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생명 현상의 특성
개체 유지 현상
** 세포로 구성: 모든 생물은 세포로 구성 되어 있으며, 세포는 세포로부터 분열을 통하여 만들어진다.
(복제- 분열-복제-분열)
** 물질대사: 생물체내의 생명 현상이 여러 물질의 화학변화에 의해 일어나는(효소의 촉매 작용)것.
* 동화작용: 저분자 물질을 저분자 물질로 합성하는 과정(광합성: 광(光)+합성(合性))
* 이화작용: 고분자 물질을 저분자 물질로 분해하는 과정(소화: 세포호흡)
 효모가 포도당을 분해하여 에너지를 생성하고, 녹색식물은 물(H2O) 이산화탄소(CO2)를 이용하여 포도
당을 합성한다.
** 자극에 대하여 반응함: 생물이 외부의 환경변화에 반응하여 생물체 내의 상태가 일정하게 유지되는 것(항상성)
* 자극: 생물체에 반응을 일으키는 체 내외의 환경변화
* 항상성 조절의 예: 체온 유지, 식후에 증가한 혈당 조절, 물을 많이 마시면 오줌량 증가, 수박을 많이 먹으면 오줌을
자주 눔. 혈액의 물질 조성 등 생물체내의 환경을 일정하게 유지하려는 성질
(땀: 물을 기체화), 혈당량 조절(0.1%유지: 생물체 안에서만)
혈액속의 혈당이 높아지면 이자에서 간으로 인슐린을 분비. 포도당을 글리코겐으로 저장, 혈당이 낮아지면
간에 저장된 글리코겐을 포도당으로 분해하여 혈당을 보충해 준다.
종족 유지 현상
** 생식과 유전을 통해 연속(모든 생물)
* 무성생식: 암수 배우자를 만들지 않고 생식이 이루어지는 분열법, 출아법, 포자법, 영양 생식이 있다
(빠르게 증식하고 우수한 품질은 보존할 수 있지만, 환경변화에 적응하지 못하고 멸종할 수 있다).
* 유성 생식: 암수 배우자를 만들고 수정 접합을 통해 생식이 이루어지는 수정접합
(다양한 유전자의 개체를 만들어 환경변화에 적응할 수 있지만, 세대를 거듭하며 변이종이 생길 수 있다).
생식과 유전의 예
=> 얼룩소끼리 교배- 얼룩송아지, 아메바는 이분법으로, 어머니의 색맹 형질은 아들에게도, 고사리는 포자로
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내 용 |
A |
B |
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반응물 |
이산화탄소, 물 |
포도당 |
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생성물 |
포도당 |
이산화탄소, 물 |
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에너지 출입 |
에너지 흡수 |
에너지 방출 |
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관여하는 에너지 |
빛에너지 |
화학에너지, 열에너지 |
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반응이 일어나는 생물 |
식물 |
모든 생물 |
백질에 싸여있는 핵산이 대장균을 만나면 껍질은 밖에 두고 핵산만 숙주 세포내로 침투하여 번식한다.
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 생물체의 탐사 활동
바이킹호
화성에 생명체가 살고 있는지를 알아보기 위해 미국에서 보낸 무인우주 탐사선이다.
1976년에 화성에 착륙하여 화성 토양을 이용하여 실험하였다.(가설, 실험설계, 결과, 결론, 등 과학적 탐구방법)
** 동화작용: 화성 토양에 광합성을 하는 생명체가 있는지, 있다면 14C를 함유한 유기물이 합성될 것이고,
과정에 의해 방사능이 검출 될 것이다.
** 이화작용: 화성 토양에 호흡을 하는 생명체가 있는지, 호흡을 하는 생명체가 있다면 14C를 함유한 유기물을 분해하
고 14CO2 가 방출될 것이다.
** 물질대사 확인 실험: 화성토양에 기체 교환을 하는 생명체가 있는지, 물질대사를 하는 생명체가 있다면 기체 성분
이 변화되어 기체분석기로 알아낼 수 있을 것이다.
바이러스(생물과 무생물의 중간형)
** 구조: 다른 생명체와는 달이 세포의 구조가 없고, 단순히 핵산(DMA또는RNA/(핵산+단백질)과 그것을 둘러싸고
있는 단백질의 껍질로 되어 있다.
** 증식과정: 증식할 때는 껍질은 숙주 속으로 들어가지 않고 DNA만 들어가 복제된 후 증식한다.
단백질에 싸여있는 핵산이 대장균을 만나면 껍질은 밖에 두고 핵산만 숙주 세포내로 침투하여 번식한다.
세균 여과기를 통과하는 10~ 300nm 크기의 세균보다 작은 생물. 생체 안에서는 생물과 같이 증식하나 생체 밖에서
는 효소가 없음으로 증식하지 못한다.
** 생물적 특징: 단백질 막 속에 있는 유전 물질인 핵산을 가지고 있다. 또한, 생물체 내에서만 유전 물질을 바탕으로
자기를 복제할 수 있으며 이 과정에서 돌연변이가 일어난다는 사실이다. 이러한 사실은 바이러스가
생물의 기본 특징인 유전 현상과, 일종의 생식, 적응 및 진화 등을 하고 있다는 것을 반증하기 때문
에 생물이라고 주장할 수 있다.
** 무생물적 특징: 바이러스는 막으로 둘러싸여 있는, 구조가 없고 세포의 체제를 갖추지 못하였다. 그러나 아무리 생
물적 특징을 보이더라도 그것은 단지 생물체 내에서만 그러하고, 생물체 밖에서는 그저 단백질 결
정체로 추출된다는 사실이다. 또한, 효소를 가지고 있지 않아 물질대사가 일어나지 않는다.
생물이 갖는 기본적 특성인 물질대사가 일어나야 하고, 자극에 대한 반응이 일어나며, 발생과 생장이 일어나야 하
고, 생식과 유전현상이 나타나야 하며, 적응과 진화가 나타날 때 생물로서의 특성을 갖추었다고 말할 수 있는데,
바이러스는 가장 기본적인 물질대사가 일어나지 않는 것이다. 이처럼 생물과 무생물의 특징을 모두 갖춘 바이러
스는 생물과 무생물의 경계에 있으며, 생물과 무생물의 특성을 비교하는데 많이 이용되고 있다.
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영양소의 기능과 종류
탄수화물
** 구성: C, H, O의 3가지 원소로 구성
** 주에너지원: 1g당 4kcal
** 여분의 탄수화물은 지방으로 저장
* 종류- 단당류: 포도당, 과당, 갈락토스
- 이당류: 엿당, 설탕, 젖당
- 다당류: 녹말, 셀룰로스, 글리코젠
인체 내에서 에너지를 내는데 가장 우선적으로 이용되는 영양소이다. 섭취된 탄수화물 중 에너지로 전환되고 남는
것은 지방으로 전환되어 저장되므로 지나치게 많이 섭취하면 비만이 될 수 있다.
단백질
특징
** C, H, O, N의 4가지 원소로 구성(탄, 산, 수, 질)
** 효소와 호르몬의 주성분(효소는 몸의 중요한 물질이다)
** 주에너지원: 1g당 4kcal
* 구성: - 아미노산이 펩타이드 결합으로 연결
- 인체의 구성 성분
탄소, 산소, 수소, 질소 등으로 이루어진 단백질은 사람의 몸을 구성하는 주된 물질이며, 물질대사를 촉매하는
효소와 생리작용을 조절하는 호르몬이 주성분이기도 하다. 단백질은 여러 종류의 아미노산이 펩타이드 결합에 의
해 긴 사슬 모양으로 연결된 화합물로 음식물을 통해 섭취된 단백질은 아미노산으로 분해되어 체내로 흡수된 다음
사람의 몸을 이루는 단백질로 재구성된다.
지질
특징
** C, H, O의 3가지 원소로 구성
** 저장 에너지원: 1g당 9kcal
** 세포막이나 호르몬의 구성성분
구성
** 지방: 에너지원
** 인지질: 세포막 구성
** 콜레스테롤(지질의 일종)
탄수화물과 함께 우리 몸의 중요한 에너지원인 지질은 탄소, 산소, 수소로 구성되어 있으며, 1g당 9kcal의 많은
에너지를 포함하고 있어 추운 지방에 사는 사람들이 많이 섭취하는 영양소이다. 지질은 세포막을 구성하며,
일부 호르몬의 성분으로 생리기능을 조절한다. 지질의 음식물로 섭취되는 지질은 대부분 지방이다. 지방은 한 분자
의 글리세롤과 세 분자의 지방산이 결합하여 이루어진 화합물로, 에너지를 공급할 뿐만 아니라 몸의 열이 밖으로 빠
져나가는 것을 막는 단열재 역할도 한다. 한편, 혈액 속에 동물성 지방이나 콜레스테롤의 양이 지나치게 많아지면
동맥경화와 같은 혈관계질환을 일으킬 수 있다.
부영양소
**비타민vitamin(라틴어)
* 생리작용 조절
* 체내에서 합성되지 않아 음식물을 통해 섭취
* 결핍증, 과다증
많은 양이 필요치 않고, 에너지원은 아니지만 효소의 기능을 보조하는 구성성분이다.
체내에서 합성되지 않으므로 반드시 음식물을 통해 섭취해야 한다.
무기염류
** 생리작용조절
** 몸의 구성성분
비타민과 무기염류는 주영양소처럼 많은 양을 필요로 하지 않지만 사람에게 없어서는 안 되는 영양소이다.
비타민은 몸의 구성성분이나 에너지원은 아니지만, 적은 양으로 여러 생리작용을 한다.
인체에 필요한 무기염류는 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 인, 황, 철, 등 15종류 이상이 되는데. 에너지원은 아니지
만 생리작용을 조절하거나 몸을 구성하는 등의 중요한 역할을 한다(생물체의 생물학적 기능과 작용).
물(H2O)
** 몸무게의 약 66%를 차지
** 화학반응 용매
** 물질운반
** 기화열과 비열이 커서 체온조절에 적합
물은 에너지원은 아니지만 원형질의 주성분으로, 사람의 경우 몸무게의 약 66%를 차지한다.
생명현상은 생체 내에서 일어나는 복잡한 화학 반응이라고 볼 수 있는데, 이러한 화학 반응은 수용액 상태에서
이루어진다. 따라서, 물은 생명현상이 일어나는 장소를 제공하며, 그 외에도 영양소, 호르몬, 효소, 노폐물 등을
운반하거나 체온을 조절하는 역할을 한다.
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소화의 필요성
음식물에 포함된 대부분의 영양소는 녹말, 단백질, 지방 등과 같은 고분자 물질들이기 때문에 소화관에서 그대로 흡수되기 어렵다. 따라서, 이러한 영양소는 입, 위, 소정 등의 소화 기관을 거치는 동안 저분자 물질로 분해되어야 흡수될 수 있다(고분자 영양소를 저분자 영양소로).
기계적 소화와 화학적 소화
음식물 성분은 변하지 않고 물리적인 방법으로 음식물이 크기를 작게 자르는 것을 기계적 소화라고 하고,
소화 효소가 음식물에 작용하는 표면적을 넓혀주게 되므로 화학적 소화가 빠르고 효과적으로 일어날 수 있다.
고분자로 이루어진 영양소가 소화샘에서 분비되는 소화 효소에 의해 저분자 물질로 분해되어 물질의 화학적 상태를
변화시키는 것을 화학적 소화라고 한다. 이러한 화학적 소화의 결과로 영양소는 비로소 소장에서 흡수될 수 있는 상
태가 된다.
기계적 소화: -이와 혀 등에 의해서 잘게 부수는 저작(음식물을 씹음) 운동
- 식도, 위, 소장, 대장에서 일어나는 근육의 수축과 이완으로 음식물을 이동시키는 연동운동
- 음식물이 소화액과 골고루 섞이게 하는 분절 운동(혼합운동)세 가지가 있다.
입(중성)에서의 소화 - 이: 기계적 소화(저작 운동)= 화학적 구성이 바뀌지 않는다.
- 화학적 소화:침 아밀라아제=저분자 물질로 변화 시킨다(녹말만).
- 아밀라아제: 녹말, 엿당
위(산성)에서의 소화 - 연동운동: 식도->위
- 분문부: 식도쪽으로 연결된 부분
- 유문부: 십이지장 쪽으로 연결된 부분
- 염산: 위샘에서 위액분비(강한 산성/pH 2)(펩시노겐-> 펩신)
- 펩신: 단백질 분해->폴리펩타이드
- 뮤신(점액질): 염산과 펩신으로부터 위벽 보호
소장에서의 소화(6m, 안쪽에는 주름이 많고 융털)
** 혼합운동, 연동 운동
** 이자액
- 탄산수소나트륨(NaHCO3): 산성 음식물을 중화
- 소화 효소: 단백질, 지방, 녹말 분해
** 쓸개즙
- 산에서 생성, 쓸개에 저정, 소장으로 분비
- 지방을 유화시켜 리페이스와 접촉 면적을 넓힘
** 장액: 탄수화물, 단백질을 최종 분해(단당류와 아미노산으로 완전히 소화)
대장에서의 소화(1.5m 의 굵은 관)
- 소화 효소가 없으므로 화학적 소화는 일어나지 않는다.
- 대장균: 섬유소 분해
- 수분 흡수
소화의 종류
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분비샘 |
소화 효소 |
기 질 |
기 능 |
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침샘 |
펩신 |
녹말 |
엿당으로 분해 |
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위샘 |
펩신 |
단백질 |
폴리펩타이드로 분해 |
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이자 |
아밀라아제 |
녹말 |
엿당으로 분해 |
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리파아제 |
지방 |
지방산과 글리세롤로 분해 |
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트립신 |
단백질 |
폴리펩타이드로 분해 |
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키모트립신 |
단백질 |
폴리펩타이드로 분해 |
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장샘 |
말테이스 |
엿당 |
포도당으로 분해 |
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락테이스 |
젖당 |
포도당과 갈락토스로 분해 |
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슈크레이스 |
설탕 |
포도당과 과당으로 분해 |
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펩티테이스 |
펩타이드 |
아미노산으로 분해 |
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엔테로키네스 |
트립시노 |
트립신으로 활성화겐 |
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소화된 양분의 흡수와 이동
소장의 구조
소장 안쪽 벽은 많은 주름이 있고 그 주름의 표면에는 융털이라는 작은 돌기가 수없이 돋아나 있어서 음식물과 접촉하는 표면이 매우 넓다. 따라서, 소화된 영양소의 최종 산물인 단당류, 아미노산, 지방산과 글리세롤 등은 소장의 융털을 통하여 효율적으로 흡수 된다.
영양소의 흡수와 이동
수용성영양소: 모세혈관->간문맥->간->간정맥->하대정맥->심장->온몸
지용성영양소: 암죽관->가슴관->쇄골하 정맥->상대정맥->심장->온몸
암죽관: 지용성 양분인 지방산, 글리세롤. 비타민 A, D, E, K
모세혈관: 수용성 양분인 포도당, 아미노산, 무기염류, 비타민 B, C
인체 내에서 화학공장과 같은 역할을 수행하는 간은 몸속에 있는 기관들 중에서 가장커서 성인은 무게가 1.5kg에 이른다(쓸개즙을 생성하고, 양분을 저장하며 해독 작용을 한다).
간의 기능: - 양문의 저장: 포도당-> 글리코겐
-혈당량 조절
- 혈장 단백질 생성
- 쓸개즙 생성
- 해독 작용: 암모니아->요소
- 탄수화물이나 단백질을 지질로 합성
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영양과 건강
술의 흡수와 이동 경로
1) 구강: 점막에 강한 자극을 준다. 소량 흡수된다.
2) 위: 점막에 강한 자극을 주어 위산을 분비시킨다. 결과 속이 쓰리고 위염 위궤양을 일으킨다.
3) 소장: 십이지장 등 소장의 윗부분에서 60%정도 흡수되고 소장의 아랫부분인 회장에서 20% 정도 흡수된다.
4) 혈액: 혈액을 타고 간으로 이동한다.
5) 간: 90% 정도는 물질대사를 통해 이산화탄소와 물로 분해한다.
- 알코올 탈수소 효소에 의해 알코올이 아세트알데하이드로 변하게 된다.
아세트알데하이드는 독성이 강한 물질로 여러 신체 기관의 기능을 억제하여 숙취현상이 나타난다.
아세트알데하이드는 아세트알데하이드 탈수소 효소에 의해 아세트산을 거쳐 물과 이산화탄소로 분해된다.
= 알코올-> 아세트알데하이드-> 아세트산
술의 주성분은 알코올이다. 알코올은 간에서 90~98%가 분해되는데, 간이 시간당 처리할 수 있는 알코올의 양은
체중 1kg당 0.1~0.5g정도이다. 술을 분해하는 효소의 양은 사람에 따라 다르지만 지나친 음주는 소화계의 질병
을 유발할 뿐만 아니라 신경계통에도 영향을 주게 되므로 정상적인 운동이 힘들어지고, 심하면 중독에 의한 정서장
애, 치매 등을 유발하기도 한다.
적은 양의 술은 뇌를 각성시키고 혈액 순환에 도움이 될 수도 있지만, 다량 마시면 내장 기관의 활동이 억제될 뿐만
아니라 판단 기능도 저하된다.
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