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다음 글에서 알 수 있는 것은?
대부분의 식물은 빛을 이용한 광합성을 통해 스스로 필요한 영양분을 얻지만, 어떤 식물은 스스로 광합성을 하지 못해 다른 식물을 숙주로 하여 이들로부터 물과 영양분을 얻으며 산다. 이런 식물의 대표적인 예는 스트리가이다. 스트리가는 수수, 벼 등에 기생해서 아프리카와 아시아 일부 지역의 농업 생산성을 크게 감소시킨다. 스트리가 한 개체는 수만 개의 종자를 퍼뜨리는데, 이 종자는 근처에 숙주식물이 있다고 인지할 때까지 발아하지 않고 토양 속에서 휴면한다. 휴면 중 근처에서 숙주식물이 토양으로 분비하는 화학물질을 인지하면 스트리가 종자는 발아하고 숙주식물의 뿌리에 기생을 시작한다. 하지만 발아된 스트리가 종자가 곧바로 숙주식물에 기생하지 못하면 죽어서 없어진다.
스트리가는 숙주식물이 분비하는 스트리고락톤이라는 화학 물질을 신호로 인지하는데, 사실 스트리고락톤은 식물이 균류와의 공생을 유도하기 위해 분비하는 물질이다. 휴면 상태인 스트리가 종자가 이 스트리고락톤을 인지하면 발아하여 숙주식물에 기생할 수 있게 된다.
토양에 영양분이 충분한 경우 식물은 균류와의 공생 필요성이 적기 때문에 스트리고락톤 분비를 줄인다. 따라서 비료를 사용하여 영양분이 충분한 토양이 있는 지역에서는 스트리가가 큰 문제는 아니다. 그러나 토양이 척박하고 비료를 살 여력이 없는 지역에서는 스트리가에 의한 피해가 심각한 문제가 되고 있다. 그래서 과학자들은 이런 지역의 농작물을 스트리가에 의한 피해로부터 보호하기 위해 작물을 파종하기 전에 합성된 스트리고락톤을 토양에 미리 뿌려서 스트리가를 제거하는 방법을 생각했다. 하지만 합성된 스트리고락톤을 대량으로 얻기에는 비용이 너무 많이 들어서 현실성이 없었다.
- ①숙주식물 없이 발아한 스트리가 종자는 광합성을 한다.정답
- ②균류는 스트리고락톤을 인지하여 스트리가가 숙주식물에 기생하도록 돕는다.정답
- ③합성된 스트리고락톤은 균류의 공생을 유도하지만 스트리가 종자의 발아를 유도하지 않는다.정답
- ④파종하기 전에 스트리고락톤을 토양에 뿌리면 스트리가 종자는 스트리고락톤을 인지하지 못한다.정답
- ⑤수수는 척박한 토양에서 자랄 때보다 영양분이 풍부한 토양에서 자랄 때 스트리고락톤을 덜 분비한다.정답
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정답: 공식 최종정답 기준 · 검수 방식
정답 근거
정답은 ⑤이다. 토양의 영양분이 충분하면 식물이 균류와 공생할 필요가 줄어 스트리고락톤 분비를 줄인다고 했다. 수수는 스트리가의 숙주식물에 포함되므로, 척박한 토양보다 영양분이 풍부한 토양에서 스트리고락톤을 덜 분비한다고 추론할 수 있다.
보기별 검토
① 스트리가는 스스로 광합성을 하지 못하며 발아 후 바로 기생하지 못하면 죽는다.
② 스트리고락톤을 인지하여 기생을 시작하는 주체는 스트리가이며 균류가 기생을 돕는다고 하지 않았다.
③ 합성 물질을 미리 뿌리는 방안은 숙주가 없는 때 발아를 유도하여 스트리가를 제거하려는 것이다.
④ 파종 전에도 종자는 스트리고락톤을 인지하여 발아하므로 인지하지 못한다는 설명은 반대이다.
풀이 요령 · 관련 개념
관련 개념: 식물의 원래 분비 목적과 기생식물이 그 신호를 이용하는 효과를 구별하여 인과관계를 추적한다.