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
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 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 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 |
②세포막을 통한 물질 출입
세포막의 구조
인지질 2중층 곳곳에 단백질이 박혀 있는 구조
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)
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)