수특 목차에 따라 생명과학1 개념 지엽 정리(최종본)
1강. 생명과학의 이해
과학적 탐구 실험 해석 문제
point) 과학적 탐구 실험에서 가설 설정 단계 혹은 대조 실험 단계 중 하나만 일어나더라도
그것이 잠정적인 답을 설정하고, 이를 검증하는 논리구조를 가지고 있다면
연역적 탐구 실험으로 생각하는 경향이 있다.
1. 가설 설정만 존재하는 경우 (제한적 연역)
* 가설을 설정하고 이를 실험으로 검증하려 했다면, 그 자체로 연역적 탐구의 요소를 갖춘 것으로 본다.
* 다만, 비교할 대상(대조군)이 없다면 실험의 신뢰성이 낮아져 과학적인 결론 도출이 어려울 수 있다.
2. 대조 실험(대조군 설정)만 존재하는 경우 (연역적 탐구의 핵심)
* 실험의 결과가 가설에 부합하는지 비교하는 '대조 실험'은 연역적 탐구의 핵심 요소이다.
* 만약 어떤 탐구에서 '가설 설정'이라는 명시적인 단계가 약하더라도, 대조군과 실험군을 설정하여 독립변인을 조작하고 종속변인의 변화를 관찰했다면, 이는 사실상 가설(비교 결과)을 검증하는 연역적 과정이다.
박테리오파지(단백질 껍질과 핵산으로 이루어짐)는 세균인 대장균을 숙주세포로 삼는다.
세포 안으로 유전물질인 핵산(뉴클레오타이드로 구성됨)을 주입한다.
생명과학의 연구대상
분자—> 세포 —> 조직 —> 기관 —> 개체 —> 개체군 —> 군집 —> 생태계 까지 연구한다.
연역적 탐구 실험의 대표적인 예로는
플레밍의 페니실린 발견(푸른 곰팡이가 분비하는 물질이 세균의 증식을 억제한다.)
파스퇴르의 탄저병 백신(탄저병 백신을 주사한 양은 탄저병에 걸리지 않을 것이다.) 가 있다.
국화는 하루 중 밤의 길이가 길어지는 계절에 꽃이 피고, 닭이나 꾀꼬리는 빛을 쬐는 일조 시간이 길어지면,
생식을 위해 산란을 한다.
2강. 생명활동과 에너지
세포호흡은 “주로” 미토콘드리아에서 일어난다.
즉, 세포호흡의 전 과정은 미토콘드리아에서 일어나지 않는다.
광합성은 엽록체에서 일어난다.(빛E —> 화학E)
ATP는 아데닌과 리보스(5개의 탄소로 이루어진 당)과 3개의 인산기가 연결된 형태이다.
아데노신은 아데닌과 리보스로 구성된다.(수특 2강 2점 테스트 11번 문제 ㄴ선지)
크레아틴 인산은 가지고 있는 인산기를 ADP에 떼어주어 ADP를 ATP로 빠르게 전환되는데 이용된다.
크레아틴 인산 + ADP —> 크레아틴 + ATP
효모에 의한 이산화탄소 방출량 비교하기
발효관을 이용하여 포도당 용액과 효모액을 혼합하면 효모가 포도당을 이용하여 물질대사를 한 결과
맹관부에서 기체가 발생하는 것을 알 수 있다. 이때, 포도당 용액의 농도가 높을수록 물질대사가 더
활발하게 일어나 기체가 더 많이 생성되어 맹관부의 수면이 상대적으로 더 낮아지는 것을 확인할 수 있다.
기체가 생성된 발효관에 수산화칼륨(KOH) 수용액을 처리하면, 맹관부에 모인 기체의 부피가 감소한다.
수산화 칼륨은 이산화탄소와의 화학 반응으로 이산화탄소를 제거하므로, 효모의 물질대사 결과
이산화탄소가 발생하는 것을 알 수 있다.
3강. 물질대사와 건강
포도당은 C6H12O6이고
글리코젠은 (C6H10O5)n으로 포도당에서 물이 빠져나가 사슬모양으로 n번 되풀이되는 구조를 지닌다(고분자).
암모니아는 NH3이고, 요소는 NH4N2O으로 요소가 고분자이며, BTB용액과 반응하면
암모니아 + BTB용액은 파란색(염기성)을 띠고, 요소 + BTB용액은 초록색(중성)을 띤다.
요소 용액 + 생콩즙(에 들어있는 유레이스 효소가 요소를 암모니아로 분해 시킴)+BTB용액은 파란색을 띤다.
탄수화물의 최종 분해단위는 과당, 갈락토스, 포도당 등의 단당류이고,
지방의 최종 분해 단위는 지방산과 모노글리세리드이고
단백질의 최종 분해 단위는 아미노산이다.
수용성 영양소인 포도당, 과당, 갈락토스, 아미노산은 소장의 융털의 모세혈관으로 흡수되고,
지용성 영양소인 지방산과 모노글리세리드는 소장의 융털의 중심에 위치한 암죽관으로 흡수된다.
동맥과 정맥의 차이는 혈액이 흐르는 방향(심장 기준)
동맥: 심장에서 빠져나가는 혈액이 흐르는 혈관
정맥: 심장으로 들어오는 혈액이 흐르는 혈관
폐정맥(폐 —> 심장): 산소 많고 이산화탄소 적음.
폐동맥(심장—>폐): 산소 적고 이산화탄소 많음.
폐에서의 기체교환은 기체분압 차에 의한 확산에 의해 일어나며, ATP를 사용하지 않는다.
4강. 자극의 전달
말이집은 슈반 세포가 뉴런의 축삭 돌기를 반복적으로 감아 형성된 구조(마치 두루마리 휴지처럼 감긴 형태,
슈반세포의 핵은 밖으로 밀려나며 소멸하지는 않음)이며, 말이집으로 싸여 있는 부분에서는 흥분이 발생하지 않는다. 축삭돌기에서 말이집과 말이집 사이의 말이집으로 싸여 있지 않은 부분은 랑비에 결절이라고 부르며,
이 부분에서만 막전위가 변화한다.
뉴런의 전도 속도에 영향을 미치는 요인: 말이집의 유무(말이집 뉴런에서는 랑비에 결절에서만 흥분이 발생하는
도약전도가 일어나므로 전도 속도가 더 빠르다.), 축삭 돌기의 굵기(굵기가 굵을수록 저항이 감소하여 흥분 이동
속도가 더 빠르다.)
뉴런 세포막에 있는 막 단백질(수송 단백질)
Na+ — K+ 펌프: Na+는 밖으로(3개), K+는 안으로(2개) 능동 수송함(ATP를 소모함)
Na+ 통로: 탈분극 구간에서 작동하고, 항상 열린 통로가 거의 존재하지 않음(교과과정 상 없다고 봐야함),
Na+가 밖에서 안으로 확산되며(ATP 소모X), K+ 통로에 비해 통로의 개폐 속도가 빠르다.
K+ 통로: 주로 재분극 구간에서 작동하고, 항상 열린 통로가 존재한다(분극 상태에서도 작동),
K+가 안에서 밖으로 확산되며(ATP 소모X), Na+통로에 비해 둔해서 자극이 도달해도 바로 열리지
못하고 지연시간이 걸리고 Na+통로가 닫히기 시작하는 시점(최고점 도달)이 되어서야 느릿하게
완전히 열린다.
막전위는 세포막을 경계로 발생하는 이온의 농도차로 인한 세포 안과 밖의 전위차를 의미하며,
뉴런 외부를 기준으로 한 뉴런 내부의 전위를 의미한다.
역치 미만의 자극을 가하여도 Na+통로가 열리고 일부 Na+가 유입되기 때문에 탈분극은 일어나지만,
활동 전위는 발생하지 않음.
정상적인 뉴런과 비교하여 막 단백질에 이상이 생겼을때,
Na+통로에 이상(Na+통로가 잘 열리지 않을때): 역치에 도달하기 위한 자극의 세기가 커지고, 막전위 변화
그래프에서 최고점의 높이가 낮아진다.
K+ 통로에 이상(K+통로가 잘 열리지 않을때): 역치에 도달하기 위해 필요한 자극의 세기가 커지지 않으며,
다만, 재분극의 속도가 느려져서 분극 상태로 되돌아가는데 걸리는 시간이 길어져, 활동 전위의 폭이 넓어진다.
막전위 변화 그래프에서 최고점의 높이는 높아지거나 유지된다.
흥분은 신경전달물질의 확산에 의해 일어나므로 ATP를 소모하지 않는다.
5강. 신경계
“몸의 평형유지 중추이다.” 이는 소뇌만 해당된다. 중간뇌는 관여할 뿐 평형유지의 중추라고 보기 어렵다.
(수능특강 신경계 파트 3점 테스트 5번 문제)
도파민은 중간뇌에서 분비되며, 도파민의 분비가 부족하면 파킨슨병이 발생할 수 있다.
부교감 신경의 신경절 이전 뉴런의 신경세포체가 연수 외에 존재하는 위치는
중간뇌 —> 부교감 신경—> 홍채에 자극 도달 —> 동공 축소 (어두운 곳 —> 밝은 곳)
*홍채는 서로 반대로 움직이는 두개의 근육으로 이루어져 있어 수축과 이완이 동시에 일어난다.
따라서 이를 묻지 못한다. 출제된다면 발문을 제시할 것이다.
척수 —> 부교감 신경 —> 방광에 자극 도달 —> 방광 수축
(사람은 긴장했을때 오줌이 마렵지 않고, 긴장이 풀렸을때 오줌을 분비한다. 예를 들어, 귀신을 보는 동안에는
오줌을 지리지 않는데 귀신이 물러나고 나서야 오줌을 지리는 것이다.)
이 외의 모든 부교감 신경의 신경절 이전 뉴런의 신경세포체는 전부 연수에 있다.
번외로 부교감 —> 기관지 수축도 외우면 좋다.
척수의 감각 뉴런과 운동 뉴런
척수의 전근(배쪽에 위치)을 이루는 것은 운동 뉴런이고,
척수의 후근(등쪽에 위치)을 이루는 것은 감각 뉴런이다.
교감신경과 부교감 신경의 시냅스 이전 뉴런은 말이집 뉴런, 시냅스 이후 뉴런은 민말이집 뉴런이다.
체성 운동 신경은 말이집 뉴런으로 이루어져 있다.
피부 근처 혈관의 수축과 확장에는 오직 교감 신경만이 관여하며,
교감 신경 흥분 촉진 —> 혈관 수축, 교감 신경 흥분 억제 —> 혈관 확장 이다.
마찬가지로 털세움근(입모근)은 추울 때 교감 신경 흥분 촉진 —> 입모근 수축 —> 털이 빳빳하게 일어섬
더울 때 교감 신경 흥분 억제 —> 입모근 이완 —> 털이 누움
*부교감 신경은 피부 근처 혈관이나 입모근에 연결되어 있지 않음. 오직 교감 신경에 의해서만 조절된다.
척수신경이란 “척수와 연결되어 척수 경계선 밖으로 드나드는 모든 말초 신경의 다발”이다.
골격근(수의근)에는 체성 신경(체성 운동 신경)만 연결되어 있고, 자율 신경은 연결되어 있지 않다.
내장근(불수의근)에는 자율신경만 연결되어 있고, 체성 운동 신경은 연결되어 있지 않다.
말초신경계는 해부학적 구조에 따라 12쌍의 뇌신경과 31쌍의 척수신경으로 구성되어 있다.
