고2·3 생명과학Ⅱ의 「생명 공학 기술」 단원은 제한 효소와 DNA 연결 효소로 유전자를 재조합하는 과정, 식물 조직 배양과 세포 융합, 유전자 변형 생물의 안전성과 유전 정보를 둘러싼 윤리 문제를 함께 다룹니다. 아래 시험지 20문항으로는 개념 이해, 크기와 개수를 구하는 계산, 자료를 읽고 판단하는 문제가 각각 어느 정도 정리되어 있는지 확인합니다.
📝 생명 공학 기술 시험지 — 20문항, 정답·해설은 뒤쪽 별지
이름
날짜
점수/100
배점 · 20문항 · 한 문항 5점 · 100점 만점 · 권장 풀이 시간 30분 · 기본·보통·심화가 섞여 나옵니다(정답·해설은 별지).
‘PDF 만들기’를 누르면 화면과 같은 문제로 A4 PDF 파일이 내려받아지고, 폰에서도 됩니다. 같은 학년·같은 과목 문제는 하루에 한 번 만들어지고, 그날은 같은 문제가 다시 나옵니다. 인쇄물 맨 위에 이름·날짜·점수 칸이 함께 찍힙니다.
원장 한마디
제한 효소, 조직 배양, 유전자 변형 생물의 안전성까지 한 단원에 들어 있어서 용어가 금방 뒤섞입니다. 그래서 저는 시험지를 한 장 뽑아 아이 혼자 끝까지 풀게 하라고 권합니다. 막히는 문항은 건너뛰어도 좋습니다. 중간에 옆에서 설명을 보태면 아이가 아는지 모르는지 알 수가 없습니다.
채점은 틀린 번호에만 동그라미를 칩니다. 그 번호는 해설을 읽기 전에 한 번 더 스스로 풀어 보게 하십시오. 해설을 먼저 보면 읽는 것만으로 안다고 착각하기 쉽습니다.
틀린 문항은 몇 주 뒤, 시험기간에 다시 풀리면 됩니다. 그때도 막히면 그 단원은 아직 덜 된 것입니다.
— 수학의 신호 원장
생명 공학 기술, 무엇을 배우나
유전자 재조합은 같은 제한 효소로 플라스미드와 목적 유전자가 든 DNA를 잘라 상보적인 접착 말단을 만들고, DNA 연결 효소가 이를 이어 붙이는 순서로 이해하면 됩니다. 이 원리가 서 있어야 재조합 플라스미드의 크기를 구하거나 형질전환 효율을 계산하는 문제도 풀립니다.
식물 쪽은 분화된 체세포도 전능성이 있어 탈분화와 재분화를 거쳐 완전한 식물체가 된다는 것이 바탕입니다. 배지의 옥신과 사이토키닌 농도 비에 따라 뿌리나 싹의 분화가 달라지고, 원형질체 융합으로 얻은 잡종 세포는 두 세포의 염색체 수를 합쳐 셉니다. 유전자 변형 작물, 유전자 치료, 유전 정보 검사는 안전성과 윤리의 관점에서 판단합니다.
생명 공학 기술 시험지에 나오는 문항 모양
선다
계산
자료 분석
단답
원리 적용
가계도·자료 분석
생명 공학 기술에서 헷갈리는 곳
제한 효소와 연결 효소의 역할 제한 효소는 특정 염기 서열을 잘라 접착 말단을 만들고, DNA 연결 효소는 맞붙은 말단의 골격을 이어 줍니다. DNA 이중 나선을 푸는 일은 연결 효소의 역할이 아닙니다.
염색체 수와 염색 분체 수 융합 세포의 체세포 염색체 수는 두 원형질체의 염색체를 합한 값입니다. 체세포 분열 중기에는 각 염색체가 두 분체로 이루어지므로, 둘을 구분하지 않으면 답이 절반으로 나옵니다.
자료가 말하는 범위까지만 해충 피해가 줄었다고 환경 안전성이 보장되지는 않습니다. 옥신과 사이토키닌 농도가 같은 배지에서는 뿌리나 싹이 아니라 캘러스만 형성되었습니다. 수치가 보여 주는 만큼만 결론을 잡아야 합니다.
시험지에서 뽑아 본 문제
단일 클론 항체를 대량으로 얻기 위해 만드는 하이브리도마에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 항체를 만드는 B림프구와 무한히 증식하는 골수종 세포를 융합하여 만든다. ② 항체를 만드는 T림프구와 간세포를 융합하여 만든다. ③ 하나의 하이브리도마는 여러 항원 결정기에 각각 결합하는 항체를 함께 만든다. ④ 융합 세포는 분열 횟수가 제한되어 배양 시 곧 사멸한다.정답 · ① 항체를 만드는 B림프구와 무한히 증식하는 골수종 세포를 융합하여 만든다. — 하이브리도마는 특정 항원에 대한 항체를 만드는 B림프구와 계속 증식하는 골수종 세포의 융합 세포이다. 하나의 융합 세포에서 유래한 클론은 한 종류의 항원 결정기에만 결합하는 항체를 만든다.
유전자 치료와 관련된 윤리적 논의로 가장 적절한 것은? 어떤 유전병 환자에게 정상 유전자를 도입하는 두 가지 방법이 논의되고 있다. 방법 가는 환자의 골수 세포 같은 체세포에 정상 유전자를 넣는 것이고, 방법 나는 수정란이나 생식세포에 정상 유전자를 넣는 것이다. ① 방법 나는 도입된 유전자가 후손에게 전달될 수 있어 후손의 동의 없는 유전자 변화라는 윤리적 문제가 더 크다. ② 방법 가로 도입한 유전자는 반드시 자손에게 유전되므로 가가 더 큰 윤리적 문제를 가진다. ③ 두 방법 모두 후손에게 영향을 줄 수 없으므로 윤리적 논란이 전혀 없다. ④ 방법 나는 환자 본인에게만 영향을 주므로 가보다 안전성 검증이 덜 필요하다.정답 · ① 방법 나는 도입된 유전자가 후손에게 전달될 수 있어 후손의 동의 없는 유전자 변화라는 윤리적 문제가 더 크다. — 체세포 유전자 치료는 치료받은 개인에게만 효과가 나타나지만, 생식세포나 수정란을 대상으로 하면 변화된 유전자가 후손에게 전달된다. 그래서 후손의 동의와 예측하기 어려운 영향 때문에 윤리적 논란이 더 크다.
외래 DNA가 삽입된 재조합 플라스미드를 가진 대장균이 (가)와 (나) 배지에서 보이는 생장 결과로 옳은 것은? 플라스미드 P에는 카나마이신 저항성 유전자(kanR)와 테트라사이클린 저항성 유전자(tetR)가 있다. 외래 DNA를 tetR 내부의 인식 부위에 삽입하면 tetR는 기능을 잃는다. 원래의 대장균은 두 항생제에 모두 감수성이며, 형질 전환시킨 대장균을 카나마이신만 든 배지 (가)와 카나마이신과 테트라사이클린이 모두 든 배 ① (가)에서는 자라고 (나)에서는 자라지 못한다. ② (가)와 (나)에서 모두 자란다. ③ (가)와 (나)에서 모두 자라지 못한다. ④ (가)에서는 자라지 못하고 (나)에서는 자란다.정답 · ① (가)에서는 자라고 (나)에서는 자라지 못한다. — 재조합 플라스미드는 kanR가 온전하므로 (가)에서 자란다. 그러나 tetR가 외래 DNA 삽입으로 불활성화되어 테트라사이클린이 든 (나)에서는 자라지 못한다. 외래 DNA가 삽입되지 않은 플라스미드를 가진 균은 (
재조합 플라스미드를 BamHI으로 완전히 절단하였을 때 생기는 두 DNA 조각 중 더 작은 조각의 크기는 몇 kb인가? (단위를 포함하여 쓰시오.) 크기 4.0 kb의 원형 플라스미드를 EcoRI으로 자르면 선형 DNA가 되는데, 이 선형 DNA의 한쪽 끝(R 끝)에서 1.0 kb 안쪽에 BamHI 인식 부위가 1곳 있다. 양 끝이 EcoRI으로 절단된 2.5 kb의 외래 DNA는 왼쪽 끝에서 0.5 kb 안쪽에 BamHI 인식 부위가 1곳 있다. 이 외래 DNA의 정답 · 3.0 kb — 재조합 플라스미드의 크기는 4.0 + 2.5 = 6.5 kb이다. 두 BamHI 부위 사이의 거리는 외래 DNA 안에서 오른쪽 끝까지 2.5 − 0.5 = 2.0 kb이고, 여기에 R 끝에서 안쪽으로 1.0 kb를
시험지는 같은 단원의 기본·보통·심화 문항을 섞어 20개로 냅니다. 위 문제는 그 가운데 몇 개를 옮겨 놓은 것입니다.
집에서 하는 순서와 분량
먼저 제한 효소, 연결 효소, 플라스미드, 접착 말단의 관계를 그림으로 그리며 순서를 말로 설명해 봅니다. 하루 20분씩 이틀 정도 쓰고, 그다음 재조합 플라스미드의 크기 계산으로 넘어가 전체 크기에서 조각 크기를 빼 나머지 조각을 확인하는 습관을 들입니다.
형질전환 효율은 도말한 부피의 비율로 전체 집락 수를 구한 뒤 DNA 양으로 나누는 순서를 먼저 익힙니다. 이후 하루 30분 안팎으로 유전자 변형 작물, 유전자 치료, 유전 정보 검사 문항의 보기를 자료의 수치나 문장에 하나씩 대조하며 근거를 짚어 봅니다.