생명과학 II: 세포·호흡과 광합성·유전자 조절·진화
생명과학 II는 세포의 특성, 세포 호흡과 광합성, 유전자의 발현과 조절, 생물의 진화와 다양성을 다룬다. 분자 수준의 기작과 집단 수준의 유전 법칙을 함께 묻는다.
세포와 효소
세포막은 인지질 이중층과 단백질로 된 유동 모자이크 모형이다. 효소는 기질 특이성을 가지며 활성화 에너지를 낮춘다. 온도와 pH가 최적 범위를 벗어나면 변성된다.
세포 호흡과 광합성
해당은 세포질, TCA 회로는 미토콘드리아 기질, 산화적 인산화는 내막에서 일어난다. 광합성의 명반응은 틸라코이드 막에서 물을 분해해 ATP와 NADPH를 만들고, 캘빈 회로는 스트로마에서 CO₂를 고정한다.
유전자 발현과 조절
전사는 RNA 중합효소가 DNA 주형 가닥을 읽어 mRNA를 만드는 과정이고, 번역은 리보솜에서 tRNA가 코돈과 대응해 아미노산을 연결하는 과정이다. lac 오페론은 젖당이 있을 때 발현이 켜지는 유도성 조절의 예이다.
진화와 다양성
하디-바인베르크 법칙 p² + 2pq + q² = 1은 무작위 교배, 돌연변이 없음, 큰 집단, 선택 없음, 이동 없음의 조건에서 성립한다. 자연선택은 표현형 빈도를 바꾼다.
예제
집단에서 열성 표현형의 빈도가 0.04라면 q² = 0.04, q = 0.2, p = 0.8이다. 이형 접합의 빈도는 2pq = 2×0.8×0.2 = 0.32다.
함정
명반응과 캘빈 회로의 장소와 재료를 뒤바꾸는 것, 전자 전달계의 최종 전자 수용체가 산소임을 놓치는 것, 하디-바인베르크 법칙의 조건을 무시하는 것, 유도성 오페론과 억제성 오페론을 혼동하는 것이 감점 요인이다.