세포를 가지고 있는가?

어버이로 부터 유전이 가능한가?

물질대사가 일어나는지

한경 변화를 자극으로 받아들이고 그것에 반응하는지

세포 단위의 구조를 가지고 있지 않는다

유전 뮬질이 없다

생식 하는가?

숨을 쉬는가?

감정이 있는가?

(2)

자손을 남길 수 있는지

세포로 구성 될 수있는지

생장 할수있는지

이유

세포단위의 구조를 가지지 않음

유전물질이 없음

자기복제가 안됨

이유:

세포를 가지고 있지 않다

유전 물질이 없다

세포분열을 하여 발생과 생장을 하지 않는다

복구능력이있다

호흡이가능해야한다

자극에 반응한다

물질대사를 해야한다

세포 단위의 구조를 가지지 않음

진화를 못한다

물질대사가 안 일어남

왜냐하면 유전 물질이 없고 세포 단위의 구조를 가지지 않았기 때문이다

관찰,측정 등으로 수집한 자료를 분석하고 종합하여 원리나 법칙을 이끌어 내는 탐구 방법을 귀납적 탐구 방법이라고 한다

변인 통제란 조작 변인을 제외한 다른 모든 독립변인은 일정하게 유지해야 하는 것을 변인 통제 라고 한다

실험 결과의 타당성을 높이기 위해 대조군을 설정하여 실험군과 비교하는 대조 실험을 한다

<세포로 구성>

세포는 생물을 구성하는 구조적 단위이면서 생명 활동이 일어나는 기능적 단위이다

생물에는 짚신벌레나 아메바와 같이 몸이 세포 하나로 이루어진 단세포 생물도 있고

코끼리나 사람과 같이 몸이 수많은 세포로 이루어진 다세포 생물도 있다

세포가 모여 조직을 이루고,여러 조직이 모여 특정 기능을 하는 기관을 이루며,기관이 모여 하나의 개체를 이룬다

식물세포 -조직-조직계-기관-개체

동물세포-조직-기관-기관계-개체

<물질 대사>

물질대사:생명체 내에서 일어나는 모든 화학반응 (동화,이화)

이산화 탄소와 물을 포도당으로 합성하는 광합성은 동화 작용이고 포도당을 물과 이산화 탄소로 분해하는 세포 호흡은 이화 작용이다

생물은 물질대사가 일어나 몸에 필요한 물질을 만들고 에너지를 얻는다 따라서 생물이 생명을 유지하기 위해서는 끊임없이 물질대사가 일어나야 한다

<자극에 대한 반응과 항상성>

항상성이란 생물은 환경이 변해도 체내 상태를 항상 일정하게 유지하려는 성질을 말한다

예시:식물은 빛 자극에 반응하여 빛을 향해 자란다

         미모사는 외부 자극에 반응하여 잎을 접는다

         사람은 더울 때 땀을 흘려 체온을 일정하게 유지한다

<발생과 생장>

유성 생식을 하는 다세포 생물은 하나의 수정란이 세포 분열을 하여 세포 수를 늘리고 세포의 구조와 기능이 다양해지면서 몸의 구조를 완성하여 하나의 개체가 되는 것을 발생이라고 한다

발생 과정을 거쳐 생긴 어린 개체는 세포 분열을 하여 세포 수를 늘려감으로써 몸집이 커지고 무게가 증가하는 생장을 한다

<생식과 유전>

생물이 자신과 닮은 자손을 만드는 것을 생식이라고 한다

어버이의 형질이 다음 세대로 전해지는 현상을 유전이라고 한다

생물은 생식과 유전으로 종족을 유지한다

<적응과 진화>

생물이 환경과 상호 작용하면서 구조와 기능,생활 습성 등이 변하는 현상을 적응 이라고 한다

적응하면서 유전자가 변화되어 생물의 구조와 기능이 변할 뿐만 아니라 새로운 종이 나타나기도 한다 이러한 현상은 진화 라고 한다

<생물과 비생물의 두 얼굴을 가진 바이러스>

바이러스의 크기는 10nm~100nm로 세균 여과기를 통과할 수 있을 정도로 매우 작아 광학 현미경으로 관찰할 수 없다

생물적 특성:

1.유전 물질을 가지고 있다

2.증식이 가능하다

3.물질 대사를 할 수 있다

4.변이가 가능하다

비생물적 특성:

1.세포 구조가 아니다

2.스스로 물질 대사를 할 수 없다

바이러스 - 핵산(DNA,RNA) + 단백질 껍질

느낀점:세포의 구성 중 동물 세포와 식물 세포에 대해서 잘 알게 되었고 동물 세포와 식물 세포 차이점도 알 수 있어서 좋았다 물질 대사에는 이화와 동화가 있다는 걸 처음 알았는데 이 시간을 통해 배울 수 있어서 좋았다

연역적 탐구 방법- 가설을 설정 후 탐구를 수행,

방법- 자연 현상 관찰-> 문제 인식-> 탐구 설계-> 탐구 수행-> 자료 해석 및 가설 검증-> 결론 도출의 순서로 진행 but 가설이 타당하지 않으면 가설을 수정 혹은 새로운 탐구를 설계 해야 한다.

귀납적 탐구 방법- 자료를 분석하고 종합하여 탐구를 수행

방법- 자연 현상 관찰->문제 인식-> 관찰 등 자료 수집 방법 고안-> 자료 수집-> 자료 해석-> 규칙성 발견 및 결론 도출

생물의 특성:

1. 세포로 구성- 세포는 생물을 구성하는 구조적 단위이며 생명 활동이 일어나는 구조적 단위, 여기서 몸이 세포 하나로 이루어진 단세포 생물과 몸이 수많은 세포로 이루어진 다세포 생물이 있다

2. 물질대사-생물은 외부로 부터 받아들인 물질을 새로운 물질로 합성 혹은 분해함, 이와 같이 생명체에서 일어나는 화학 반응을 물질대사라 칭함

3. 자극에 대한 반응과 항상성- 생물은 환경 변화를 자극으로 받아들이고 그 자극에 대해 반응하는 특성이 있다. 예를 들면 어두운 동굴 속에 사는 박쥐는 빛을 피해 동굴 깊숙이 들어간다거나 식물이 보다 많은 빛을 받기 위해 빛을 향해 자라는 것이 있다/ 생물은 환경이 변해도 체내 상태를 항상 일정하게 유지려는 성질이 있는데 이러한 특성을 항상성이라고 한다. 예를 들면 기온이 올라가거나 운동을 하면 땀을 내서 체온을 일정하게 유지하는 것이 있다

4. 발생과 생장- 유성 생식을 하는 다세포 생물은 하나의 수정란이 세포 분열을 하여 세포 수를 늘리고 세포의 구조와 기능이 다양해지며 몸의 구조를 완성하여 하나의 개체가 되는 과정을 발생이라 한다. 예를 들면 개구리알은 개구리의 난자와 정자가 수정한 수정란으로 올챙이를 거쳐 개구리가 되는 것이 있다/ 그리고 발생 과정을 거쳐 생긴 어린 개체는 세포 분열을 하여 세포 수를 늘려감으로써 몸집이 커지고 몸무게가 증가는 생장을 한다

5. 생식과 유전- 지구에 사는 모든 생물은 수명을 다하면 죽지만 그 종은 계속 유지된다. 생물이 자신과 닮은 자손을 만들어 세대를 이어가기 때문인데 이처럼 생물이 자신과 닮은 자손을 만드는 것을 생식이라 한다/이때 어버이의 형질이 다음 세대로 전해지는 현상을 유전이라 한다.

6. 적응과 진화- 생물은 서식하는 황경과 조건에 따라 다양한 특징을 나타내는데 이처럼 생물이 환경과 상호 작용하며 구조와 기능, 생활 특성이 변하는 현상을 적응이라고 한다. 이후 오랭 세월에 걸쳐 환경 변화에 적응하며 유전자가 변화되어 생물의 구조와 기능이 변할 뿐만 아니라 새로운 종이 나타나는 것을 진화라고 한다.

두 얼굴을 가진 바이러스-

바이러스는 독을 뜻하는 라틴어 비루스(virus)에소 유래됨

바이러스는 유전 물질인 DNA나RNA 그리고 유전 물질을 둘러싸고 있는 단백질 껍질로 구성

바이러스는 크기 10nm~100nm로 세균 여과기를 통과 할 수 있을 정도로 매우 작아 과학 현미경으로 과찰 불가능

바이러스는 물질 대사가 불가능하여 자신의 유전 물질을 숙제 세포에 주입 시켜 숙주 세포의 효소를 이용하여 유전 물질을 복제하여 증식한다.

데이터 수집: 환자 증상, 진단 결과, 치료 반응 등 실질적인 사례를 수집하여 연구에 필요한 데이터를 확보.

패턴 인식: 수집된 데이터에서 질병이나 치료의 공통적인 특징이나 반복적인 경향을 분석.

일반화: 여러 사례에서 발견된 패턴을 바탕으로, 특정 질병이나 치료에 대한 일반적인 이론이나 원칙을 도출.

이론 검증: 도출된 이론을 실제 환자에게 적용하거나 추가 데이터를 통해 이론의 정확성을 검증.

생명 활동과 에너지-

1. 생명 활동과 물질대사- 우리 몸이 생명 활동을 유지하기 위해서는 에너지가 필요한데 우리는 이 에너지를 얻기 위해 음식물을 섭취하고, 음식물의 영양소를 물질대사로 분해하여 얻는다. + 물질 대사란 생명체에서 생명을 유지하기 위해 일어나는 화학 반응이다. 우리 몸은 물질대사로 생명 활동에 필요한 물질을 합성하고 분해하여 에너지를 얻는다.

   ++ 우리 몸의 물질대사

   a. 모근- 여러 분자의 아미노산 결합하여 머리카락을 구성하는 단백질을 합성

   b. 근육- 포도당을 이산화 탄소와 물로 분해

   c. 간- 여러 분자의 포도당이 결합하여 글리코젠을 합성,글리코젠을 포도당으로 분해

   d. 이자- 여러 분자의 아미노산이 겹합하여 소화 효소 단백질을 합성

   +++동화 작용과 이화 작용

   a. 동화 작용- 작고 간단한 물질을 결합하여 크고 복잡한 물질로 합성 하는 과정 ex) 단백질 합성

   b. 이화 작용- 크고 복잡한 물질을 작고 간단한 물질로 분해하는 과정

   ex) 세포 호흡

   & 이처럼 우리 몸은 동화 작용으로 우라 몸이 필요한 물질을 합성, 이화 작용으로 물질을 분해하고 생명 활동에 필요한 에너지를 얻음

   
   

2. 애너지의 전환과 이용-

   A.우리가 섭취한 음식물에는 화학 에너지 형태로 에너지가 저장되어 있음->

   음식물의 화학 에너지는 세포 호흡에 의해 생명 활동에 필요한 에너지로

   전환

   + 세포 호흡은 주로 세포의 미트콘트리아에서 일어나며, 포도당이 산소와 반응하여 이산화 탄소와 물로 분해되며 에너지가 방출, 방출된 에너지의 일부는 ATP라는 화랍불에 화학 에너지 형태로 저장되고, 나머진 열로 방출

   ++ ATP는 생명활동에 직접적으로 사용되는 에너지원으로 그림 (p.37 그림 4)와 같은 구조, ATP는 인산기와 인산기 사이의 결합이 끊어져 ADP와 무기 인산으로 분해되며 에너지를 방출

   +++ ATP가 분해되어 방출된 에너지는 화학 에너지,기계적 에너지,열에너지,소리 에너지 등으로 전환, 물질 합성,근육 운동,체온 유지,발성,정신 활동,생장 등 다양한 생명 활동에 사용

3. 영양소와 산소의 흡수 및 운반-

   a.우리는 음식물을 섭취하여 세포 호흡에 필요한 영양소를 얻는다, 이때 섭취된 영양소의 문자 크기가 크므로 소화 과정을 커쳐 작은 분자로 분해되어야 세포막을 통과해 몸속으로 흡수가 가능

   ++(소화계) .음식물의 영양소를 분해하여 흡수하는 일은 소화계에서 이루어짐, 소화 기관을 거치는 동안 녹말은 포도당, 단백질은 아미노산, 지방은 비장산과 모노글리세리드로 분해

   +++(호흡,순환계). 세포 호흡에 필요한 산소는 호흡계를 통해 몸속으로 들어옴, 소화계에서 흡수한 영양소와 호흡계에서 흡수한 산소는 순환계를 통해 온몸의 조직 세포로 운반*영양소는 혈액의 혈장이, 산소는 적혈구가 운반*

   심장에서 나와 온몸을 순환하는 혈액은 온몸에 퍼져있는 혈관을 따라 순환하며 물질을 운반, 혈액은 조직 세포에 영양소와 산소를 공급, 조직 세포에서 노폐물을 받아 심장으로 돌아옴, 또한 폐로 가서 산소를 공급받고 이산화 탄소를 보낸 다음 심장으로 돌아옴

   ++++ (배설계)

   위 과정에서 이산화 탄소,물,암모니아 같은 노폐물이 생성, 노폐물이 체내에 쌓이면 생명 유지가 어려워 생성된 노폐물을 혈액으로 운반하여 호흡계와 배설계를 통해 몸 밖으로 보낸다

   b. 탄수화물과 지방이 에너지원으로 사용되면 이산화 탄소와 물이 생성, 단백질이 사용되면 이산화 탄소,물과 함께 암모니아가 생성된다.

   *독성이 강한 암모니아는 간에서 독성이 적은 요소로 바뀐 후 주로 콩팥을 통해 오줌으로 나감

4. 기관계의 통합적 작용-

   +우리 몸에서 소화계,순환계,호흡계,배설계는 서로 기능을 수행하며 유기적으로 연결되어 생명 활동에 필요한 에너지를 얻기 위해 통합적으로 작용

   !!우리 몸도 각 기관계의 작용이 조화를 이루어야 정상적인 새명 활동을 유지할 수 있다!!

“물질대사와 건강”

1.에너지 대사의 균형-

우리는 음식물을 섭취하여 에너지를 얻으며 이 에너지는 여러 가지 생명 활동을 하는데 사용됨, 우리가 생명 활동을 정상젇으로 유지하고 건강한 생활을 하기 위해서는 ”음식물에서 섭취하는 에너지양과 활동으로 소비하는 에너지양 사이에 균형이 이루어져야한다“

+우리 몸은 섭취한 음식물에서 얻은 에너지양이 활동으로 소비한 에너지양보다 많으면 사용하고 남은 에너지를 지방의 형태로 저장-> 그 결과로 체중이 증가하고, 체지방이 과하게 쌓이면 비만이 된다

=/=

섭취한 음식물에서 얻은 에너지양이 활동으로 소비한 양보다 적으면 우리 몸에 저장된 지방이나 근육의 단백질을 분해하여 필요한 에너지를 얻는다

++ 우리가 일을 하지 않고 가만히 있어도 울 몸에선 숨을 쉬고, 심장 박동을 하며 체온을 유지하고 물질 합성 든 생명을 유지하는 활동이 일어남 이와 같이 생명 활동을 유지하는데 필요한 최소한의 에너지양을 기초 대사량이라고 하고 공부나 운동 등 다양한 활동을 하는 데 소모되는 에너지양을 활동 대사량이라고 한다

우리가 일상 생활을 하기 위해서는 기초 대사량, 활동 대사량, 음식물의 소화/흡수에 필요한 에너지양의 합 만큼의 에너지가 필요한데 이때 하루 동안 소비하는 에너지의 총량을 1일 대사량이라고 한다

*근육 조직는 지방 조직보다 더 많은 에너지를 소비하므로 몸에 근육이 많으면 기초 대사량이 높아진다*

*1일 대사량의 60~70%는 기초 대사량이다*

2.대사성 질환

오랜 기간 영양 과잉이나 운동 부족 등으로 에너지 불균형이 지속되면 대사성 질환이 나타날 수 있다

• 대사성 질환은 우리 몸의 물질대사에 이상이 생겨 발생하는 질병으로 당뇨, 고지혈증이 대표적이다.

a. 당뇨병: 형당량이 비정상적으로 높은 상태가 지속되는 질환, 오랜 기간 지속되면 혈액 순환이 잘되지 않는 등 몸의 여러 부위에서 이상 증상이 나타남,당뇨병을 치료 하지 않으면 조직이 괴사하거나 심장 질환,시력 상실 등 여러 합병증이 유발된다.

b. 고지혈증: 혈액에 콜레스트롤이나 중성 지방이 많은 상태를 말함, 콜레스트롤은 우리 몸을 구성하는 영양소로 우리가 생명을 유지하는데 꼭 필요하지만 혈액에 콜레스트롤 농도가 너무 지나치게 높으면 동맥 경화증 등과 같은 심혈관계 질환이나 뇌혈관 질환이 발생 가능하다.

당뇨병, 고지혈증과 같은 대사성 질환은 운동 부족, 영양 과잉 등의 생활 습관과도 관련이 있다. 대사성 질환은 심각한 합병증을 유발할 수 있으므로 미리 예방하는 것이 중요, 이를 위해 균형잡힌 식사와 규칙적인 운동 등 올바른 생활 습관이 필요하다.

데이터수집 : 관찰한 현상에 대한 데이터를 체계적으로 수집한다. 이 단계에서는 실험이나 조사 등을 통해 다양한 샘플을 확보하고, 그 샘플에 대한 데이터를 기록한다.

패턴분석 : 수집된 데이터를 분석하여 공통적인 패턴이나 경향성을 찾아낸다.

일반화 : 분석된 데이터를 바탕으로 일반적인 원리나 규칙을 도출한다.

뉴런의 구조와 기능

1. 신경계를 구성하는 기본 단위는 뉴런이라는 신경 세포이다. 뉴런은 자극을 받아들이고 신호를 전달하는 역할을 하며, 그 수행을 하기 적합한 구조를 가지고 있음

뉴런은 크기와 모양이 다양하지만 대부분 핵과 세포질로 이루어진 ”신경 세포체“와 이것에서 뻗어 나온 가지 돌기와 축삭 돌기로 되어 있다. 가지 돌기는 신호를 받아들이고 축살 돌기는 신호를 전달한다

2. 뉴런은 축삭 돌기가 말이집으로 싸여 있는 말이집 신경과 말이집으로 싸여 있지 않은 민말이집 신경으로 구분, 말이집은 신호 전달에서 절연체 역할을 한다. 말이집 신경의 축삭 돌기에는 말이집 사이에 말이집으로 싸여 있지 않는 부분이 있는데 이 부분을 랑비에 결정이라 한다.

3. 뉴런은 기능에 따라 구심성 뉴런,연합 뉴런,원심성 뉴런으로 구분, 구심성 뉴런은 감각기에서 받아들인 자극을 중추 신경계에 전달하는 뉴런이고 감각 뉴런이 이에 해당하고 연합 뉴런은 뇌와 척수 같은 중추 신경을 이루며, 구심성 뉴런에서 온 정보를 통합하여 적절한 반응 명령을 내리는 뉴런이고 원심성 뉴런은 중추 신경의 반응 명령을 반응기로 전달하는 뉴런이고 운동 뉴런이 이에 해당한다.

흥분 전도

1. 뉴런은 자극을 받으면 세포막의 전기적 특성이 변하는데 이와 같은 변화를 흥분이라고 한다. 뉴런에서 흥분이 발생하면 흥분은 축삭 돌기를 따라 이동하며 이러한 현상을 흥분 전도라고 한다

2. 자극을 받지 않은 뉴런의 세포믹 안과 밖에 전극을 꽂으면 뉴런이 밖에 비해 상대적으로 음(-)의 값을 나타낸다. 이와 같이 신호를 전달하지 않는 휴지 상태인 뉴런의 막전의를 휴지 전위라고 한다( 휴지 전위는 일반적으로 -80~60mV이다)

3. 뉴런이 휴지 상태일 때 K+은 세포 밖보다 안에 더 많이 분포,Na+은 세포 안보다 밖에 더 많이 분포함, 이와 같은 이온의 불평등 분포에는 Na+-K+펌프가 관여함, Na+-K+펌프는 ATP를 소모하여 Na+을 세포 밖으로 보내고 K+을 세포 안으로 이동 시킴, 또 세포 안의 K+은 일부 열려 있는 K+ 통로를 통해 세포 밖으로 일부가 확산하지만 세포 밖의 Na+은 열려 있는 Na+ 통로가 매우 적기 때문에 확산이 거의 일어나지 않음 그결과 세포막 안쪽은 상대적으로 음(-)전하를 띠고 세포막 바깥쪽은 양(+)전하를 띠는데, 이 상태를 “분극”이라한다.

4. 뉴런이 자극을 주면 Na+ 통로가 열려 Na+이 세포 안으로 들어와 막전위가 상승하는데 이를 “탈분극”이라 한다. 막전위가 역치 전위에 이르면 더 많은 Na+통로가 열려 급격한 탈분극이 일어남, 이에 따라 자극을 받은 부위는 막 안팎의 전위가 바뀌어 막 안쪽은 양(+)전하를 띠고 바깥쪽은 음(-)전하를 띠며, 막전위가 약 +35mV까지 상승한다

5. 이어서 대부분 Na+ 통로가 닫혀 Na+이 들어오지 못하고, K+ 통로가 열려 K+이 세포 밖으로 나가면서 막전위가 하강하는데 이를 “재분극”이라 한다

6. 재분극 시 K+통로가 천천히 닫히므로 K+이 계속 밖으로 나가게 되어 막전위가 휴지 전위 아래로 내려가 “과분극”이 된다

7. 재분극 이후 열려 있던 K+ 통로는 모두 닫히고 Na+-K+ 펌프의 작용으로 이온의 분포는 자극을 받기 전 상태로 돌아가고, 막전위는 다시 휴지 전위가 된다.

8. 뉴런의 막 한 부위에서 Na+이 들어와 활동 전위가 발생하면 이웃한 부위에서 연속적으로 탈분극이 일어나 새로운 활동 전위가 발생, 활동 전위가 발생했던 부위에선 K+이 밖으로 나가 재분극이 일어남 이와 같이 활동 전위가 축삭 돌기를 따라 연속적으로 발생하며 흥분이 전도됨

*연속적으로 발생하는 활동 전위의 크기는 일정하다*

9. 말이집 신경에서는 Na+ 통로와 K+ 통로가 랑비에 결정에 밀집되어 있어서 이곳에서만 활동 전위가 발생, 활동 전위는 랑비에 결절에서 다음 랑비에 결절로 건너뛰어 형성됨, 이와 같은 흥분 전도를 도약전도라고 한다. 말이집 신경은 도약전도가 일어나 흥분 전조 속도가 민말이집 신경보다 빠르다

흥분 전달

1. 한 뉴런의 축삭 돌기 말단은 다음 뉴런과 약 20mm의 좁은 간격을 두고 접해 있음 아 부위를 시냅스라 한다. 뉴런과 뉴런 사이의 좁은 틈을 시냅스 틈이라고 한다. 시냅스에서는 신경 전달 물질로 흥분이 한 뉴런에서 다음 뉴런으로 전해지는데 이러한 현상을 *흥분 전달*이라고 한다.

2. 축삭 돌기 말단에는 신경 전달 물질이 들어 있는 스냅스 소포가 있다 활동 전위가 축삭 돌기 말단에 도달하면 시냅스 소포가 뉴런의 세포막과 융합하여 시냅스 소포에 들어 있는 신경 전달 물질이 시냅스 틈으로 방출, 방출된 신경 전달 물질로 시냅스 이후 뉴런의 세포막이 탈분극되어 활동 전위가 발생, 이와 같은 방법으로 한 뉴런에서 다음 뉴런으로 흥분이 전달된다

근수축 운동

1.모든 의식적인 몸의 움직임은 신경계의 명령에 따라 골격근이 수축하고 이 완함으롴서 일어난다.

2. 골격근은 평행하게 배열된 근육 섬유 다발 여러개로 구성, 각각의 근육 섬유는 많은 근육 원섬유로 이루어짐, 근육 원섬유는 굵은 마이오신 필라멘트와 가는 액탄 필라멘트로 구성된다

3. 근육 원섬유릉 전자 현미경으로 관찰하면 근육 원선유 마디가 반복되어 있는 것을 확인 가능하다. 근육 원섬유 마디는 근수축의 기본 단위로, 마이오신 필라멘트와 액탄 필라멘트가 일부 겹쳐 배열된다

4. 근육 원섬유 마디를 구분하는 경계선을 Z선이라고 하는데, 액틴 필라멘트는 Z선에 결합되어 근육 원섬유 마디의 중심으로 뻗어 있고, 마이오선 필라멘트는 근육 원섬유 마디의 중심부에 있는 M선에 결합되어 있다.

5. 근육 원섬유 마디에서 마이오신 필라멘트가 있는 부분은 어둡게 보이고, Z선 주위의 액틴 필라멘트만 있는 부분은 밝게 보인다. 이 때문에 골격근은 어두운 A대(암대)와 밝은 I대(명대)가 반복되는 가로 무늬가 나타난다.

6. 근육 섬유의 세포막과 접해 있는 운동 뉴런의 축살 돌기 말단에 활동 전위가 도달하면 축삭 돌기 말단의 시냅스 소포에서 ”아세틸콜린“이 방출됨, 그 결과 근육 섬유의 세포막이 탈분극되고 활동 전위가 발생하여 ”근육 원섬유가 수축“한다.

7. 근육 원섬유가 수축할 땐 근육 원섬유 마디가 짧아지고, 이때 마이오신 필라멘트가 있는 A대의 길이는 변하지 않고, 액틴 필라멘트만 있는 I대와 근육 원섬유 마디 중심부의 마이오신 필라멘트만 있는 H대가 짧아진다.

8. 근육 원섬유 마디의 변화는 활주설로 설명한다. 활주설에 따르면 근육이 수축할 때에는 마이오신 필라멘트와 액틴 필라멘트 각각의 길이는 변하지 않고, 액틴 필라멘트가 마이오신 필라멘트 사이로 미끄러져 들어가 근육 원섬유 마디가 짧아진다. 이 과정은 마이오신 필라멘트가 ATP를 소모하여 액틴 필라멘트를 끌어당긴으로써 일어난다.

   이처럼 근수축은 두 필라멘트가 겹치는 구간이 늘어나 근육 원섬유 마디가 짧아진다

중추 신경계는 감각 신경을 통해 들어온 감각 정보를 통합하여 반응기에 명령을 내린다

말초 신경계는 감각기에서 받아들인 자극을 중추 신경계에 전달하고 중추 신경계의 명령을 근육이나 분비샘 등의 반응기에 전달

뇌

1. 사람의 뇌는 대뇌, 간뇌, 소뇌, 중간뇌, 뇌교, 연수 등으로 구성되며 중간뇌, 뇌교, 연수를 합하여 뇌줄기(뇌간)이라 하며 뇌줄기엔 생명 유지에 관여하는 호흡/혈압 중추가 있어 이 부위를 다치면 생명을 잃을 수 있다

2. 대뇌는 뇌 질량의 80%를 차지하고 좌우 반구로 나누어져 있고 표면에 많은 주름이 있다. 대뇌는 겉질과 속질로 구분 되는데 대뇌의 바깥쪽을 싸고 있는 대뇌 겉질은 회색질이고 안쪽의 대뇌 속질은 백색질이다.

3. 대뇌는 추리, 기억, 상상, 언어 등 정신 활동을 담당, 감가과 운동의 중추이다. 대뇌의 정신 활동은 대부분은 대뇌 겉질에서 일어난다.

4. 대뇌로 들어오고 나가는 신경 대부분은 연수에서 좌우 교차된다. 이에 따라 대뇌의 좌반구는 몸의 오른쪽 감각과 운동을 담당하고 대뇌의 우반구는 몸의 왼쪽 감각과 운동을 담당한다.

5. 대뇌 겉질은 위치에 따라 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽 네 부분으로 구분되고, 기능에 따라 감각령, 연합령, 운동령으로 구분, 감각령은 감각기에서 오는 정보를 받아들여 감지하고 연합령은 감각령의 정보를 받아 통합하여 운동령에 명령을 내리고 정신 활동을 담당하고 운동령은 연합령의 명령을 받아 수의 운동을 조절한다.

6. 간놔는 대뇌와 중간뇌 사이에 있으며 시상, 시상 하부, 뇌하수체로 구분, 시상은 척수나 연수에서 오는 감각 신호를 대뇌 겉질에 전달하는 역할을 하고 시상 하부는 자율 신경과 내분비계 조절 중추로 항상성 유지에 관여 시상 하부 끝이 달려 있는 뇌하수체는 여러 가지 호르몬을 분비하여 다른 내분비샘의 가능을 조절하고 뇌하수체의 기능은 시상 하부가 조절한다

7. 소뇌는 대뇌 뒤쪽 아래에 있으며 대놔 다음으로 큰 뇌이고 소뇌는 내이의 평형 감각 기관인 전정 기간과 반고리관에서 오는 감각 정보를 받아 대뇌와 함께 수의 운동을 조절하여 몸의 평형 유지

8. 중간뇌는 간뇌 아래에 있는 가장 뇌로, 감각 정보의 전달 통로이다. 소뇌와 함께 몸의 평형을 조절하고 안구 운동과 홍채 운동을 조절한다.

9. 뇌교는 중간뇌 아래애 앞으로 볼록하개 돌출한 부위로, 대뇌와 소뇌 사이의 정보를 전달하는 통로이며 연수와 함께 호흡 운동을 조절한다.

10. 연수는 뇌교와 척수 사이애 있으며, 뇌와 척수를 연결하는 신경이 지나는 곳으로 연수에서 신경의 좌우 교차가 일어남 연수는 심장 박동, 호흡 운동, 소화 운동, 소화액 분비 등의 중추이고 기침, 재채기, 하품, 눈물 분비 등과 같은 반사의 중추이다.

척수

1. 척수는 연수에 이어져 척추 속으로 뻗어 있으며, 감각기에서 받아들인 감각 정보를 뇌로 보내고 뇌에서 내린 반응 명령을 반응기로 전달하는 통로 역할을 한다.

2. 척수는 척추 마디마다 좌우로 신경 한 쌍씩, 총 31쌍이 나와 몸의 말단부까지 분포한다

3. 척수는 대뇌와 반대로 겉질은 백색질이고, 속질은 회색질이다. 척수의 등 쪽으로는 감각 신경 다발인 후근이 배열되어 감각기에서 받아들인 감각 정보를 뇌로 전달하고, 배 쪽으로는 운동 신경 다발인 전근이 배열되어 뇌에서 내린 반응 명령을 반응기로 전달

4. 척수는 신경의 통로일 뿐만 아니라 척수 반사의 중추이다. 척수 반사에는 젖분비, 땀분비, 배뇨 반사 등이 있다. 예를 들어 손에 뜨거운 것이 닿았을 때 손을 무의식적으로 떼는 움츠림 반사와 무릎을 고무망치로 살짝 치면 다리가 튀어 오르는 무릎 반사도 척수 반사이다.

말초 신경계

1. 말초 신경계는 중추 신경계와 몸의 각 부분을 연결하는 신경계로, 뇌에 연결된 뇌 신경 12쌍과 척수에 연결된 척수 신경 31쌍으로 이루어짐 뇌 신경은 뇌에서 나와 대부분 머리와 목 부위에 있는 기관에 분포하고 척수 신경은 척수에서 나와 머리 아래 신체 부위에 광범위하게 분포한다.

2. 말초 신경계는 구심성 뉴런과 원심성 뉴런으로 나눌 수 있다. 감각기에서 받아들인 자극은 구심성 뉴런을 통해 중추 신경계로 전달, 중추 신경계에서 내린 반응 명령은 원심성 뉴런을 통해 근육이나 분비샘 등의 반응기로 전달된다.

3. 원심성 뉴런으로 구성된 신경계는 체성 신경계와 자율 신경계로 구분된다. 체성 신경계는 대뇌의 지배를 받아 의식적인 골격근의 반응을 조절하고 자율 신경계는 대뇌의 영향을 직접 받지 않고 간뇌, 중간뇌, 연수의 조절을 받아 몸의 기능을 조절하는데 자율 신경계의 말단이 내장 기관, 혈관, 분비샘에 분포하여 주로 소화/순환/호흡 운동과 호르몬 분비 등 생명 유지에 필수적인 기능을 조절한다.

4. 자율 신경계는 교감 신경과 부교감 신경으로 구성되며, 중추에서 나와 반응기에 이르기까지 뉴런 2개가 신경절애서 시냅스를 형성, 교감 신경은 신경절 이전 뉴런이 신경절 이후 뉴런보다 길다.

5. 교감 신경과 부교감 신경은 같은 기관에 분포하며, 서로 반대 효과를 나타내는 길항 작영으로 기관의 기능을 조절, 교감 신경과 부교감 신경의 길항 작용은 신경 말단에서 분비되는 신경 전달 물질의 차이로 나타나는데, 교감 신경의 말단에서는 노르에피네프린이 분비되고, 부교감 신경의 말단에서는 아세틸콜린이 분비된다.

6. 교감 신경은 우리 몸을 위기 상황에 대처하기에 알맞은 긴장 상태로 만들고, 부교감 신경은 이를 원래 상태로 돌려 심신의 안정 상태를 유자하는 작용을 한다

1. 생명공학 기술이 항상성 유지에 활용된 사례는 무엇이 있나요?

2. 사람이 물질대사를 못한다면 어떤일이 생기나요?

3. 기술로 인슐린을 만들어서 어떻게 활용할 수 있나요?

왜 모든 생명체가 같은 유전물질(DNA,RNA)을 사용하는 걸까?

간이 혈당 조절에 중요한 역할을 하는데 간이 없으면 혈당이 어떻게 될까?

2. 운동을 할 때 근육을 사용하여 활동을 하는데 이때 근육은 어떻게 움직일까?

3. 운동 선수나 잘하고 싶어하는 사람들을 보면 웨이트를 하는데 웨이트를 하면 근육이 커진다. 이 근육들은 어떻게 크기가 커지는 것일까?

1. 파일 이름에 학번 이름을 꼭 적을 것

2. 제출은 아래 메일로 전송할 것

3. 파일형식은 hwp 또는 pdf 로 제출할 것

4. 제출기한: 6월 1일 밤 12시까지

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염색체는 DNA와 히스톤이라는 단백질로 이루어져 있다. DNA는 유전 정보를 저장하는 분자로, 히스톤에 감겨 뉴클레오솜이라는 구조를 만들고, 이 구조들이 다시 꼬여서 염색체가 된다. DNA의 특정 부분에는 유전자가 있어서 생물의 형질을 결정하는 정보를 담고 있다. 결국 한 개체가 가지고 있는 모든 유전 정보는 이 DNA에 저장되어 있고, 이 DNA가 염색체 형태로 세포 안에 존재한다.

쉽게 말하면, 염색체는 세포 안에 있는 유전 정보의 저장소이고, DNA가 그 안에 담긴 유전 정보를 실제로 전달하는 역할을 한다. 그래서 사람마다 염색체의 모양과 수를 분석하면 성별이나 유전적 특징을 알 수 있다.

우리 몸속에 있는 염색체 하나하나가 우리 자신을 만드는 중요한 설계도 역할을 한다고 할 수 있다.

세포가 분열할 때, 하나의 모세포가 두 개의 딸세포로 나뉘는데, 이 과정에서 모세포와 딸세포가 가진 유전 정보는 같다. 세포 분열이 시작되기 전에 DNA가 복제되고, 복제된 DNA는 각각 히스톤과 결합해 응축되면서 염색 분체라는 구조를 만든다. 염색 분체 두 개가 붙어 있는 상태로 세포 분열이 진행되고, 분열이 끝나면 각각 다른 딸세포로 들어가게 된다. 그래서 복제된 염색 분체 2개에 있는 DNA는 같기 때문에, 딸세포가 가지는 유전 정보도 모세포와 같다.

또한, 염색체를 구성하는 DNA에는 유전자가 있는데, DNA가 응축되는 과정에서 유전자는 염색체의 일정한 위치에 자리 잡는다. 상동 염색체는 같은 위치에 같은 형질을 결정하는 유전자를 가지고 있는데, 이 유전자를 대립유전자라고 한다. 대립유전자는 부모로부터 각각 하나씩 물려받으며, 같은 위치에 있지만 서로 다를 수도 있다. 그래서 상동 염색체는 비슷하지만 완전히 똑같지는 않은 유전 정보를 담고 있다.

쉽게 말하면, 세포가 나뉠 때 DNA가 복제되어 똑같은 유전 정보를 가진 두 개의 딸세포가 만들어지고, 염색체 안에는 형질을 결정하는 유전자가 일정한 위치에 자리 잡고 있어서 부모로부터 물려받은 유전자가 자식에게 전달된다. 이 과정 덕분에 생명은 자신의 특징을 다음 세대로 이어갈 수 있다.

가계도를 보면 가족 구성원의 유전형이 나타난다. 예를 들어 귓불 모양 유전에서는 표현형이 우성인 사람은 EE(동형 접합 우성)나 Ee(이형 접합)이고, 열성인 사람은 ee(동형 접합 열성)이다. 열성인 자손은 부모에게서 각각 열성 대립 유전자를 물려받기 때문에, 부모가 우성 형질을 가졌어도 자손에게 열성 형질이 나타난다. 이렇게 가계도를 분석하면 유전 형질이 어떻게 전달되는지, 부모의 유전형이 무엇인지 알 수 있다.

또 ABO 혈액형도 상염색체에 있는 대립 유전자 세 가지(A, B, O)로 결정된다. A와 B는 우성, O는 열성이다. 그래서 혈액형은 A형, B형, AB형, O형 네 가지로 나타난다. 가족의 혈액형과 유전형을 가계도로 분석하면 혈액형 유전도 부모로부터 자손에게 전달되는 대립 유전자 조합으로 설명된다.

사람은 성염색체 두 개(X와 Y)를 가지고 있다. 어머니는 XX, 아버지는 XY를 가지고 있다. 딸은 어머니와 아버지로부터 각각 X 염색체를, 아들은 어머니로부터 X, 아버지로부터 Y 염색체를 물려받는다. 적록 색맹 같은 성염색체 유전 형질은 X 염색체에 있는 열성 유전자에 의해 나타난다. 여성은 두 개의 X 염색체 중 하나가 정상 유전자여서 보통 정상 시력을 가지지만, 남성은 X 염색체가 하나뿐이라 열성 유전자가 있으면 적록 색맹이 나타난다. 그래서 가계도를 보면 적록 색맹 유전 형질이 어떻게 전달되는지 알 수 있다.

염색체 구조에 이상이 생기면 유전병이 나타날 수 있다. 염색체 구조 이상에는 결실, 중복, 역위, 전좌 같은 종류가 있다. 결실은 염색체 일부가 떨어져 없어지는 것이고, 중복은 염색체 일부가 반복되는 것이다. 역위는 떨어진 염색체 일부가 원래 염색체에 반대 방향으로 연결되는 경우이고, 전좌는 떨어진 염색체 일부가 상동 염색체가 아닌 다른 염색체에 연결되는 경우이다. 이런 구조 이상으로 나타나는 유전병에는 고양이 울음 증후군과 만성 골수성 백혈병이 있다. 고양이 울음 증후군은 5번 염색체 일부가 결실되어 머리가 작고 지적 장애가 나타난다. 만성 골수성 백혈병은 9번과 22번 염색체 사이에 전좌가 일어나 정상 세포가 암세포로 변한다.

유전자 이상 유전병은 염색체 수와 구조에는 이상이 없지만, 유전자를 구성하는 DNA 염기 서열에 이상이 생겨 나타난다. 이런 유전병은 대개 열성으로 유전되지만 우성으로도 유전된다. 유전자 이상으로 나타나는 열성 유전병에는 낫 모양 적혈구 빈혈증, 페닐케톤뇨증, 알비노증이 있다. 우성 유전병에는 헌팅턴 무도병과 연골 발육 부전증이 있다.

낫 모양 적혈구 빈혈증은 헤모글로빈 단백질 유전자에 이상이 생겨 비정상 헤모글로빈이 만들어진다. 이로 인해 적혈구가 낫 모양으로 변한다. 낫 모양 적혈구는 정상 적혈구보다 수명이 짧고 산소 운반 능력이 떨어진다. 모세 혈관을 막아 혈액 순환을 방해해 심한 빈혈과 조직 손상을 일으킨다.

페닐케톤뇨증은 아미노산 페닐알라닌을 분해하는 효소 유전자에 이상이 생겨 페닐알라닌이 체내에 축적된다. 이로 인해 중추 신경계가 손상된다. 조기 발견과 식이 요법이 중요하다.

알비노증은 멜라닌 합성 효소 유전자에 이상이 생겨 멜라닌 색소를 만들지 못한다. 피부와 머리카락 등에 색소가 결핍된다.

헌팅턴 무도병은 대표적인 우성 유전병으로, 신경계가 점진적으로 파괴된다. 지적 장애와 운동 장애가 나타난다. 이 병은 중년에 증상이 나타난다. 유전자가 자손에게 전달된다. 돌연변이는 자연적으로도 생기지만, 자외선이나 방사선 같은 외부 환경 요인에 의해 유발된다. 그래서 우리 몸을 잘 보호하는 것이 중요하다. 특히 임신 기간 동안 건강 관리와 출산 후 신생아 검사가 중요하다. 유전병 중 일부는 조기 진단과 치료로 증상 악화를 막을 수 있다.

대립 형질을 결정하는 유전자는 상동 염색체 같은 위치에 있는 대립 유전자로, 이를 대립 유전자라고 부른다. 예를 들어, 쌍꺼풀을 나타내는 대립 유전자를 A, 외꺼풀을 나타내는 대립 유전자를 a라고 하면, 사람의 유전형질은 AA, Aa, aa처럼 표현된다. 이때 대립 유전자 A가 우성, a가 열성으로 작용해 AA나 Aa는 쌍꺼풀, aa는 외꺼풀이 나타난다.

부모의 유전자는 생식세포 분열을 통해 자손에게 전달되는데, 상동 염색체가 분리되어 각각 다른 생식세포로 들어간다. 정자와 난자가 수정하면 자손은 부모로부터 각각 하나씩 대립 유전자를 받아 유전형질이 결정된다. 예를 들어, 부모가 각각 AA(쌍꺼풀)와 aa(외꺼풀) 유전형을 가졌다면, 자손은 모두 Aa(쌍꺼풀) 유전형을 가지게 된다.

사람의 유전형질을 연구하기 위해 가계도 조사, 집단 조사, 쌍둥이 연구 같은 간접적인 방법들이 사용된다. 특히 가계도 조사는 특정 형질이 있는 집안을 조사해 그 형질이 어떻게 유전되는지 분석하는 방법이다. 이를 통해 가족 구성원의 성별, 혈연, 결혼 관계, 형질의 우열 관계 등을 알 수 있고, 앞으로 태어날 자손의 형질을 예측하는 데 도움을 준다.

사람의 유전 형질 중 눈꺼풀, 보조개, 귓불 모양, 엄지손가락 젖혀짐 같은 형질은 상염색체에 있는 대립 유전자 한 쌍으로 결정된다. 상염색체는 남녀 모두에게 공통으로 존재하기 때문에, 이런 형질이 나타나는 빈도는 남녀가 비슷하다. 대립 유전자는 우성과 열성으로 나뉘며, 가계도를 분석하면 유전 방식과 경로를 알 수 있다.

예를 들어, 귓불 모양 유전 가계도를 보면, 표현형이 우성인 사람은 유전형이 EE(동형 접합 우성) 또는 Ee(이형 접합)이고, 열성인 사람은 ee(동형 접합 열성)이다. 열성인 자손은 부모에게서 각각 열성 대립 유전자(e)를 물려받기 때문에, 부모가 우성 형질을 가졌더라도 자손에게 열성 형질이 나타날 수 있다.

ABO 혈액형도 상염색체에 있는 대립 유전자 한 쌍으로 결정되는 유전 형질이다. A, B, O 세 가지 대립 유전자가 있으며, A와 B는 우성, O는 열성이다. 따라서 혈액형은 A형, B형, AB형, O형 네 가지 표현형으로 나타난다. 가계도를 통해 가족 구성원의 혈액형과 유전형을 분석할 수 있다.

성염색체 유전은 남녀의 성별뿐 아니라 적록 색맹 같은 성 관련 유전 형질도 결정한다. 사람은 성염색체 2개(X와 Y)를 가지고 있으며, 어머니는 XX, 아버지는 XY를 가진다. 딸은 어머니와 아버지로부터 각각 X 염색체를 물려받고, 아들은 어머니로부터 X, 아버지로부터 Y 염색체를 받는다.

적록 색맹은 X 염색체에 있는 열성 유전자에 의해 나타나며, 여성은 두 개의 X 염색체 중 하나가 정상 유전자여서 보통 정상 시력을 가지지만, 남성은 X 염색체가 하나뿐이기 때문에 열성 유전자가 있으면 적록 색맹이 나타난다. 가계도를 통해 적록 색맹 유전 형질이 어떻게 전달되는지 알 수 있다.

단일 인자 유전과 다인자 유전도 있는데, 단일 인자 유전은 눈꺼풀, 귓불 모양, ABO 혈액형처럼 대립 유전자 한 쌍으로 결정되는 유전 현상이다. 표현형이 뚜렷하게 구분되고 우성과 열성으로 나뉜다. 반면, 피부색, 키, 몸무게, 눈 색깔 같은 형질은 여러 유전자가 함께 작용해 결정되며, 이를 다인자 유전이라고 한다. 다인자 유전은 환경 영향도 받아 표현형이 다양하고 중간값이 큰 곡선 형태로 나타난다.

적록 색맹 유전은 성염색체인 X 염색체에 있는 열성 유전자에 의해 나타난다. 어머니의 X 염색체는 딸과 아들에게 모두 전달되지만, 아버지의 X 염색체는 딸에게만 전달된다. 그래서 어머니가 정상이고 아들이 적록 색맹이면, 어머니는 보인자일 가능성이 크다. 반대로 아버지가 적록 색맹이고 딸이 정상이라면 딸은 보인자다. 적록 색맹은 출혈 시 혈액 응고가 잘 안 되는 혈우병과 함께 X 염색체에 있는 열성 유전 질환의 대표적인 예다.

사람의 생식세포는 정자와 난자이다. 정자는 남자의 생식 기관인 정소에서, 난자는 여자의 생식 기관인 난소에서 세포 분열로 만들어진다. 만약 정자와 난자가 체세포 분열로 만들어져 염색체 수와 유전 물질 양이 체세포와 같다면, 정자와 난자가 수정하여 생긴 자손은 염색체 수와 유전 물질 양이 부모와 똑같은 배가 될 것이다. 하지만 실제로는 정자와 난자가 체세포 분열이 아닌 감수 분열로 만들어지기 때문에, 자손의 염색체 수와 유전 물질 양은 부모와 같게 유지된다.

세포는 간기와 분열기로 나뉘는데, 간기는 G₁기, S기, G₂기로 구분된다. G₁기는 세포가 빠르게 성장하는 시기이고, S기는 DNA를 복제하는 시기이며, G₂기는 분열을 준비하는 시기다. 체세포 분열에서는 간기의 S기에 DNA가 복제된 후 염색 분체 2개가 형성되고, 염색 분체가 분리되어 각각 딸세포로 들어간다. 그 결과 염색체 수와 유전 물질 양이 모세포와 같은 딸세포 2개가 만들어진다.

생식세포 분열은 간기의 S기에 DNA가 한 번 복제된 후 분열이 연속해서 두 번 일어난다. 그 결과 염색체 수와 유전 물질 양이 모세포의 반인 딸세포 4개가 만들어진다. 이 과정을 감수 분열이라고 한다. 감수 1분열에서는 상동 염색체가 접합했다가 분리되어 각각 다른 딸세포로 들어가며, 염색체 수가 반으로 줄어든다(2n → n). 감수 2분열은 간기 없이 진행되어 염색체 수가 변하지 않고, 딸세포 4개가 만들어진다. 감수 분열 덕분에 자손은 부모의 절반 유전 정보를 받아 다양한 유전적 조합을 가지게 된다.

사람의 체세포에는 상동 염색체가 23쌍 있다. 생식세포 분열 과정에서 상동 염색체가 분리되면서 정자와 난자에는 각각 23개의 염색체가 들어간다. 그래서 정자와 난자가 수정하면 상동 염색체가 다시 쌍을 이루어, 수정란에는 체세포와 같은 23쌍의 상동 염색체가 있게 된다. 이렇게 사람은 생식세포 분열을 통해 염색체 수가 반으로 줄어들지만, 수정란이 형성되면 자손의 염색체 수는 부모와 똑같이 유지된다.

생식세포 분열 과정에서 핵 1개에 들어 있는 DNA 양은 분열 전에 DNA가 복제되어 두 배로 증가했다가, 감수 1분열과 감수 2분열을 거치면서 각각 반으로 줄어든다. 그 결과 정자와 난자의 DNA 양은 체세포의 절반이 되고, 수정란의 DNA 양은 다시 체세포와 같아진다. 이 덕분에 세대가 거듭되어도 자손의 유전 물질 양이 일정하게 유지된다.

생식세포가 형성될 때 감수 1분열에서는 상동 염색체가 접합하여 세포 중앙에 배열되었다가 분리되어 서로 다른 세포로 들어간다. 이때 접합한 상동 염색체는 무작위로 배열되기 때문에, 상동 염색체가 어느 쪽으로 갈지에 따라 형성되는 생식세포의 염색체 조합이 달라진다. 이런 무작위 배열과 분리는 유전적 다양성을 만드는 중요한 원리다.

생식세포 분열 과정에서 상동 염색체가 무작위로 배열되고 분리되는 것은 각각의 개체에서 염색체 조합이 다양하게 만들어지는 이유다. 상동 염색체는 서로 다른 유전 정보를 지닌 부모로부터 각각 하나씩 물려받기 때문에, 생식세포의 염색체 조합이 다양해지고, 그만큼 자손의 유전자 구성도 다양해진다.

사람은 상동 염색체가 23쌍 있는데, 생식세포 분열 과정에서 이 상동 염색체가 무작위로 배열되고 분리된다. 이 때문에 생식세포의 염색체 조합은 엄청 다양해진다. 예를 들어, 상동 염색체가 23쌍인 사람은 생식세포에서 가능한 염색체 조합이 2의 23제곱, 즉 8백만 가지 이상이 된다. 게다가 자손은 무성 생식과 달리 유성 생식을 하기 때문에, 부모로부터 물려받은 염색체 조합이 서로 섞여 더 많은 유전적 다양성을 가진다.

이렇게 유전적 다양성이 높아지면, 집단 내 개체들이 서로 다르게 되어 환경 변화에 더 잘 적응할 수 있다. 다양한 유전자를 가진 개체들 중에서 변화된 환경에 적응하는 개체가 살아남아 종을 유지하는 데 큰 도움이 된다. 그래서 집단의 유전적 다양성은 생물이 환경에 적응하고 종을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 한다.

호르몬: 내분비샘에서 생성•분비되어 특정 조직이나 기관의 기능을 조절하는 화학 물질

표적 세포: 호르몬은 혈액을 따라 이동하다가 특정 세포가 작용하는데, 이때 호르몬의 작용을 받는 세포

*신경과 호르몬은 신호를 전달한다는 공통점이 있지만 작용하는 방식과 효과가 나타나는 시간에는 차이가 있다

우리 몸에는 뇌하수체, 갑상샘, 이나 등 다양한 내분비샘이 있다. 내분비샘마다 다른 종류의 호르몬을 분비하여 특정 조직이나 기관의 기능을 조절한다

(간뇌의 시상 하부는 호르몬을 조절하는 중추로서, 뇌하수체를 조절하여 다른 내분비샘의 호르몬 분비를 조절)

음성 피드백: 어떤 일이 원인으로 작용하여 나타난 결과가 원인을 다시 억제하는 조절 원리

호르몬 대부분은 음성 피드백으로 조절됨, 우리 몸에서 냉방기의 자동 온도 조절기는 간뇌의 시상 하부와 똑같다. 시상 하부는 체온, 삼투압 등의 변화를 감지하고 신경계와 내분비계로 적절한 반응 명령을 내려 체내 상태를 유지하게 하는 역할

일부 호르몬은 교감 신경과 부교감 신경처럼 서로 반대 효과를 나타내는 길항 작용으로 항상성을 유지함

ex) 혈당량은 이자에서 준비되는 인슐린과 글루카곤의 길한 작용으로 일정하게 유지된다

혈당량: 혈액 속의 포도당 농도

포도당은 우리가 에너지원으로 사용하는 주된 물질이므로 혈당량이 일정하게 유지되어야 우리 몸이 정상적으로 기능할 수 있다

음식 섭취-> 소장에서 포도당 흡수-> 혈당량 증가-> 혈당량 정상 수준 보다 높아짐-> 베타세포에서 인슐린 준비 촉진

인슐린-> 간에서 포도당을 글리코젠으로 합성하는 과정 촉진-> 체세포의 포도당 흡수를 촉진하여 혈당량 감소

*이자에서 인슐린이 적정 수준으로 생성되지 못함-> 간이나 체세포가 인슐린에 반응하지 못하면 혈당량이 정상 수준보다 높게 유지됨-> 당뇨병

식사 후 오랜 시간이 지남 or 운동을 하여 혈당량이 정상 수준 이하로 낮아짐-> 알파세포에서 글루카곤 분비 촉진, 간뇌의 시상 하부는 교감 신경을 자극하여 부신 속질에서 에피네프린 분비 촉진-> 글루카곤, 에피네프린은 간에 저장되어 있는 글리코젠을 포도당으로 분해하는 과정 촉진, 분해된 포도당을 혈액으로 방출-> 혈당량이 높아진다

물질대사=효소가 관여하는 확학 반응

효소의 활성은 단백질이 주성분-> 체온이 너무 높거나 낮으면 제 기능을 못함

따라서 체온 유지는 생명 유지에 중요함

체온 조절 중추= 간뇌의 시상 하부

시상하부는 체내의 열 생산량과 피부 표면을 통한 열 방출량을 변화시켜 체온 조절

날씨가 추워짐— 물질대사 촉진, 몸 떨림과 같은 근육 운동을 통해 열 생산량 증가

날씨가 더워짐— 물질대사 억제, 피부 모세 혈관이 확장되고 땀 분비를 촉진하여 몸 표면을 통한 열 방출량이 증가

시상 하부에서 감지된 온도 자극은 대뇌로도 전달되어 옷을 껴입거나 옷을 벗는 등의 의식적인 행동으로도 체온을 조절

땀을 많이 흘려 체내 수분량이 감소하거나 짠 음식을 많이 먹으면 체액의 농도가 높아져 혈장 삼투압이 높아짐

수박과 같이 수분이 많은 과일을 먹거나 물을 많이 마셔 체내 수분량이 증가하면 체액의 농도가 낮아져 혈장 삼투압이 낮아짐

혈장 삼투압이 너무 높거나 낮으면 세포막을 통한 물질의 이동을 비롯한 세포의 기능에 이상이 생김

그렇기 때문에 혈장 삼투납을 일정하게 조잘해야 한다

뇌하수체 후엽에서 항이뇨 호르몬 생성-> 콩팥에서의 물의 흡수를 촉진

혈장삼투압이 기준값보다 높아짐-> 뇌하수체 후엽에서 항이뇨 호르몬 준비가 증가

그 결과 콩팥에서 재흡수되는 물의 양이 늘어나 오줌양이 감소가하고 체내 수분량이 증가하여 혈장 삼투압이 낮아짐

혈장삼투압이 기준값보다 낮아짐-> 뇌하수체 후엽에서 항이뇨 호르몬 분비량이 감소-> 콩팥에서 재흡수되는 물의 양이 줄어들어 오줌양이 증가하고 체내 수분량이 감소하여 혈장삼투압이 높아진다

비감염성 질병- 생활방식, 유전 등의 여러가지 원이이 복합적으로 작용하여 발생

ex) 심장병 뇌졸중 당뇨병 등

감염성 질병

병원체

1.세균- 핵이 없는 단세포 생물

특징- 우리 주변 거의 모든 곳에서 서식, 매우 빠르게 증식 가능

ex) 결핵 파상출 탄저병

치료제: 항생제

2.바이러스- 세포 구조x

특징- 유전 물질과 단백질 껍질로 구성된 간단한 구조

ex) 감기 독감 홍역 등

치료제: 항바이러스제

3.원생생물- 뚜렷한 핵이 있는 단세포 생물

특징- 독립적으로 생활하기도 하고 기생하며 질병을 일으킴

ex) 말라리아 수면병 등

4.곰팡이- 실 모양의 균사로 이루어진 다세포 생물

특징- 면역력이 약화되었을 때 인체의 다양한 부위에서 증식

ex) 무좀 만성 폐 질환 등

치료제: 항진균제

면역

방어 작용: 비특이적( 병원체 구분 x), 특이적(병원체 구분)

피부- 병원체가 몸속으로 들어오는 것을 막는 물리적인 장벽 역할

땀- 세균의 세포 벽을 파괴하는 라이서자임을 포함하여 세균의 침입을 막는데 도움을 줌

눈물, 콧물, 침 등에는 라이소자임이라는 물질이 들어 있어 병원체의 세포벽을 파괴한다. 위액은 산성이라 병원체를 죽이고, 점막은 끈적한 점액으로 병원체를 걸러내기도 한다.

내부 방어는 병원체가 몸속에 들어왔을 때 작동하는 방어로, 대표적으로 염증 반응과 식균 작용이 있다. 피부에 상처가 나면 병원체가 침입하고, 이때 비만 세포에서 히스타민이라는 물질이 나와 혈관이 확장되고 백혈구가 많이 모이게 된다. 그래서 상처 부위가 붓고, 열이 나거나 통증이 나타난다. 그 후 백혈구가 병원체를 포식하는 식균자용이 일어난다.

반면, 특이적 방어 작용은 병원체가 몸속에 들어왔을 때, 병원체를 인식하고 제거하는 작용이다. 이 작용은 림프구가 중심이 되며, 이 림프구는 골수에서 만들어져 가슴샘이나 골수에서 성숙하면서 와B림프구로 분화된다.

특이적 방어 작용은 다시 세포성 면역과 체액성 면역으로 나뉘는데, 먼저 세포성 면역은 병원체에 감염된 세포를 직접 제거하는 것이다. 병원체가 몸에 침입하면 대식세포가 그 병원체를 포식하고, 그 안에 있는 항원을 표면에 제시한다. 이 항원을 보조 T 림프구가 인식하고 활성화되면, 세포독성 T 림프구가 자극을 받아 감염된 세포를 공격하고 파괴한다.

체액성 면역은 병원체를 직접 공격하는 것이 아니라 항체를 만들어 병원체를 무력화시키는 작용이다. 보조 T 림프구의 도움으로 B 림프구가 자극받으면 형질세포로 분화되어 항체를 만들어낸다. 이 항체는 항원에 특이적으로 결합해서 병원체를 덩어리로 만들고, 이 덩어리는 식균 작용을 통해 제거된다.

이런 특이적 면역 작용이 끝난 뒤, 일부 T 림프구와 B 림프구는 기억 세포에 남아 같은 병원체가 다시 침입했을 때 빠르고 강하게 반응할 수 있도록 준비한다. 이 과정을 통해 처음 반응하는 1차 면역 반응보다 나중에 다시 같은 병원체가 들어왔을 때의 2치 면역 반응이 훨씬 빠르고 강력하게 일어난다.

이러한 면역 반응의 원리를 이용한 것이 백신이다. 백신은 병원체를 약화시키거나 죽여서 몸에 주입하는 것으로, 실제 병에 걸리지 않고도 기억 세포를 형성하여 나중에 진짜 병원체가 침입했을 때 빠르게 대처할 수 있게 만든다.