문제 37정답을 고른 뒤 해설을 펼쳐보세요.
다음 글의 <실험 결과>를 가장 잘 설명하는 것은?
동물이 특정 행동을 할 때마다 그 동물에게 보상의 의미로 자극을 주면 해당 행동이 더 자주 나타나도록 학습되는데, 이를 보상강화라고 한다. 보상강화가 이루어지려면 충분한 자극이 여러 신경 경로를 통해 뇌로 전달되어야 하며, 이 경로 중 하나가 α 뉴런을 통해 전달되는 α 경로이다.
과학자는 α 경로가 차단된 돌연변이 초파리 X를 만들었다. 초파리 X는 α 경로가 차단된 것 이외에는 정상 초파리와 같다. 설탕은 초파리에게 단맛이라는 맛 자극과 에너지원이라는 영양 자극을 모두 주는 반면, 아라비노스는 단맛이 있지만 에너지원으로 이용할 수 없어 맛 자극은 주지만 영양 자극은 주지 못한다. 보상강화는 학습 기억이므로 유지 시간이 있다. 초파리에서 학습 후 보상강화가 된 행동의 유지 시간이 5분을 넘지 않으면 단기 보상강화라고 하고, 보상강화가 된 행동의 유지 시간이 3시간을 넘기면 장기 보상강화라고 한다. 초파리에서 α 경로를 통한 자극과 보상강화의 관계를 알아보기 위해 과학자는
<실험>을 통해 <실험 결과>를 얻었다.
<실 험>
○ 실험 1: 정상 초파리와 초파리 X 모두에게 특정 행동인 A행동을 할 때마다 자극으로 설탕을 섭취하게 한 뒤, A 행동의 빈도와 유지 시간을 측정했다.
○ 실험 2: 정상 초파리와 초파리 X 모두에게 특정 행동인 A 행동을 할 때마다 자극으로 아라비노스를 섭취하게 한 뒤, A 행동의 빈도와 유지 시간을 측정했다.
<실험 결과>
○ 실험 1 결과: 정상 초파리와 초파리 X 모두에서 A 행동의 빈도는 자극을 주기 전보다 준 후에 더 많았고, A 행동의 유지 시간은 3시간 이상이었다.
○ 실험 2 결과: 정상 초파리에서만 A 행동의 빈도는 자극을 주기 전보다 준 후 더 많았고, A 행동의 유지 시간은 3분이었다. 초파리 X에서는 자극을 주기 전과 후에 A행동의 빈도에 변화가 없었다.
- ①맛에 의한 단기 보상강화는 α 경로로 이루어지고, 영양에 의한 단기 보상강화와 장기 보상강화도 α 경로로 이루어진다.정답
- ②맛에 의한 단기 보상강화는 α 경로로 이루어지고, 영양에 의한 장기 보상강화는 α 경로가 아닌 다른 경로로 이루어진다.정답
- ③영양에 의한 단기 보상강화는 α 경로로 이루어지고, 맛에 의한 단기 보상강화와 장기 보상강화도 α 경로로 이루어진다.정답
- ④맛에 의한 단기 보상강화와 영양에 의한 단기 보상강화는 α 경로로 이루어지고, 영양에 의한 장기 보상강화는 α 경로가 아닌 다른 경로로 이루어진다.정답
- ⑤맛에 의한 장기 보상강화와 영양에 의한 장기 보상강화는 α 경로로 이루어지고, 맛에 의한 단기 보상강화는 α 경로가 아닌 다른 경로로 이루어진다.정답
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정답: 공식 최종정답 기준 · 검수 방식
정답 근거
정답은 ②이다. 맛만 제공하는 아라비노스는 정상 초파리에서 3분간 행동을 강화하지만 α 경로가 차단된 X에서는 효과가 없다. 따라서 맛에 의한 단기 보상강화에는 α 경로가 필요하다. 반면 설탕은 X에서도 장시간 효과를 유지하므로 영양에 의한 장기 보상강화는 다른 경로로 설명해야 한다.
보기별 검토
① 영양에 의한 장기 강화까지 α 경로로만 설명하면 X에서 나타난 설탕의 효과를 설명하지 못한다.
③ 영양에 의한 단기 강화는 따로 확인되지 않았고 맛만으로 장기 강화가 나타났다는 결과도 없다.
④ 맛의 단기 강화와 영양의 장기 강화 설명은 맞지만 영양의 단기 강화 경로까지 확정할 근거는 없다.
⑤ 맛의 단기 강화가 다른 경로라는 주장은 아라비노스 실험과 반대이다.
풀이 요령 · 관련 개념
관련 개념: 맛과 영양을 모두 주는 자극, 맛만 주는 자극, 특정 경로 차단 집단을 교차 비교하여 기능을 분리한다.