고등 통합과학 자연선택과 생물다양성 예상문제

자연선택과 생물다양성
{유형 분석}
자연선택에 의한 종 분화 사례(갈라파고스 핀치 새)를 통해 자연선택의 원리와 생물다양성의 관계를 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
핀치 새 집단에는 원래 부리 모양에 대한 유전적 변이가 존재하였고, 각 섬의 먹이 환경에 적합한 부리 모양을 가진 개체가 생존·번식에 유리하여 자손을 많이 남겼다. 이 과정이 반복되면서 여러 종으로 분화하였으며, 이는 자연선택에 의한 진화의 대표적 사례이자 생물다양성이 증가한 예이다.
{정답 찾기}
ㄱ. 환경에 적합한 변이를 가진 개체가 생존·번식에 유리하였다. (O)
ㄴ. 자연선택은 이미 존재하는 유전적 변이 중 환경에 적합한 것이 선택되는 과정으로, 개체가 의도적으로 형질을 변화시키는 것이 아니다. (X)
ㄷ. 여러 종으로의 분화는 생물다양성 증가의 예에 해당한다. (O)
{오답 피하기}
자연선택설은 용불용설(획득 형질의 유전)과 달리, 개체의 의지나 노력에 의해 형질이 변화한다고 보지 않는다는 점에 유의해야 한다.

[최종 정답]
정답은 2번 「ㄱ, ㄷ」이다.

자연선택과 생물다양성
{유형 분석}
자연선택에 의해 집단 내 형질 분포가 변화하는 과정을 구체적인 사례(핀치의 부리 두께)를 통해 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
가뭄으로 먹이 환경이 변화(크고 단단한 씨앗의 비율 증가)하면서, 원래 집단 내에 존재하던 부리 두께의 변이 중 두꺼운 부리를 가진 개체가 단단한 씨앗을 먹는 데 유리해져 생존과 번식에서 우위를 차지하였다. 그 결과 다음 세대에서는 두꺼운 부리를 가진 개체의 비율이 증가하였다.
{정답 찾기}
ㄱ. 이러한 변화는 우연이 아니라 가뭄이라는 환경(선택압)에 의해 특정 변이가 선택된 자연선택의 결과이다. 따라서 옳지 않다. (X)
ㄴ. 두꺼운 부리를 가진 개체가 크고 단단한 씨앗을 먹기에 유리하여 생존·번식에 유리하였다는 설명은 옳다. (O)
ㄷ. 부리 두께의 변이는 가뭄 이전부터 집단 내에 존재하던 것이며, 가뭄은 이 변이를 선택하는 환경 요인으로 작용하였을 뿐이다. (O)
따라서 옳은 것은 ㄴ, ㄷ이므로 정답은 ③이다.
{오답 피하기}
자연선택은 환경에 따라 새로운 변이가 생겨나는 것이 아니라, 이미 존재하는 변이 중 환경에 유리한 것이 선택되어 그 비율이 증가하는 과정이라는 점을 명확히 해야 한다.

[최종 정답]
정답은 3번 「ㄴ, ㄷ」이다.

자연선택과 생물다양성
{유형 분석}
갈라파고스 핀치의 사례를 통해 자연선택에 의한 생물다양성 형성 과정을 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
갈라파고스 군도의 각 섬은 먹이 환경이 서로 달랐고, 핀치 개체군 내에는 부리 모양에 대한 다양한 변이가 존재하였다. 각 섬의 먹이 환경에 적합한 부리를 가진 개체가 더 잘 생존하고 번식하여 자손을 많이 남겼고, 이 과정이 오랜 시간 누적되면서 섬마다 서로 다른 부리를 가진 여러 종으로 분화하였다.
{정답 찾기}
① 옳은 설명이다.
② 자연선택은 서식 환경에 따라 유리한 형질이 달라지므로 환경에 따라 서로 다른 방향으로 진화가 일어난다. 환경에 관계없이 항상 동일한 방향으로 진화가 일어난다는 설명은 옳지 않다. (X)
③ 옳은 설명이다.
④ 옳은 설명이다.
⑤ 옳은 설명이다.
{오답 피하기}
자연선택은 특정 환경에 적합한 변이를 가진 개체가 선택되는 과정이므로, 서식 환경이 다르면 선택되는 방향도 달라진다는 점에 유의해야 한다.

[최종 정답]
정답은 2번 「자연선택은 환경에 관계없이 모든 개체군에서 항상 동일한 방향으로 진화를 이끈다.」이다.

자연선택과 생물다양성
{유형 분석}
자연선택에 의한 생물의 적응과 종분화 과정을 구체적인 사례를 통해 이해하는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
갈라파고스 핀치는 먹이 환경이 서로 다른 여러 섬에 분산되어 서식하면서 각 섬의 먹이에 적합한 부리 모양을 가진 개체가 자연선택되어 살아남았다. 이러한 자연선택이 오랜 시간에 걸쳐 누적되면 개체군 간 유전적 차이가 커져 서로 다른 종으로 분화(종분화)될 수 있다.
{정답 찾기}
ㄱ. 각 섬의 먹이 환경에 적합한 부리를 가진 개체가 살아남아 자손을 남겼다. (O)
ㄴ. 이러한 자연선택 과정이 누적되면 새로운 종으로 분화될 수 있다. (O)
ㄷ. 부리 모양에 대한 변이는 자연선택이 일어나기 이전부터 개체군 내에 이미 존재하고 있었다. (X)
{오답 피하기}
변이가 자연선택의 결과로 새롭게 생겨난다고 오해하지 않도록 주의한다. 변이는 자연선택 이전부터 존재하며, 자연선택은 이미 존재하는 변이 중 유리한 것을 선택하는 과정이다.

[최종 정답]
정답은 5번 「ㄱ, ㄴ」이다.

자연선택과 생물다양성
{유형 분석}
이 문항은 자연선택이 일어나기 위한 조건과 자연선택의 결과로 집단의 유전자풀이 변화하는 과정을 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
자연선택이 일어나려면 집단 내에 형질의 변이가 존재해야 하며, 환경에 유리한 변이를 가진 개체가 더 많이 생존하고 번식하여 다음 세대에 그 형질을 전달하는 개체의 비율이 높아진다. 이러한 과정이 누적되면 집단의 대립유전자 빈도, 즉 유전자풀이 변화한다.
{정답 찾기}
ㄱ. 변이가 없으면 자연선택으로 인한 형질 비율 변화가 일어날 수 없다. (O)
ㄴ. 환경에 유리한 형질을 가진 개체가 생존과 번식에 유리하다. (O)
ㄷ. 자연선택의 결과 집단의 유전자풀(대립유전자 빈도)은 변화한다. (X)
{오답 피하기}
자연선택은 개체가 아닌 집단 수준에서 유전자풀의 변화를 가져오는 진화의 메커니즘임을 기억해야 한다.

[최종 정답]
정답은 2번 「ㄱ, ㄴ」이다.

자연선택과 생물다양성
{유형 분석}
다윈의 핀치 사례를 통해 자연선택이 생물다양성(형질의 다양화)에 미치는 영향을 이해하는 문항이다.
{자료 분석}
갈라파고스 핀치는 공통 조상에서 갈라져 나와 섬마다 다른 먹이 환경에 적응하면서 부리의 모양과 크기가 다르게 자연선택되었다. 이는 자연선택이 생물다양성을 증가시키는 방향으로 작용한 대표적인 사례이다.
{정답 찾기}
① 공통 조상에서 유래한 핀치가 서로 다른 섬의 먹이 환경에 적응하며 다양한 부리 형태로 분화되었다. (O)
② 부리 모양은 먹이 환경에 대한 적응의 결과로, 무작위로 결정되는 것이 아니다. (X)
③ 이 사례는 자연선택이 다양한 형질(종)을 만들어 생물다양성을 증가시킨 사례이다. (X)
④ 모든 갈라파고스 핀치는 같은 조상에서 유래한 것으로 알려져 있다. (X)
⑤ 먹이 환경은 부리 모양에 대한 자연선택에 직접적인 영향을 주었다. (X)

[최종 정답]
정답은 1번 「같은 조상에서 유래한 핀치가 서로 다른 환경에 적응하여 다양한 부리 모양을 갖게 되었다.」이다.

자연선택과 생물다양성
{유형 분석}
갈라파고스 핀치의 부리 변이 사례를 통해 자연선택에 의한 생물의 진화 원리를 이해하는 능력을 평가한다.
{자료 분석}
핀치 집단 내에는 원래 부리의 모양과 크기에 대한 다양한 변이가 존재하였으며, 각 섬의 먹이 환경에 적합한 부리를 가진 개체가 더 잘 생존하고 더 많은 자손을 남기면서 그 형질이 집단 내에서 점차 증가하였다. 이는 다윈이 제시한 자연선택에 의한 진화의 대표적인 사례이다.
{정답 찾기}
ㄱ. 자연선택이 일어나기 위한 전제 조건인 변이가 핀치 집단 내에 존재하였다. (O)
ㄴ. 환경에 유리한 형질을 가진 개체가 선택적으로 생존·번식하여 형질 빈도가 증가한 것은 자연선택의 결과이다. (O)
ㄷ. 개체가 환경에 적응하기 위해 의도적으로 형질을 변화시키는 것이 아니라, 이미 존재하던 변이 중 유리한 것이 자연적으로 선택되는 것이다. (X)
{오답 피하기}
자연선택은 개체가 스스로 형질을 바꾸는 용불용설과는 다른 개념으로, 획득 형질은 자손에게 유전되지 않는다는 점을 기억해야 한다.

[최종 정답]
정답은 5번 「ㄱ, ㄴ」이다.

자연선택과 생물다양성
{유형 분석}
갈라파고스 핀치의 사례를 통해 자연선택에 의한 종분화와 생물다양성 증가 과정을 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
서로 다른 섬의 먹이 환경에 적합한 부리 모양을 가진 개체가 선택적으로 살아남아 번식하는 과정이 반복되면서 여러 종의 핀치로 분화되었다. 이는 자연선택에 의해 새로운 종이 나타나 생물다양성이 증가한 대표적인 예이다.
{정답 찾기}
ㄱ. 각 섬의 먹이 환경에 적합한 부리를 가진 개체가 선택되어 자손을 남기는 과정이 반복되어 다양한 종으로 분화되었다. (O)
ㄴ. 하나의 조상종에서 여러 종으로 분화되는 것은 종다양성을 증가시켜 생물다양성 증가에 기여한다. 생물다양성에 변화가 없다는 설명은 옳지 않다. (X)
ㄷ. 부리 모양의 변이는 자연선택이 일어나기 이전부터 집단 내에 이미 존재하고 있었으며, 자연선택은 그중 유리한 변이를 가진 개체를 선택하는 과정일 뿐이다. 따라서 옳지 않다. (X)
{오답 피하기}
변이는 자연선택의 '결과'가 아니라 자연선택이 작용하기 위한 '전제 조건'으로 이미 집단 내에 존재해야 한다는 점에 유의해야 한다.

[최종 정답]
정답은 1번 「ㄱ」이다.