중앙대 2009학년도 수시 2-2 자연계열 2번 · mathesis.kr/archive/cau/2009su/jayeon_2
문제
(가) 내분비 교란물질은 외부 물질이 몸속으로 들어와 정상적인 호르몬의 작용을 방해하여 내분비계를 교란시키는 물질로, 쉽게 말하면 ‘인간이 만든 환경 오염 물질에서 나오는 가짜 호르몬’이다. 내분비 교란물질은 인체 내에서 주로 ‘호르몬 모방작용’과 ‘호르몬 차단작용’을 한다. 호르몬 모방작용은 내분비 교란물질이 마치 정상 호르몬인 것처럼 호르몬 수용체와 결합하여 세포 반응을 일으키는 것으로, 자연 호르몬의 반응보다 약한 경우와 강한 경우가 있다. 호르몬 차단작용은 내분비 교란물질이 호르몬 수용체의 결합 부위를 봉쇄함으로써 정상 호르몬이 수용체에 접근하는 것을 막아 내분비계가 기능을 발휘하지 못하도록 하는 것이다. 호르몬이 수용체의 외부에 위치한 특별한 부위와 결합하면 수용체가 세포 안으로 신호를 전달하여 호르몬에 대한 세포의 반응을 유도하게 된다. 아래 그림은 수용체(R), 호르몬(H), 내분비 교란물질(M)의 작용을 보여준다. 즉, 결합되지 않은 R은 신호를 전달할 수 없지만, R과 H의 결합체 R·H는 정상적인 신호를 전달한다. R과 M의 결합체 R·M이 전달하는 신호는 M의 종류에 따라 다를 수 있다. R·M이 신호를 전달하지 못하는 경우를 호르몬 차단작용이라 하고, R·M이 비정상적인 신호를 전달하는 경우를 호르몬 모방작용이라 한다.

[문제 2] 제시문 (가)의 수용체(R) 두 개를 이용하여 센서를 개발하였다. 이 센서에서는 수용체에 결합된 물질의 종류에 따라 서로 다른 신호가 발생하며, 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
(1) 두 수용체 중 한 곳에만 물질이 결합되어도 신호가 발생한다.
(2) 두 수용체에 모두 물질이 결합되지 않으면 신호가 발생하지 않는다.
(3) 한 종류의 물질이 두 수용체에 모두 결합한 경우와 한 수용체에만 결합한 경우의 신호는 서로 다르다.
이 센서를 사용하여 오염된 지역의 지하수를 분석하는 실험을 독립적으로 반복 시행한 결과, 모두 14종류의 신호가 측정되었다. 제시문 (가)를 참조하여, 몇 종류의 내분비 교란물질이 지하수를 오염시키고 있는지를 논리적으로 설명하시오. 단, 지하수에서 호르몬은 발견되지 않았다. [15점, 답안지 8줄 이내]
중앙대 2009학년도 수시 2-2 자연계열 2번 · mathesis.kr/archive/cau/2009su/jayeon_2
2개의 수용체와 n종류의 교란물질이 있다고 가정하면, 발생 가능한 신호의 수는 (1)교란물질이 1개의 수용체에만 붙는 경우에는 가지, (2)교란물질이 2개의 수용체에 붙는 경우에는 ① 같은 종류 2개가 붙는 경우에는 가지, ② 다른 종류 2개가 붙는 경우에는 가지이다. 따라서 발생 가능한 모든 신호의 수 14는 로 표현할 수 있고, 이를 만족하는 양의 정수 n의 값은 4이다.
예시답안 이외의 논리적 방법을 사용하여 타당한 결론을 도출하여도 15점. 타당한 결론이나 과정이 비논리적이면 11~14점. 결론을 도출하지 못했으나 과정이 논리성이 있으면 0~4점. 과정 없이 결론만 제시하면 0점. 수식 없이 문장으로만 작성했으나 어느 정도 논리성이 있으면 최대 5점. 창의성이 있으면 가산점 3~5점을 부여하되 15점을 초과할 수 없음.
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