2015학년도 대학입학전형 자연계 모의평가 문제지

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지원학과

수험번호

성명

과목

생명과학

【유의사항】

1. 시험시간은 100분입니다.

2. 답안은 답안지의 해당 문항 번호에 흑색 플러스펜으로 작성하시오.

3. 제목을 쓰지 말고 본문부터 시작하시오.

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

5. 답안 연습은 연습지를 활용하시오.

6. 답안지, 연습지 및 문제지에 필요한 인적사항을 기입하였는지 확인하시오.

【제시문】을 읽고 다음 물음에 답하시오.

(가) 세포 분열에는 체세포 분열과 감수 분열이 있다. 체세포 분열은 모세포와 동일한 유전 물질을 가진 2개의 딸세포를 형성하는 과정이다. 생물은 체세포 분열을 통해 생장하고, 상처 부위를 재생하고, 각 기관의 기능을 유지하기 위해 필요한 새로운 세포를 만들어낸다. 정소나 난소 같은 생식 기관에서는 생식 세포를 형성하기 위한 감수 분열이 일어나 4개의 딸세포가 만들어지며, 감수 분열 시 염색체가 비분리되는 현상에 의해 염색체 수의 이상과 같은 염색체 돌연변이가 일어난다.

(나) 생물이 지닌 여러 가지 특성을 형질이라 하며, 부모의 형질이 자손에게 전달되는 것을 유전이라고 한다. 유전의 원리는 멘델에 의해 처음으로 세상에 알려졌으며, 멘델은 8년간의 완두 교배 실험을 통해 유전의 기본 원리인 분리의 법칙과 독립의 법칙을 발견하였다. 이 중 독립의 법칙은 서로 다른 형질을 결정하는 유전자가 다른 염색체에 존재할 때에만 성립하며, 연관된 유전자 사이에서는 성립하지 않는다.

(다) 사람은 외부 환경이 심하게 변하더라도 체온, 혈압, 혈당량, 삼투압 등의 체내 환경을 일정하게 유지하려는 성질을 가지고 있으며, 이를 항상성이라고 한다. 예를 들면, 인간의 경우 체온은 일정하게 37℃로 유지되고, 혈액과 조직액의 pH는 7.4±0.1로 유지된다. 또한 인체는 혈액 속 포도당의 농도(혈당량)를 조절하여 혈액 100㎖당 70~110㎎ 범위의 포도당 농도를 늘 유지시킨다. 이와 같이 항상성은 신경과 호르몬의 작용에 의해 유지되고 조절된다.

(라) 동물은 병을 일으키는 감염인자인 병원균의 공격을 항상 받고 있다. 바이러스, 세균, 곰팡이 등의 병원균들은 사람을 포함한 많은 종류의 동물을 감염시킨다. 동물체는 병원균에게 양분 공급, 생장과 생식 그리고 필요에 따라 새로운 숙주나 환경으로의 이동 수단을 제공하는 등 아주 이상적인 서식장소이다.  그러므로 우리 몸은 독감 바이러스의 입장에서는 아주 훌륭한 숙주이다. 하지만, 우리 몸은 이러한 병원균에 침입 및 서식을 제한하는 방법을 적응․진화시켜왔다. 일련의 면역세포들이 체액과 조직 사이를 순찰하면서 병원균을 인지하고 파괴하기 때문이다. 또한, 세균의 막에 구멍을 뚫는 단백질을 이용하거나, 바이러스의 세포 내 침입을 원천 봉쇄하는 단백질을 만들기도 한다. 동물들은 이처럼 다양한 면역체계를 구성하고 있어 감염을 막거나 피할 수 있다.

【문항 1】다음은 염색체 수 이상에 의한 다운증후군을 보이는 철수와 철수의 가족에 대한 자료이다. 자료를 읽고 다음 물음에 답하시오.

○ 아버지, 어머니의 핵형은 모두 정상이다.

○ 아버지의 정자 형성 시 염색체 비분리가 일어난 정자가 수정되어 철수가 태어났다. 정자 형성 시 염색체 비분리는 1회만 일어났으며, 그림은 모세포 A로부터 염색체 비분리가 일어난 정자 형성 과정에서 관찰된 감수 분열 중기의 세포이다(단, 6번 염색체와 21번 염색체만을 나타내었다.).

1-1. 체세포 분열과 감수 분열의 주요 차이점 중 감수 분열에서만 나타나는 현상을 3가지 이상 설명하시오. (단, 제시문 (가)에 언급된 내용은 제외하시오.) (3점)

1-2. 그림의 세포는 감수 1분열과 감수 2분열 중 어느 단계에 관찰된 것인가?(2점) 또한 모세포 A로부터 정자 형성 시 일어난 염색체 비분리는 감수 1분열과 감수 2분열 중 어느 단계에서 일어났는지 판단 근거와 함께 설명하시오.(3점) 또한 모세포 A로부터 형성된 4개의 정자 각각이 가지는 염색체 수는 몇 개인가?(2점) (총 7점)

【문항 2】다음은 붉은색 꽃, 노란색 종자, 큰 키의 표현형을 가지는 어떤 식물(P)을 자가 교배하여 얻은 자손(F1) 800 개체의 표현형에 따른 개체수를 나타낸 자료이다. 자료를 읽고 다음 물음에 답하시오.

F1 표현형	F1 개체수
붉은색 꽃, 큰 키, 노란색 종자	300
붉은색 꽃, 큰 키, 녹색 종자	100
붉은색 꽃, 작은 키, 노란색 종자	150
붉은색 꽃, 작은 키, 녹색 종자	50
흰색 꽃, 큰 키, 노란색 종자	150
흰색 꽃, 큰 키, 녹색 종자	50

단, 꽃 색깔 유전자의 붉은색 꽃 대립 유전자(R)는 흰색 꽃 대립 유전자(r)에, 키 유전자의 큰 키 대립 유전자(L)는 작은 키 대립 유전자(l)에, 종자 색깔 유전자의 노란색 종자 대립 유전자(Y)는 녹색 종자 대립 유전자(y)에 대해 각각 우성이다.

2-1. P에서 꽃 색깔 유전자, 종자 색깔 유전자, 키 유전자의 대립 유전자 중 연관된 대립 유전자 쌍은 몇 가지이고, 무엇인가? (3점)

2-2. 표의 F1에서 붉은색 꽃, 큰 키, 노란색 종자의 표현형을 보이는 개체들의 유전자형은 몇 가지이고 무엇인가? (4점)

2-3. P를 검정 교배 시켜 얻은 자손(F1)에서 나타나는 표현형은 몇 가지이고, 무엇인가? (단, 돌연변이와 P의 생식 세포 형성 시 교차는 고려하지 않는다.)  (3점)

【문항 3】인간을 비롯한 포유동물에서 체온 조절은 신경과 호르몬에 의해 일정하게 유지된다. 체온이 낮아지면 호르몬과 신경 조절에 의해 체온을 높이기 위한 반응이 나타난다. 아래의 그림은 호르몬에 의한 체온 조절을 보여주고 있다. (TRH : 갑상샘 자극 호르몬 방출 호르몬, TSH : 갑상샘 자극 호르몬)

3-1. 체온 변화 감지와 조절의 중추는 어디인가? (1점)

3-2. 만약, 갑상샘 종양이 생겨서 정상적인 티록신 생산이 안 된다고 가정하자. 이때, TRH의 양적변화에 대해 답하고, 그 이유를 그림에 제시된 상황만을 고려하여 설명하시오. (2+4점)

【문항 4】다음은 당뇨병에 관한 내용이다. 물음에 답하시오.

4-1. 제1 형 당뇨병은 면역시스템이 췌장(이자)의 세포를 공격해서 생기는 질환으로 추정되며, 인슐린 의존성이라고 한다. 이러한 질환을 일반적으로 무엇이라고 하는가? (2점)

4-2 다음의 표는 사람과 다양한 동물의 인슐린을 이루는 아미노산의 일부를 보여주고 있다. 제1 형 당뇨병 치료를 위해 인슐인을 투여하고자 한다. 치료에 가장 적합한 동물을 고르고, 그 이유를 쓰시오. (1+3점)

	인슐린을 구성하는 1번-30번 아미노산 서열
	1-7	8	9	10	11-29	30
인간	…	트레오닌	세린	이소류신	…	트레오닌
소	…	알라닌	세린	발린	…	알라닌
돼지	…	트레오닌	세린	이소류신	…	알라닌
양	…	알라닌	글리신	발린	…	알라닌

(각 숫자는 아미노산 배열 순서를 의미함)

4-3 제1 형 당뇨병을 앓고 있는 철수가 치료를 위해 3명의 익명의 기증자 A, B, C로부터 췌장(이자)을 이식받고자 한다. 철수가 췌장(이자)을 이식을 받기 전 다음과 같은 실험을 하였다. 아래의 그림은 실험의 각 단계를 보여주고 있다.

단계 1. 기증자 A, B, C의 췌장(이자) 조직 일부를 채취하여, 잘게 자른 후 각각의 시험관에 넣어 시험관 벽에 부착시켰다.

단계 2. 철수의 피를 뽑아서 혈청(serum)을 분리한 후, 혈청을 각 시험관에 첨가하였다. (혈청에 있던 항체들 중, 일부 항체는 항원에 결합하였다.)

단계 3. 결합하지 않은 항체를 씻어낸 후, 철수의 항체를 인식할 수 있는 제 2차 항체를 첨가하였다. 이 제 2차 항체는 효소와 결합되어 있고 결합된 효소는 항체의 양을 측정할 수 있도록 빛을 발한다. (E는 효소를 의미한다)

실험 결과는 다음 표와 같다. 각 숫자는 같은 기준점에서 발광하는 빛의 세기를 측정한 것이다. 숫자가 높을수록 발광하는 빛이 강하다는 것을 의미한다. Positive control (양성 대조군)은 시험관에 철수의 이자 조직을 넣은 것이고,  negative control (음성 대조군)은 어떤 항체도 첨가하지 않은 대조군이다. 기증자 A, B, C를 이식에 가장 적합한 기증자에서 부적합한 기증자를 순으로 나열하고, 그 이유를 설명하시오. (2+5점)

positive control	negative control	기증자 A	기증자 B	기증자 C
1.729	0.148	0.150	1.912	0.589

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