2014학년도

모의논술고사 해설지

(인문·예체능계, 사회계, 자연계)

[ 교사용 ]

경 희 대 학 교

논술문제 해설지(인문·예체능계) - 출제개요

‘사회적 파편화 현상’을 주제로 한 종합적 사고와 문제해결 능력 평가

- 교과서, 고전, 시사, 등에서 통합적이고 다면적인 논술 능력 평가에 주안점

2014학년도 경희대학교 모의논술고사는 인문‧예체능계 교육과정에서 요구되는 인문학적 사유를 기반으로, 특정 주제를 심층적으로 이해할 수 있는 통합적‧분석적‧비판적 사고능력과 이를 논리적으로 진술할 수 있는 설명능력을 측정하기 위해 출제하였다. 이를 위해 제시문 분석을 바탕으로 사회적 파편화 현상을 이해하고 이를 종합적으로 극복할 수 있는 방안을 모색하는 내용의 문제를 출제하였다. 고등학교 교과 과정의 주요 주제를 충실히 학습한 학생이라면 누구든지 이해할 수 있는 제시문들로 구성하였으며, 개념을 단순 암기하는 것만으로 해결할 수 없도록 다양한 내용과 성격의 제시문을 통해 능동적이고 입체적으로 해당 주제에 접근하도록 했다.

<논술 I>에서는 제시문의 중심 내용 이해를 바탕으로 비슷한 성격의 글을 분류하고 통일감 있게 요약할 수 있는 능력을 파악하기 위해 출제했다. 이를 해결하기 위해서는 대상에 대해서 상이한 태도를 갖는 두 부류를 묶을 수 있어야 한다. 즉, 제시문 [가]와 [라]는 각각 인터넷과 도시 공간을 대상으로 사회적 파편화‧고립화의 양상을 제시하고 있는 데 비해, 제시문 [나]와 [다]는 협동조합식 공동주택 건설 과정과 인터넷에서 개인성과 공동체적 시민성이 동시에 추구될 수 있음을 주장하고 있다는 것을 파악하고 설명할 수 있어야 한다.

<논술 Ⅱ>에서는 제기된 문제를 파악하고, 이를 극복할 수 있는 대안 제시 능력을 평가하기 위해 출제했다. 이를 해결하기 위해서는 여러 제시문에서 명시적‧암시적으로 드러난 저자의 문제의식을 추출‧종합하여 한 편의 글로 완성할 수 있는 종합적 설명 능력을 갖추어야 한다. 제시문 [가]는 인터넷 기술의 발달에 따른 사회적 파편화 현상을 제기하고 있다. 이러한 현상을 보는 관점으로는 기술이 모든 것을 결정한다고 보는 기술결정론적이 있을 수 있다. 제시문 분석을 통해 기술은 그것을 사용하는 사람들의 의지나 문화에 따라 전혀 다른 결과를 낳을 수 있다는 점, 파편화를 극복하기 위해 개인성과 시민성의 공진화 가능성이 있다는 점, 이를 위한 실천적인 노력이 필요하다는 점 등을 제시할 수 있는지를 평가하고자 했다.

[제시문 출처]

제시문 [가]: 윤영철, ｢인터넷과 소통의 위기｣, □한국사회의 소통 위기□, 커뮤니케이션북스, 2011.

제시문 [나]: 시사IN, ｢마당 함께 써요. “뭐 이런 집이 다 있노?”｣, 2013. 288호.

제시문 [다]: 윤석민·송종현, ｢방송·통신 융합의 사회적 맥락｣, □방송연구□ 2004년 여름호.

제시문 [라]: 지그문트 바우만, ｢낯선 사람들은 위험하다｣, □고독을 잃어버린 시간□, 동녘. 2012.

제시문 [마]: □고등학교 독서와 문법Ⅱ□ ((주)미래엔, 271쪽, 홍성욱, “판옵티콘- 정보 사회 정보 감옥”)

논술문제 해설지(인문·예체능계) - 예시답안

<논제 Ⅰ>

[가]~[라]는 사회적 관계 맺기의 방식에 따라 두 부류로 나눌 수 있다. [가], [라]는 인터넷과 도시 공간을 대상으로 사회적 파편화 양상을 살피고 있으며, [나], [다]는 협동조합식 공동주택 건설과 인터넷을 대상으로 사회적 다양화의 가능성을 제시하고 있다.

즉, [가]는 대부분의 네티즌들이 자신의 취향과 일치하는 정보와 관계만을 선택하는 경향이 강하다는 것을 보여준다. 비슷한 정보와 의견만을 선택적으로 공유하면서 맺게 되는 동질적 집단의 네트워크는 사회 파편화를 심화시켜 자신들의 의견을 극단적으로 옹호하고 다른 의견을 배타적으로 거부하게 될 가능성이 크다. [라]는 낯선 사람들과 늘 부딪쳐야 하는 도시에서 낯선 사람들과의 뒤섞임에 대한 공포증인 ‘믹소포비아’ 상태에 놓이기도 한다는 점을 지적한다. 이들은 동질적인 사람들끼리의 공동체를 형성하고 낯선 사람들과의 접촉을 거부함으로써 자신들의 불안감을 해소하려고 한다.

한편 [나]는 협동조합 방식의 공동주택 건설을 통해 조합원의 개성과 고유성을 존중하면서도 공동체적인 소통 및 공간을 동시에 확보한 예를 보여준다. [다]는 인터넷 미디어가 수평적 네트워크를 통한 주체적인 개인성과 공동체적인 시민성을 동시에 신장시키는 ‘네트워크화된 개인주의’로 발전하게 될 것이라고 전망하고 있다.(638자)

논술문제 해설지(인문·예체능계) - 예시답안

<논제 Ⅱ>

제시문 [가]는 인터넷 기술로 인해 네티즌들이 자기 취향에 맞는 정보만을 선별적으로 접하고 그렇지 않은 정보는 거부함으로써 사회적 파편화가 가속화되는 문제를 다루고 있다. 이질적 집단과의 소통을 거부하는 태도는 인터넷 기술의 발달로 인한 필연적인 현상이라고 보고 있다. 이러한 시각은 이른바 기술결정론적 태도라 할 수 있다. 기술결정론은 기술이 사회의 변화를 결정한다고 본다. 필연적인 발전 경로를 따르는 기술 변화에 의해 사회 전체가 변한다는 것이다.

그러나 기술은 스스로 진화하지 않는다. 기술 변화의 과정에는 정치‧경제‧문화적 요소들이 입체적으로 개입한다. 기술을 대하는 사람들의 의지와 태도에 따라 전혀 다른 결과를 가져온다. 따라서 인터넷 기술에 대한 기술결정론적 태도를 극복하기 위해서는 다음과 같은 시각을 가질 필요가 있다.

첫째, 인터넷 기술 자체는 중립적이며 그것을 운용하는 인간의 목적과 의지에 따라 다른 결과를 낳을 수 있다는 인식이 필요하다. 제시문 [마]에서 알 수 있듯이, 비디오카메라는 개인을 감시하기도 하지만, 권력을 감시할 수도 있다. 인터넷 기술도 그것을 쓰는 사람들의 목적과 의지, 소통 방식에 따라 전혀 다른 기능을 할 수 있다.

둘째, 개인성과 공동체성은 배타적이지 않고 유기적으로 공진화할 수 있다. 제시문 [다]에서 주장하듯이, 인터넷 기술은 개인성과 공동체적 시민성의 동시적인 신장이 가능하게 할 수 있다. 인터넷 기술은 정보에 대한 평등한 공유와 등권적인 연대를 가능하게 함으로써 ‘네트워크화된 개인주의’로 발전하게 될 것이다.

셋째, 개인성과 공동체성의 공진화를 위한 실천적인 노력이 필요하다. 제시문 [나]처럼 서로 다른 개성과 의견을 갖고 있는 사람들이 공동의 목표를 위해 모이고 적극적으로 소통함으로써 새로운 관계를 만들어가야 한다. 뒤섞임에 대한 공포증인 ‘믹소포비아’를 극복하는 유일한 방법은 이질성을 환영하고 경험하려는 실천적인 노력밖에 없다. 이질성을 극복하기 위한 활동에 직접 참여할 때만이 독립적이고 성찰적인 개인으로 성숙할 수 있고, 다양한 문화와 의견이 공존하는 공동체로 변화할 수 있다.

유유상종의 원칙에 따라 형성된 인터넷 집단의 구성원들이 그 집단의 바깥에 존재하는 반대의견을 지닌 네티즌들과 얼마나 잘 소통하고 있는지가 중요하다. 그래야만 다양한 견해를 접한 경험을 바탕으로 포용과 관용의 미덕을 쌓고 공동체적 다양성에 참여하는 시민으로 성장할 수 있다.

(1,186자)

논술문제 해설지(사회계) - 출제개요

논제 I은 사회 급여와 서비스를 누구에게 제공할 것인가라는 지급대상자 선정기준을 다룬다. 제시문 <가>~<라>에 대한 이해를 바탕으로 가계자산조사 방식에 기초하여 가난한 사람들을 지급대상자로 선정하는 방식과 사회집단 구성원 모두를 지급대상자로 삼는 보편적 사업을 시행하고 그 위에 취약집단의 필요에 대응하기 위해 추가 지원을 시행하는 ‘보편주의 제도내의 표적화(선별)’ 방식을 구분할 수 있어야 한다. 한국 사회의 복지 논쟁과 관련하여 선별주의와 보편주의가 잘 알려져 있으나, 논제 I에서는 선별주의와 보편주의를 묻는 것이 아니다. 논제 I에서는 학생들이 가계자산조사에 기초하여 지급대상자를 선정하는 선별주의와 보편주의 제도내의 표적화(선별) 방식을 구분하여 이해하는 능력을 평가하고자 한다. 논제 I에서 다루는 제시문은 정약용의 <목민심서>, Theda Skocpol, "Sustainable Social Policy: Fighting Poverty Without Poverty Programs," The American Prospect, 2, 일간신문, 최광은의 <모두에게 기본소득을>에서 가져왔다. 제시문을 고전, 시사, 학술 논문을 포괄하여 다양하게 구성함으로써 학생들의 이해 및 추론 능력을 평가하고, 현실에서 정부 정책을 이론과 연계하여 이해하는 능력을 평가하고자 하였다.

논제 II는 제시문 <나>에 나와 있는 보편주의 제도내의 표적화(선별) 원칙의 관점에서 제시문 <다>, <라>, <마>에서 다루는 제도 개선책과 새로운 대안을 비교 평가하는 분석적 사고 능력을 평가하고자 한다. 학생들은 최근 한국 사회의 복지논쟁에서 이미 잘 알려져 있는 선별주의와 보편주의에 관한 사전 지식에 근거하여 논제를 다루어서는 안 된다. 학생들은 제시문 <나>에 포함된 구체적인 내용들에 근거하여 <다>, <라>, <마>에서 다루는 제도 개선책과 새로운 대안을 비교하여 평가할 수 있는 능력을 보여주어야 한다. 기초노령연금 제도개선책, 고용보험과 국민연금 사각지대 해소를 위한 대책, 기본소득에 대하여 <나>를 근거로 비판할 수 있는 능력을 갖추었는지를 확인한다.

논제 III은 공공의료기관과 같은 공공 조직은 분배의 정의를 실현하기 위해서는 다소 이익을 희생할 수 있음을 암시하고 있다. 수험생의 제시되는 문장으로부터 수리적 모형을 도출하여 정확한 해를 구하는 능력과 자신의 생각을 그래프의 형태로 추상화하는 능력을 평가하기 위해 출제하였다. 이 문제를 풀기 위해서는 여러 개의 부등식으로 이루어지는 실행가능해(feasible solution)의 범위 내에서 최댓값 혹은 최솟값을 계산하는 식을 만들 수 있어야 한다.

논술문제 해설지(사회계) - 예시답안

<논제 Ⅰ>

제시문 <가>~<라>는 정부가 사회 급여와 서비스를 누가에게 제공할 것인가라는 지급대상자 선정기준을 다룬다. 제시문 <가>는 가난한 사람을 선정하는 기준으로 나이, 친척, 재산을 들고, 이 세 가지 기준을 동시에 충족하는 경우에 도와주어야 한다고 본다. 제시문 <나>는 중산층과 근로계층 모두를 지급대상자로 하는 보편적 사업을 실시하고 그 위에 저소득 취약집단의 필요에 추가적으로 대처하는 “보편주의 제도내의 표적화(선별)”를 주장한다. 제시문 <다>는 기초노령연금이 실질적으로 빈곤한 노인을 돕기 위해서 기초노령연금 지급대상자 선정기준에 동거 자녀세대의 소득과 재산을 반영하여 빈곤 노인을 선별할 것을 주장한다. 제시문 <라>는 고용보험과 국민연금이 모든 근로자를 위한 소득보장제도로 자리를 잡기 위해서 정부가 저임금 근로자를 선별하여 보험료 일부를 지원하는 정책을 확대해 나갈 것임을 밝히고 있다. 따라서 제시문 <가>와 <다>는 가계자산조사를 통하여 선별된 가난한 사람만을 지급대상자로 선정해야 한다고 주장하며, 반면에 제시문 <나>와 <라>는 중산층과 근로계층 모두를 지급대상자로 삼는 보편적 사업을 실시하고, 그 위에 취약집단에게는 추가 지원을 제공하는 보편주의 제도내의 표적화(선별)를 주장한다.

<논제 Ⅱ>

제시문 <나>는 사회 급여와 서비스를 누구에게 제공할 것인가라는 지급대상자 선정기준과 관련하여 ‘보편주의 제도내의 표적화’를 주장한다. 중산층과 근로계층 모두가 지급대상자인  보편적 사업을 실시하고, 그 위에 취약집단의 필요에 추가적으로 대처하는 정부의 지원이 필요하다는 것이다. 제시문 <라>는 모든 근로자를 가입 대상으로 삼는 고용보험과 국민연금보험의 사각지대 문제를 해결하기 위하여 정부가 저임금 근로자를 선별하여 사용주 및 근로자가 부담하는 사회보험료를 일부 지원한다는 내용으로, 제시문 <나>의 보편주의 제도내의 표적화 관점과 일치한다.

<제시문 다>는 기초노령연금의 지급대상자 선정기준에 동거 자녀의 경제력을 반영하는 제도개선이 필요하다고 주장한다. 그런데 제시문 <나>의 관점에서 보면 공공부조의 가계자산조사를 강화하여 제도개선을 도모하는 것은 빈곤한 노인을 돕는 데 바람직하지 못하다. 오히려 모든 노인을 대상으로 급여(기초연금)을 제공하고 빈곤한 노인에게 추가적인 지원을 제공하는 것이 바람직하다. 가난한 노인만을 선별하여 급여를 제공하면 재원을 안정적으로 확보하기 어렵고, 수혜 대상자에게 수치심을 유발하고, 정권의 변화에 따라 제도가 변화할 수 있다.

제시문 <마>는 개인의 자산이나 소득에 상관없이 무조건적으로, 사회 구성원 모두에게, 개별적으로 충분한 소득을 보장하는 기본소득 제도를 주장한다. 제시문 <나>의 관점에서 보면, 기본소득은 취약집단의 특수 욕구(필요)에 대응할 수 있는 추가적인 지원 수단을 포함하지 않는 문제를 안고 있다.

논술문제 해설지(사회계) - 예시답안

<논제 Ⅲ>

은 일반인 환자의 수, 는 무상진료 대상자의 수라고 하자.

그렇다면 병원의 수익 은 다음과 같이 표현된다.

---- (식1)

한편 제약식은 다음과 같다. 첫째, 무상진료 대상자는 전체 환자의 수인 의 2/3 수준 이상이 되어야 하므로 ---- (식2)로 표현된다.

두 번째 제약식은 지속적인 운영을 위해 일 반인을 하루에 30명 이상은 진료해야 한다는 것이므로 ---- (식3)이 된다.

마지막으로 세 번째 제약은 무상진료 대상자와 일반인을 모두 합하여 하루에 150명 이상은 진료할 수 없는 것으로 ---- (식4)로 표현된다.

위에서 도출된 네 식은 아래 그림과 같이 표현된다. 그림에서 색칠한 부분이 식(2)-(4)로 형성되는 실행가능영역이다. 이때 병원의 수익은 식(1)처럼 가 0~20명인 경우 기울기가 -5/3, 20명 초과인 경우 -5/2이므로 식(4)의 기울기인 -1 보다 절댓값이 더욱 커서 결국 를 극대화할 수 있는 점은 식(2)와 식(4)가 만나는 (50,100)이 된다. 이때 값은 에 (50,100)을 대입한 , 즉 470만원이 된다.

정답: 무상진료 대상자 100명/일. 수익은 470만원/일

논술문제 해설지(자연계) - 출제개요

■ 출제 개요

2014학년도 경희대학교 모의논술고사는 자연계 고교 교과과목의 수학과 과학과목의 기본 개념들에 대한 이해도와 응용력에 기반하여, 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 문제들로 구성하였지만 단순한 암기능력을 검사하는 것은 피하였다.

<논제 I> 에서는 역사적으로 잘 알려진 수학적 대상을 소개하고, 교과과정에서 학습한 내용을 적용하여 그 대상의 특성을 스스로 유도하는 과정을 서술하게 하고 수학적 특성을 발견하도록 하였다. 이를 이용하여 첫 번째 논제에서 유도한 타원 공식과 두 번째 논제에서 찾은 타원의 특성을 함께 이용하여 서술하는 것으로 이전 두 논제의 내용을 얼마나 잘 이해하고 활용할 수 있는지를 파악할 수 있도록 출제하였다.

<논제 Ⅱ> 에서는 제시문의 기본개념들을 이해하고, 뉴턴의 제2법칙과 역학적 에너지 및 에너지 보존의 법칙, 에너지의 변환 등을 이해하고 이용하여 논리적으로 설명할 수 있는지 평가하고자 하였다. 또한 완충용액에 대한 종합적인 사고능력과 혈액 내 완충용액의 생리적 기능에 대한 이해를 묻고자 하였으며, 마지막으로 인간의 건강증진을 위한 각종 질환 검사를 위해 이미 실용화되어 활용되고 있는 대표적인 유전자검사 과정인 중합효소연쇄반응법에 대한 이해와 실질적인 활용에 대한 응용력을 평가하고자 하였다.

[제시문 출처]

<논제 I>

제시문 [가]: 고등학교 기하와 벡터 (좋은책 신사고 2011)

제시문 [나]: C. Stanley Ogilvy, "Excursions in Geometry", Dover Publications,

December 1, 1990

<논제 Ⅱ>

제시문 [가]: 고등학교 물리I (교학사)

제시문 [나]: 자체 출제

제시문 [다]: 고등학교 화학Ⅱ (천재교육)

제시문 [라]: 고등학교 화학Ⅱ (천재교육),

(Structure and Function of the Body, Thibodeau & Patton, Chapter 19)

제시문 [마]: 고등학교 화학Ⅱ (천재교육)

제시문 [바]: (EBS수능특강 생명과학Ⅱ, Principle of Biochemistry, Voet, Voet & Pratt, p.189)

제시문 [사]: 자체 출제

제시문 [아]: 국립보건연구원 희귀난치병질환센터 교육자료#39

제시문 [자]: 자체 출제

논술문제 해설지(자연계) - 예시답안

<논제 Ⅰ>

<논제 I-1>

[eqn: n]이 증가할수록 각 다각형의 넓이가 원과 타원의 넓이에 수렴하므로 원과 타원의 넓이비는 원에 내접하는 정[eqn: 2n]각형의 넓이와 타원에 내접하는 [eqn: 2n]각형의 넓이비와 같다.

각각의 [eqn: 2n]각형은 제시문 [가]의 그림처럼 [eqn: 2]개의 삼각형과 [eqn: n-2]개의 사다리꼴로 나눌 수 있다.

이 때, 각각의 대응되는 삼각형과 사다리꼴들은 높이가 같다.

따라서 삼각형의 넓이비는 밑변의 길이비와 같다.

[eqn: TRIANGLE GHF``: TRIANGLE GH` prime F`` prime = bar{HF``} : bar{H` prime F`` prime }]

[eqn: H`]와 [eqn: H`']의 [eqn: x]좌표를 [eqn: h]라고 할 때, [eqn: y]좌표는 각각 [eqn: sqrt {a ^{2} -h ^{2}}], [eqn: LEFT | {b} over {a} RIGHT | sqrt {a ^{2} -h ^{2}}]이다.

따라서 [eqn: TRIANGLE GHF``: TRIANGLE GH` prime F`` prime = bar{HF``} : bar{H` prime F`` prime } =a:b]이다.

사다리꼴[eqn: AHFE`]와 사다리꼴[eqn: A'H`'F``'E``'`]의 경우도 마찬가지로 밑변과 윗변의 길이비가

모두 [eqn: a:b]이므로 넓이비도 [eqn: a:b]이다.

그러므로 원에 내접하는 정[eqn: 2n]각형의 넓이와 타원에 내접하는 [eqn: 2n]각형의 넓이비가 [eqn: a:b]가 되며,

원과 타원의 넓이비도 [eqn: a:b]이므로, 타원의 넓이는 [eqn: pi a ^{2} TIMES {b} over {a} = pi ab]이다.

<논제 I-2>

큰 원과 작은 원의 반지름을 각각 [eqn: R]과 [eqn: r]이라 하고, 파푸스 체인의 원[eqn: O _{k}]의 반지름을 [eqn: x _{k}]라고 하자. 원[eqn: O _{k}]는 작은 원과 외접하고, 큰 원에 내접하므로, 작은 원과 원[eqn: O _{k}]의 중심거리는 [eqn: r+x _{k}]이고, 큰 원과 원[eqn: O _{k}]의 중심거리는 [eqn: R-x _{k}]이다.

이 두 중심거리의 합 [eqn: (R-x _{k} )+(r+x _{k} )=R+r]은 모든 원[eqn: O _{k}]에 대하여 일정하므로,

원[eqn: O _{k}]의 중심에서 작은 원의 중심과 큰 원의 중심에 이르는 거리의 합이 모든 [eqn: k]에 대하여 같다고 할 수 있다.

따라서 타원의 정의에 의하여 원[eqn: O _{k}]의 중심은 작은 원의 중심과 큰 원의 중심을 초점으로 갖는 타원 위에 있다.

큰 원과 작은 원의 중심거리는 [eqn: R-r]이므로,

장축의 길이는 [eqn: 2 LEFT ( {R+r} over {2} RIGHT ) =R+r]이고, 단축의 길이는 [eqn: 2 sqrt {LEFT ( {R+r} over {2} RIGHT ) ^{2} - LEFT ( {R-r} over {2} RIGHT ) ^{2}} =2 sqrt {Rr}]이다.

<논제 I-3>

[eqn: R=12], [eqn: r=8]이므로 장축의 길이는 [eqn: 20]이고, 단축의 길이는 [eqn: 8 sqrt {6}]이다.

따라서 타원의 넓이는 [eqn: pi TIMES 10 TIMES 4 sqrt {6} = LEFT ( 40 sqrt {6} RIGHT ) pi `]이다.

논술문제 해설지(자연계) - 예시답안

<논제 Ⅱ-1>

(1) 잠수함이 등속운동을 할 때 추진력의 크기와 물에 의한 저항력의 크기가 같아야 한다.

따라서 추진력의 크기는

[eqn: F=Bv=1000`Ns/m TIMES `5m/s=5000N````]

와 같고 추진력에 의한 일률은 다음과 같다.

[eqn: P _{추진} =Fv=Bv ^{2} =5000`N` TIMES 5`m/s=25kW].

열 명의 승무원을 위한 산소공급기를 작동하는데 필요한 전기 에너지의 일률은

[eqn: P _{산소공급} =10 TIMES 1`kW=`10`kW]

와 같고 발전기의 효율이 20%이므로 산소공급기에 일률을 공급하기 위해 발전기에 공급해야 할 일률은 다음과 같다.

[eqn: P _{발전} =10`kW` TIMES {1} over {0.2} =50kW]

따라서 잠수함의 추진과 산소공급기의 작동을 위해 엔진으로 부터 공급되는 총 일률은

[eqn: P _{총합} =P _{추진} +P _{발전} =25`kW+50kW=75kW]

와 같다.

(2) 총 일률이 잠수함의 추진에만 사용된다면 다음의 추진 일률 [eqn: P _{추진``}]

[eqn: P _{추진} =Fv=Bv ^{2}]

와 [eqn: P _{총합}]인 [eqn: 75kW`]가 같으므로

[eqn: Bv ^{2} =75kW]

로부터 속도의 제곱은

[eqn: v ^{2} =P/B=75`(m/s) ^{2``}]

이고 잠수함은 속도 [eqn: sqrt {75} m/s`]로 등속운동을 하게 된다.

논술문제 해설지(자연계) - 예시답안

<논제 Ⅱ-2>

(1) 우선 탄산완충용액의 화학반응식은 다음과 같다.

H2CO3 + H2O  ⇄  HCO3- + H3O+

제시문[다]에서의 Ka 정의와 제시문 [라]에서의 완충용액 평형상태에서의 평형농도를 사용하여,

Ka = [H3O+]([A-]+a)/([HA]-a)

제시문 [라]에서 a는 무시할 수 있을 만큼 작다고 하였으므로,

Ka = [H3O+][A-]/[HA]

(log를 취하면) => logKa = log[H3O+] + log ([A-]/[HA])

(정리하면)   => pH = pKa + log ([A-]/[HA])

논제에서 도출된 위 관계식과 탄산완충용액의 화학반응식을 사용하면,

pH = pKa + log ([A-]/[HA])  = 6.4 + log ([HCO3-]/[H2CO3])

탄산과 탄산수소이온의 몰농도 비율이 1:1 일 때,

log ([A-]/[HA]) = 0. 따라서 pH = pKa = 6.4

또는 Ka = [H3O+][A-]/[HA] 에서 pH = pKa를 바로 유도할 수도 있음.

그리고, pH = pKa + log ([A-]/[HA]) 의 관계식에 따라, 탄산수소이온을 추가적으로 넣어줌에 따라 log ([HCO3-]/[H2CO3])가 커짐으로 pH는 증가할 것이다.

위의 결과에서 보듯이 탄산수소이온의 양이 증가함에 따라 탄산완충용액에서의 pH는 증가한다. 이는 제시문 [마]의 르 샤틀리에의 법칙에 의해, 탄산수소이온이 추가적으로 존재함으로서 위에서 서술한 탄산완충용액 화학반응의 평형이 왼쪽으로 이동하기 때문이다. 따라서 수소이온의 농도는 줄어들게 된다. (즉 산성도 감소, pH 증가)

(2) 제시문 [바]에서 설명하였듯이 우리 몸의 세포는 산소호흡의 결과에 따라 CO2를 생성해 내고 이는 H2CO3의 형태로 정맥을 이동하다가 폐에 의해서 내보내어진다. 따라서 정맥은 동맥보다 더 많은 H2CO3 (즉, 더 작은 HCO3-/H2CO3의 값, pH = pKa + log([HCO3-]/[H2CO3])를 다시 참고)를 가지고 있을 것이고, 더 작은 pH 값을 가질 것으로 예상된다.

pH = pKa + log ([HCO3-]/[H2CO3])

즉, 동맥의 pH가 정맥의 pH보다 높다. 실제로 동맥의 pH는 약 7.45, 정맥의 pH는 약 7.35이다.

(3) 문제 (2)에서 얻어진 식을 사용하면

pH = pKa + log ([A-]/[HA])

=> 7.4 =  6.4 + log ([HCO3-]/[H2CO3])

논술문제 해설지(자연계) - 예시답안

<논제 Ⅱ-2>

[HCO3-]는 [H2CO3]보다 10배 많아야한다.

따라서 [HCO3-]=0.025 M

위의 결과에서와 같이 혈액 내 HCO3-의 농도가 H2CO3의 농도보다 10배가량 높다. 이는 제시문 [라]에서 설명된 완충용액의 최대 완충용량을 얻을 수는 있는 농도가 아니다.

그렇지만, H2CO3보다 과량의 염기 HCO3-는

운동과정에서 생성되는 젖산(이는 약산임)에 의한 혈액 산성화, 그리고 근육세포의 산소호흡에 의한 CO2 생성과 이로 인한 H2CO3 등의 다양한 산성물질을 중화시키는 데 더욱 효과적으로 기능할 것으로 예상된다.

<논제 Ⅱ-3>

(1) 주어진 문항에서 중합효소연쇄반응과정은 이중나선의 DNA를 단일가닥으로 분리하고, DNA 주형에 상보적인 한 쌍의 시발체를 결합시키고, DNA 주형을 따라서 상보적인 염기를 붙여 새로운 딸 DNA를 합성하는 1회의 복제단계를 수행하는데 2분이 소요된다고 한다. 따라서 12 동안 전체 6회의 복제단계를 수행하게 된다. 제시문 [아]에 주어진 그림을 통하여 1회의 복제 후에 DNA 분자는 1개에서 2개로 늘어나고, 2회의 복제 후에는 2개에서 4개로 늘어남을 알 수 있다. 결국 이와 같은 과정을 반복하면 DNA 분자 수는 2n 으로 증가하게 됨을 알 수 있다. 결국 전체 6회의 복제단계를 거치게 되어, 26 (=64) 개의 DNA 분자 수가 생성되게 된다.

(2) 제시문 [자]에서 주어진 왼쪽 시발체는 주형 DNA의 왼쪽 아랫 가닥과 상보적인 서열을 가지고 있어 결합 후 윗 가닥을 새롭게 합성 할 수 있으나, 오른쪽 시발체의 경우 주형 DNA의 오른쪽 윗 가닥과 상보적인 염기서열을 가지고 있지 않아 대상 주형 DNA 가닥과 결합하지 못하여 DNA 합성에 부적합하다. 이런 이유로 주어진 시발체 조합은 중합효소연쇄반응법에 의한 DNA 합성에는 적합하지 않다. 해결방법으로는 오른쪽 시발체를 5’-TAATGTATCG-3’로 새롭게 제작하여 주어진 왼쪽 시발체와 같이 사용하면 성공적인 중합효소연쇄반응법에 의한 주어진 DNA의 합성을 수행할 수 있다.

- 더 나은 인간, 더 나은 세계  경희대학교 -