1. 생명 시스템

지구 시스템 中 생물권

-생물권: 인간을 포함한 다양한 생물 포함

-기권, 지권, 수권 등으로 이루어진 환경과 상호작용

-모든 생물은 세포가 유기적으로 조직되어 정교한 생명 시스템을 이루고 있음

 

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①생명 시스템을 이루는 것

생명 시스템

구성 단계: 세포<조직<기관<개체

 

1. 세포: 생물을 구성하는 기본 단위

2. 조직: 모양과 기능이 같은 세포들의 집합

2-2. 조직계: 서로 관계 있는 조직들의 집합

3. 기관: 조직/조직계의 집합

3-2. 기관계: 기능이 비슷한 기관들의 집합

4. 개체: 생명 활동이 가능한 생물체

 

이러한 구성 요소들이 상호 작용 하며 균형 유지, 생명 시스템 구성

 

동물 세포와 식물 세포-비교와 기능

	핵	미토 콘드리아	리보솜	소포체	세포막	세포질	세포벽	액포	엽록체
동물 세포	○	○	○	○	○	○	-	○	-
식물 세포	○	○	○	○	○	○	○	○	○

 

출처: 네이버 블로그 '1:1 관리 과학 사이언스 메카' - 용감한 그녀

 

	기능
핵	생명 활동을 조절하는 중심 역할
미토콘드리아	세포 활동에 필요한 에너지 생산
리보솜	단백질 합성 장소
소포체	단백질 합성에 관여
세포막	세포의 형태 유지, 세포 안팎의 물질 출입 조절. 끊임 없이 외부와 상호작용.
세포질	세포 소기관들이 위치한 곳. 다양한 생명 활동이 일어남.
세포벽	식물 세포에만 존재. 식물의 형태 유지.
액포	물, 양분, 노폐물 등 저장
엽록체	광합성 일어남

 

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②세포막을 통한 물질 출입

세포막의 구조

인지질 2중층 곳곳에 단백질이 박혀 있는 구조

출처: 네이버 블로그 '1:1 관리 과학 사이언스 메카'

 

선택적 투과성

세포막을 통한 물질의 출입은 물질의 종류에 따라 선택적으로 일어남

 

※세포막의 중요성: 세포가 생명 활동을 유지하기 위해서는 끊임없이 세포막을 경계로 한 물질 출입이 일어나야 함

※세포막의 역할: 물질의 종류에 따라 세포 안팎으로의 물질 출입을 선택적으로 조절

 

ⓐ확산

1. 인지질 2중층을 통한 확산 (단순확산)

크기가 작은 물질, 지용성 물질→인지질 2중층을 직접 통과 (Ex. 폐포-모세혈관 사이의 산소-이산화탄소 기체 교환)

 

2. 막단백질을 통한 확산

크기가 큰 물질, 수용성 물질, 전하를 띤 이온 등→특정 막단백질을 통과 (Ex. Na+, K+, 포도당, 아미노산)

 

ⓑ삼투

세포막을 경계로 농도가 낮은 용액→농도가 높은 용액으로 물이 이동하는 현상

-용질 입자가 큰 크기 탓에 세포막을 통과할 수 없을 때 일어나는 현상 (물의 확산)

 

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③물질 대사에서 효소의 역할

카탈레이스

세포의 생명 활동 결과로 과산화 수소 생성(많은 양 존재시 세포에 심한 손상을 줄 수 있음)

대부분의 동식물, 카탈레이스 생성→과산화 수소를 물과 산소로 분해→세포가 받는 손상 줄임

 

활성화 에너지: 과산화 수소가 물과 산소로 분해되는 화학 반응을 위해 필요한 최소한의 에너지

촉매: 활성화 에너지를 변화시키는 물질. 활성화 에너지의 변화로 화학 반응의 속도를 조절할 수 있음.

카탈레이스: 과산화 수소 분해 반응의 활성화 에너지 낮춤. 화학 반응 촉진하는 촉매로서 작용

과산화 수소(2H₂O₂)→물(2H₂O)+산소(O₂)

 

물질대사: 생명체 내에서 일어나는 모든 화학 반응. 동화작용과 이화작용으로 구분.

	동화 작용	이화 작용
의미	저분자→고분자로 합성	고분자→저분자로 분해
에너지 출입	에너지 흡수 (흡열반응)	에너지 방출 (발열반응)
예	광합성, 단백질 합성	세포 호흡, 음식물 소화

 

물질대사가 신속하게 일어나야 생명 활동에 필요한 물질을 효과적으로 얻을 수 있음.

효소: 물질대사가 빠르게 일어나도록 하는 생체 촉매

 

※생명 시스템은 다양한 효소들의 촉매 작용에 의한 물질대사를 통해 에너지와 물질을 생산하여 생명을 유지함.

 

일상생활 속 효소의 이용: 김치(젖산균의 효소), 막걸리(효모가 가진 효소), 식혜(아밀레이스), 된장, 고추장 등(미생물 효소의 발효 작용)