2014학년도 부산대학교 수시모집 일반전형

4-

학업역량평가 자연계 문제지 (생명과학)

지원학과(학부)

수험번호

성명

【유의사항】

1. 시험시간은 수학과 과학 선택과목 시간을 합하여 100분입니다.

2. 답안은 답안지에 흑색 볼펜으로 작성하시오.

3. 문항 번호를 쓰고, 답을 작성하시오.

4. 학교명, 성명 등 자신의 신상에 관련된 사항을 답안에는 드러내지 마시오.

5. 답안 연습은 연습지를 활용하시오.

6. 답안지, 연습지 및 문제지 모두에 필요한 인적사항을 기입하시오.

7. 필수과목(수학)과 선택과목(생명과학)의 답안지를 반드시 확인한 후 해당 답안지에 작성하시오.

※【제시문】을 읽고 다음 물음에 답하시오.

(가) 감수 분열은 생식 세포 형성을 위해 일어나는 세포 분열로 염색체의 수가 체세포의 반으로 줄어드는 까닭에 감수 분열이라고 한다. 감수 분열은 2회 연속으로 분열이 일어나 반수체의 딸세포 4개를 형성한다. 감수 분열 동안 교차가 일어나서 상동 염색체 간에 유전자 교환이 일어나며 이 후 상동 염색체가 분리되어 각기 다른 생식 세포로 독립적으로 나뉘어 들어간다. 남성은 사춘기에 이르면 남성 호르몬의 조절을 받아 정소에서 감수 분열 과정을 통해 정자를 형성한다. 태아 시기에 생식원 세포는 체세포 분열을 통해 수많은 정원 세포(2n, 46개의 염색체)를 만든다. 사춘기가 되면 정원 세포는 체세포 분열과 감수 분열 과정을 거쳐 정세포를 형성한다. 정세포는 세포질의 대부분이 없어지고 편모를 가지는 정자로 분화된다. 세포 분열의 전기와 중기에 관찰되는 염색체는 2개의 염색 분체가 동원체에서 연결된 형태로 나타나는데, 이것은 분열 전의 DNA가 복제되어 두 가닥의 염색 분체를 형성하였기 때문이다.

(나) 콩팥에서 오줌은 신단위인 네프론에서 여과, 재흡수 그리고 분비 과정을 거쳐 생성된다. 사구체에서 보먼 주머니 방향으로 혈액을 여과시켜 원뇨를 만든 다음, 세뇨관 속을 흐르는 원뇨에서 세뇨관을 감싸는 모세 혈관으로 필요한 물질을 재흡수하고, 모세 혈관 내 혈액에서 일부 노폐물을 세뇨관으로 능동적으로 분비함으로써 오줌을 생성하게 된다. 체액의 삼투압은 체액의 수분과 무기 염류의 양을 조절함으로써 일정하게 조절된다. 뇌하수체 후엽에서 분비되는 호르몬과 콩팥에서의 물과 무기염류의 재흡수 과정은 체액의 삼투압 조절에 중요한 역할을 한다.

(다) 호흡 과정에서 폐포로 들어온 외부 공기 속의 산소는 혈액을 거쳐 조직 세포로 공급되고, 조직 세포에서 세포 호흡 결과 생성된 이산화탄소는 혈액을 거쳐 폐포로 이동하여 배출된다. 폐포와 혈액, 혈액과 조직 세포 사이에서 기체 교환은 기체의 분압 차이에 의한 확산으로 일어난다. 즉 기체는 분압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동한다. 산소는 물에 잘 녹지 않기

(뒷면에 계속)

때문에 혈액 내에서 대부분의 산소는 적혈구 내의 헤모글로빈에 결합하여 폐에서 산소 분압이 낮은 조직으로 수송된다. 1분자의 헤모글로빈은 4분자의 산소와 결합할 수 있으며 헤모글로빈의 산소 결합 능력은 온도, pH, 이산화탄소의 분압에 의해 영향을 받는다. 산소 분압의 변화에 따라 헤모글로빈이 산소와 결합하는 정도(헤모글로빈의 산소 포화도)를 나타낸 그래프를 “산소 해리 곡선”이라고 한다. 호흡 운동의 속도는 자신의 의지로도 조절할 수 있지만 뇌의 호흡 중추에 의해 자율 신경계를 통하여 자율적으로 조절된다. 운동을 수행하면 혈액 내의 이산화탄소의 농도가 증가하는데 호흡 중추가 이를 인지하고 자율 신경계를 통해 호흡 운동의 속도를 증가시킨다.

(라) 가계도란 가족의 구성원이 나타내는 형질과 가족 관계를 기호로 나타낸 것이다. 가계도는 사람의 특정 형질, 특히 유전병이 우성 대립 유전자에 의한 것인지 열성 대립 유전자에 의한 것인지를 알려줄 뿐만 아니라, 이 대립 유전자들이 상염색체에 위치하는지 성염색체에 위치하는지도 알 수 있게 해준다. 또한 장래 태어날 자손이 특정 형질을 가질 확률을 예상할 수 있게 해준다. 단일 인자로 유전이 되는 유전병의 유전 방식은 “상염색체 우성 유전”, “상염색체 열성 유전”, “반성 유전”, “한성 유전”으로 나눌 수 있다. 유전병을 유발하는 대립 유전자가 상염색체에 있고 정상 대립 유전자에 대해 우성이면 상염색체 우성 유전이라 한다. 마찬가지로 유전병을 유발하는 대립 유전자가 상염색체에 있고 정상 대립 유전자에 대해 열성이면 상염색체 열성 유전이라 한다. 유전병을 유발하는 유전자가 X 염색체 상에 있을 때 나타나는 유전 방식으로, 남녀에 따라 유전 형질이 발현되는 빈도가 달라지는 경우 반성 유전이라 한다. 유전병을 유발하는 유전자가 Y 염색체 상에 있을 때 나타나는 유전 방식을 한성 유전이라 한다.

【문항 1】제시문 (가)와 아래의 그림을 참고하여 물음에 답하시오.

1-1. 핵상이 2n에서 n으로 바뀌는 단계는 위 그림에서 어떤 세포가 어떤 세포로 바뀌는 단계인가? (3점)

1-2. 사람의 정자 형성 과정에서 감수 1분열 중기 과정에 있는 1개의 제1정모 세포에 있는 염색 분체의 개수와 정상 정자 세포 1개에 있는 염색체의 개수를 더한 값은 얼마인가? 그 풀이 과정을 서술하시오. (3점)

1-3. 여자의 체세포에는 23쌍의 상동 염색체가 있다. 23쌍의 상동 염색체 중 21쌍의 상동 염색체는 부계로부터 받은 염색체와 모계로부터 받은 염색체가 서로 다르고 나머지 2쌍의 상동 염색체는 부계로부터 받은 염색체와 모계로부터 받은 염색체가 완전히 동일하다고 할 때                                                                         (다음 장에 계속)

감수 분열에 의해 유전자형이 다른 난자가 몇 종류 만들어질 수 있는가? (단, 난자 생성을 위한 감수분열 과정 중 교차와 돌연변이는 일어나지 않는다. 미토콘드리아 내의 유전자는 고려하지 않는다.) (4점)

【문항 2】제시문 (나)를 참고하여 물음에 답하시오.

	베네딕트 반응 후 용액 색깔	뷰렛 반응 후 용액 색깔
사구체 내의 혈장	황적색	보라색
원뇨	황적색	연한 청색
오줌	연한 청색	연한 청색

2-1. 아래의 표는 건강한 사람의 사구체 내의 혈장, 원뇨, 오줌을 시료로 이용한 영양소 검출 반응에서 얻은 결과이다. (3점)

① 베네딕트 반응 결과를 근거로 알 수 있는 사구체에서 일어나는 오줌 생성 과정은 무엇인가?

② 베네딕트 반응 결과를 근거로 알 수 있는 세뇨관에서 일어나는 오줌 생성 과정은 무엇인가?

③ 뷰렛 반응 결과를 근거로 알 수 있는 사구체에서 일어나는 오줌 생성 과정은 무엇인가?

2-2. 여름에 지나치게 땀을 흘리면 혈압이 감소하고 탈수 증상이 나타난다. 이 경우 생리 식염수를 마시는 것이 증류수를 마시는 것 보다 탈수 증상을 회복하는데 더 도움이 된다. 증류수를 마셨을 때 일어나는 생리 현상에 대하여 다음 물음에 답하시오. (단, 부신 호르몬에 의한 조절은 고려하지 않는다.) (5점)

① 증류수를 마셨을 때, 분비량의 변화가 생기는 호르몬의 명칭과 합성 장소는?

② 증류수를 마셨을 때, ①에서 답한 호르몬의 분비량이 어떻게 변화하는지, 이 변화의 원인은 무엇인지, 그리고 이 호르몬 분비량의 변화가 콩팥에 미치는 영향을 서술하시오.

【문항 3】아래 그림에서 “가”는 폐포 모세 혈관 혈액에 있는 헤모글로빈의 산소 해리 곡선이고, “나”는 세포 호흡이 활발히 일어나는 근육 조직에 있는 모세 혈관 혈액 속 헤모글로빈의 산소 해리 곡선을 나타낸 것이다. 제시문 (다)를 참고하여 물음에 답하시오.

(뒷면에 계속)

3-1. 체온이 일정한 조건에서 폐에서 기체 교환을 마친 후 근육 조직으로 운반된 혈액에 있는 헤모글로빈의 산소 해리 곡선이 근육 조직 내의 증가된 이산화탄소 분압 때문에 “가”의 형  태에서 “나”의 형태로 전환된다. “가”의 산소 해리 곡선을 가진 헤모글로빈이 “나”의 산소 해리 곡선을 가진 헤모글로빈으로 특성이 바뀌었을 때 근육 조직으로의 산소 공급 효율이 몇 % 증가 또는 감소하는가? 그 풀이 과정을 서술하시오. (단, 폐포 모세 혈관 혈액의 산소 분압은 100 mmHg이고,  근육 조직 모세 혈관 혈액의 산소 분압은 40 mmHg로 간주한다.  폐포에서 산소를 공급받은 혈액이 근육 조직에 도달할 때까지 헤모글로빈으로부터 산소의 해리가 전혀 일어나지 않는다고 가정한다. 산소 공급 효율 계산 예: 조직으로의 산소 공급량이 50에서 65로 증가한 경우 산소 공급 효율이 30% 증가한 것이다.) (4점)

3-2. 조직에서 세포 호흡을 통해 생성된 이산화탄소는 순환계의 혈액에 의해 폐까지 수송되어 몸 밖으로 배출된다. 적혈구 수가 부족한 빈혈 환자는 혈액을 통한 이산화탄소의 운반 효율이 적혈구 수가 정상인 사람에 비해 낮다. 그 이유를 두 가지 측면에서 서술하시오. (단, 환자의 빈혈 증상은 낫모양 적혈구 빈혈증에 의한 것이 아니다.) (4점)

3-3. 다음 물음에 답하시오. (4점)

① 호흡 중추가 위치하는 뇌 부위는 어디인가?

② 호흡 운동의 속도를 감소시키는 명령을 호흡 중추로부터 횡격막과 늑간근으로 전달하는 자율 신경이 사용하는 신경 전달 물질은 무엇인가?

【문항 4】아래의 그림은 어떤 집안의 단일 인자에 의해 유전되는 유전병에 대한 가계도이다. 제시문 (라) 및 아래 가계도를 참고하여 다음 물음에 답하시오. (단, 2세대 남자3은 해당 유전병을 일으키는 유전자를 갖지 않는다.)

4-1. 이 유전병의 유전 방식은 무엇인가? 그리고 이 유전 방식이 아닌 나머지 3개의 유전 방식이 이 가계도에서 나타내는 유전병의 유전 방식이 아닌 이유를 서술하시오. (4점)

4-2. 이 가계도와 같은 유전 방식으로 유전되는 유전병의 예를 하나만 답하시오. (2점)

4-3. 4세대 “A”로 표시된 사람이 남자일 때 이 유전병을 가질 확률과 여자일 때 유전병을 가질 확률을 곱한 값은 얼마인가? 그 풀이 과정을 서술하시오. (4점)

* 주의사항 : 문제지, 연습지, 답안지에 필요한 인적사항을 기입하였는지 확인하시오.