고등 통합과학 DNA의 구조 예상문제

DNA의 구조
{유형 분석}
DNA를 구성하는 뉴클레오타이드의 구성 성분과 이중 나선 구조의 특징을 정확히 알고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
DNA는 인산, 당(디옥시리보스), 염기로 구성된 뉴클레오타이드가 기본 단위이며, 두 가닥은 상보적인 염기(A-T, G-C) 사이의 수소 결합으로 연결되어 이중 나선을 이룬다.
{정답 찾기}
① 두 가닥이 염기 사이의 수소 결합으로 연결되어 있다는 설명은 옳다. (O)
② DNA를 구성하는 당은 디옥시리보스이다. 리보스는 RNA를 구성하는 당이다. (X)
③ 아데닌(A)은 티민(T)과 상보적으로 결합한다. (X)
④ 뉴클레오타이드는 인산, 당, 염기로 구성되며 아미노산은 포함되지 않는다. (X)
⑤ DNA의 유전 정보는 염기의 배열 순서에 의해 결정된다. (X)
따라서 정답은 ①이다.

[최종 정답]
정답은 1번 「DNA 이중 나선에서 두 가닥은 염기 사이의 수소 결합으로 연결되어 있다.」이다.

DNA의 구조
{유형 분석}
DNA의 상보적 염기쌍 규칙(A-T, G-C)과 DNA를 구성하는 당의 종류를 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
이중가닥 DNA에서는 A과 T, G과 C이 각각 상보적으로 결합하므로 A의 비율과 T의 비율은 같고, A+T와 G+C의 비율 합은 각각 $100\%$가 된다.
{정답 찾기}
ㄱ. 상보적 염기쌍 규칙에 따라 A(20%)과 T의 비율은 같으므로 T는 $20\%$이다. (O)
ㄴ. A+T가 $40\%$이므로 G+C는 $100-40=60\%$이다. (O)
ㄷ. DNA를 구성하는 당은 디옥시리보스(디옥시라이보스)이며, 리보스는 RNA를 구성하는 당이다. (X)
{오답 피하기}
DNA의 당은 '디옥시리보스', RNA의 당은 '리보스'로 명확히 구분해야 한다.

[최종 정답]
정답은 5번 「ㄱ, ㄴ」이다.

DNA의 구조
{유형 분석}
이 문항은 DNA를 구성하는 뉴클레오타이드의 구조와 염기 간의 상보적 결합 규칙(A-T, G-C)을 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
그림은 두 가닥의 폴리뉴클레오타이드가 염기쌍을 이루며 연결된 DNA의 구조를 나타낸 것이다. DNA에서 아데닌(A)은 타이민(T)과 2개의 수소 결합으로, 구아닌(G)은 사이토신(C)과 3개의 수소 결합으로 상보적 결합을 한다.
{정답 찾기}
ㄱ. DNA는 두 가닥의 폴리뉴클레오타이드가 서로 반대 방향으로 나선형으로 꼬여 있는 이중 나선 구조이다. (O)
ㄴ. A(아데닌)은 T(타이민)과 상보적으로 결합하며, C(사이토신)과는 결합하지 않는다. G과 C가 상보적으로 결합한다. (X)
ㄷ. 뉴클레오타이드는 인산, 당(디옥시리보스), 염기 1개씩으로 구성된 DNA의 기본 단위이다. (O)
따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄷ이다.
{오답 피하기}
염기의 상보적 결합 규칙은 A-T, G-C이며, A-C나 G-T로 결합한다는 오답 선지에 유의해야 한다.

[최종 정답]
정답은 4번 「ㄱ, ㄷ」이다.

DNA의 구조
{유형 분석}
이 문항은 DNA를 구성하는 기본 단위와 이중 나선 구조, 염기의 상보적 결합 규칙을 정확히 알고 있는지를 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
DNA의 기본 단위는 뉴클레오타이드이며, 뉴클레오타이드는 인산-당-염기로 구성된다. DNA에서 아데닌(A)은 티민(T)과, 구아닌(G)은 사이토신(C)과 각각 상보적으로 결합한다.
{정답 찾기}
① DNA를 구성하는 기본 단위는 뉴클레오타이드이다. (O)
② 뉴클레오타이드는 인산, 당(디옥시리보스), 염기로 구성된다. (O)
③ DNA의 두 가닥은 서로 반대 방향(역평행)으로 배열되어 있다. (O)
④ DNA에서 아데닌(A)은 항상 사이토신(C)과 상보적으로 결합한다. (X, 아데닌(A)은 티민(T)과 결합하며, 사이토신(C)은 구아닌(G)과 결합한다.)
⑤ DNA는 유전 정보를 저장하는 역할을 한다. (O)
{오답 피하기}
염기의 상보결합 규칙(A-T, G-C)은 DNA 구조 문제에서 가장 자주 출제되는 핵심 개념이므로 정확히 암기해 두어야 한다.

[최종 정답]
정답은 4번 「DNA에서 아데닌(A)은 항상 사이토신(C)과 상보적으로 결합한다.」이다.

DNA, DNA의 구조
{유형 분석}
이 문항은 DNA를 구성하는 염기의 종류, 당의 종류, 이중 나선 구조의 특징(역평행 배열)을 정확히 알고 있는지를 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
DNA는 인산, 디옥시리보스(당), 염기로 이루어진 뉴클레오타이드가 연결된 두 가닥의 폴리뉴클레오타이드가 서로 반대 방향(역평행)으로 나선 모양으로 꼬여 있는 이중 나선 구조이다. DNA를 구성하는 염기는 아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C), 타이민(T) 4가지이며, 유라실(U)은 RNA에만 존재한다. 염기는 상보적으로 결합하여 아데닌(A)은 타이민(T)과, 구아닌(G)은 사이토신(C)과 결합한다.
{정답 찾기}
① DNA의 염기는 A, G, C, T이며 유라실(U)은 RNA의 염기이므로 옳지 않다. (X)
② 아데닌(A)은 타이민(T)과 결합하므로 옳지 않다. (X)
③ DNA를 구성하는 당은 디옥시리보스이므로 옳지 않다. (X)
④ DNA 이중 나선의 두 가닥은 서로 반대 방향(역평행)으로 배열되므로 옳지 않다. (X)
⑤ DNA는 두 가닥의 폴리뉴클레오타이드가 나선 모양으로 꼬인 이중 나선 구조이다. (O)
{오답 피하기}
DNA와 RNA를 구성하는 당(디옥시리보스 vs 리보스)과 염기(타이민 vs 유라실)의 차이를 혼동하지 않도록 주의한다.

[최종 정답]
정답은 5번 「DNA는 두 가닥의 폴리뉴클레오타이드가 나선 모양으로 꼬여 있는 이중 나선 구조이다.」이다.

DNA의 구조
{유형 분석}
DNA 이중나선의 구조적 특징(염기의 상보결합, 당-인산 골격, 역평행 구조)을 이해하는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
그림은 두 가닥의 DNA가 염기쌍을 이루며 결합한 모습을 나타낸다. 각 뉴클레오타이드는 인산, 당(디옥시리보스), 염기로 구성되며, 두 가닥은 염기 간 수소 결합으로 연결되어 이중나선을 형성한다.
{정답 찾기}
ㄱ. A-T는 2개의 수소 결합, G-C는 3개의 수소 결합으로 상보적으로 결합한다. (O)
ㄴ. DNA 두 가닥은 서로 반대 방향(역평행)으로 배열된다. 같은 방향(평행)이 아니다. (X)
ㄷ. 당과 인산이 교대로 연결되어 각 가닥의 골격을 이루고, 여기에 염기가 결합하여 뉴클레오타이드를 구성한다. (O)
따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄷ이며, 이는 ④번이다.
{오답 피하기}
DNA 두 가닥의 방향성(역평행)은 자주 출제되는 함정이므로 반드시 기억해야 한다.

[최종 정답]
정답은 4번 「ㄱ, ㄷ」이다.

DNA의 구조
{유형 분석}
DNA를 구성하는 기본 단위와 상보적 염기 결합 규칙(A-T, G-C)을 이해하고, 이로부터 도출되는 염기 개수 관계(샤가프 법칙)를 적용할 수 있는지 평가한다.
{자료 분석}
DNA의 기본 단위는 뉴클레오타이드(인산+당+염기)이며, 두 가닥은 A-T, G-C의 상보 결합으로 연결된다. 이 상보 결합 규칙은 이중 나선 전체(두 가닥 합)에 적용되는 것이며, 한 가닥만 놓고 보면 A와 T의 개수가 반드시 같을 필요는 없다.
{정답 찾기}
ㄱ. 뉴클레오타이드는 DNA의 기본 단위가 맞다. (O)
ㄴ. 상보 결합 규칙(A=T, G=C)은 이중 나선 전체(두 가닥의 합)에서 성립하는 것으로, 한 가닥만 보면 A와 T의 개수가 다를 수 있다. (X)
ㄷ. 두 가닥 전체에서는 한 가닥의 A가 반대 가닥의 T와 결합하므로, 전체 A의 수와 전체 T의 수는 같다. (O)
{오답 피하기}
샤가프 법칙(A=T, G=C)은 이중 나선 DNA 분자 전체에 적용되는 규칙이며, 단일 가닥에는 그대로 적용되지 않는다는 점이 자주 출제되는 함정이다.

[최종 정답]
정답은 3번 「ㄱ, ㄷ」이다.

DNA의 구조
{유형 분석}
이 문항은 DNA를 구성하는 뉴클레오타이드의 기본 구성 요소와 이중 나선 구조, 염기의 상보적 결합 규칙(A-T, G-C)을 정확히 이해하고 있는지를 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
제시된 글에서 DNA는 뉴클레오타이드가 길게 연결된 두 가닥이 이중 나선을 이루며, 두 가닥 사이는 염기 간 수소 결합으로 연결되고 아데닌(A)은 타이민(T)과, 구아닌(G)은 사이토신(C)과 상보적으로 결합한다는 내용을 제시하고 있다.
{정답 찾기}
① 뉴클레오타이드는 인산, 당(디옥시리보스), 염기로 구성되므로 옳은 설명이다.
② DNA를 구성하는 염기에는 A, T, G, C 4종류가 있으므로 옳은 설명이다.
③ 두 가닥이 나선 모양으로 꼬여 있는 구조를 이중 나선 구조라고 하므로 옳은 설명이다.
④ 염기는 상보적으로 결합하므로 한 가닥의 A은 다른 가닥의 T와 짝을 이룬다. 따라서 한 가닥에서 A의 비율이 높다고 해서 다른(상보적인) 가닥에서도 A의 비율이 그대로 높게 나타나는 것은 아니며, 오히려 상대 가닥에서는 T의 비율이 높게 나타난다. 따라서 옳지 않은 설명이다.
⑤ DNA를 구성하는 당은 디옥시리보스이므로 옳은 설명이다.
{오답 피하기}
DNA의 두 가닥은 염기가 상보적으로 결합하므로, 한 가닥의 염기 조성으로 다른 가닥의 염기 조성을 추론할 때는 반드시 상보 관계(A와 T, G와 C)를 고려해야 한다.

[최종 정답]
정답은 4번 「한 가닥에서 A의 비율이 높으면 상보적으로 결합하는 다른 가닥에서도 A의 비율이 그대로 높게 나타난다.」이다.