2022년 고3 6월 모의고사 과학기술 비타민 K 지문(10~13) 분석

안녕하세요!

진짜 교육, 진교의 김양붕입니다.

이번 지문은 수능특강 연계 지문이었습니다. 개인적으로 연계 대상인 '지혈의 과정' 지문의 내용을 좀 기억하고 계셨다면 읽고 이해하는 데 좀 더 유리한 부분이 있었다고 생각해요.

비타민 K 지문은 문제 난이도는 그리 높지 않았다고 생각합니다. 다만 지문의 내용이나 정보량이 문제가 아니었나, 싶네요.

[1문단]

▷ 혈액은 세포에 필요한 물질을 공급하고 노폐물을 제거한다. 만약 혈관 벽이 손상되어 출혈이 생기면 손상 부위의 혈액이 응고되어 혈액 손실을 막아야 한다. 혈액 응고는 섬유소 단백질인 피브린이 모여 형성된 섬유소 그물이 혈소판이 응집된 혈소판 마개와 뭉쳐 혈병이라는 덩어리를 만드는 현상이다. 혈액 응고는 혈관 속에서도 일어나는데, 이때의 혈병을 혈전이라 한다. 이물질이 쌓여 동맥 내벽이 두꺼워지는 동맥 경화가 일어나면 그 부위에 혈전 침착, 혈류 감소 등이 일어나 혈관 질환이 발생하기도 한다. 이러한 혈액의 응고 및 원활한 순환에 비타민 K가 중요한 역할을 한다.

▶ 아마 처음 보는 단어나 개념이 꽤 있을 거예요. 수능특강을 공부했다 하더라도 그 내용을 전부 기억하는 건 무리니까요. 하지만 연계 대비를 하지 않은 사람보다 조금은 더 편안한 마음으로 읽을 수 있을 겁니다.

피브린이 모임 = 섬유소 그물

혈소판이 응집 = 혈소판 마개

섬유소 그물 + 혈소판 마개 = 혈병

혈관 속에서 태어난 혈병 = 혈전

이런 식으로 개념들을 간단하게 정리하고 나면 좀 이해가 되실 겁니다. 그런데 좀 볼게요.

"혈액의 응고 및 원활한 순환에 비타민 K가 중요한 역할을 한다."

독서 지문을 꽤 풀어보신 분이라면 이 지문이 혈병이나 혈전보다 비타민 K에 대해 말하고 싶어한다는 느낌을 받으셨을 겁니다. 그렇기 때문에 이 마지막 문장을 통해, 지문에 대한 힌트를 얻어 가셔야 합니다.

'혈액의 응고'와 '원활한 순환'은 상반되는 느낌이죠. 그런 두 과정에 모두 비타민 K가 중요한 역할을 한다고 했으니, 앞으로 지문을 읽으실 때는

1. 혈액의 응고에 비타민 K가 어떤 역할을 하는지

2. 혈액의 원활한 순환에 비타민 K가 어떤 역할을 하는지

이 두 가지를 궁금해 하면서 읽으셔야 합니다.

[2문단]

▷ 비타민 K는 혈액이 응고되도록 돕는다. 지방을 뺀 사료를 먹인 병아리의 경우, 지방에 녹는 어떤 물질이 결핍되어 혈액 응고가 지연된다는 사실을 발견하고 그 물질을 비타민 K로 명명했다. 혈액 응고는 단백질로 이루어진 다양한 인자들이 관여하는 연쇄 반응에 의해 일어난다. 우선 여러 혈액 응고 인자들이 활성화된 이후 프로트롬빈이 활성화되어 트롬빈으로 전환되고, 트롬빈은 혈액에 녹아 있는 피브리노겐을 불용성인 피브린으로 바꾼다. 비타민 K는 프로트롬빈을 비롯한 혈액 응고 인자들이 간세포에서 합성될 때 이들의 활성화에 관여한다. 활성화는 칼슘 이온과의 결합을 통해 이루어지는데, 이들 혈액 단백질이 칼슘 이온과 결합하려면 카르복실화되어 있어야 한다. 카르복실화는 단백질을 구성하는 아미노산 중 글루탐산이 감마-카르복시글루탐산으로 전환되는 것을 말한다. 이처럼 비타민 K에 의해 카르복실화되어야 활성화가 가능한 표적 단백질을 비타민 K-의존성 단백질이라 한다.

▶ 깁니다. 정보도 많구요. 차근차근, 머릿속이든 빈 공간이든 꼭 정리하면서 읽어주셔야 합니다. 앞에서부터 차근차근 읽어볼게요. 우선 첫 문장, 1문단에서 언급했던 비타민 K가 중요한 역할을 하는 두 가지 중 첫 번째를 설명하려나 봅니다. 비타민 K는 혈액 응고에 도움이 되고... 병아리... 또 갑자기 연쇄 반응... 우리가 궁금한 건 '비타민 K가 혈액의 응고에 어떤 역할을 하는지'인데... 이걸 잊으시면 안 돼요. 독서 지문을 읽다 보면 진정 원하는 답이 바로 나오지 않고, 좀 더 뒤에 배치되어 있는 경우가 정말 많습니다. 그렇다고 해서 그 답을 찾기 전까지 나오는 정보들을 무시할 수는 없죠. 그러니 항상 앞 내용과 핵심을 기억하고 되새기며 읽어주세요.

자, 다시 지문으로 돌아가서 혈액 응고의 과정을 정리합시다. 혈액 응고는 단백질로 이루어진 다양한 인자들이 관여하는 연쇄 반응에 의해 일어나는데, 그 연쇄 반응이 바로 다음 문장에서 설명되고 있죠.

1. 엑스트라 혈액 응고 인자 활성화

2. 프로트롬빈 활성화 -> 트롬빈으로 전환됨

3. 이 트롬빈이 피브리노겐을 피브린으로 바꿈

그리고 그 다음에 드디어 이 과정에서 비타민 K의 역할이 나옵니다. 이런 혈액 응고 인자들이 간세포에서 합성될 때 이들의 '활성화에 관여'한다고 하네요. 다음에 이어지는 것은 '활성화'에 대한 설명입니다. 저는 힘을 좀 빼고 읽었어요.

아무튼 2문단의 뒷 내용을 정리하면,

1. 혈액 응고 인자가 활성화되려면 칼슘 이온과 결합해야 함.

2. 근데 칼슘 이온과 결합하려면 카르복실화가 되어 있어야 함.

3. 근데 카르복실화가 되려면 비타민 K가 있어야 하는 애들이 있음.

4. 그런 표적 단백질을 비타민 K-의존성 단백질이라고 부름.

이렇게 되네요. 이걸 역순으로 보면

1. 비타민 K가 비타민 K-의존성 단백질을 카르복실화

2. 카르복실화된 혈액 응고 인자가 칼슘 이온과 결합

3. 칼슘 이온과 결합한 혈액 응고 인자들이 활성화

4. 프로트롬빈이 활성화 -> 트롬빈으로 전환됨

5. 이 트롬빈이 피브리노겐을 피브린으로 바꿈

6. 피브린이 모여 섬유소 그물을 형성

7. 섬유소 그물이 혈소판 마개와 뭉쳐 혈병을 형성

이렇게, 혈액의 응고 과정(혈병의 형성 과정)이 됩니다.

이 정도면 혈액 응고에서 비타민 K가 어떤 역할을 하는지에 대한 설명은 충분하다고 생각해요. 그러니 다음 문단에서는 두 번째, 혈액의 원활한 순환에 비타민 K가 어떤 역할을 하는지 알려주길 바라는 마음으로 넘어가겠습니다.

[3문단]

▷ 비타민 K는 식물에서 합성되는 ㉠비타민 K1과 동물 세포에서 합성되거나 미생물 발효로 생성되는 ㉡비타민 K2로 나뉜다. 녹색 채소 등은 비타민 K1을 충분히 함유하므로 일반적인 권장 식단을 따르면 혈액 응고에 차질이 생기지 않는다.

▶ 아직 응고에 대해 하고 싶은 말이 좀 남았었나 보네요. 심지어 ㉠, ㉡까지 달고 와서 제발 분류해서 정리해 달라고 하니 우선은 정리합시다.

비타민 K1: 식물에서 합성 / 웬만하면 혈액 응고에 차질이 생기지 않음.

비타민 K2: 동물 세포에서 합성, 미생물 발효로 생성.

근데 정리하고 보니 겨우 이거 가지고 문제를 내는 건 힘들 것 같아요. 분명 이후에 더 많은 정보를 주겠죠? 이것도 잊지 마시고 K1, K2가 나오면 잘 정리해 두도록 합시다.

[4문단]

▷ 그런데 혈관 건강과 관련된 비타민 K의 또 다른 중요한 기능이 발견되었고, 이는 칼슘의 역설과도 관련이 있다. 나이가 들면 뼈 조직의 칼슘 밀도가 낮아져 골다공증이 생기기 쉬운데, 이를 방지하고자 칼슘 보충제를 섭취한다. 하지만 칼슘 보충제를 섭취해서 혈액 내 칼슘 농도는 높아지나 골밀도는 높아지지 않고, 혈관 벽에 칼슘염이 침착되는 혈관 석회화가 진행되어 동맥 경화 및 혈관 질환이 발생하는 경우가 생긴다. 혈관 석회화는 혈관 근육 세포 등에서 생성되는 MGP라는 단백질에 의해 억제되는데, 이 단백질이 비타민 K-의존성 단백질이다. 비타민 K가 부족하면 MGP 단백질이 활성화되지 못해 혈관 석회화가 유발된다는 것이다.

▶ 첫 문장의 '또 다른 중요한 기능'을 보자마자 예상하셔야 합니다. "아, 4문단부터는 비타민 K가 혈액의 원활한 순환을 어떻게 도와주는지 설명하겠구나." 하구요. 근데 그게 '칼슘의 역설'이라는 것과 관련이 있다고 하네요. 네모 표시가 되어 있으니 문제로 출제될 것이고, 그러니 이것에 대해 잘 파악해야겠죠.

요약하면 이겁니다.

1. 골다공증을 방지하기 위해 칼슘 보충제 섭취

2. 근데 무슨 골밀도는 그대로고 혈액 내 칼슘 농도만 높아짐

3. 혈관 석회화

이제 추론하면, 칼슘의 역설이란 건 '뼈 건강을 위해 칼슘을 섭취했는데 뼈는 그대로고 갑자기 혈관에 악영향을 주는' 그런 걸 말하는 게 아닐까요?

그리고 다시 핵심으로 돌아와서, 혈관 석회화를 억제하는 MGP라는 단백질이 있고, 이것이 비타민 K-의존성 단백질이라고 합니다. 두 번째 의문도 풀렸네요. 비타민 K가 혈액의 원활한 순환에 어떤 역할을 하는지.

혈관 석회화가 진행되면 동맥 경화 및 혈관 질환이 발생한다고 했죠? 하지만 MGP가 혈관 석회화를 억제하구요. 그런데 얘가 활성화되려면 비타민 K가 필요하다고 하니, 혈액 응고 때와 마찬가지로 비타민 K가 시발점이 되는 구조네요.

[5문단]

▷ 비타민 K1과 K2는 모두 비타민 K-의존성 단백질의 활성화를 유도하지만 K1은 간세포에서, K2는 그 외의 세포에서 활성이 높다. 그러므로 혈액 응고 인자의 활성화는 주로 K1이, 그 외의 세포에서 합성되는 단백질의 활성화는 주로 K2가 담당한다. 이에 따라 일부 연구자들은 비타민 K의 권장량을 K1과 K2로 구분하여 설정해야 하며, K2가 함유된 치즈, 버터 등의 동물성 식품과 발효 식품의 섭취를 늘려야 한다고 권고한다.

▶ 3문단에서 K1, K2로 나눠졌다가 4문단에서는 다시 합쳐지고, 5문단에서 다시 나뉘고 있습니다. 이게 무슨 말이냐면, 3문단의 설명만으로 부족했던 ㉠, ㉡에 대한 정보를 여기서 보충해야 한다는 거예요. 그러니 공통점과 차이점 잘 보면서 정리해주세요.

비타민 K1: 식물에서 합성 / 간세포에서 활성이 높음 / 혈액 응고 인자의 활성화를 주로 담당

비타민 K2: 동물 세포에서 합성, 미생물 발효로 생성 / 그 외의 세포에서 활성이 높음 / 그 외를 담당

[문제 10] ★1

▷ 내용을 잘 정리하며 읽었다면 굳이 지문으로 돌아갈 필요도 없는 내용 일치 문제입니다.

① 혈전이 형성되면 섬유소 그물이 뭉쳐 혈액의 손실을 막는다.

▶ 기억하시나요?

피브린이 모임 = 섬유소 그물

혈소판이 응집 = 혈소판 마개

섬유소 그물 + 혈소판 마개 = 혈병 (혈관 속에서 태어나면 혈전)

그러니까, '혈전이 형성되면 섬유소 그물이 뭉'치는 것이 아니라, 섬유소 그물이 뭉쳐야 혈병이든 혈전이든 형성될 수 있는 것이죠.

② 혈액의 응고가 이루어지려면 혈소판 마개가 형성되어야 한다.

▶ 혈액의 응고=혈병의 형성이었습니다. 혈병=섬유소 그물+혈소판 마개였구요.

③ 혈관 손상 부위에 혈병이 생기려면 혈소판이 응집되어야 한다.

▶ 저기 정리한 것 하나로 선지를 벌써 세 개째 거르고 있네요. 사실 2번 선지와 똑같은 말이죠.

'혈액의 응고가 이루어지려면' = '혈병이 생기려면'

'혈소판 마개가 형성' = '혈소판이 응집'

④ 혈관 경화를 방지하려면 이물질이 침착되지 않게 해야 한다.

▶ 이건 사실 너무 당연한 말이지만... 지문에도 근거가 있습니다. 1문단에서 '이물질이 쌓여 동맥 내벽이 두꺼워지는 동맥 경화가 일어나면 그 부위에 ~ 혈관 질환이 발생하기도 한다.'라고 했거든요.

⑤ 혈관 석회화가 계속되면 동맥 내벽과 혈류에 변화가 생긴다.

▶ 4문단에서 혈관 석회화가 진행되면 동맥 경화가 발생할 수 있다고 했고, 1문단에서는 동맥 경화란 동맥 내벽이 두꺼워지는 것이고, 이로 인해 혈류 감소 등의 혈관 질환이 발생할 수도 있다고 했습니다. 이 선지는 '동맥 경화'라는 단어가 지문의 어디에 등장했는지 파악하고 있고, 이를 토대로 4문단을 읽을 때 1문단의 내용과 관련지으면서 읽은 학생이라면 쉽게 판단할 수 있었을 겁니다.

[문제 11] ★2

▷ 4문단을 읽으며 예상했던 문제입니다. '칼슘의 역설'이 무엇을 의미하는지 대충 예상도 해봤죠.

그런데 이 글을 작성하는 지금, ebsi 기준 이 문제의 오답률은 64%로 6위에 랭크되어 있습니다. 왜일까요...

① 칼슘 보충제를 섭취하면 오히려 비타민 K1의 효용성이 감소된다는 것이겠군.

▶ 칼슘 보충제가 비타민 K1의 효용성을 감소시킨다는 내용은 물론, 칼슘과 비타민 K1의 관계조차 나오지 않았으니 가볍게 거릅니다.

② 칼슘 보충제를 섭취해도 뼈 조직에서는 칼슘이 여전히 필요하다는 것이겠군.

▶ 위에서 정리했던 것과 비슷하죠? 뼈 건강을 위해서 먹었더니 뼈에는 효과가 없고 웬 혈관에서 칼슘 농도가 올라가고 있으니... 2번 선지처럼 이렇게 써놓고 보니 '역설'이라는 단어가 어울리는 것 같습니다.

③ 칼슘 보충제를 섭취해도 골다공증은 막지 못하나 혈관 건강은 개선되는 경우가 있다는 것이겠군.

▶ 반대죠. 칼슘 보충제를 섭취해도 골다공증을 막지 못할 뿐만 아니라, 혈관 건강마저 악화시킬 수 있다고 했습니다.

④ 칼슘 보충제를 섭취하면 혈액 내 단백질이 칼슘과 결합하여 혈관 벽에 칼슘이 침착된다는 것이겠군.

▶ ebsi에 따르면, 정답인 2번 선지를 선택한 학생은 35.6%, 4번 선지를 고른 학생은 35.3%였습니다. 제가 여러분 모두의 생각을 알 수는 없지만 이 선지가 매력적이었던 이유를 추측하자면, 지문에 나온 것과 비슷한 내용들로 선지를 구성했기 때문입니다.

'칼슘 보충제를 섭취하면'

'혈액 내 단백질이 칼슘과 결합하여': 2문단에서 혈액 응고 인자들의 활성화 조건으로 제시된 내용입니다. 활성화는 혈액 단백질이 칼슘 이온과 결합해야 이루어진다고 했죠. 아마 4번 선지를 고른 학생들의 기억 속에 이 내용이 남아 있었을 가능성이 높습니다.

'혈관 벽에 칼슘이 침착된다는 것이겠군.': 4문단에 나온 표현입니다. 칼슘 보충제를 섭취하면 혈액 내 칼슘 농도가 높아지고, 혈관 벽에 칼슘염이 침착되는 혈관 석회화가 진행된다구요. 그런데 지문을 다시 봐주세요. '혈관 벽에 칼슘이 침착되는 이유or과정'이 설명되어 있나요?

이 선지처럼 지문의 내용, 지문에서 사용한 표현들을 키메라마냥 섞어서 말도 안되는 선지를 만들어내는 것은 독서에서 자주 사용되는 출제 방식입니다. 자신이 읽었던 내용, 표현들을 무의식적으로 옳은 것으로 받아들여 오답을 고르도록 유도하는 것이죠.(아마도)

⑤ 칼슘 보충제를 섭취해도 혈액으로 칼슘이 흡수되지 않아 골다공증 개선이 안되는 경우가 있다는 것이군.

▶ 혈액으로는 칼슘이 잘 흡수되는 것 같으니 넘어가겠습니다.

[문제 12] ★2

▷ 둘을 비교하는 문제입니다. 이런 문제를 풀 때, 공통적인 특성을 꼭 기억하셔야 합니다. 비타민 K1과 K2는 여러 차이점이 있지만, 둘 다 비타민 K의 일종이라는 공통점이 있죠. 이건 결국, 지문에서 설명했던 비타민 K의 특징, 역할, 기능 등을 K1과 K2 모두 가지고 있다는 겁니다. 그러니 이런 문제의 선지들에 나온 설명이 ㉠에만 해당하는 것인지, ㉡에만 해당하는 것인지, 둘 다에 해당하는 것인지, 둘 다 해당하지 않는 것인지 파악하시는 것이 좋습니다.

① ㉠은 ㉡과 달리 우리 몸의 간세포에서 합성된다.

▶ K1이 주로 간세포에서 일한다는 내용이 있었죠. 하지만 K1이 간세포에서 합성된다는 소리는 아닙니다.

② ㉡은 ㉠과 달리 지방과 함께 섭취해야 한다.

▶ '지방'이라는 단어는 처음 비타민 K를 소개할 때 등장했습니다. '지방에 녹는 어떤 물질'이라고 했죠. 근데 같이 섭취해야 한다는 이야기는 없어요. 지문의 내용만으로 보자면, 지방을 통해 흡수할 수 있는 정도? 라고 생각되네요.

③ ㉡은 ㉠과 달리 표적 단백질의 아미노산을 변형하지 않는다.

▶ 표적 단백질의 아미노산을 변형하는 것은 비타민 K의 기능인 카르복실화에 해당합니다. 그러니 K1과 K2 모두 해당하겠죠?

④ ㉠과 ㉡은 모두 표적 단백질의 활성화 이전 단계에 작용한다.

▶ 정답은 쉽게 고를 수 있네요. 혈액 단백질이 활성화하려면 카르복실화되어 있어야 한다고 했죠.

⑤ ㉠과 ㉡은 모두 일반적으로는 결핍이 발생해 문제가 되는 경우는 없다.

▶ K1에만 해당하는 내용입니다.

[문제 13] ★3.5

▷ ★3~4 정도의 문제라고 생각해요. <보기>의 약물 기능과 지문에서 등장한 요소들을 제대로 이해해야 하거든요. 실제로도 오답률이 65%로 4위를 기록하고 있네요. 그렇지만 <보기>와 지문의 내용을 차근차근 정리한 뒤 접근한다면 ★2~3 정도의 문제가 됩니다.

프로트롬빈: 활성화되면 트롬빈으로 전환됨.

트롬빈: 피브리노겐을 피브린으로 바꿈.

피브리노겐: 트롬빈에 의해 피브린으로 전환됨.

피브린: 섬유소 그물을 형성함. (=> 혈병)

비타민 K: 프로트롬빈이 활성화될 수 있게 함. 모든 일의 근원

<보기>

(가) 와파린: 트롬빈에는 작용하지 않고 비타민 K의 작용을 방해함.

▶ 트롬빈은 건드리지 않고 비타민 K를 방해한다면, 프로트롬빈이 트롬빈으로 전환될 수 없겠죠. 혈액의 응고를 시작조차 못하게 해버리네요.

(나) 플라스미노겐 활성제: 피브리노겐에는 작용하지 않고 피브린을 분해함.

▶ 피브리노겐은 건드리지 않고 피브린을 분해한다면, 섬유소 그물을 형성할 수 없게 됩니다.

(다) 헤파린: 비타민 K-의존성 단백질에는 작용하지 않고 트롬빈의 작용을 억제함.

▶ 비타민 K-의존성 단백질에는 작용하지 않고 트롬빈만 방해한다면, 피브리노겐이 피브린으로 전환하는 것을 막는다는 의미겠죠.

① (가)의 지나친 투여는 혈관 석회화를 유발할 수 있겠군.

▶ 혈액 응고에만 집중했는데 갑자기 혈관 석회화가 나오네요. 그렇지만 이건 이미 머릿속에 새겨져 있을 겁니다. 비타민 K의 중요한 역할 두 번째, 혈액의 원활한 순환을 돕는 것이죠. 비타민 K의 작용을 방해한다면 MGP 단백질이 활성화되지 못하고, 혈관 석회화가 유발된다고 했습니다.

② (나)는 이미 뭉쳐 있던 혈전이 풀어지도록 할 수 있겠군.

▶ 혈전=섬유소 그물+혈소판 마개

섬유소 그물=피브린이 모인 것

그러니까 피브린이 분해되면 이미 막힌 혈전이 풀어질 것이라 추론할 수 있습니다.

③ (다)는 혈액 응고 인자와 칼슘 이온의 결합을 억제하겠군.

▶ 지문에 따르면, 혈액 응고 인자와 칼슘 이온의 결합, 즉 활성화를 억제하는 방법은 카르복실화를 억제하는 것입니다. 카르복실화를 억제하려면 비타민 K의 기능을 방해해야겠죠? 하지만 (다)는 트롬빈의 작용만을 억제한다고 했으니 틀린 선지입니다.

④ (가)와 (다)는 모두 피브리노겐이 전환되는 것을 억제하겠군.

▶ (가)는 비타민 K의 작용을 방해합니다. 그럼 혈액 응고 인자가 활성화될 수 없으니 프로트롬빈이 트롬빈이 될 수 없겠죠. 트롬빈이 없으면 피브리노겐은 피브린이 될 수 없죠.

(다)는 트롬빈의 작용을 억제합니다. 그러니 피브리노겐이 전환되는 것도 꿈같은 일이 되겠죠.

⑤ (나)와 (다)는 모두 피브린 섬유소 그물의 형성을 억제하겠군.

▶ (나)는 피브린을 분해하니까 당연히 피브린 섬유소 그물이 형성되지 못합니다.

(다)는 트롬빈의 작용을 억제합니다. 그러니 피브리노겐이 피브린으로 변할 수 없고, 피브린이 없으니 피브린 섬유소 그물도 형성되지 못합니다.

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긴 글 읽어주셔서 감사합니다.