
정답(나) 과정은 질화 작용이며 질소 동화 작용이 아니므로 틀린 설명입니다.
핵심 개념
질소 순환 - 질소 고정, 질화, 탈질, 동화
질소 순환에서는 각 과정의 이름과 관여 생물을 구분하는 것이 핵심입니다. 대기 중 질소(N2)를 암모늄 이온(NH4+)으로 바꾸는 질소 고정은 뿌리혹박테리아 등이 수행합니다. 암모늄 이온이 질산 이온(NO3-)으로 산화되는 과정은 질화 작용, 질산 이온이 다시 N2로 방출되는 과정은 탈질 작용입니다. 반면 흡수한 무기 질소를 단백질 등 유기물로 만드는 것을 질소 동화 작용이라 합니다. 제시된 그림에서 물질 A는 질소 고정으로 만들어진 암모늄 이온입니다.
선지별 해설
①(다)는 뿌리혹박테리아가 관여하는 질소 고정으로, N2가 암모늄 이온(NH4+)으로 전환됩니다. 따라서 물질 A는 암모늄 이온이 맞습니다.
②식물은 뿌리로 암모늄 이온이나 질산 이온을 흡수해 이용하므로, 물질 A를 흡수하는 생물 X에는 식물이 포함됩니다.
③(가)는 질산 이온이 N2로 되돌아가는 탈질 작용으로, 탈질 세균에 의해 일어나므로 옳은 설명입니다.
④(나)는 암모늄 이온(A)이 질산 이온(NO3-)으로 산화되는 질화 작용입니다. 질소 동화 작용은 무기 질소를 유기물로 합성하는 별개의 과정이므로 이 선지가 정답입니다.

정답A와 B에 푸른곰팡이 배양액을 넣었는지 여부가 실험자가 다르게 처리한 조작 변인입니다.
핵심 개념
대조 실험과 조작 변인
탐구 과정에서 조작 변인은 실험자가 의도적으로 다르게 처리한 변인, 즉 가설이 옳은지 확인하기 위해 일부러 바꾼 조건을 말합니다. 종속 변인은 그 결과로 나타나는 반응이고, 나머지 조건을 모두 같게 맞추는 것을 통제 변인이라 합니다. 이 문제는 페니실린 발견 과정을 소재로 하며, 세균 배양 접시 A와 B에서 유일하게 다르게 처리한 조건이 무엇인지 찾는 것이 핵심입니다.
선지별 해설
①푸른곰팡이 주변에 세균이 증식하지 못한 현상은 탐구의 출발이 된 관찰 사실이지 조작 변인이 아닙니다.
②A와 B의 모든 조건을 동일하게 준비한 것은 통제 변인에 해당하며, 다르게 처리한 조작 변인은 아닙니다.
③A에는 푸른곰팡이 배양액을 넣고 B에는 넣지 않은, 즉 배양액 첨가 여부가 실험자가 의도적으로 다르게 준 조건이므로 조작 변인입니다.
④B에서만 세균이 증식한 현상은 실험 결과로 나타난 종속 변인이므로 조작 변인이 아닙니다.