박제된 천재를 아십니까? [953466] · MS 2020 · 쪽지

2021-06-10 14:54:58
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문과의 21수능 생명과학1 17번 풀이

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저는 우선 문과생인데, 평범한 문과생은 아니고 이번 학기에 생물학 교양을 이수하여 생2의 전반적인 내용까지 알고 있음을 감안해 주세요 ㅎ


제가 이 문제를 푼 계기는 이번 학기에 생물학 교양을 이수한 김에 수능 생명과학1 문제를 어느 정도 풀 수 있는지 궁금해서 그 어렵다는 21수능 생명과학 1 중에서 제일 흥미로운 문제를 풀어보고 싶었고 17번이 제 눈에 딱 들어왔습니다. 실제로도 17번의 오답률이 20%대로 제일이 높더군요 ㄷㄷ



솔직히 이 문제 처음보고 굉장히 놀랐습니다. 제가 경제러라서 나름 타임어택형 문제에도 잘 쫄지 않는데 이건 경제에서 보았던 타임어택형 문제보다도 한 단계 더 높은 수준의 문제더라구요. 처음에 어떻게 접근할지도 막막했습니다. 그렇게 고민하다가 이 문제 풀려고 30분을 썼네요...

풀이 방법을 어떻게 할 지 고민하다가 문제가 생명과학의 지식을 요하긴 하지만 PSAT 상황판단 문제 유형과 크게 다르지 않다는 느낌을 받고 최대한 PSAT 상황판단 문제를 푸는 방식과 비슷하게 하기 위해 문제에서 제시한 조건들을 모두 파악한 다음 적절히 조합하는 방향으로 풀이 방향을 잡았습니다.


우선 G의 DNA 상대량을 통해 1과 4는 G를 1개만 가지고 3과 5는 G를 하나도 가지지 않음을 알 수 있습니다. 이 사실을 3과 5의 유전자형이 서로 다르다는 사실과 유전의 원리에 따라 부모의 자손은 각 부모가 가지고 있는 대립유전자 2개 중에서 하나씩 물려받는 사실을 적용하면, 2는 G를 가지지 않고 서로 다른 대립유전자 2개를 가지고 있음을 알 수 있습니다.


다음으로, 문제에서 주어진 D,E,F,G의 우열 관계에 따라 D는 E,F,G에 우성이라 D가 포함된 유전자들의 표현형은 D에 따라 결정이 되고, E는 D에 열성인 대신 F,G에 우성이므로 D가 없고 E가 포함된 유전자들의 표현형은 E에 따라 결정이 되며, F는 D,E에 열성이며 G에 우성이므로 D,E가 없으면서 F가 포함된 유전자들의 표현형은 F에 따라 결정이 되며, G는 D,E,F 모두에 열성이므로 G가 유전자의 표현형에 관여하는 경우는 유전자가 GG인 경우 하나인 것을 알 수 있습니다. 


이 사실을 통해 2가지 사실을 알 수 있습니다. 하나는 1과 2의 유전자형입니다. 우선 이를 알기 위해서는 전제 조건이 있어야 합니다. 그것은 1이 가진 대립 유전자와 2가 가진 대립 유전자 중에서 겹치는 것이 없다는 사실입니다. 이는 유전과 우열의 원리를 고려하면 쉽게 알 수 있습니다. 만약 1과 2가 가진 대립 유전자 중에서 같은 종류의 대립유전자 한 쌍이 있다고 가정하면, 1이 G를 1개만 가지고 2는 G를 가지지 않는다는 조건에 따라 D,E,F 중에 1개를 1과 2가 하나씩 보유하고 있을텐데, 그렇게 되면 우열의 원리에 따라 필연적으로 1과 2의 자손이 가질 수 있는 표현형은 다음 3가지 입니다.


1. 1과 2가 1개씩 가지고 있는 대립유전자에 의해 나타내는 표현형

2. 1과 2가 1개씩 가지고 있는 대립유전자와 2만 가지고 있는 대립유전자의 조합으로 인해 나타나는 표현형

3. 2만 가지고 있는 대립유전자에 의해 나타나는 표현형


그런데 만약 2번째 경우와 3번째 경우의 표현형이 다르다고 가정하면, 즉 1과 2가 1개씩 가지고 있는 대립유전자가 2만 가지고 있는 대립유전자에 우성이라면, 1번째 경우와 2번째 경우의 표현형이 같게 됩니다. 따라서 1과 2의 자손이 가질 수 있는 표현형이 2가지밖에 없으므로, 1과 2가 1개씩 공통된 대립유전자를 가진다고 가정하면 3, 4, 5중에서 표현형이 겹칠 수 밖에 없습니다. 따라서 1과 2가 가진 대립유전자들은 중복되는 것이 없습니다.


자 이제 본격적으로 1과 2의 유전자형의 경우의 수를 고려해서 1과 2의 유전자형을 결정해봅시다.


1. 1의 유전자형이 DG인 경우

이 경우는 3과 5의 표현형이 유전의 원리에 따라 D에 의해 같아질 수 밖에 없습니다. 그런데 문제의 조건에 따르면 3과 5의 표현형이 다르다고 했으므로 1의 유전자형은 DG가 아닙니다.


2. 1의 유전자형이 EG인 경우

이 경우에서 2의 유전자형은 앞에서 도출한 1과 2의 대립유전자 중에서 서로 겹치는 것이 없고 2는 서로 다른 대립유전자를 가진다는 조건에 따라 DF입니다. 이 경우에는 4의 유전자형이 FG여야만 우열의 원리에 따라 4의 표현형과 3 혹은 5의 표현형과 겹치지 않는다는 것을 알 수 있습니다.


3. 1의 유전자형이 FG인 경우

이 경우에서는 앞에서 도출한 2의 조건에 따라 2의 유전자형이 DE임을 알 수 있습니다. 그런데 이 경우는 우열의 원리에 따라 1과 2의 자손의 표현형이 2가지 밖에 없음을 알 수 있습니다. 따라서 3,4,5의 표현형이 모두 다르다는 문제의 조건에 위배되므로 1의 유전자형은 FG가 아닙니다.


다음 3가지 경우를 고려해보면 1의 유전자형은 EG이고, 2의 유전자형은 DF이며, 4의 유전자형은 FG임을 알 수 있습니다. 또한 (3의 유전자형, 5의 유전자형)=(DE,EF) 혹은 (EF,DE)임을 알 수 있습니다. 그런데 이 사실은 3,4,5,6의 표현형이 모두 다르다는 문제의 조건과 우열의 원리에 따라 6의 유전자형이 GG인 사실을 도출할 수 있습니다.


자 그렇다면 이제 5의 유전자형이 DE 혹은 EF인 것을 알았으니까 또 2가지 경우의 수를 고려해봅시다.


1. 5의 유전자형이 EF인 경우

이 경우에서는 5와 6의 각 생식세포가 정상적으로 수정되었다면 5와 6의 자손이 가질 수 있는 유전자형은 EG와 FG입니다. 그런데 1~8의 유전자형이 모두 다르다는 문제의 조건에 따라 1의 유전자형인 EG와 4의 유전자형인 FG 모두 7의 유전자형이 될 수 없습니다.


2. 5의 유전자형이 DE인 경우

이 경우에서는 5와 6의 각 생식세포가 정상적으로 수정되었다면 5와 6의 자손이 가질 수 있는 유전자형은 DG와 EG입니다. 그런데 1~8의 유전자형이 모두 다르다는 문제의 조건에 따라 1의 유전자형인 EG는 7과 8의 유전자형이 될 수 없습니다. 따라서 7의 유전자형은 DG이고, 8의 유전자형은 2와 8의 표현형이 같다는 문제의 조건에 따라 또 3가지 경우로 나눠봐야 합니다.


2-1. 5가 가진 생식세포의 대립유전자 E가 D로 바뀌어 수정된 경우

이 경우에서는 8의 유전자형은 DG인데, 이는 7의 유전자형과 겹치므로 1~8의 유전자형이 모두 다르다는 문제의 조건을 만족하지 못합니다.


2-2. 6이 가진 생식세포의 대립유전자 G가 D로 바뀌어 수정된 경우

이 경우에서는 6이 가진 생식세포가 대립유전자 G가 D로 바뀐 다음에, 이것이 대립유전자 D를 가진 5의 생식세포랑 수정하여 8을 형성하는 경우와 대립유전자 E를 가진 5의 생식세포랑 수정하여 8을 형성하는 경우로 나눠볼 수 있습니다. 전자의 경우 8의 유전자형은 DD이고 후자의 경우 8의 유전자형은 DE입니다. 그런데 후자의 경우는 이미 5의 유전자형이 DE임을 가정했으므로 문제의 조건을 충족하지 못합니다.


2-3. 6이 가진 생식세포의 대립유전자 G가 E로 바뀌어 수정된 경우

이 경우에서는 8의 유전자형은 DE로 유일하게 결정됩니다. 그런데 이 경우에서는 이미 5의 유전자형을 DE로 가정했으므로, 이 경우는 문제의 조건을 만족하지 못합니다.


자 이제 모든 경우의 수를 고려해보았고 결론을 도출했고 선지에 관한 판단도 할 수 있습니다.

1의 유전자형: EG, 2의 유전자형: DF, 3의 유전자형: EF 4의 유전자형: FG

5의 유전자형: DE 6의 유전자형: GG 7의 유전자형: DG, 8의 유전자형 DD

ㄱ은 우열의 원리에 따라 맞는 선지입니다

ㄴ은 아까 고려한 경우에 따르면 틀린 선지입니다

ㄷ은 3만 우열의 원리에 따라 1과 표현형이 같으므로 틀린 선지입니다  



솔직히 이 문제 풀어보면서 느낀 점은 생명과학1을 가르치는 강사님들이 개발한 스킬을 통해 빠르게 이 문제를 풀어내는 법을 모른다면 30분 동안 20문제나 풀어내야 하는 시험에서는 과할 정도로 어려운 문제라고 느꼈습니다. 제가 지금 푼 풀이가 아마 정석일텐데 이러한 사고를 정확히 시험장에서 다 할 수 있을지 의문입니다.

글이 굉장히 길어졌는데 끝까지 봐주셔서 감사합니다!

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