#75 유전부호 체계의 공통성과 생명공학

문제 1 · OX 문제

지구상의 모든 생명체는 동일한 유전부호 체계를 공통적으로 사용한다. ( )

정답: O

맞아요! 가장 단순한 세균부터 복잡한 사람까지, 지구상의 모든 생명체는 같은 유전부호 체계를 공유합니다. 마치 전 세계 모든 컴퓨터가 0과 1이라는 똑같은 언어를 쓰는 것처럼요. 이 공통성은 모든 생물이 한 뿌리에서 갈라져 나왔다는 것을 보여주는 강력한 증거랍니다.

문제 2 · OX 문제

모든 생명체가 같은 유전부호 체계를 사용한다는 사실은 생물들이 공통조상으로부터 진화해 왔음을 뒷받침한다. ( )

정답: O

정답이에요! 만약 생명체들이 각각 독립적으로 생겨났다면 유전부호 체계도 제각각이었을 거예요. 그런데 세균이든 식물이든 동물이든 모두 똑같은 유전부호를 사용하니까, 같은 조상에서 갈라져 나왔다는 결론이 자연스럽죠. 마치 모든 형제자매가 같은 부모의 성을 물려받는 것과 비슷해요.

문제 3 · OX 문제

당뇨병 환자의 치료제로 사용되는 인슐린은 사람의 인슐린 유전자를 대장균에 넣어 합성한 것이다. ( )

정답: O

맞아요! 사람의 인슐린 유전자를 대장균이라는 '미니 단백질 공장'에 넣어주면 대장균이 사람의 인슐린을 대량으로 만들어 줍니다. 사람과 대장균이 같은 유전부호 체계를 쓰기 때문에 가능한 일이에요. 이 기술 덕분에 전 세계 당뇨병 환자들이 안정적으로 인슐린을 공급받을 수 있게 되었답니다.

문제 4 · OX 문제

플라스미드는 세균의 주 DNA와는 별도로 존재하는 고리 모양의 DNA이다. ( )

정답: O

정답이에요! 플라스미드는 세균의 주 DNA와는 별도로 존재하는 작은 고리 모양의 DNA랍니다. 마치 본책과 별책부록처럼 따로 떨어져 있어요. 크기가 작아서 다루기 쉽고 세포 안으로도 쉽게 들어가서, 유용한 유전자를 끼워 넣어 옮기는 운반체로 널리 사용됩니다.

문제 5 · OX 문제

DNA 재조합 과정에서 DNA를 자르는 데는 연결효소가, 잘린 DNA를 이어 붙이는 데는 제한효소가 사용된다. ( )

정답: X

반대예요! DNA를 '자르는' 가위 역할은 제한효소가 맡고, 잘린 DNA 조각을 '붙이는' 풀 역할은 연결효소가 합니다. 종이 공작을 할 때 가위로 자르고 풀로 붙이는 것과 똑같은 원리예요. 이름만 헷갈리지 않으면 됩니다!

문제 6 · OX 문제

공통조상으로부터 오래 전에 분리된 생물종일수록 유전자의 염기서열 차이가 작다. ( )

정답: X

반대예요! 오래 전에 갈라진 생물종일수록 그동안 각자 변화한 시간이 길어서 염기서열 차이가 커집니다. 마치 멀리 떨어진 친척일수록 생김새나 말투가 많이 달라지는 것과 비슷해요. 반대로 최근에 갈라진 생물종은 분리된 시간이 짧아서 염기서열 차이가 작답니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

세균부터 사람까지 모든 생명체가 동일한 유전부호 체계를 사용한다는 사실을 유전부호 체계의 ( )이라 한다. (3글자)

정답: 공통성

모든 생명체가 같은 언어로 된 유전자 사전을 쓰고 있다는 뜻이에요! 마치 전 세계 사람들이 서로 다른 언어를 쓰지만 음악의 도레미는 다 똑같이 부르는 것처럼, 생명체들도 유전부호만큼은 모두 같은 규칙을 따른답니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

세균의 주 DNA와는 별도로 존재하는 고리 모양의 작은 DNA를 ( )라고 한다. (5글자)

정답: 플라스미드

세균이 가지고 있는 '비밀 부록 노트' 같은 거예요! 본책(주 DNA)과는 따로 떨어진 작은 고리 모양 DNA라서, 과학자들이 원하는 유전자를 끼워 넣어 다른 세포로 운반하는 택배 상자처럼 사용한답니다.

문제 9 · 빈칸 채우기

서로 다른 생물의 DNA를 잘라 연결하여 하나의 DNA로 만든 것을 ( ) DNA라고 한다. (3글자)

정답: 재조합

두 종류의 레고 블록을 잘라서 새로운 모양으로 합친 것과 비슷해요! 사람의 유전자와 세균의 플라스미드를 잘라 붙여서 만든 새로운 DNA를 말한답니다. 이 기술 덕분에 미생물이 사람의 단백질을 만들 수 있게 되었어요.

문제 10 · 빈칸 채우기

DNA를 특정 염기서열 위치에서 자르는 가위 역할을 하는 효소를 ( )라고 한다. (4글자)

정답: 제한효소

DNA를 자르는 정밀한 분자 가위예요! 아무 데나 자르는 게 아니라 특정 염기서열을 알아보고 정확히 그 자리만 잘라준답니다. 마치 점선을 따라 정확히 가위질하는 것처럼요. DNA 재조합 기술의 핵심 도구랍니다.

문제 11 · 빈칸 채우기

잘린 DNA 조각들을 이어 붙이는 풀 역할을 하는 효소를 ( )라고 한다. (4글자)

정답: 연결효소

DNA를 이어 붙이는 분자 풀이에요! 제한효소가 가위 역할을 했다면, 이 효소는 풀 역할을 한답니다. 잘린 DNA 조각들을 정확하게 연결해서 하나의 새로운 DNA(재조합 DNA)로 만들어 줘요.

문제 12 · 빈칸 채우기

모든 생명체가 공통으로 사용하는 유전부호에서, RNA의 염기 3개가 한 묶음을 이루어 하나의 아미노산을 지정하는 단위를 ( )이라 한다. (2글자)

정답: 코돈

코돈은 유전부호 공통성의 핵심 단위예요! 세균이든 사람이든 모두 RNA 염기 3개를 한 묶음으로 읽어 아미노산을 지정하는 같은 규칙을 씁니다. 이 공통된 코돈 체계 덕분에 사람의 유전자를 대장균에 넣어도 대장균이 똑같이 읽고 사람의 단백질을 만들 수 있는 거예요.

문제 13 · 단답형

이자에서 분비되어 혈당량을 낮추는 호르몬으로, 당뇨병 환자의 치료제로 쓰이며 대장균을 이용해 대량 생산되는 물질은 무엇인가? (3글자)

정답: 인슐린

우리 몸의 혈당 조절사예요! 식사 후 혈당이 올라가면 이자에서 분비되어 혈당을 낮춰주는 호르몬이랍니다. 당뇨병 환자는 이 호르몬이 부족하거나 제대로 작동하지 않아서, 대장균이 만든 이 호르몬을 약으로 공급받아요.

문제 14 · 단답형

유전자 재조합 기술에서 유용한 유전자를 끼워 넣어 사람의 단백질을 대량 생산하는 데 가장 널리 사용되는 세균은 무엇인가? (3글자)

정답: 대장균

우리 장 속에도 살고 있는 친숙한 세균이에요! 키우기 쉽고 빨리 증식해서, 생명공학 실험실의 '단골 일꾼'으로 사용된답니다. 사람의 유전자를 넣어주면 그대로 사람의 단백질을 만들어 주는 든든한 미니 공장이에요.

문제 15 · 단답형

사람의 인슐린 유전자를 대장균에 넣어도 인슐린이 만들어지는 근본적인 이유는, 사람과 대장균이 동일한 무엇을 공유하기 때문인가? (4글자)

정답: 유전부호

마치 전 세계 모든 컴퓨터가 같은 언어로 소통하듯이, 세균부터 사람까지 모두 같은 유전 암호 규칙을 씁니다. 그래서 사람의 설계도(유전자)를 세균 공장에 넣어도 세균이 그대로 읽고 사람의 단백질을 만들어낼 수 있는 거예요.

문제 16 · 단답형

유전부호 체계의 공통성을 근거로 서로 다른 종 사이의 진화적 관계나 분리 시기를 추정할 때 비교 분석하는 DNA의 구성 요소는 무엇인가? (4글자)

정답: 염기서열

DNA를 이루는 알파벳들의 순서예요! 두 생물의 DNA 알파벳 순서를 나란히 놓고 비교해 보면, 얼마나 비슷한지 또는 다른지 알 수 있답니다. 비슷할수록 가까운 친척이고, 다를수록 먼 친척이라는 뜻이에요. 진화의 역사를 읽어내는 단서가 된답니다.

문제 17 · 보기 선택

유전부호 체계의 공통성에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 세균부터 사람까지 모든 생명체는 동일한 유전부호 체계를 사용한다.
• ㄴ. 유전부호 체계의 공통성은 생물이 각각 독립적으로 발생했음을 보여준다.
• ㄷ. 유전부호 체계의 공통성은 모든 생물이 공통조상으로부터 진화했다는 증거가 된다.
• ㄹ. 생명체의 종류가 복잡해질수록 사용하는 유전부호 체계도 달라진다.

정답: ㄱ, ㄷ

단순한 세균이든 복잡한 사람이든 똑같은 유전부호 사전을 쓴다는 게 정말 놀랍죠! 이 공통성은 곧 '우리 모두는 한 뿌리에서 나왔다'는 진화의 증거가 됩니다. 마치 같은 조상의 가풍이 후손들에게 이어지듯이요.

문제 18 · 보기 선택

플라스미드에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 플라스미드는 세균의 주 DNA와는 별도로 존재한다.
• ㄴ. 플라스미드는 직선 모양의 큰 DNA 분자이다.
• ㄷ. 플라스미드는 크기가 작아 세포 안으로 들어가기 쉽다.
• ㄹ. 플라스미드는 DNA 재조합 기술에서 유전자 운반체로 사용된다.

정답: ㄱ, ㄷ, ㄹ

플라스미드는 세균의 비밀 부록 같은 작은 고리 DNA예요! 본책(주 DNA)과 따로 존재하고, 크기가 작아서 다루기 쉽고, 세포 안으로도 쏙쏙 잘 들어간답니다. 그래서 과학자들이 유용한 유전자를 끼워 넣어 다른 세포로 옮기는 운반체로 애용해요.

문제 19 · 보기 선택

DNA 재조합 기술에 사용되는 효소에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 제한효소는 DNA의 특정 염기서열 위치를 인식하여 자른다.
• ㄴ. 연결효소는 잘린 DNA 조각들을 이어 붙이는 역할을 한다.
• ㄷ. 제한효소는 DNA를 붙이는 풀 역할을 한다.
• ㄹ. DNA 재조합에는 자르는 효소와 붙이는 효소가 모두 필요하다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄹ

제한효소는 가위, 연결효소는 풀이라고 기억하면 헷갈리지 않아요! DNA 재조합은 잘랐다가 다시 이어 붙이는 작업이라서 두 효소 모두 꼭 필요하답니다. 종이 공작에 가위와 풀이 다 있어야 하는 것과 똑같아요.

문제 20 · 보기 선택

사람의 인슐린 유전자를 대장균에 넣어 인슐린을 생산하는 과정에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 사람의 DNA에서 인슐린 유전자 부분을 제한효소로 잘라낸다.
• ㄴ. 잘라낸 인슐린 유전자를 플라스미드에 끼워 넣어 재조합 DNA를 만든다.
• ㄷ. 재조합 DNA를 대장균에 넣어 증식시키면 대장균이 사람의 인슐린을 합성한다.
• ㄹ. 이 과정이 가능한 이유는 사람과 대장균이 서로 다른 유전부호 체계를 가지기 때문이다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

사람 유전자를 자른 다음, 세균의 플라스미드에 끼워 넣고, 대장균에 입양시키면 끝! 마치 작은 단백질 공장에 설계도를 새로 넣어주는 것과 같아요. 사람과 대장균이 같은 유전부호 체계를 쓰니까 가능한 신기한 일이랍니다.

문제 21 · 보기 선택

유전부호 체계의 공통성과 진화의 관계에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 두 생물종의 염기서열이 유사할수록 진화적으로 가까운 관계이다.
• ㄴ. 공통조상으로부터 오래 전에 분리된 종일수록 염기서열 차이가 크다.
• ㄷ. 단백질의 아미노산 서열도 진화적 유연관계를 추정하는 데 활용된다.
• ㄹ. 최근에 분리된 생물종은 염기서열 차이가 매우 크게 나타난다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

염기서열이나 아미노산 서열은 진화의 역사가 새겨진 기록이에요! 비슷할수록 가까운 친척, 다를수록 먼 친척이랍니다. 그리고 갈라진 지 오래될수록 그동안 변화가 많이 쌓여서 차이가 커지는 거예요. 마치 같은 가문에서 갈라진 두 집안이 시간이 흐를수록 가풍이 점점 달라지는 것과 비슷해요.

문제 22 · 보기 선택

유전정보의 흐름과 단백질 합성에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 전사는 DNA의 유전정보를 RNA로 옮겨 적는 과정이다.
• ㄴ. 번역은 RNA의 정보를 바탕으로 아미노산을 연결해 단백질을 합성하는 과정이다.
• ㄷ. 사람의 유전자를 대장균에 넣어도 전사와 번역 과정은 일어나지 않는다.
• ㄹ. 유전정보의 흐름은 DNA → RNA → 단백질의 순서로 일어난다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄹ

DNA에 적힌 정보는 RNA로 베껴진 뒤(전사) 단백질로 번역된답니다. 책의 내용을 노트에 옮긴 다음 외국어로 번역하는 것과 비슷해요! 그리고 사람과 대장균이 같은 유전부호를 쓰니까, 사람 유전자를 대장균에 넣어도 전사와 번역이 똑같이 일어나서 사람의 단백질이 만들어진답니다.

문제 23 · 보기 선택

생명공학 분야에서 유전부호 체계의 공통성을 활용한 사례에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 대장균을 이용해 사람의 인슐린을 대량 생산할 수 있다.
• ㄴ. 서로 다른 생물의 유전자를 결합해 재조합 DNA를 만들 수 있다.
• ㄷ. 유전부호 체계가 다르기 때문에 생명체 간 유전자 교환은 불가능하다.
• ㄹ. 사람과 대장균이 같은 유전부호를 사용하므로 사람의 유전자가 대장균에서도 발현될 수 있다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄹ

유전부호 체계가 모든 생명체에서 공통이라는 사실이 생명공학의 황금 열쇠랍니다! 덕분에 사람 유전자를 세균에 넣어 인슐린, 성장 호르몬 같은 의약품을 대량 생산할 수 있고, 서로 다른 생물의 DNA를 합쳐 새로운 기능을 가진 생물을 만들 수도 있어요.

문제 24 · 객관식

유전부호 체계의 공통성에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

• ① 생명체마다 유전부호 체계는 모두 다르다.
• ② 단순한 생명체와 복잡한 생명체는 서로 다른 유전부호를 사용한다.
• ③ 세균은 유전부호 체계를 가지고 있지 않다.
• ④ 세균부터 사람까지 모든 생명체는 동일한 유전부호 체계를 사용한다.
• ⑤ 식물과 동물만이 같은 유전부호 체계를 공유한다.

정답: ④

가장 단순한 세균부터 복잡한 사람까지, 지구상의 모든 생명체는 같은 유전부호 사전을 사용해요! 이 놀라운 공통성이 바로 생명체들이 한 뿌리에서 나왔다는 것을 보여주는 증거랍니다.

문제 25 · 객관식

플라스미드에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

• ① 사람의 핵 안에 존재하는 큰 DNA이다.
• ② 세균의 주 DNA와는 별도로 존재하는 고리 모양의 작은 DNA이다.
• ③ RNA의 일종으로 단백질 합성에 직접 참여한다.
• ④ 세균이 가지고 있는 단백질 분해 효소이다.
• ⑤ 세포막을 구성하는 인지질의 일종이다.

정답: ②

플라스미드는 세균이 가지고 있는 '비밀 부록' 같은 작은 고리 DNA예요! 주 DNA와는 따로 존재하고, 크기가 작아서 다루기 쉬워서 과학자들이 유전자 운반체로 애용한답니다.

문제 26 · 객관식

DNA 재조합 기술에서 효소의 역할에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

• ① 제한효소는 DNA를 이어 붙이고, 연결효소는 DNA를 자른다.
• ② 제한효소는 DNA를 자르고, 연결효소는 DNA를 이어 붙인다.
• ③ 두 효소 모두 DNA를 자르는 역할만 한다.
• ④ 두 효소 모두 DNA를 이어 붙이는 역할만 한다.
• ⑤ 두 효소는 DNA가 아닌 단백질만을 분해한다.

정답: ②

제한효소는 가위, 연결효소는 풀이라고 기억하세요! 제한효소가 DNA의 특정 위치를 정확히 잘라주면, 연결효소가 잘린 조각들을 이어 붙여서 새로운 재조합 DNA를 만들어 줍니다.

문제 27 · 객관식

대장균을 이용해 사람의 인슐린을 생산할 수 있는 가장 근본적인 이유로 가장 적절한 것은?

• ① 대장균이 원래부터 인슐린과 똑같은 단백질을 만들기 때문이다.
• ② 사람과 대장균이 동일한 유전부호 체계를 사용하기 때문이다.
• ③ 대장균이 사람의 인슐린 유전자를 자체적으로 가지고 있기 때문이다.
• ④ 사람과 대장균의 세포 구조가 완전히 동일하기 때문이다.
• ⑤ 대장균이 사람의 세포로 변할 수 있기 때문이다.

정답: ②

핵심은 '같은 언어'예요! 사람과 대장균이 같은 유전부호 체계를 쓰기 때문에, 사람의 인슐린 유전자를 대장균에 넣어주면 대장균이 그 설명서를 그대로 읽고 사람의 인슐린을 만들어 줄 수 있는 거랍니다.

문제 28 · 객관식

서로 다른 생물의 DNA를 잘라 이어 붙여 만든 재조합 DNA를 만드는 과정에 반드시 필요한 요소로만 묶인 것은?

• ① 제한효소, 연결효소, 운반체(플라스미드)
• ② 연결효소, 단백질, 지방
• ③ 제한효소, 탄수화물, 무기염류
• ④ 연결효소, 비타민, 호르몬
• ⑤ 운반체(플라스미드), 호르몬, 단백질

정답: ①

DNA 재조합은 세 가지 도구가 필요해요! 자르는 가위(제한효소), 붙이는 풀(연결효소), 그리고 유전자를 옮길 택배 상자(플라스미드 같은 운반체)랍니다. 이 셋이 있어야 비로소 재조합 DNA가 완성돼요.

문제 29 · 객관식

공통조상으로부터 진화한 두 생물종 A와 B의 유전자 염기서열을 비교했더니 차이가 매우 작게 나타났다. 이로부터 추론할 수 있는 가장 적절한 사실은?

• ① A와 B는 서로 전혀 관련 없는 독립적 기원을 가진다.
• ② A와 B는 공통조상에서 매우 오래 전에 분리되었다.
• ③ A와 B는 공통조상에서 비교적 최근에 분리되었다.
• ④ A와 B는 서로 다른 유전부호 체계를 사용한다.
• ⑤ A와 B 중 하나는 유전자가 없는 생명체이다.

정답: ③

염기서열 차이는 시간의 흔적이에요! 오래 전에 갈라졌으면 그동안 변화가 많이 쌓여서 차이가 커지고, 최근에 갈라졌으면 변화가 적어서 차이가 작답니다. 차이가 작다는 건 곧 '얼마 전까지 같은 길을 걸었다'는 뜻이에요.

문제 30 · 객관식

유전부호 체계의 공통성과 그 활용에 대한 종합적 설명으로 가장 적절한 것은?

• ① 유전부호 체계가 생물마다 달라서 생명공학적 활용이 제한적이다.
• ② 사람의 유전자를 세균에 넣어도 단백질이 합성되지 않는다.
• ③ 모든 생명체가 같은 유전부호 체계를 사용한다는 사실은 공통조상으로부터의 진화를 뒷받침하며, 이러한 공통성을 활용해 사람의 단백질을 미생물에서 대량 생산할 수 있다.
• ④ 유전부호 체계의 공통성은 진화와는 무관하며, 단순한 우연의 일치일 뿐이다.
• ⑤ 유전부호 체계의 공통성은 같은 종 내에서만 성립하며 다른 종과는 무관하다.

정답: ③

유전부호 체계의 공통성은 '진화의 증거'이자 '생명공학의 열쇠'라는 두 가지 큰 의미를 가져요! 모두가 한 뿌리에서 나왔기에 같은 부호를 쓰는 것이고, 같은 부호를 쓰기에 미생물 공장에서 사람 단백질을 만들 수도 있는 거랍니다. 이 두 가지가 통합과학에서 다루는 핵심 메시지예요.