[가] 가난한 내가 / 아름다운 나타샤를 사랑해서 / 오늘밤은 푹푹 눈이 나린다 / 나타샤를 사랑은 하고 / 눈은 푹푹 날리고 / 나는 혼자 쓸쓸히 앉아
소주를 마신다 / 소주를 마시며 생각한다 / 나타샤와 나는 / 눈이 푹푹 쌓이는 밤 흰 당나귀 타고 / 산골로 가자 마가리에 살자 / 눈은 푹푹 나리고 / 나는 나타샤를 생각하고 /
나타샤가 아니 올 리 없다 / 언제 벌써 내 속에 고조곤히 와 있는 것이 있다 / 밥익는 소리가 나며 / 눈이 푹푹 나리는 밤 흰 당나귀 타고 / 산골로 가자 마가리에
살자.
[나] 껍데기는 가라. / 사월도 알맹이만 남고 / 껍데기는 가라. / 껍데기는 가라. / 동학년(東學年) 곰나루의, 그 아우성만 살고 / 껍데기는 가라.
/ 그리하여, 다시 / 껍데기는 가라. / 이곳에선, 두 가슴과 그곳을 내Origin / 아사달과 아사녀가 / 중립의 초례청 앞에 서서 / 부끄럼 빛내며 / 맞절할지니 / 껍데기는 가라.
/ 한라에서 백두까지 / 향그러운 흙가슴만 남고. / 그 모오든 쇠붙이는 가라.
[가]의 화자가 지향하는 순수하고 이상적인 공간의 의미를 밝히고, [나]의 화자가 거부하는 '껍데기'와 '쇠붙이'가 상징하는 당대 역사적·현실적 모순을 서술하시오.
(단, '산골 마가리', '순수한 사랑', '외세와 폭력'의 세 핵심어를 반드시 포함하여 완결된 세 문장으로 서술할 것.)
답안 작성란
강호(江湖)에 봄이 드니 미친 흥(興)이 절로 난다. / 탁료계변(濁醪溪邊)에 금린어(錦鱗魚) 안주로다. / 이 몸이 한가하옴도 역군은(亦君恩)이샷다.
강호에 여름이 드니 초당(草堂)에 일이 없다. / 유신(有信)한 강맹(江鷗)은 보내나니 바람이로다. / 이 몸이 서늘하옴도 역군은이샷다.
강호에 가을이 드니 고기마다 살져 있다. / 소정(小艇)에 그물 실어 흘리 띄워 던져 두고 / 이 몸이 소일(消日)하옴도 역군은이샷다.
강호에 겨울이 드니 눈 깊이 자히 남다. / 삿갓 빗겨 쓰고 누역으로 옷을 삼아 / 이 몸이 춥지 아니하옴도 역군은이샷다.
대궐을 떠나 자연 속에 은일(隱逸)하는 선비의 지조는 세속의 번뇌를 씻는 탁월한 방편이나, 사계절의 풍류 속에서도 군왕을 향한 충정의 끈을 놓지 않는 것은 유학자로서의 지극한 도리이다.
안빈낙도(安貧樂道)의 흥취와 유교적 충의 사상이 이처럼 유기적으로 결합된 노래는 사대부 문학의 정수를 이룬다.
윗글의 화자가 사계절의 자연 속에서 누리는 '안빈낙도'의 구체적 면모를 제시하고, 종장마다 반복되는 '역군은(亦君恩)이샷다'를 통해 드러나는 화자의 지향점을 서술하시오.
(단, '자연의 풍류', '유교적 충의 사상', '임금의 은혜'를 포함하여 완결된 두 문장으로 서술할 것.)
답안 작성란
CRISPR-Cas9 유전자 가위 기술은 박테리아가 바이러스(박테리오파지)의 침입에 대항하여 진화시킨 획득 면역 체계에서 유래한 정밀 유전체 교정 기술이다. 기존의 1세대
징크핑거(ZFN) 및 2세대 탈렌(TALEN) 기술은 목표 DNA 염기서열을 인식하기 위해 거대한 단백질 도메인 자체를 복잡하게 재설계해야 했으므로 제작 비용과 시간이 막대하였다. 반면
3세대 기술인 CRISPR-Cas9은 표적 DNA를 인식하는 가이드 RNA(gRNA)와 실제 DNA 가닥을 절단하는 뉴클레아제 단백질인 Cas9의 결합체로 구성되어 있어, gRNA의
서열만 교체하면 누구나 손쉽게 원하는 유전자 위치를 정확히 표적할 수 있는 획기적인 범용성을 확보하였다.
CRISPR-Cas9의 표적 절단 메커니즘은 두 단계의 엄격한 상보성 검증 과정을 거친다. 먼저 표적 이중가닥 DNA 상에 '프로토스페이서 인접 모티프(PAM, Protospacer
Adjacent Motif)'라 불리는 특이적 단기 염기서열(Cas9의 경우 통상 $5'\text{-NGG-}3'$)이 존재해야 한다. Cas9 단백질이 DNA에서 PAM 서열을 최초로
인식하면, 국소적으로 DNA 이중나선을 풀어 단일가닥 상태로 노출시킨다. 이어서 Cas9 복합체에 결합되어 있던 약 20개 염기 길이의 가이드 RNA(단일 가이드 RNA, sgRNA)가
노출된 표적 DNA 가닥과 왓슨-크릭 상보적 수소결합을 형성한다. PAM 서열 직상류의 염기서열이 sgRNA와 완벽히 결합하면 Cas9 단백질의 두 활성 도메인(HNH 및 RuvC)이
활성화되어, PAM 서열로부터 상류 3~4개 염기쌍 위치의 DNA 이중가닥을 모두 절단하여 이중가닥 절단(DSB, Double-Strand Break)을 유도한다.
세포는 유전체의 치명적 손상인 DSB를 복구하기 위해 자체 복구 기작을 가동한다. 외부 공여 DNA(Donor template)가 주어지지 않는 경우, 세포는 주로 비상동 말단
연결(NHEJ, Non-Homologous End Joining) 경로를 사용하는데, 이 과정에서 염기의 무작위적인 삽입 또는 결실(Indel)이 발생하여 목표 유전자의 해독 프레임이
깨지면서 기능이 영구히 상실(Knock-out)된다. 반면, 교정하고자 하는 정상 서열을 담은 상동 주형 DNA를 함께 주입하면 상동 재조합 수리(HDR, Homology-Directed
Repair) 경로가 활성화되어 정밀한 염기 치환(Knock-in)이 실현된다.
윗글을 바탕으로, CRISPR-Cas9 시스템이 표적 DNA를 인식하여 절단하기까지의 필수적인 생화학적 단계(PAM 서열, sgRNA 결합, Cas9 절단)와 이후 세포 내 복구 기작을
통한 유전자 불활성화 과정을 체계적으로 서술하시오.
(단, 'PAM 서열 인식', 'sgRNA와의 상보적 결합', '비상동 말단 연결(NHEJ)에 의한 돌연변이'의 세 개념을 포함하여 완결된 세 문장으로 서술할 것.)
답안 작성란
현대 나노 반도체 공정에서 소자의 미세화가 3나노미터(nm) 이하의 원자 수준에 도달함에 따라, 기존 평면 트랜지스터(Planar MOSFET) 및 3차원 핀펫(FinFET) 구조는
치명적인 물리적 한계인 '단채널 효과(Short-Channel Effect, SCE)'에 직면하게 되었다. 트랜지스터의 게이트 길이가 수 나노미터 단위로 축소되면, 소스(Source)와
드레인(Drain) 사이의 거리가 지나치게 가까워져 게이트 전압이 채널을 제어하는 힘을 잃게 되고, 드레인 유기 장벽 저하(DIBL) 및 양자역학적 터널링 현상으로 인해 트랜지스터가 꺼진
오프(Off) 상태에서도 누설 전류(Leakage current)가 기하급수적으로 증가하는 문제가 발생한다.
이러한 단채널 효과를 극복하기 위해 등장한 차세대 트랜지스터 아키텍처가 바로 GAA(Gate-All-Around) 기술이다. 과거 FinFET은 지느러미(Fin) 모양의 채널 3개
면(좌, 우, 상단)을 게이트가 감싸는 3면 접촉 구조를 가졌으나, 게이트 하단부는 여전히 제어되지 못하여 누설 전류 경로가 잔존하였다. 이에 반해 GAA 구조는 얇은
나노와이어(Nanowire)나 종횡비가 넓은 나노시트(Nanosheet) 형태의 채널을 수직으로 여러 층 적층한 후, 게이트 금속이 채널의 전 둘레 4면(All-Around)을 완전히
둘러싸도록 설계된다. 이를 통해 채널에 대한 게이트의 정전기적 지배력(Electrostatic control)이 극대화되어 오프 상태에서의 누설 전류를 원천적으로 차단할 수 있게
된다.
특히 나노시트를 채널로 채택한 MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET) 공정은 원통형 나노와이어에 비해 채널의 유효 너비($W_{\text{eff}}$)를 자유롭게
확장할 수 있다는 독보적인 장점을 지닌다. 트랜지스터에서 구동 전류의 세기는 채널의 단면적 및 유효 너비에 정비례하므로, 나노시트의 폭을 넓힐수록 소자의 동작 속도와 전력 효율이
획기적으로 향상된다. 더욱이 채널을 수직 적층함으로써 칩의 평면 면적을 증가시키지 않고도 단위 면적당 전류 구동력을 비약적으로 증대시킬 수 있어, 고성능 AI 반도체 및 초저전력 모바일
AP 설계의 핵심 기술로 자리잡고 있다.
윗글을 바탕으로, FinFET 구조와 비교하여 GAA(Gate-All-Around) 구조가 '단채널 효과'를 극복하고 누설 전류를 억제할 수 있는 구조적 메커니즘과, 나노시트 채택 시
얻을 수 있는 전기적 성능 향상의 원리를 서술하시오.
(단, '채널 4면 포위', '게이트의 정전기적 제어력 극대화', '유효 너비 확장을 통한 구동 전류 증가'를 모두 언급하여 완결된 세 문장으로 서술할 것.)
답안 작성란
그림과 같이 반지름의 길이가 $R$인 원에 내접하는 사각형 $ABCD$가 다음 조건을 만족한다.
(가) $\overline{AB} = 3, \quad \overline{BC} = 5, \quad \overline{CD} = 3$
(나) $\angle ABC = \theta$에 대하여 $\cos\theta = \dfrac{1}{5}$이다.
(1) 대각선 $AC$의 길이를 구하시오.
(2) 선분 $AD$의 길이를 구하고, 사각형 $ABCD$의 넓이 $S$를 구하시오.
(3) 이 원의 외접원의 반지름 $R$의 값을 구하고, $\dfrac{R^2}{S}$의 값을 구하시오.
(단, 사인법칙과 코사인법칙 및 원에 내접하는 사각형의 대각의 성질을 명시하고 단계별로 논술할 것.)
풀이 및 답안 작성란
공차가 양수인 등차수열 $\{a_n\}$의 첫째항부터 제$n$항까지의 합을 $S_n$이라 하자. 두 수열 $\{a_n\}$과 $\{S_n\}$이 다음 조건을 만족시킨다.
(가) $S_3 = a_7$
(나) 모든 자연수 $n$에 대하여 $\sum_{k=1}^n \dfrac{1}{\sqrt{a_k} + \sqrt{a_{k+1}}} = \dfrac{n}{\sqrt{a_1} +
\sqrt{a_{n+1}}}$이다.
(다) $\sum_{n=1}^{10} |a_n| = 130$
이때 등차수열 $\{a_n\}$의 첫째항 $a_1$과 공차 $d$의 값을 각각 구하고, 일반항 $a_n$ 및 $S_{20}$의 값을 구하는 풀이 과정을 상세히 서술하시오.
(단, 절댓값 기호의 부호 분기 지점 및 유리화 과정을 수식으로 엄격히 증명할 것.)
풀이 및 답안 작성란
실수 $m$에 대하여 점 $(0, m)$에서 곡선 $y = x^3 - 3x^2 + 1$에 그을 수 있는 서로 다른 접선의 개수를 $f(m)$이라 하자.
(1) 접점의 좌표를 $(t, t^3 - 3t^2 + 1)$이라 할 때, 접선의 방정식을 구하고 $m$을 $t$에 대한 함수로 나타내시오.
(2) 함수 $f(m)$의 불연속점이 되는 모든 실수 $m$의 값을 구하시오.
(3) 최고차항의 계수가 1인 이차함수 $g(x)$에 대하여 함수 $f(x)g(x)$가 실수 전체의 집합에서 연속일 때, $g(5)$의 값을 구하시오.
(단, 삼차방정식의 실근 개수 판별 과정과 함수의 연속성 정의를 단계별로 명시할 것.)
풀이 및 답안 작성란
두 삼차함수 $f(x) = x^3 - 2x^2 + ax$와 $g(x) = -x^3 + 4x^2 + bx$가 있다. 두 곡선 $y = f(x)$와 $y = g(x)$는 원점 $O(0,
0)$과 점 $A(2, k)$에서 만나며, 점 $A$에서 두 곡선의 접선이 서로 수직이다.
(1) 상수 $a, b, k$의 값을 각각 구하시오.
(2) 두 곡선 $y = f(x)$와 $y = g(x)$로 둘러싸인 도형의 넓이 $S$를 구하시오.
(3) 실수 $t$ ($0 < t < 2$)에 대하여 직선 $x=t$가 두 곡선과 만나는 점을 각각 $P, Q$라 할 때, 선분 $PQ$의 길이의 최댓값을 구하시오.
(단, 두 곡선의 교점 연립 과정과 수직 조건 $f'(2)g'(2) = -1$을 반드시 수식으로 유도할 것.)
풀이 및 답안 작성란