고등 통합과학 자연선택과 항생제 내성 세균 예상문제

자연선택과 항생제 내성 세균
{유형 분석}
항생제 내성 세균의 출현 과정을 자연선택의 원리로 설명할 수 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
세균 개체군에는 항생제 처리 이전부터 우연히 내성을 갖는 돌연변이 개체가 소수 존재한다. 항생제를 처리하면 내성이 없는 세균은 죽고 내성을 가진 세균만 살아남아 번식하므로, 개체군 내 내성균의 비율이 높아진다.
{정답 찾기}
ㄱ. 내성 돌연변이는 항생제 처리와 무관하게 이전부터 존재하던 것이다. (O)
ㄴ. 항생제가 세균을 내성균으로 변화시키는 것이 아니라, 이미 존재하던 내성균이 선택적으로 살아남는 것이다. (X)
ㄷ. 환경(항생제)에 유리한 형질(내성)을 가진 개체가 선택적으로 살아남아 비율이 증가한 것은 자연선택의 결과이다. (O)
따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄷ이다.
{오답 피하기}
항생제가 세균에게 내성을 만들어 준다고 생각하기 쉬우나, 실제로는 이미 존재하던 변이 중 내성을 가진 개체를 선택하는 것이다.

[최종 정답]
정답은 3번 「ㄱ, ㄷ」이다.

자연선택과 항생제 내성 세균
{유형 분석}
항생제 내성 세균의 증가 현상을 자연선택에 의한 진화의 예로 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
세균 집단에는 항생제 처리 이전부터 우연히 항생제 내성을 갖는 돌연변이 개체가 매우 낮은 비율로 존재한다. 항생제를 처리하면 내성이 없는 세균은 대부분 죽고 내성을 가진 세균은 살아남아 증식하므로, 시간이 지날수록 집단 내 내성균의 비율이 증가한다. 이는 자연선택에 의해 집단의 유전적 구성이 변화하는 진화의 대표적인 예이다.
{정답 찾기}
ㄱ. 항생제 내성 돌연변이는 항생제 처리 이전부터 세균 집단 내에 이미 낮은 비율로 존재하고 있었으며, 항생제는 이러한 변이를 선택할 뿐 새로운 변이를 만들어 내지 않는다. (X)
ㄴ. 항생제를 지속적으로 사용하면 내성이 없는 세균이 제거되고 내성균이 살아남아 증식하므로 내성균의 비율이 증가한다. (O)
ㄷ. 이 현상은 자연선택에 의해 집단의 유전적 구성 비율이 변화하는 진화의 예이다. (O)
{오답 피하기}
항생제가 세균에게 내성을 만들어 준다고 오해하지 않도록 주의한다. 내성 변이는 항생제 처리와 무관하게 이전부터 존재하였고, 항생제는 그 변이를 가진 개체를 선택하는 역할을 할 뿐이다.

[최종 정답]
정답은 3번 「ㄴ, ㄷ」이다.

자연선택과 항생제 내성 세균
{유형 분석}
항생제 내성 세균의 출현 과정을 자연선택의 원리로 설명할 수 있는지, 항생제가 돌연변이를 직접 유도한다는 오개념을 갖고 있지 않은지를 평가한다.

{자료 분석}
t1 시기에 세균 집단 내에는 원래부터 소수의 항생제 내성균(짙은 색)이 변이로 존재하고 있었다. 항생제를 처리한 t2 시기에는 내성이 없는 세균 대부분이 죽고 내성균만 살아남았다. 이후 t3 시기에는 살아남은 내성균이 번식하여 집단 내 내성균의 비율이 크게 높아졌다. 이 과정에서 항생제는 새로운 내성 유전자를 만들어낸 것이 아니라, 이미 존재하던 변이 중 내성을 가진 개체가 선택적으로 살아남고 번식하도록 하는 선택 압력으로 작용하였을 뿐이다.

{정답 찾기}
ㄱ. 내성균은 항생제 처리 전부터 이미 집단 내에 존재하였다. (O)
ㄴ. 항생제는 내성 유전자를 새로 만들어내는 것이 아니라 기존의 변이 중 내성균을 선택하는 역할을 하므로 옳지 않다. (X)
ㄷ. 내성균 비율 증가는 환경(항생제)에 유리한 형질이 선택된 자연선택의 결과이다. (O)

{오답 피하기}
'항생제가 세균을 내성균으로 변화시킨다'는 표현은 대표적인 오개념이며, 실제로는 항생제 사용 이전부터 존재하던 변이(내성균)가 항생제라는 환경 요인에 의해 선택되는 것임에 유의해야 한다.

[최종 정답]
정답은 5번 「ㄱ, ㄷ」이다.

자연선택과 항생제 내성 세균
{유형 분석}
항생제 내성 세균의 출현 과정을 통해 자연선택에 의한 진화의 원리를 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
항생제 내성 유전자는 항생제 처리 이전에 돌연변이 등에 의해 집단 내에 이미 존재하고 있었으며, 항생제라는 환경 선택압에 의해 내성을 가진 개체가 선택적으로 살아남아 그 비율이 증가한 것이다.
{정답 찾기}
ㄱ. 항생제 내성 유전자는 항생제 처리 이전부터 집단 내 일부 개체에 이미 존재하고 있었다. 항생제 처리 이후에 새롭게 획득된 것이 아니다. (X)
ㄴ. 항생제는 내성이 없는 개체를 제거하고 내성을 가진 개체만 선택적으로 살아남게 하는 환경 선택압으로 작용하였다. (O)
ㄷ. 항생제라는 환경 요인에 의한 자연선택의 결과로 집단 내 내성 유전자를 가진 개체의 비율(유전자 구성)이 변화하였으므로, 이는 진화의 한 예에 해당한다. (O)
{오답 피하기}
항생제가 세균에게 내성을 '생기게' 하는 것이 아니라, 이미 존재하던 변이(내성 유전자를 가진 개체) 중 살아남을 개체를 '선택'하는 역할을 한다는 점에 유의해야 한다.

[최종 정답]
정답은 4번 「ㄴ, ㄷ」이다.

자연선택과 항생제 내성 세균
{유형 분석}
이 문항은 항생제 내성 세균의 출현을 자연선택의 원리로 설명할 수 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
세균 집단 내에는 항생제 노출 이전부터 우연히 내성을 갖는 돌연변이 개체가 소수 존재한다. 항생제를 처리하면 내성이 없는 세균은 죽고, 내성을 가진 세균만 살아남아 증식하면서 집단 내 내성 세균의 비율이 높아진다.
{정답 찾기}
① 내성 세균은 항생제 노출 이전부터 우연한 돌연변이로 집단에 존재하고 있었다. (O)
② 내성은 노출 이후 새로 획득된 것이 아니라 원래 존재하던 변이가 선택된 것이다. (X)
③ 항생제는 돌연변이를 일으키는 원인이 아니라 이미 존재하는 변이를 선택하는 역할을 한다. (X)
④ 이 현상은 다윈의 자연선택설로 설명되며, 용불용설과는 관련이 없다. (X)
⑤ 항생제 사용을 늘리면 내성 세균이 선택적으로 살아남아 비율이 오히려 증가한다. (X)
{오답 피하기}
항생제가 내성을 '만들어 낸다'고 오해하지 않도록 주의한다. 항생제는 이미 존재하던 변이 중 내성 개체를 선택하는 환경 요인일 뿐이다.

[최종 정답]
정답은 1번 「내성 세균은 항생제에 노출되기 전부터 세균 집단 내에 존재하고 있었다.」이다.

자연선택과 항생제 내성 세균
{유형 분석}
항생제 내성 세균의 출현 과정을 자연선택의 원리로 올바르게 설명할 수 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
그래프에서 항생제를 처리하기 전에는 민감성균이 대부분이지만, 항생제 처리 이후 민감성균은 급격히 감소하고 내성균의 비율이 증가한다. 내성을 갖는 돌연변이는 항생제 처리 이전부터 집단 내에 낮은 비율로 이미 존재하고 있었으며, 항생제는 이러한 변이를 새로 만들어내는 것이 아니라 내성을 가진 개체가 선택적으로 살아남아 번식하도록 하는 선택 압력으로 작용한다.
{정답 찾기}
ㄱ. 내성 돌연변이는 항생제 처리 이전부터 이미 집단 내에 존재하였다. (O)
ㄴ. 항생제는 내성을 갖도록 세균을 직접 변화시키는 것이 아니라, 이미 존재하는 내성균을 선택하는 역할을 한다. (X)
ㄷ. 내성균 비율의 증가는 자연선택의 결과이다. (O)
{오답 피하기}
항생제가 세균에게 내성이라는 형질을 '만들어 준다'고 오해하기 쉬우나, 실제로는 이미 존재하던 변이 중 내성을 가진 개체를 '선택'하는 것이라는 점이 자연선택의 핵심이다.

[최종 정답]
정답은 1번 「ㄱ, ㄷ」이다.

자연선택과 항생제 내성 세균
{유형 분석}
항생제 내성 세균의 출현을 자연선택의 원리로 설명할 수 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
항생제를 처리하기 전 세균 집단에는 이미 소수의 항생제 내성 세균(돌연변이)이 존재하고 있었다. 항생제를 처리하면 내성이 없는 세균은 대부분 죽고 내성을 가진 세균만 살아남아 번식하므로, 항생제 처리 후에는 내성 세균의 비율이 크게 증가한다.
{정답 찾기}
ㄱ. 항생제 내성은 항생제에 노출되기 이전부터 돌연변이에 의해 집단 내에 이미 존재하고 있던 형질이며, 항생제가 내성을 새로 만들어 내는 것이 아니다. (X)
ㄴ. 항생제는 내성이 없는 세균을 선택적으로 제거하는 역할을 한다. (O)
ㄷ. 항생제를 반복하여 사용할수록 내성 세균이 선택적으로 살아남아 번식하므로 집단 내 내성 세균의 비율이 점점 높아진다. (O)
따라서 옳은 것은 ㄴ, ㄷ이다.
{오답 피하기}
항생제가 세균에게 내성을 만들어 준다는 표현은 틀린 설명이며, 항생제는 이미 존재하던 변이 중 내성 세균을 선택하는 역할을 한다는 점을 정확히 이해해야 한다.

[최종 정답]
정답은 1번 「ㄴ, ㄷ」이다.

자연선택과 항생제 내성 세균
{유형 분석}
항생제 내성 세균이 증가하는 과정을 통해 자연선택의 원리를 세균 집단에 적용하여 이해하는 능력을 평가한다.
{자료 분석}
세균 집단 내에는 항생제 처리 이전부터 이미 항생제 내성을 갖는 돌연변이 개체가 매우 낮은 비율로 존재하고 있었다. 항생제를 처리하면 내성이 없는 세균은 대부분 죽고, 원래부터 존재하던 내성균은 살아남아 증식하므로 시간이 지날수록 내성균의 비율이 높아진다.
{정답 찾기}
ㄱ. 내성 돌연변이는 항생제 처리 이전에 이미 무작위로 발생해 있던 것이며, 항생제가 돌연변이를 새로 만들어 내는 것이 아니다. (X)
ㄴ. 항생제는 이미 존재하던 내성균을 선택적으로 생존시키는 역할을 한다. (O)
ㄷ. 내성이 없는 세균은 죽고 내성균만 살아남아 증식하므로 내성균의 비율은 시간이 지날수록 증가한다. (O)
{오답 피하기}
'항생제가 세균을 내성균으로 변화시킨다'는 표현은 자연선택의 원리를 라마르크식 용불용설로 잘못 이해한 것이므로 주의해야 한다.

[최종 정답]
정답은 1번 「ㄴ, ㄷ」이다.