영재고2단계전형 예상문제_생물1st 정해

1.

답 : ㄴ

풀이

실험 내용을 통해서 알 수 있는 점은 메릴랜드 매머드가 꽃을 피우는 데에는 최소 9시가 이상의 암기가 필요하다는 점이다. 즉 꽃을 피우는 데 있어서 밤의 길이가 더욱 중요한 요인임을 알 수 있다.

또한 암기 중에 빛의 방해를 받게 되면 개화가 도지 않는다는 것도 4번을 통해 알 수 있다.

따라서 밤의 길이가 점점 길어지는 ㄴ의 상황이 메릴랜드 매머드가 꽃을 피울 수 있는 상황이다.

ㄷ의 경우 밤의 길이는 길지만 인공조명에 의해 밤 길이가 방해를 받는다.

 

2.

답 : 없다

풀이

철수의 아버지의 유전형이 BO인지 BB인지 위 가계도만으로는 확신할 수 없으므로 철수는 모든 경우의 혈액형을 가질 수 있다.

 

3.

풀이)

1) O. 교감 신경이 자극되면, 심박동 수가 빨라진다. 이는 교감신경의 자극을 받아 동방결절에서의 흥분빈도수가 증가하기 때문이다. 따라서 그래프는 (나)와 같이 변화한다.

 

2) X. 일반적으로 신경계의 전기 전도는 Na+의 유입에 의해 활동전위가 생성되는 원리로 만들어진다. 그러나 심장의 동방결절은, Na+의 유입으로 막전위를 천천히 상승시키다가, 임계점을 넘는 순간, Ca2+를 유입시켜 활동전위를 생성한다.

3) O, K+ 채널이 오래 열려 있으면, 재분극시간이 길어져 정상보다 상대적으로 더 과분극 상태가 유지되므로, 다시 탈분극하는데 걸리는 시간이 증가한다. 따라서 (다)처럼 변한다.

 

4) X. a와 b구간에서 동방결절은 탈분극 상태이고, 따라서 a와 b구간은 심방이 수축하고 있는 상태이다. 심방의 수축이 끝난 후, 심실이 수축하기 시작하므로 심실의 수축과 이완은 c 구간에서 이루어진다.

 

5) x. 심방의 수축은 b구간에서도 이루어지고 있다. 따라서 동방결절의 탈분극이 종료되는 b의 마지막 순간에 심방의 수축이 완료된다. a지점의 끝은 탈분극이 최대로 되는 순간을 의미하는데, 이 것은 심방의 수축력이 최대가 되는 시점을 의미하지, 심방의 수축이 끝난 것을 의미하는 것이 아니다.

 

6) X. 보통의 신경전도는 외부의 자극이 있을 때 생성되지만, 동방결절을 외부의 자극없이도 스스로 탈분극하여 전기신호를 생성할 수 있다. 그렇기 때문에 뇌사환자의 심장도 스스로 뛸 수 있는 것이다.

4.

(1) 악성종양조직이 주변조직을 침투하며 울퉁불퉁한 모양은 갖는 것은, 암세포가 세포분열 조절을 받지 않고 과도하게 세포분열을 하였기 때문이다. 정상세포들은 세포분열을 하다가 양 옆의 조직과 접하게 되면 분열을 멈추고 주변 조직과 어울려 정상적인 형태의 기관을 유지한다. (이를 접촉저해라고 한다.)

반면 암세포는 세포분열이 조절되지 않으므로 양 옆의 조직과 접하게 되더라도 이를 무시하고 계속 과도한 세포분열을 일으킨다. 그 결과 조직이나 기관의 모양은 정상형태를 유지하지 못하고 울퉁불퉁하고 괴기하게 변하는 것이다.

이처럼 암세포는 정상세포와 비교하였을 때 과도하게 세포분열을 하므로, 항암제는 세포분열을 억제하는 방법을 이용하여 암을 치료하게 된다.

 

(2) 항암제는 (1)에서 설명했듯이 세포분열을 억제하는 약물이다. 항암제는 암세포의 과도한 세포분열을 억제해서 암세포의 증식을 막는데 효과적이지만, 반면 정상세포의 세포분열까지 비선택적으로 억제하게 된다. 대부분의 일반 체세포는 생장중이거나 상처가 나서 회복해야 되는 경우를 제외하고는 세포분열이 천천히 일어난다.

반면 머리카락은 끊임없이 자라고, 강산성의 위액에 의해 위 상피세포는 자주 손상되며 소장상피세포 역시 소화과정에 의해 손상되므로 이들 세포는 빠르게 분열하여 정상세포로 채워주어야 한다. 항암제는 세포분열을 막기 때문에 세포분열이 활발한 세포들 순서대로 분열이 억제된다.

따라서 일차적으로 암세포의 분열이 억제되지만, 상대적으로 세포분열 주기가 빠른 머리카락세포나 소화기 상피세포 역시 분열이 억제될 수밖에 없다. 이와 같은 항암제의 비선택적 분열 억제 때문에 탈모, 구토, 소화불량 등의 부작용이 생기게 되는 것이다.

 

(3) (2)번의 부작용은 항암제가 비선택적으로 세포분열을 억제하기 때문이다. 따라서 부작용을 최소화하기 위해서는 암세포를 선택적으로 골라서 세포분열을 억제할 수 있는 약물을 개발하여야 한다.

예를 들어 일반 정상세포에는 없지만 암세포에만 있는 세포막 단백질 구조나, 암세포가 분비하는 특정 신호전달물질을 알아낸 후, 이 암세포 특정 단백질에 결합할 수 있는 항암제를 개발한다.

이 항암제를 처리하면 정상세포에는 항암제가 작용하지 않고 암세포에만 작용하므로, 정상세포의 기능은 유지하면서 암세포만 증식을 억제하는 효과를 얻을 수 있을 것이다.

5.

손등의 정맥은 사람마다 그 위치와 모양, 굵기, 배열이 다 다르기 때문에 지문, 홍채인식, 목소리감별 등 생체인식시스템의 한 방법으로 사용될 수 있다.

생체인식시스템은 복제가 불가능하여 보완성이 높다는 점과 출입카드와 같은 보조물이 필요 없다는 장점이 있다. 하지만 정맥인식의 경우, 주위환경에 따라 정맥이 바뀔 수 있다는 단점도 있다.

손등의 정맥처럼 피부 바로 아래에 위치하는 혈관들은 혈액운반 기능 외에도 체온유지 기능을 한다. 사람과 같은 항온동물은 외부의 온도에 상관없이 일정하게 체온을 유지시키는데, 이를 체온의 항상성이라고 한다.

단백질로 이루어진 효소가 제 역할을 하기 위해서는 적정온도가 유지되어야 하기 때문에 사람의 경우 적정온도인 36.5℃를 일정하게 유지하려고 하는 것이다.

체온을 일정하게 유지시키기 위해서는 주위 온도에 따라 열 생성량을 증가/감소시키거나 열 발산량을 증가/감소시키는 방법이 있다.

겨울에는 주위온도가 내려가므로 체온을 유지시키기 위해 우리 몸은 몸을 덜덜 떠는것과 같은 방법으로 열 생성량을 증가시키고, 반면 피부근처의 혈관을 축소함으로써 혈관의 열이 피부를 통해 외부로 발산되는 것을 막고자 한다. 따라서 겨울이 되면 손등 정맥은 평소보다 더 수축하고 피부 아래쪽으로 위치하게 되면서 그 위치와 굵기, 배열이 달라지게 된다.

즉, 겨울에 손등정맥인식 시스템에 오류가 생긴 것은 체온유지를 위해 손등정맥이 수축하였기 때문인 것이다. 이는 반대로 여름에 피부를 통한 열 발산량을 증가시키기 위해 피부 밑의 혈관이 이완, 확장하면서 얼굴이 쉽게 빨개지는 것과 같은 이치이다.