16^th International Biology Olympiad

Beijing 

July 2005

Practical Examination

Part Ⅳ

Total time available:  90 minutes

Practical Test, Part Ⅳ

Plant Biology(식물학)

과제1. 식물 해부와 식물 생리 실험 (20점)

실험 재료와 도구

실험 재료와 도구가 제공되어 있다. 해부현미경, 광학현미경, 페트리접시, 핀셋, 슬라이드 글라스, 커버글라스, 거름종이 등의 실험 도구를 사용할 것이다.

페트리 접시에는 수생식물이 들어 있다.

다음 과제를 수행하시오.

(1) 수생식물을 해부현미경으로 관찰하고 아래의 문제1~3에 답하시오.

(2) 수생식물 하나를 슬라이드글라스 위에 올려놓고 뿌리를 약간 잘라낸다. 잘라낸 뿌리를 다른 슬라이드글라스 위에 올려놓고 커버글라스를 덮는다. 커버글라스를 살짝 누른 다음 그 슬라이드를 광학현미경으로 관찰하고, 아래의 문제 4, 5에 답하시오.

(3) 수생식물 하나를 슬라이드글라스 위에 올려놓고, 잎을 하나 잘라서 그것을 다른 슬라이드 위에 올려놓는다. 커버글라스로 덮고 살짝 누른 다음 현미경으로 관찰한다. 그리고 아래의 문제 6~8에 답하시오.

문제1~3은 식물의 외형에 관한 질문이다.

1. 이 식물의 줄기는?(2점)

A. 수직으로 존재

B. 수평으로 존재

C. 로제트 형으로 매우 짧다.

D. 줄기가 없다.

2. 이 식물의 뿌리에 대한 설명으로 옳은 것은?(2점)

A. 뿌리에 엽록소가 있다.

B. 부정근이다.

C. 헛뿌리(가근)이다.

D. 방추 모양 뿌리이다.

3. 다음 보기에서 이 식물의 잎에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?(2점)

(1) 잎자루가 없다.

(2) 겹깃꼴 잎이다.

(3) 어떤 잎에는 엽록소가 없다.

(4) 바늘형 잎이 있다.

A. 1, 2, 3, 4

B. 1, 2

C. 1, 3

D. 1, 2, 3

문제 4~5.

4. 다음 중 옳은 것은?(2점)

A. 이 식물은 유관속 식물이다.

B. 이 식물에는 물관이 있다.

C. 이 식물의 뿌리 구조에 의하면 이 식물은 선태식물이다.

D. 위의 어느 것도 옳지 않다.

5. 어떤 연구자가 이 식물을 몇 세대 동안 배양한 결과 종자가 생기지 않는다고 했다. 여러분이 관찰한 내용에 기초할 때 다음 중 옳은 진술은?(2점)

(1) 그 연구자는 종자가 생기는 것을 관찰하지 못했을 수도 있다.

(2) 이 식물은 종자가 생기지 않는 식물이다.

(3) 이 식물은 유성생식을 하지 않는다.

A. 1, 2, 3

B. 1, 3

C. 1, 2

D. 2

E. 3

문제 6~8.

6. 이 식물의 조직과 세포 이외에도 여러분은 운동성이 없는 다른 종류의 세포들을 관찰해야 한다. 이 세포에 대한 다음 진술 중에서 옳은 것을 모두 고른 것은?(2점)

(1) 그들은 단세포성이다.

(2) 그들은 주로 짧고 가지가 갈라지지 않은 필라멘트이다.

(3) 그들 중의 일부는 가지가 갈라졌다.

(4) 그들의 핵은 쉽게 관찰된다.

A. 1

B. 1, 2, 3, 4

C. 2, 3

D. 2, 3, 4

E. 2

7. 어떤 연구자가 이 식물을 몇 가지 조건에서 배양하여 다음 그림과 같은 결과를 얻었다.

실험조건1, 질산염을 포함하는 배지 A에서 배양하였다. 이 실험조건에서의 생장율을 100% 생장으로 잡았다. 실험조건2, 질산염을 포함하지 않는 배지A에서 배양하였다. 실험조건3, 질산염을 포함하는 배지A에서 배양하는데, 5μM 농도의 항생제 암피실린을 추가하였다. 실험조건4, 질산염을 포함하지 않는 배지A에서 배양하는데, 5μM 농도의 항생제 암피실린을 추가하였다.   주: 배지 A는 이 식물에 대해 표준 배지이다.

위 실험 결과에 근거하여 다음 진술 중 옳은 것을 모두 고른 것은?(4점)

(1) 암피실린은 질소 제한 조건에서만 식물 생장에 저해적이다.

(2) 이 식물은 질산염이 없어도 자랄 수 있다.

(3) 이 식물의 뿌리는 질소를 고정할 수 있다.

(4) 질소를 고정할 수 있는 어떤 미생물이 이 식물과 결합되어 있다.

(5) 암피실린은 질소 고정 효소의 활성도를 직접적으로 저해한다.

A. 1, 3, 5

B. 1, 5

C. 2

D. 1, 2, 4

E. 4, 5

8. 어떤 결합된 생물도 없이 이 식물을 배양하려고 한다. 이를 위해서 적합한 실험 조건은?(4점)

A. 질산염과 암피실린을 넣은 조건에서 배양한다.

B. 질산염을 넣은 조건에서 배양한다.

C. 질산염이 없는 조건에서 배양한다.

D. 질산염과 암피실린이 모두 없는 조건에서 배양한다.

과제2. 식물 색소 (20점)

재료와 도구

pigmentⅠ에서 pigmentⅥ로 표지한 6종류의 색소 튜브를 제공할 것이다. 또 다른 튜브를 담아 제공하는 색깔이 없는 용액은 대조군으로 사용한다. 여러분은 다음의 기구들을 사용해야 한다. 파장을 조절할 수 있는 분광광도계, 큐벳, 용액 양을 조절할 수 있는 피펫, 거름종이

다음 과제를 수행하시오.

a. 다음 그림에 제시한 흡수 스펙트럼을 살펴본다. 5종류의 흡수 스펙트럼은 다른 생물에서 얻었으며, 색소 명칭은 그림에 제시하였다. 이 스펙트럼에는 주된 빛의 흡수가 일어나는 파장이 표시되어 있다. 그림에 있는 5가지 색소 중에서 phycocyanin과 phycoerythrin은 수용성이며, 엽록소와 카로틴은 유기 용매에 녹는다. 엽록소-단백질 복합체는 세제로 처리하면 수용액에 녹는다.

b. 피펫을 이용해서 각 색소 용액 1㎖를 취해서 큐벳 안에 넣는다. 아래에 제시한 표에 파장별 흡광도를 측정하라. 측정한 결과를 표에 기록하라.

<물 속의 엽록소 a>

<에탄올 속의 엽록소 a>

<피코시아닌>

<피코에리드린>

<카로틴>

용액	450㎚	562㎚	595㎚	625㎚	662㎚	678㎚
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ

다음 질문에 답하시오.

문제9. 어떤 색소가 붉은 빛을 흡수하는데 가장 효과적인가?(2점)

A. 피코시아닌

B. 피코에리드린(Phycoerythrin)

C. 카로틴

D. 엽록소

문제 10. 피코시아닌 용액은 어느 것인가?(2점)

A. 용액Ⅰ

B. 용액Ⅱ

C. 용액Ⅲ

D. 용액Ⅳ

E. 용액Ⅴ

F. 용액Ⅵ

G. 없음

문제 11. 피코에리드린 용액은 어느 것인가?(2점)

A. 용액Ⅰ

B. 용액Ⅱ

C. 용액Ⅲ

D. 용액Ⅳ

E. 용액Ⅴ

F. 용액Ⅵ

G. 없음

문제 12. 엽록소 용액(에탄올 안)은 어느 것인가?(2점)

A. 용액Ⅰ

B. 용액Ⅱ

C. 용액Ⅲ

D. 용액Ⅳ

E. 용액Ⅴ

F. 용액Ⅵ

G. 없음

문제 13. 카로틴 용액은 어느 것인가?(2점)

A. 용액Ⅰ

B. 용액Ⅱ

C. 용액Ⅲ

D. 용액Ⅳ

E. 용액Ⅴ

F. 용액Ⅵ

G. 없음

문제 14. 세제를 처리한 용액 속의 단백질-엽록소 복합체는 어느 것인가?(2점)

A. 용액Ⅰ

B. 용액Ⅱ

C. 용액Ⅲ

D. 용액Ⅳ

E. 용액Ⅴ

F. 용액Ⅵ

G. 없음

문제 15. 모든 조류(algae)와 고등 식물에 존재하는 색소로 옳은 것을 모두 고른 것은?(2점)

(1) 엽록소

(2) 카로틴

(3) 피코에리드린

(4) 피코시아닌

A. 1, 2, 3, 4

B. 1, 3, 4

C. 1

D. 1, 4

E. 1, 2

문제 16. 시안화 박테리아는 주된 색소로 엽록소, 카로틴, 피코시아닌을 갖는다. 시안화박테리아를 배양한 용액에 80% 아세톤을 넣고 추출액을 얻은 후 원심분리하면, 침전물은 어떤 색이겠는가?(3점)

A. 주황색

B. 푸른색

C. 녹색

D. 보라색

E. 색이 없음

문제 17. 등전점(IEF) 젤 전기영동으로 단백질을 분석할 때, pI값을 알고 있는 색깔이 있는 단백질을 pI 표준값을 얻는데 사용한다. 이러한 단백질로는 피코시아닌과 피코에리드린이 있다. 엽록소 단백질은 IEF 젤 표준값으로 사용하지 않는다. 엽록소-단백질을 IEF 젤 pI 표준값으로 사용하지 않는 이유는 무엇인가?

A. 녹색은 IEF 젤에서 눈에 보이지 않는다.

B. 엽록소 분자는 너무 작아서 등전점으로 분리되지 않는다.

C. 식물에서 충분한 양의 엽록소-단백질을 얻기 어려운 경우가 많다.

D. 엽록소 분자는 단백질에 공유결합하고 있지 않다.

IBO 답안지 (Practical Ⅳ)

1. B

2. B

3. C

4. A

5. D

6. E

7. D

8. A

9. D

10. D

11. B

12. F

13. A

14. G

15. E

16. B

17. D