
정답(가)는 빛이라는 자극에 대한 반응이고, (나)는 수정란이 개체로 성장하는 발생과 생장입니다.
핵심 개념
생명 현상의 특성 - 자극에 대한 반응과 발생·생장
생물은 여러 가지 공통된 특성을 가집니다. '자극에 대한 반응'은 외부 환경 변화(자극)에 대해 반응하는 특성으로, 빛을 향해 굽어 자라는 굴광성이 대표적인 예입니다. '발생과 생장'은 수정란이 세포 분열을 거쳐 완전한 개체가 되고(발생), 몸의 크기가 커지는(생장) 특성으로, 올챙이가 개구리로 자라는 과정이 이에 해당합니다.
선지별 해설
①(가) 식물이 햇빛 쪽으로 굽어 자라는 것은 빛이라는 자극에 대한 반응(굴광성)이 맞으므로 (가)의 연결은 옳습니다. 그러나 (나) 올챙이가 개구리로 자라는 것은 '생식과 유전'이 아닙니다. 생식과 유전은 자신과 닮은 자손을 만들고 부모의 형질을 물려주는 특성으로, 개구리가 알을 낳아 번식하는 경우에 해당합니다. 한 개체가 성장하는 과정은 발생과 생장이므로 이 연결은 틀립니다.
②(가) 식물이 햇빛이 비치는 쪽으로 굽어 자라는 현상은 빛이라는 외부 자극에 반응하여 성장 방향이 결정되는 것으로 '자극에 대한 반응'(굴광성)에 해당합니다. (나) 수정란에서 태어난 올챙이가 개구리로 자라는 과정은 수정란이 세포 분열과 분화를 거쳐 개체가 형성되고(발생) 몸이 커지는(생장) 과정이므로 '발생과 생장'에 해당합니다. 따라서 두 연결이 모두 옳습니다.
③(가)를 '물질대사'로 본 것이 틀립니다. 물질대사는 생명체 내에서 물질을 합성하거나 분해하며 에너지를 출입시키는 화학 반응(소화, 호흡, 광합성 등)을 말합니다. 식물이 빛을 향해 굽어 자라는 것은 자극에 대한 반응이지 물질대사가 아닙니다. 또한 (나)를 생식과 유전으로 본 것도 틀립니다.
④(나) 올챙이가 개구리로 자라는 것을 발생과 생장으로 본 것은 옳지만, (가)를 물질대사로 본 것이 틀립니다. 식물이 햇빛 쪽으로 굽어 자라는 것은 빛 자극에 반응하는 '자극에 대한 반응'이며, 물질대사는 체내에서 일어나는 물질 합성·분해와 에너지 전환 반응을 의미하므로 서로 다른 특성입니다.

정답대장균의 증식 여부는 조작 변인인 X 첨가 여부에 따라 나타나는 결과이므로 종속 변인입니다.
핵심 개념
탐구 과정과 변인 - 대조 실험의 설계
연역적 탐구는 관찰 → 문제 인식 → 가설 설정 → 탐구 설계 및 수행 → 결과 정리 → 결론 도출 순으로 진행됩니다. 실험에서 조작하는 요인을 조작 변인(독립 변인), 조작 변인의 영향을 받아 변하는 요인을 종속 변인이라 합니다. 실험군은 조작 변인을 처리한 집단, 대조군은 처리하지 않은 집단이며, 조작 변인 외의 다른 조건을 일정하게 유지하는 것을 변인 통제라고 합니다.
선지별 해설
①㉠은 물질 X를 넣은 접시로, 조작 변인을 인위적으로 처리한 집단이므로 실험군입니다. 대조군은 X를 넣지 않은 나머지 5개의 접시입니다. 대조군은 실험군과 비교하기 위해 조작 변인만 처리하지 않고 나머지 조건을 동일하게 맞춘 집단이므로, ㉠을 대조군이라 한 설명은 틀립니다.
②(나) 'X는 대장균의 증식을 억제할 것이다'라고 생각한 단계는 관찰한 현상을 설명하기 위해 잠정적인 결론을 세운 것이므로 '가설 설정' 단계입니다. 탐구 설계 및 수행 단계는 가설을 검증하기 위해 대조 실험을 구성하고 실제로 수행하는 (다), (라) 단계에 해당하므로, (나)를 탐구 설계 수립 단계라 한 설명은 틀립니다.
③종속 변인은 조작 변인의 영향을 받아 그 결과로 변하는 요인입니다. 이 탐구에서 인위적으로 조작한 요인(조작 변인)은 물질 X의 첨가 여부이고, 그에 따라 나타나는 결과인 대장균의 증식 여부가 종속 변인입니다. X를 첨가한 접시에서는 증식하지 않고 첨가하지 않은 접시에서는 증식하였으므로, 대장균의 증식 여부가 종속 변인이라는 설명은 옳습니다.
④물질 X의 첨가 여부는 실험자가 의도적으로 다르게 처리한 요인이므로 조작 변인(독립 변인)입니다. 통제 변인은 실험 결과에 영향을 줄 수 있어 실험군과 대조군에서 동일하게 유지해야 하는 요인(배양 온도, 영양분, 대장균 수 등)을 말하므로, X 첨가 여부를 통제 변인이라 한 설명은 틀립니다.