 자료이다.

◦ 고양이의 검은색과 노란색 털 색깔은 X 염색체에 위치한 유전자 A에 의해 결정된다.

◦ 그림은 검은색과 노란색 모자이크 털 색깔을 갖는 암컷 고양이를 나타낸 것이다.

◦ 이 고양이에서 두 개의 X 염색체 중 하나가 무작위로 불활성화 되어 털 색깔이 모자이크로 나타난다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [1.5점]

① 이 고양이에서 A는 이형접합이다.

② 발생 초기에 불활성화된 X 염색체는 딸세포에서 활성화된다.

③ X 염색체 불활성화에 Xist RNA가 필요하다.

④ X 염색체 불활성화에 의해 X염색체 양적 보상(dosage compensation) 이 일어난다.

⑤ XY형 수컷에서는 검은색과 노란색 모자이크 털 색깔이 관찰되지 않는다.

(6)

6 ^{계 열 공 통} ^자연과학 ^Ⅰ

9.

그림은 B 세포 수용체에 항원이 결합한 후 과정 (가)～(다)를 통해 항체의 구조가 변화하는 것을 나타낸 것이다.

[1.5점]

<보 기>

ㄱ. (가)를 통해 항체의 보체 활성화 능력이 생긴다.

ㄴ. (나)를 통해 생성된 항체는 항체 의존성 세포독성을 유발한다.

ㄷ. (다)를 통해 항체의 항원 인식 부위가 변화한다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄴ ⑤ ㄴ, ㄷ

10.

그림 (가)와 (나)는 사람의 간세포에서 에탄올과 포도당 대사 과정의 일부를 각각 나타낸 것이다.

(가)

(나)

술을 마시지 않은 다음날 아침 식사 전과 비교하여 술을 과음한 다음날 아침 식사 전에 간세포에서 일어나는 대사의 변화로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

<보 기>

ㄱ. NADH

가 증가한다.

NAD^＋

ㄴ. 포도당신생합성이 감소한다.

ㄷ. 피루브산이 아세틸-CoA보다 젖산으로 대사되는 비율이 증가 한다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

(7)

계 열 공 통 ^자연과학 ^Ⅰ 7

11.

그림은 시냅스후 뉴런 세포막에서 NMDA 수용체가 활성화되는 동안의 3가지 상태 A～C를 나타낸 것이다.

[1.5점]

<보 기>

ㄱ. A와 B에서 채널을 막고 있는 ⓐ는 NMDA이다.

ㄴ. B 상태에서 C 상태로의 전환에는 시냅스후 뉴런 세포막의 탈분극이 필요하다.

ㄷ. C에서 Ca^2＋이 세포 내로 유입된다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

12.

다음은 효모에서 탄소원에 따른 세포 크기 조절에 관련된 신호 전달 과정을 알아보기 위한 실험이다.

<자료>

◦ 탄소원 신호에 의해 GPCR (G protein-coupled receptor)인 Gpr1과 PKA가 활성화되면 세포의 크기가 커진다.

<실험 Ⅰ>

(가) 야생형 균주(WT)와 GPR1 결손 균주(Δgpr1)를 각각 에탄올 또는 포도당이 포함된 배지에서 배양한다.

(나) 유세포분석기를 이용하여 세포 크기별 세포 수를 측정한다.

<실험 Ⅱ>

(가) 동기화(synchronization)된 WT와 Δgpr1을 각각 에탄올 또는 포도당이 포함된 배지에서 배양한다.

(나) 유세포분석기를 이용하여 시간별로 DNA 함량별 세포 수를 측정한다.

<보 기>

ㄱ. 야생형 효모의 평균 크기는 포도당 배지보다 에탄올 배지에서 크다.

ㄴ. cAMP phosphodiesterase의 활성이 증가하면 효모의 평균 크기가 커진다.

ㄷ. 세포 주기의 진행이 지연되면 세포 크기가 커진다.

(8)

8 ^{계 열 공 통} ^자연과학 ^Ⅰ

13.

표는 DNA-DNA 혼성화 실험을 통해 측정한 세균 균주 a～f 사이의 DNA 유사도(%)를, 그림은 a～f의 유연관계를 나타낸 것이다.

DNA 유사도가 높을수록 유연관계는 가깝고, 유사도가 70% 이상이면 같은 종에 속한다. (가)～(바)는 a～f를 순서 없이 나타낸 것이다.

a b c d e f

a 100 45 66 61 16 41 b ¹⁰⁰ ⁵⁵ ⁵¹ ¹³ ⁷³ c 100 92 22 36

d 100 25 41

e ¹⁰⁰ ¹²

f 100

<보 기>

ㄱ. a～f는 4개의 종으로 분류된다.

ㄴ. (가)는 a이다.

ㄷ. (바)와 (라)의 유연관계는 (바)와 (나)의 유연관계보다 가깝다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

14.

그림 (가)는 빛에 의해 활성화되는 이온통로 단백질 ChR2와 이온 펌프 단백질 ArchT의 이온 선택성을, (나)는 빛의 파장에 따른 각 단백질의 활성을 나타낸 것이다. 뉴런에 ChR2와 ArchT를 함께 발현시키고, 그림 (다)와 같이 청색광(470 nm)과 황색광(566 nm)을 순서대로 비추면서 뉴런의 막전위를 측정하였다.

(가)

(나)

(다)

t1～t4에서 뉴런의 막전위 변화로 옳은 것은? [2.5점]

①

②

③

④

⑤

(9)

계 열 공 통 ^자연과학 ^Ⅰ 9

15.

다음은 어떤 동물 종의 개체군 속성을 알아보기 위하여 100 개체로 이루어진 동시출생집단을 사육하여 얻은 생명표이다.

연령(년) 연초의 생존 개체 수

연간

사망 개체 수 사망률 잔여

기대 수명(년)

0〜1 100 55 ⓐ (가)

1〜2 45 30 ⓑ (나)

2〜3 15 10 ⓒ (다)

3〜4 5 5 1.00 0.5

4〜5 0

<보 기>

ㄱ. 이 개체군의 생존 곡선은 볼록형이다.

ㄴ. ⓐ는 ⓑ보다 작다.

ㄷ. (가)는 (나)＋(다)＋0.5이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄴ ⑤ ㄴ, ㄷ

16.

다음은 폐암 환자 A와 정상인에서 발현량이 다른 유전자를 알아보기 위한 cDNA 마이크로어레이 실험 과정이다.

(가) 유리 슬라이드에 인간 유전자 cDNA 라이브러리를 점적하여 cDNA 칩(chip)을 만든다.

(나) cDNA 칩에 1% BSA 용액을 처리한다.

(다) 정상인의 폐 조직과 A의 폐암 조직으로부터 RNA 시료 X와 Y를 각각 준비한다.

(라) X와 Y에 각각 oligo-dT를 넣는다.

(마) X에는 dNTP와 Cy3(녹색 형광 물질)-dTTP를, Y에는 dNTP와 Cy5(적색 형광 물질)-dTTP를 각각 첨가한 후 역전사 반응을 수행하여 형광 표지된 cDNA를 만든다.

(바) (마)의 X와 Y에 각각 0.1 N NaOH를 넣어 70°C에서 10분간 반응시킨 후 0.1 N HCl을 넣어 중화시킨다.

(사) (바)의 X와 Y에서 합성된 cDNA를 정제하여 동량으로 섞어 (나)에서 준비한 cDNA 칩과 혼성화한다.

(아) cDNA 칩을 완충 용액으로 세척한 후 Cy3와 Cy5의 형광 강도를 측정하고 보정(normalization)한다.

<보 기>

ㄱ. (나)의 BSA는 형광 표지된 cDNA의 비선택적 흡착을 막는다.

ㄴ. (바)에서 주형 RNA가 분해된다.

ㄷ. (아)에서 녹색 형광 점은 A의 폐암 조직에서 과발현된 유전자에 해당한다.

(10)

10 ^{계 열 공 통} ^자연과학 ^Ⅰ

17.

다음은 애기장대에서 피토크롬 B (PhyB)와 PIFs에 의한 하배축 신장 조절을 알아보기 위한 실험이다. PhyB와 PIFs는 단일 조절 경로상에서 상호 작용하는 단백질이다.

<실험 과정>

(가) 야생형과 다음의 돌연변이체를 준비한다.

• phyB : PhyB의 기능 상실 돌연변이체 • pifs : PIFs의 기능 상실 돌연변이체

• phyB/pifs : PhyB와 PIFs의 기능이 모두 상실된 돌연변이체 (나) 야생형과 phyB, pifs, phyB/pifs를 적색광 또는 암조건에서

7일간 배양하여 하배축 길이를 비교한다.

<실험 결과>

<보 기>

ㄱ. 암조건에서 PhyB는 활성이 없다.

ㄴ. 암조건에서 phyB/pifs와 야생형의 하배축 길이는 비슷하다.

ㄷ. 적색광에서 PhyB는 PIFs의 활성을 억제한다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

18.

정상인에서의 장기 배치는 (가)와 같다. 섬모와 편모에서만 발현되는 다이네인(dynein)의 기능이 결핍된 남성 PCD 환자에서 장기 배치가 (가) 또는 (나)와 같이 나타날 확률은 각각 50%이다.

(가) (나)

<보 기>

ㄱ. (가)의 장기 배치를 갖는 남성 PCD 환자는 다이네인이 정상인 남성보다 불임일 확률이 높다.

ㄴ. 모든 여성 PCD 환자의 장기 배치는 (나)와 같다.

ㄷ. 배아에서 다이네인에 의해 장기 배치가 결정되는 시기는 몸의 머리-꼬리 축이 결정되는 시기보다 이르다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄴ ⑤ ㄱ, ㄷ

(11)

계 열 공 통 ^자연과학 ^Ⅰ 11

19.

다음은 가수분해효소 K의 활성 저해제 X와 Y에 대한 자료이다.

◦ 그림은 X와 Y가 K의 활성을 저해하는 기작을 나타낸 모식도 이다. ㉠과 ㉡은 각각 X와 Y 중 하나이다.

◦ 시험관 내에서 야생형 K와 PH 도메인이 제거된 K (ΔPH-K)의 효소 활성은 동일하다.

◦ 야생형 K와 ΔPH-K에 대한 X와 Y의 IC50 값

저해제 IC50(M)

야생형 K ΔPH-K

X 0.029 ± 0.0009 0.030 ± 0.0007 Y 0.10 ^± 0.003 >2000

[1.5점]

<보 기>

ㄱ. X는 경쟁적 저해제이다.

ㄴ. Y가 효소 활성을 저해하기 위해서는 PH 도메인이 필요하다.

ㄷ. ㉠은 기질의 전이상태 유사체를 형성하여 효소 반응을 저해 한다.

20.

다음은 설탕을 유일한 탄소원으로 사용하는 세균 A～C와 세균의 세포막에 존재하는 설탕 수송 단백질 a, b에 대한 자료이다.

◦ A는 a만을, B는 b만을 발현하고, C는 a와 b를 같은 수만큼 발현한다.

◦ a와 b는 Michaelis-Menten 방정식을 따르고, 표와 같은 특성을 지닌다.

설탕 수송 단백질 a b

Vmax 10 M/sec 1 M/sec

Km 1000 M 10 M

◦ a와 b에 의한 설탕 수송이 각 세균 생장의 속도 결정 단계 이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A～C는 a와 b의 활성을 제외하고는 모두 동일하고, 세균이 생장하는 동안 설탕 농도는 일정 하게 유지된다.)

① a의 농도가 10 nM일 때, a의 전환수(turnover number)는 1000/sec 이다.

② a, b의 농도가 각각 10 nM일 때, 촉매 효율( kcat

Km )은 a가 b보다 크다.

③ 설탕의 농도가 1000 M일 때, A가 B보다 빨리 생장한다.

④ 설탕의 농도가 200 M일 때, C에서 설탕은 b보다 a에 의해 많이 수송된다.

⑤ a와 b에 의한 동일 조건의 설탕 수송 반응에서 각 반응의 자유 에너지 변화량(ΔG)은 같다.

(12)

12 ^{계 열 공 통} ^자연과학 ^Ⅰ

21.

다음은 대장균의 DNA 복제에 필요한 풀림효소(helicase) X의 특성을 알아보기 위한 실험이다.

<실험 과정>

(가) 길이가 2500 뉴클레오타이드(nt)인 선형의 단일가닥 DNA를 준비한다.

(나) (가)의 DNA 양쪽 말단에 단일가닥 DNA a～h를 결합시켜 4 종류의 기질 Ⅰ～Ⅳ를 만든다.

(다) 각각의 기질을 풀림효소 X와 ATP가 포함된 용액에 넣어 반응시킨다.

(라) 아가로스겔 전기영동으로 풀린 DNA 가닥을 확인한다.

<실험 결과>

기질 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

풀린 DNA 가닥 b 없음 e, f ㉠

[2.5점]

<보 기>

ㄱ. ㉠은 g, h이다.

ㄴ. X는 지연가닥의 주형 사슬을 따라 이동하며 DNA를 푼다.

ㄷ. X는 DNA 복제 분기점(replication fork)에서 작용한다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

22.

다음은 중증 복합형 면역결핍 증후군을 앓고 있는 생후 6개월 된 아이에 대한 자료이다.

◦ 생후 1개월에 BCG 예방접종을 받았다.

◦ B 세포에서 MHC class Ⅱ가 발현되지 않는다.

◦ 혈액 내 CD8^＋ T 세포의 수는 정상 범위 내에 있으나 CD4^＋ T 세포의 수는 매우 적다.

◦ 말초혈액단핵세포를 BCG로 재자극하면 T 세포가 증식하지 않는다.

◦ 말초혈액단핵세포를 분열촉진인자(mitogen)로 자극하면 정상적 으로 T 세포가 증식한다.

◦ 혈청 내 존재하는 항체의 양이 정상에 비해서 매우 적다.

이 아이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

<보 기>

ㄱ. CD4^＋CD8^＋ 흉선 세포는 정상적으로 성숙된다.

ㄴ. BCG에 대해 특이적인 T 세포로 항원이 제시되지 않는다.

ㄷ. 동종 MHC형의 사람으로부터 골수를 이식받으면 CD4^＋ T 세포는 정상적으로 성숙된다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄴ ⑤ ㄴ, ㄷ

(13)

계 열 공 통 ^자연과학 ^Ⅰ 13

23.

다음은 모리스의 수중 미로 장치를 이용하여 쥐의 학습 능력과 기억력을 측정하는 실험이다.

◦ 모리스의 수중 미로 장치와 이를 이용하여 쥐를 훈련시켰을 때 기록된 이동 경로

<실험 Ⅰ>

(가) 쥐를 두 그룹 A와 B로 나눈다.

(나) A의 해마에는 생리식염수를, B의 해마에는 GABA 수용체의 작용제(agonist)를 주입한다.

(다) 쥐가 수중 미로 장치에서 도피대를 찾을 때까지 수영하도록 한다. 이때 도피대는 수조의 좌측 상단에 놓는다.

(라) (나)와 (다)의 과정을 하루 4회, 6일간 반복하여 훈련시킨다.

(마) 7일째 도피대를 제거한 수조에서 쥐가 1분간 수영하며 이동한 경로를 기록한다.

<실험 Ⅱ>

(가) 쥐를 두 그룹 C와 D로 나눈다.

(나) C와 D를 <실험 Ⅰ>의 (다) 과정을 하루 4회, 6일간 반복하여 훈련시킨다.

(다) 훈련 종료 2주 후 C의 해마에는 생리식염수를, D의 해마에는 GABA 수용체의 작용제를 주입한다.

(라) 도피대를 제거한 수조에서 쥐가 1분간 수영하며 이동한 경로를 기록한다.

다음 중 실험 Ⅰ의 (마)와 실험 Ⅱ의 (라)에서 기록된 쥐의 이동 경로로 가장 적절한 것은? (단, 실험에서 GABA 수용체 작용제는 해마에만 작용한다.)

A B C D

①

②

③

④

24.

그림은 미생물 유전체 데이터베이스를 분석하여 미생물 각각의 유전체 ORF 중 특정 기능 유전자군의 ORF가 차지하는 비율을 유전체의 크기에 따라 나타낸 것이다. 유전자군은 기능에 따라 A～C 양상 중 하나를 따른다.

<보 기>

ㄱ. 신호 전달 유전자군은 A의 양상을 따른다.

ㄴ. 전사 조절 유전자군은 B의 양상을 따른다.

ㄷ. 유전체의 크기가 커지면 관리 유전자군(housekeeping genes)의 비율이 감소한다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

(14)

14 ^{계 열 공 통} ^자연과학 ^Ⅰ

25.

다음은 예쁜꼬마선충에서 유전자 A가 생식 능력에 미치는 영향에 대한 자료이다.

◦ 예쁜꼬마선충의 핵상은 2n이고, 성별은 자웅동체(XX) 또는 수컷(XO)이다.

◦ 자웅동체인 예쁜꼬마선충 ㉠은 A에 돌연변이가 생긴 A^*를 지녀서 자가수정(self-fertilization)에 의한 생식 능력이 없다.

◦ ㉠과 야생형 수컷을 교배하여 얻은 모든 F1은 생식 능력이 있다.

[2.5점]

<보 기>

ㄱ. A는 상염색체에 위치한다.

ㄴ. A^*는 열성 대립 유전자이다.

ㄷ. F1의 자웅동체와 F1의 수컷을 교배하여 얻은 F2의 수컷 중



은 생식 능력이 없다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

26.

다음은 시아노박테리아 Oscillatoria limnetica에서 전자공여체 유형에 따른 광합성률을 알아보기 위한 실험이다.

<자료>

◦ O. limnetica의 광계 Ⅰ은 673 nm의 빛을, 광계 Ⅱ는 580 nm의 빛을 흡수한다.

◦ O. limnetica는 H2S가 없을 때는 H2O를, H2S가 있을 때는 H2S를 최초 전자공여체로 사용한다.

<실험 과정>

(가) H2S가 없는 배양기 A～C와 H2S가 있는 배양기 D～F를 준비한다.

(나) A와 D에는 580 nm의 빛을, B와 E에는 673 nm의 빛을, C와 F에는 580 nm와 673 nm의 빛을 각각 비추면서 O. limnetica를 배양한다.

(다) 6분 후 광합성률을 측정한다.

<실험 결과>

[1.5점]

<보 기>

ㄱ. C에서 최초 전자공여체로부터 나온 전자는 광계 Ⅰ로 직접 전달된다.

ㄴ. F에서 광합성 산물로 황(S)이 생성된다.

ㄷ. H2S가 있을 때 광합성에 광계 Ⅰ만 이용된다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

(15)

계 열 공 통 ^자연과학 ^Ⅰ 15

27.

다음은 생쥐에서 활성 산소가 유발하는 DNA 돌연변이와 수선에 대한 자료이다.

◦ 활성 산소는 구아닌 염기의 8번 탄소를 산화시켜 8-옥소- 구아닌(8-oxo-G)으로 바꾼다.

◦ 8-oxo-G는 그림과 같이 두 가지 형태의 염기쌍을 형성한다.

◦ 8-oxo-G에 의한 돌연변이는 다음과 같은 두 가지 효소에 의해 억제 또는 수선 된다.

• OGG1 : DNA에 존재하는 8-oxo-G를 디옥시리보스로부터 제거함

• MTH1 : 8-oxo-dGTP로부터 이인산(PPi)을 제거함

<보 기>

ㄱ. DNA에 존재하는 8-oxo-G는 G가 T로 치환되는 돌연변이 빈도를 높인다.

ㄴ. OGG1은 염기 절제 수선(base excision repair)에 이용된다.

ㄷ. T가 G로 치환되는 돌연변이의 빈도는 야생형 생쥐보다 MTH1 결손 생쥐에서 높다.

28.

표는 어떤 사람의 혈장과 오줌에서 측정한 PAH와 이눌린의 농도를 나타낸 것이다. PAH는 혈장에서 완전히 제거되며, 이눌린은 세뇨관을 통한 분비와 재흡수가 일어나지 않는다.

혈장(mg/mL) 오줌(mg/mL)

PAH 0.04 16

이눌린 0.02 1

(오줌의 배출량 : 2 mL/min, 혈구용적 : 50%) 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

<보 기>

ㄱ. 사구체 여과율(glomerular filtration rate, GFR)은 100 mL/min 이다.

ㄴ. 신혈장류량(renal plasma flow, RPF)은 400 mL/min이다.

ㄷ. 신혈류량(renal blood flow, RBF)은 800 mL/min이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄴ ⑤ ㄴ, ㄷ

(16)

16 ^{계 열 공 통} ^자연과학 ^Ⅰ

29.

다음은 세균 Pseudomonas fluorescens에서 환경에 따른 개체 변이를 알아보기 위한 실험이다.

<자료>

◦ P. fluorescens의 콜로니 형태에는 S형, W형, F형이 있다.

<실험 과정>

[실험 Ⅰ]

(가) S형의 P. fluorescens를 동일한 배지가 들어 있는 두 개의 플라스크 A와 B에 각각 접종한다.

(나) A는 플라스크를 흔들어 플라스크 내의 환경이 균일한 상태 에서 배양하고, B는 플라스크를 정지시켜 플라스크 내의 환경이 불균일한 상태에서 배양한다.

(다) 7일 동안 배양하면서 매일 A와 B 배양액의 일부를 평판 배지에 각각 배양하여 형태별 콜로니 수를 센다.

[실험 Ⅱ]

(가) 실험 Ⅰ에서 7일 동안 배양한 B를 동일한 배지가 들어 있는 플라스크 B1과 B2에 각각 접종한다.

(나) B1은 플라스크를 흔들어 배양하고, B2는 플라스크를 정지시켜 배양한다.

(다) 7일과 14일 후 B1과 B2 배양액의 일부를 평판 배지에 각각 배양하여 형태별 콜로니 수를 센다.

<실험 결과>

[실험 Ⅰ]

[실험 Ⅱ]

<보 기>

ㄱ. 실험 Ⅰ에서 W형과 F형은 돌연변이에 의해 S형 세균으로 부터 생긴다.

ㄴ. 실험 Ⅱ의 균일한 환경에서 S형 세균의 적응도가 W형과 F형 세균의 적응도보다 높다.

ㄷ. P. fluorescens의 다양성은 불균일한 환경에 비해 균일한 환경에서 증가한다.

① ㄴ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

30.

그림은 식물에서 일어나는 당 대사 과정의 일부를 나타낸 것이다.

<보 기>

ㄱ. (가) 과정은 미토콘드리아에서 일어난다.

ㄴ. (가) 과정은 C4 식물에서 CO2의 고정에 이용된다.

ㄷ. CAM 식물에서 낮 동안 엽록체에 CO2를 공급하는 데 (다) 과정이 이용된다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄴ ⑤ ㄴ, ㄷ

(17)

계 열 공 통 ^자연과학 ^Ⅰ 17

31.

다음은 혈관의 수축과 이완에 관여하는 내피세포의 역할을 알아보기 위한 실험이다.

<자료>

◦ 내피세포는 부교감신경의 자극에 의해 산화질소(NO)를 분비한다.

<실험 과정>

(가) 토끼 대동맥 절편에서 내피세포를 그대로 둔 시료 A와 내피세포를 제거한 시료 B를 얻어 장력 측정 장치에 각각 장착한다.

(나) A와 B 각각에 노르에피네프린(NE)이 포함된 생리식염수, NE와 아세틸콜린(ACh)이 포함된 생리식염수, 생리식염수를 차례대로 흘려주면서 장력을 측정한다.

<실험 결과>

[2.5점]

<보 기>

ㄱ. 내피세포에서 분비되는 NO는 혈관 평활근의 세포질에 있는 유리 Ca^2＋ 농도를 감소시킨다.

ㄴ. ACh에 의한 혈관의 이완은 ACh가 혈관 평활근의 ACh 수용체에 결합하여 일어난다.

ㄷ. NE를 처리하였을 때 내피세포에서 NO가 분비된다.

32.

다음은 이익-비용 곡선을 통해 벌의 자원 이용 특성을 알아본 자료이다.

◦ 그림 (가)는 벌이 꽃가루를 모으는 노동과 이로부터 얻는 에너지에 관한 이익-비용 곡선을, (나)는 2종의 벌 A와 B의 이익-비용 곡선을 자원 밀도에 따라 각각 나타낸 것이다.

(가)

(나)

◦ A와 B는 동일한 종의 관목에서 꽃가루를 모은다.

◦ A는 관목이 밀집된 지역에서, B는 관목이 성긴 지역에서 각각 적응해 온 결과로 A와 B의 자원에 대한 이용 효율이 서로 다르다.

<보 기>

ㄱ. (가)에서 벌의 생존에 필요한 자원 밀도는 D 이상이다.

ㄴ. (나)에서 A의 이익-비용 곡선은 ⓐ와 ⓓ이다.

ㄷ. (나)의 D1～D4에서 A와 B가 공존한다.

(18)

18 ^{계 열 공 통} ^자연과학 ^Ⅰ

33.

다음은 유전병 F에 대한 자료이다.

◦ F의 발병 여부는 유전자 A에 존재하는 CGG 염기서열이 연속적으로 반복되는 횟수에 따라 결정된다.

◦ 그림 (가)는 유전병 F에 대한 가계도를, (나)는 (가)의 구성원의 CGG 반복 부위를 증폭한 PCR 결과를 나타낸 것이다. (나)의 ㉠～㉩은 (가)의 구성원을 순서 없이 나타낸 것이고, Ⅰ-2, Ⅰ-3, Ⅲ-1은 각각 ㉠, ㉡, ㉢이다.

(가)

(나)

<보 기>

ㄱ. A는 X 염색체에 있다.

ㄴ. (가)의 Ⅱ-3은 (나)의 ㉦이다.

ㄷ. 엄마가 보인자일 때 아들에서 F가 발병하는 이유는 CGG 반복 횟수가 증가하기 때문이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

34.

다음은 배아 세포의 운명 결정을 알아보기 위한 실험이다.

<자료>

◦ 개구리와 도롱뇽의 올챙이 시기에 나타나는 입 부위의 흡착판과 평형체 모양

<실험>

(가) 도롱뇽의 초기 낭배에서 ㉠ 평형체로 분화될 외배엽 부위를 제거한다.

(나) ㉠이 제거된 위치에 Ⅰ～Ⅲ과 같이 조직을 준비하여 이식 한다.

실험군 이식할 조직의

준비 과정 이식 과정

Ⅰ

도롱뇽 초기 낭배에서 표피로 분화될 외배엽 부위를 분리

Ⅱ 개구리 신경배에서 신경판을 분리

Ⅲ

개구리 초기 낭배에서 표피로 분화될 외배엽 부위를 분리

(다) (나)에서 이식받은 도롱뇽 초기 낭배를 올챙이로 발생시킨다.

Ⅰ～Ⅲ으로부터 발생한 도롱뇽 올챙이에서 평형체가 형성될 위치에 만들어지는 것으로 옳은 것은? [2.5점]

Ⅰ Ⅱ Ⅲ

① 표피 평형체 평형체

② 표피 신경 세포 평형체

③ 평형체 평형체 흡착판

④ 평형체 신경 세포 흡착판

⑤ 평형체 신경 세포 평형체

(19)

계 열 공 통 ^자연과학 ^Ⅰ 19

35.

다음은 보조 CD4^＋ T 세포의 분화에 필요한 사이토카인의 역할을 알아보기 위한 실험이다.

<자료>

◦ 레슈마니아(Leishmania major)를 제거하는 데 제1형 보조 CD4^＋ T 세포(Th1)의 면역반응이 중요하다.

◦ BALB/c 생쥐는 레슈마니아 감염에 감수성이 있다.

<실험 과정>

(가) BALB/c 생쥐를 두 그룹 Ⅰ과 Ⅱ로 나눈다.

(나) Ⅰ의 생쥐에 레슈마니아를 감염시키고, Ⅱ의 생쥐에 레슈 마니아와 IL-4에 대한 항체(항 IL-4 항체)를 함께 주입한다.

(다) 감염 후 2주 간격으로 8주 동안 Ⅰ과 Ⅱ의 생존률을 측정한다.

<실험 결과>

[2.5점]

<보 기>

ㄱ. IL-4가 제2형 보조 CD4^＋ T 세포(Th2)의 분화를 유도한다.

ㄴ. Ⅰ에서 레슈마니아에 대한 Th2 반응이 Th1 반응보다 우세하게 일어난다.

ㄷ. IFN-γ 생성은 Ⅱ가 Ⅰ보다 낮다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄴ ⑤ ㄴ, ㄷ

36.

다음은 쥐에서 간 줄기세포(liver progenitor)에 의한 간 재생을 알아보기 위한 실험이다.

<자료>

◦ 간이 재생되는 동안 간세포(hepatocyte)의 증식을 억제시키면 간 줄기세포가 증식한다.

◦ 2-AAF (acetylaminofluorene)는 간세포의 증식을 특이적으로 억제하며, 유효 작용 기간은 4주이다.

<실험 과정>

(가) 암컷 쥐 A와 B에 방사선을 조사하여 골수 세포를 제거한다.

(나) A와 B 각각에 정상 수컷 쥐에서 분리한 골수 세포를 이식하고, 2-AAF를 처리한다.

(다) 1주 후 (나)의 A와 B, 정상 암컷 쥐 C에서 간을 부분 절제한다.

(라) 절제 1주 후 A의 재생된 간에서 간세포와 혈액 세포를 각각 분리한다.

(마) 절제 2주 후 B와 C 각각의 재생된 간에서 간세포와 혈액 세포를 각각 분리한다.

(바) (라), (마)의 시료와 공여 수컷 쥐의 골수 세포에서 동량의 DNA를 추출하여 Y염색체 특이적 유전자인 sry에 대해 PCR을 수행한다.

<실험 결과>

[2.5점]

<보 기>

ㄱ. ㉠의 양은 ㉡의 양보다 많다.

ㄴ. 이식받은 암컷 쥐에서 골수 세포로부터 유래한 간 줄기세포가 간 재생에 이용되었다.

ㄷ. (나)에서 2-AAF를 처리하지 않으면 이식받은 암컷 쥐에서 sry를 지닌 간세포의 수가 증가한다.

(20)

20 ^{계 열 공 통} ^자연과학 ^Ⅰ

37.

다음은 애기장대 잎에서 에틸렌에 의한 노화 과정에 관여하는 microRNA miR164와 전사인자에 대한 자료이다.

◦ 에틸렌 합성은 발아 후 서서히 증가하다가 노화 단계에서 급격히 증가한다. 야생형은 발아 후 26일째부터 노화가 시작 된다.

◦ 전사인자 EIN2는 에틸렌에 의해 조절되며, NAC2는 노화를 촉진한다.

◦ miR164에 상보적인 NAC2와 NAC2에서 염기가 치환된 NAC2-m의 mRNA 염기서열

◦ 야생형, 기능상실 돌연변이체 ein2, NAC2-m 돌연변이체에서 발현되는 NAC2, miR164, NAC2-m의 mRNA 양을 노던블롯 으로 분석한 결과

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [2.5점]

① NAC2-m 돌연변이체는 야생형보다 노화가 촉진된다.

② miR164 기능상실 돌연변이체는 야생형보다 노화가 지연된다.

③ miR164는 NAC2의 mRNA 분해를 유도한다.

④ EIN2는 에틸렌에 의한 노화를 촉진한다.

⑤ EIN2는 miR164의 발현을 억제한다.

38.

다음은 실시간(real-time) RT-PCR을 이용하여 유전자 X의 발현량을 알아보기 위한 실험이다.

<실험 과정>

(가) 동물 조직 A와 B에서 RNA를 추출한다.

(나) 역전사 반응을 수행하여 cDNA를 얻는다.

(다) A와 B의 cDNA를 각각 둘로 나눈 4 가지 시료(A-Ⅰ, A-Ⅱ, B-Ⅰ, B-Ⅱ)에 Taq 중합효소, dNTP, 완충용액, SYBR 그린을 첨가한다. SYBR 그린은 EtBr과 같은 방식으로 DNA에 결합 한다.

(라) A-Ⅰ과 B-Ⅰ 반응물에는 X에 대한 프라이머 쌍을, A-Ⅱ와 B-Ⅱ 반응물에는 액틴 유전자에 대한 프라이머 쌍을 넣는다.

(마) PCR 반응을 수행하면서 SYBR 그린의 형광량을 실시간으로 측정한다.

<실험 결과>

◦ Ct: 형광량이 기하급수적으로 증가하기 시작하는 PCR 반응 횟수

시료 A-Ⅰ A-Ⅱ B-Ⅰ B-Ⅱ

Ct 25.3 9.5 23.0 11.2

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① PCR 반응에 이용되는 cDNA의 양을 늘리면 Ct 값이 감소한다.

② 실험에 사용된 전체 cDNA 양은 A가 B보다 많다.

③ B에 존재하는 X의 전사량은 A보다 32배 이상 많다.

④ 액틴 mRNA에 대한 정량은 A와 B에서 발현되는 X의 mRNA 양을 보정하기 위해서이다.

⑤ PCR 산물의 크기와 형광량은 비례한다.

(21)

계 열 공 통 ^자연과학 ^Ⅰ 21

* 확인 사항 39.

초파리의 날개 길이는 상염색체에 존재하는 한 쌍의 대립 유전자

A와 a에 의해 결정되고, 정상 날개 유전자 A는 흔적 날개 유전자 a에 대해 완전 우성이다. 그림은 초파리 두 집단 (가)와 (나)에서 세대별 정상 날개 유전자 A의 빈도를 나타낸 것이다.

<보 기>

ㄱ. (가)에서 A와 a의 비는 하디-바인베르크 평형을 이룬다.

ㄴ. 40 세대 집단의 (가)에서 흔적 날개 개체 수의 비율 (나)에서 정상 날개 개체 수의 비율 은 1보다 작다.

ㄷ. 100 세대의 (가)와 (나)에서 날개 길이 유전자가 이형접합인 개체 수의 비율은 동일하다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

40.

다음은 세균의 세포벽 합성을 억제하는 항생제 A～C와 이에 대한 내성 기작에 대한 자료이다.

◦ 세포벽의 주성분인 펩티도글리칸 사슬은 PBP 효소에 의해 그림과 같이 교차결합(cross-linking)된다.

◦ 표는 A～C의 작용 기작과 A～C에 대한 내성 세균에서 밝혀진 내성 유발 단백질의 특성을 나타낸 것이다.

항생제 작용 기작 내성 유발 단백질

A 세포질에서 펩티도글리칸 전구체 합성을 억제함

세포막에 존재하는 수송 단백질

B

주변세포질(periplasm)에서 펩티도글리칸 사슬에 존재하는

D-Ala-^D-Ala에 결합함

세포질에 존재하는 펩티도글리칸 변형 전구체 합성 효소

C PBP에 결합하여 교차결합을 억제함

세포 밖으로 분비되는 분해 효소

<보 기>

ㄱ. A에 대한 내성 유발 단백질은 세포 내 A의 농도를 낮춘다.

ㄴ. B에 대한 내성 기작은 표적 변형(target modification)이다.

ㄷ. C에 대한 내성 기작은 약물 불활성화(drug inactivation)이다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

(22)

이 면은 여백입니다.

(23)

이 면은 여백입니다.

(24)

계 열 공 통 성 명 :

2015학년도 의․치의학교육입문검사

제 1 교시 자연과학 Ⅰ

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