빛에너지

는 중요하다. 생명체에서 지닌 중요성을 설명할수 있다.

화학에너지를 만들 수 있다!


빛에너지 : 태양에서 나오는 빛에너지는 모든 에너지의 근원으로서 열에너지나 화학 에너지, 운동 에너지 등으로 전환 될 수 있다.

살아있는 세포는 외부에서 에너지를 얻는다.


사람이 빛에 노출된다고 생명활동에 얻을 수 있는 에너지를 만들 수는 없다.



개념 1 : 광합성

* 광합성을 통하여 유기물을 만든다. ( 광을 이용해서 유기물을 만든다)

* 유기물 ?

-  탄소를 포함하는 물질 

- 생체를 이루며, 생체 안에서 생명력에 의하여 만들어지는 물질.


=> 탄소화합물.(포도당 Glucose) 


* 광합성은 빛에너지를 화학에너지로 바꾼다

- 생명은 광합성에 의존한다.

a. 광합성은 이산화탄소와 물로부터 (포도당,산소 ) 을 만든다.

b. 광합성의 진화가 지구를 변화시켰다.


- 햇빛이 광합성의 에너지원이다.

a. 엽록체의 색소분자가 빛에너지를 포획한다.


개념2 : 엽록체

* 세포안에 들어있다. ( 태양전지를 생각할 수 있다)


* 광합성 세포는 광학성에 필요한 효소 등을 지닌 구조(즉 , 엽록체) 를 지닌다.

틸라코이드 동전들 이싸여서 그라나가 되고 그 외 부분이 스트로마 이다.

막이 두개 외막과 내막이 있다.


* 엽록체는 엽록소를 지닌다.

* 엽록소는 틸라코이드 막에 있다.

* 틸라코이드는 차곡차곡 쌓여서 그라나를 이룬다.

* 그라나가 없는부분을 스토로마라고 한다.


식물 -> 잎 -> 세포 -> 엽록체 - > 그라나 -> 틸라코이드 -> 엽록소



개념 3: 캘빈회로

빛을 포획해서 만드는 것이 ATP, NADPH ( 둘다 에너지를 가짐)

이 에너지는 포도당을 만들기 위해서 사용된다. 이 과정을 캘빈회로 라고 한다.

이 캘빈회로를 만들기위해선 CO2 가 필요하다 ( 공기중) 이걸 잡아와 포도당에 넣는걸 캘빈회로라고한다.


캘빈회로  : 포도당만들기 ( 탄소 6) 탄소가필요하다 . 이 탄소를 공기중에 이산화탄소에서 가져온다. 

용어설명

리불로오스 이인산

CO2

3- 인산글리세르산

1,3 - 이인산글리세르산

글리세르알데하이드 3인산

루비스코


탄소 고정

환원 : 원래 있던것을 원시시키는것, 어떤물질의 에너지를 plus 하는 것.

X +  전자 나 X + 수소 면 X 에 비해서 환원된 상태라고 한다.

(에너지를 더 갖게 되는 것!)


모든 용어를 기억할 필요는 없을 것이다. 목적은 탄소를 가져와 포도당을 만드는 것이다. 


캘빈회로 등장인물을 다 외울필요는 없고!

1. 루비스코가 하는 일 : 탄소 5개짜리분자를 탄소6 개로 만들어준다 ( 탄소고정!)

2. 에너지를 넣어주는 환원 단계 환원에 필요한 것 , (ATP , NADPH) 

3. 일부는 포도당으로 빠지고 일부는CO2 수용체가  RuBP 의 재생한다.( 다시 쓸 수 있도록)

여러종료의 효소가 관여하는데  가장 중요한것이 루비스코



2강 


세포호흡의 의미 : ATP 를 만든다.

세포호흡 : 물질대사 과정 중 하나로 생명체가 유기 화합물을 분해하여 에너지를 얻는 과정을 뜻한다.


ATP 의 화학적인 구조 : 아데닌  +  리보오스(5탄당)  => 아데노신

여기에 인이 2개가 붙으면 아데노신 2인산 (ADP) 아데노신 3인산 (ATP)


ATP => ADP + 에너지 + 무기인산 (가수분해 ) 


* ATP (아데노신 3인산)  리보오스 ( 5탄당) , 아데닌 과 3개의 인산기를 갖는다.

* ATP 인산기들 간의 결합은 가수분해로 끊어진다.

* 말단 인산이 끊어지면 ATP로부터 에너지가 방출된다.



개념 2 : ATP 생성

ATP 합성효소 가 어떤 막에 걸쳐져 있다.  이 합성효소에 의해서 ADP +  P가 ATP 가 된다.

ATP 가 갖고있는 에너지 공급책은 H+ 이다.


막 위쪽에 H+ 가 많이 있다. ATP 가 가지고 있는 에너지는 공간 A와 B 의 농도 차에 의한 이동하려고 하는 힘에 의해서 만들어진다.

ATP 생성 장소 : 미토콘드리아 ( 세포안에 있는 작은 소기관 ) 

외막과 내막이 울퉁불퉁하게 접혀있는 부분이 크리스테, 그 안쪾은 기질이라고 한다.


그리고 내막과 외막사이를 막간 공간이라고 한다. 

수소이온의 농도차 즉 한공간에 몰아주는 힘은 다음과 같다


NADH ->(산화 ) ->  NAD+ , 2e- ,  H+


* 전자전달계 : 미토콘드리아의 일부(외막과 내막 사이를 막간공간 이라고 하는데)

내막 안쪽은 기질. 

내막 안쪽에있는 ATP 합성효소에 의해서 ATP 가 만들어진것이다.


막간공간에 H+ 가 잔뜩있는것!! 어떻게 여기 모아놨냐?

NADH라는 놈에 의해서 모였어. NADH 는 환원이 된 상태, 이게 산화가 되면서  H+ 가 막간공간에 축적이 된다.

NADH ->  H+ 농도 -> ATP 를 만든것이다!!

ATP 가 가지고 있는 에너지는 NADH 가 만든것이다!!


엄청나게 복잡한 과정에서 ATP  가 만들어진다.


 시트르산 ( TCA ) 회로 를 돌면서 NADH 가 만들어진다  ( NADH 가 환원이 된것이다) .

피루브산에서 시작해서 , NADH 가 만들어진다. 사실은 이것은 우리가알고있는 어떤물질과 연결되있다,

그 물질은 포도당!! 포도당이 피루브산이 된 것이다. ( 포도당은 에너지를 많이 갖고있다)


이 포도당을 섭취해서 이 포도당의 에너지를 사용하고 싶으면 ATP 를 만들어야해 . 지금그 과정을 설명중.

포도당이 몇단계의 분해과정읠 거쳐서 피루브산이 되고, 시트르산회로를 돌면서 NADH 를 만든다 .


포도당 -> NADH ->  H+ 농도차이 -> ATP  를 합성


미토콘드리아 안에서 ATP 가 만들어진것이다. 



NADH => 시트르산 회로에서 온 것이다.  


이 회로에서 등장한 물질 피루브산(  포도당이 분해된 것 )  이 시트르산 회로를 돌면서 NADH 를 만든 것이다. 


이러한 모든 일들이 미토콘드리아 에서 일어난다!!  내막, 외막, 그 사이를 막간공간 이라고한다. 

내막에 ATP 합성 효소가 존재!


TCP회로(시트르산회로 - 기질) 에서 발생중. NADH 라는 물질을 만든다 . H+축적되서 ATP 합성한다. 


포도당 -> 피루브산 -> 시트르산회로 -> NADH ->  H+ 축적 ->  ATP 합성



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세포막

세포막 : 세포 전체를 둘러싸고 있는 막으로 세포 내부와 외부 환경의 경계를 이룬다.


생명체 => 소통 할수있는 통로가 있어야돼.


마찬가지로 막에도 통로가 존재해야 생존할 수 있다.



개념1 : 세포막의 구성

세포막은 세포의 형태를 유지하고 내부를 보호하며, 세포로 드나드는 물질의 이동을 통제하여 세포가 독자적인 기능을 유지할 수 있게 해준다. ( 물질의 이동이 가능하기는함) 


세포막은 주로 단백질과 인지질로 구성되는데 그 외에도 당지질(당 + 지질) , 콜레스테롤 등의 물질도 함께 구성된다.



위에 동그라미가 인 , 밑에 작대기가 지질이다. 


세포막은 두 층의 인지질로 구성된다.



개념2 : 인지질

* 인지질은 대부분의 막에 존재하는 지질 중 가장 흔한 종류이다.

* 인지질은 양친매성을 지닌 물질로써, 소수성 부위와 진수성 부위를 모두 가지고 있다.

* 인지질 이중층은 물로 차있는 두 공간 사이에 안정한 경계를 형성할 수 있다.


인지질이 가지고있는 중요한 특성 , 인은 물과 붙으려고한다. 지질은 물을 싫어한다

물과 친한부위를 친수성, 물을 싫어하는 부위를 소수성 이라고한다. 



물을 좋아하는 놈, 가운데 물 싫어하는애 , 물싫어하는애 , 물 좋아하는애 . 순서로 있다. 

물을 양쪽으로 나눌 수 있게 된다.


개념3 막단백질


어떤부분은 친수성, 어떤부분은 소수성. 

 * 대부분 양친매성으로, 진수성 부분이 바깥으로 뻗어나가 있는 형태로 이중층에 위치한다.

* 유동모자이크 모델 : 유동성이 있는 인지질 이중층에 단백질 분자가 모자이크처럼 박혀 움직인다.


* 막의 특이적인 기능의 대부분을 단백질이 수행한다. 


* 내재성 단백질은 지질 이중층의 소수성 내부로 들어가 있다. 

* 막을 관통하기도 한다.

* 내재성 단백질의 소수성 부분은 주로 알파나선형태로 꼬여 있는 여러개의 비극성 아미노산 가닥으로 구성되어 있다.

* 주변부 단백질은 막의 표면에 느슨하게 결합해 있다. 



관통하는 내재성 단백질. 


단백질 -> 아미노산 + 아미노산 

물을 좋아하는 아미노산이 모여있으면  친수성, 물을 싫어하는 아미노산이 모여있으면 소수성 이다.


전하를 많이 갖는 아미노산 => 극성아미노산 

전하를 별로 갖지 않는 아미노산 => 비극성 아미노산


막댄백질의 6가지 주요기능

- 수송 ( 들어 올 수 있도록 운반 ) 

- 효소 활성    ( 어떤 화학 반응의 촉매 역할을 한다) 

- 세포골격 및 세포외기질 결함 ( 세포 안에 여러 종류의 단백질이 존재한다.  철근과 같은 역할을 한다) 

(세포 골격과 막단백질이 결합할 /수 있다.)

(세포와 세포 사이에 무엇이 있나? 세포외기질 -> 단백질 , 이 것과 연결되있다.)


- 세포와 세포 인식 : 막단백질이 있는 세포A 의 막단백질과 세포 B 의 막단백질을 인식하고 찾아갈 수 있다. 

- 세포간 연결

- 신호전환 : 신호가 세포안으로 전달이 되야한다. 세포에는 신호를 느낄 수 있는 수용체가 있어야한다. 

(눈에 빛을 인식하는 로돕신 이라는 단백질이 느낀다. -> 세포막에 막단백질 이다.)



개념4 : 세포막과 투과

세포막은 selective barrier 선택적 투과막이다.  


        전하를 가지고있다  ( 친수성) 분자들은 투과하지 못한다. 



여기저기 옮겨 간다


세포막의 특성 : 인지질과 단백질에 의해서 얻어진다. 



2강

물질이동 : 물질이동의 원리와 역할에 대하여 설명할 수 있다.


물질이동 - 물질이 어느 장소에서 다른 장소로 이동하여 그 물질의 상대적 농도가 변화하는 현상.


개념1 : 세포막과 물질이동

* 세포 경계를 가로지르는 물질의 수송이 있다.

* 세포막은 선택적 투과성을 가지고 있어 , 세포의 물질 수송을 조절한다. ( 세포막이 소수성부위가 많아 친수성 물질을 통과시키지 않는다 ) 


* 소수성(비극성) 분자는 막의 지질 이중층에 녹아 들어갈 수 있어 막을 쉽게 통과한다.


개념2 : 수동 수송

* 물질은 농도 기울기를 따라서 농도가 높은 곳에서 농도가 높은 곳에서 농도가 낮은 곳으로 이동한다.

* 농도 기울기를 따라 물질을 이동시키는 데는 일이 필요치 않다.

* 생체막을 가로지르는 물질의 확산은 수동수송이다. 


* 확산이란 분자가 가능한 공간으로 골고루 퍼져나가는 경향을 말한다. 

* 각각의 분자는 무작위적으로 움직이더라도 한 분자집단의 확산은 방향성을 가질 수 있다.


이렇게 세포막을 설치한다면 어떻게 될까?



기본 확산 속도 식은 다음과 같다. K 상수 , A 면 , D 거리 P2-P1 농도차이.

농도차가 크거나 거리가 좁거나, 면이 넓거나 하면 속도가 늘어난다. 


허파꽈리 -> 폐안에 꽈리모양들이 모여서 허파를 이룬다. 



가스교환이 일어난다. 잘일어나는게 당연히 좋다! 화산속도가 빠를 수록 좋다! 

꽈리를 통하여  A 를 증가시킨 것이다. 


허파꽈리에 있는 산소를 혈액으로 가져와야 한다. 

고산지대로 가게 되면 P2 - P1 이 줄어든다. 


* 통로단백질안 친수성의 통로를 가지고 있어, 이 통로를 통해 특정한 물질이나 이온이 수숭될 수 있다. 

* 아쿠아포린이라 불리는 단백질은 물의 이동을 촉진하다. (물구멍을 형성하는 단백질)  


구멍자체를 만들지 않고 운반만 살짝 해주는 것도 있다

*  운반체 단백질이라 불리는 다른 수송 단백질은 특정 분자에 결합하고 모양이 변함으로써 막을 가로질러 그 분자를 왕복해 수송한다.

* 수송 단백질은 수송하는 물질에 대해 특이적으로 작용한다.


수동수송 -> 수송단백질 ( 운반체 ) ( 통로 ) 



개념3 : 촉진 확산.



통로단백질과 , 운반체 단백질


촉진확산 -> 단백질의 도움을 받는 수동수송


수동수송 -> 단순확산과  촉진확산


촉진확산 : 에서 수송 단백질은 세포막을 가로지르는 수동적인 물질의 수송 속도를 높여준다. 


삼투 

삼투도 수동수송에 속한다 ? 물분자의 이동.

선택적 투과성을 가진 막을 가로질러 자유로운 물 분자가 확산되는 현상이다.

물은 용질의 농도가 낮은 지역에서 용질의 농도가 높은 지역ㅇ로 양쪽의 농도가 같아질 때 가지 확산된다.



확산에 의해 쌀알은 A -> B 로 이동할텐데. 이 막이 물만 통과할 수있기때문에 이동할 수 없다.

고로 물만 B-> A로 이동한다.


반투과성막이기 때문에 쌀알은 이동하지 않았다.




압력과 삼투압이 같아질 때까지 물이 이동한다. 



이 사진은 적혈구 이다. ( 삼투현상이 쉽게 나타나는 부위 ) 

가운데가 정상적인 형태, C 는 적혈구가 떙떙해졌다. 밖에 있던 물이 안으로 들어왔기때문에.

A 는 쭈글쭈글 해졌다. 물이 많아졌기 떄문에.! 


물질수송중에서 수동수송이 있고

수동수송에는 단순확산과 촉진확산이있다.


삼투 : 물의이동 -> 확산 , 물과 같이있던 쌀알은 통과할 수 없다. 반투과성막이기 떄문이다. 


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세포

세포의 구조, 종류, 그리고 기능에 대하여 설명할 수 있다.


세포 : 생물체를 구성하고 생명 활동이 일어나는 구조적! , 기능적! 인 기본 단위


* 모든 생명체는 세포로 구성된다.

* 세포는 살아있는 가장 단순한 집합체이다.

* 세포는 세포에서 만들어진다.(세포분열 을 통해서 ) 

* 세포는 다양하지만 공통점도 지닌다. ( 손바닥세포 , 손등세포 가 다르다  , 그러나 공통점도 존재한다.) 


A 라는 세포는 B 라는 세포에서 만들어 진것이고 .. 수정란에서 부터 기원된 것.

따라서 세포 분열을 통해서 세포가 만들어지는것이다.



바이러스 안에는 DNA, 단백질 등이 들어가므로 분자들은 바이러스보다 작다.

아주 큰세포 정도가 우리 눈으로 볼 수 있을까 말까 하다.


개념 2 : 현미경

* 광학 현미경

-  광학현미경을 이용하여 작은 세포를 관찰한다.

- 사용되는 광선의 가시광선과 자외선 일부이다.

- 광학현미경은 실제 세포를 1000배 정도까지 확대하여 볼 수 있다.

- 세포 안의 미세구조는 관찰하기 어렵다.




5.렌즈와 샘플사이에 거리조절을 위해 필요한 나사들 

7. 빛이 들어오는 램프

8. 빛을 샘플에 모아주기위한 조리개





동그라미 친것은 핵이라고 불리는 세포내의 기관.


이미지를 관리하기 위해서 컴퓨터에 연결해서 관리한다.


현미경을 얘기할 때 시료-> 생물과 관련되거나 산업적인 측면에서 다양한 시료를 관찰할 수 있다.(암석 또는 전자기판 등)



*광학현미경_ 조명



어떻게하면 주어진 조명에서 이미지를 얻을 수 있을까.

암시야, 명시야 조명

시료가 왼쪽은 하얀실, 오른쪽은 검은 실.




형광현미경.


어떤 대상에 빛을 쏘여주면 시료가 흥분하여 불안정한 상태가 된다. 불안정한상태에서 안정한 상태로 돌아오려 할떄 나오는 것이 형광이다.

그 때 쪼여주는 빛을 자외선이라고한다. 자외선을 흡수한 시료가 다시 기저상태로 돌아오려할 때 나오는 에너지의 방출이 형광! 이다.


색이 각각 다른 이유는 동일한 빛을 받았음에도 불구하고 , 흥분된상태에서 기저상태로 돌아올떄 내뿜는 형광의 파장이 다르기 떄문이다.






녹색을 방출한다.



핵 주위에 있는 세포들은 녹색형광, 핵은 파란색 형광.

형광현미경을 통해서 세포의 다른부분등을 관찰 할 수 있다.


* 형광현미경

- 광학현미경에 사용 하는 것보다 강한 광원(수은 램프 등) 을 사용

- 특수 파장만을 통과시키는 필터를 통과한 단일 파장 투사

- 형광성 물질로 염색된 물체(관찰 대상) 을 자극

- 어떤 영역의 파장만을 발산(형광) - 파란, 녹색

- 필터를 통하여 이미지를 관찰

- 형광물질/사용하는 필터가 다양함  (만약 파란색만 통과시키는 필터를 사용했다면 , 파란색만 보였을 것이다.)

이것들을 합치면 이미지를 만들어 낼 수 있다.


* 전자현미경

- 광선의 파장이 짧다(0.004nm)  ( 파장이 짧으면 두 물체를 훨씬 더 잘 구별할 수 있다)


- 해상도(파장이 짧을수록 더 잘보여)와 배율


400 nm -> 해상도는  0.21 nm ( 두물 체가 0.21 nm  만큼만 떨어져있어도 떨어져있는것으로 보인다.)

600 nm -> 해상도는 0.32 nm ( 여기서는 떨어져잇는것으로 볼 수 가 없다.)


해상도와 배율을 혼동하지말자!!  배율은 그냥 확대시킨것. 두 물체를 구별하거나 말거나는 상관없이 그냥 확대한것이다!


해상도는 두개의 물질을 나눠서 볼 수 있는 정도를 의미하고

배율은 두 물체의 상대적인 크기를 의미하는 것이다.


현미경 -> 광학현미경,형광현미경, 전자현미경 ( 해상도 , 배율) 



2강


핵 : 세포의 생명 활동을 조절하는 중심 역할을 하며 세포의 중앙에 보통 1개씩 들어 있다.

Nucleus :  과일안에 씨를 의미

핵심 -> 사물의 가장 중심이 되는 부분.





대부분의 경우 핵이 하나가 존재한다고 했는데, 여기서는 두개이상이 존재한다.

이 세포의 이름은 근육세포. ( 핵이 여러개 존재한다)  - 


가능성 두가지 

1. 핵의 분열이 일어났다면. 

2. 세포에 핵이 하나였는데 , 세포가 융합되면서 핵이 두개인 세포가 나타난다. 


2번쨰가 실제로 일어나는 것이다. 



가운데가 움푹 들어가있다. - > 이 세포의 이름은 적혈구. 

원래 이자리에 핵이 존재하고 있었던 것이다. 자기의 기능을 할 수 있게되면 핵은 사라지게 된다.

적혈구는 핵을 버리고 자기에게 주어진 임무를 충실하게 이행하고자 하기 떄문이다.


적혈구의 임무 - > 산소 운반. 

핵을 잃더라도 산소운반을 위한 목적으로 사용되길 원한다.  산소운반에 필요한 물질 헤모글로빈 ( 단백질)을 담고자 .

극 히 예외적인 경우이다. 



개념 1 : 핵의 구조

핵은 세포 내 유전자의 대부분을 포함하고 있으며 보통 가장 잘보이는 소기관이다.  


6 , 골지체

9, 미토콘드리아

이러한 여러가지 소기관중에서 가장 쉽게 관찰할 수 있는 부분이 2번인 핵이다 

또한 핵은 유전자를 지니고 있다. (대부분의 유전자를 ) 


* 핵막은 핵을 둘러싸고 있으며 핵을 세포질부터 구분한다. 

* 핵막은 이중막으로 되어 있으며, 각 막은 이중층으로 되어 있다. 



세포질에는 또 여러가지 기관들이 존재한다. 


핵은 막이 두개이다. 

각 막은 이중층이다. 

이 층을 자세히 보게되면 각각의 층은 인지질이라는 물질로 구성 되어있다. 


인지질 -> 층 -> 2개의 층이 1막을 이루고 -> 2개의 막이 핵막을 이룬다. 


막은 자기자신과 외부를 경계 짓는것 , 그런데 생명체의 막에서는 통로가 존재한다. 



이 핵에있는 구멍을 핵공이라고 한다. 

1번 은 핵막을 의미한다. 앞에서 이야기한것처럼 두개의 막으로 이루어진다. 

이 막 사이에 통로가 존재한다. 세포질과 핵내부가 소통할 수 있는 통로. 라미나라고 불리는 단백질에 의해서 만들어지게된다.




a 에 비해서 d 는 핵막이 뚜렷하지 않다. 

라미나 단백질의 변형이 일어났기 떄문이다. 

핵공을 구성하는 단백질의 돌연변이가 나타나면 질병을 야기한다.

특히 근육 이상(위축)  되는 질병이 나타 날 수 있다.



개념2 : 핵과 유전물질

핵이 갖고있는 중요한 특성은 유전자를 갖고있다. DNA 에 포함된다. 

유전자 -> 특정 단백질을 생성하라는 암호를 가지고 있다. DNA 라는 형태로 저장


* 진핵세포의 유전정보는 핵 안에 있으며, 리보솜에서 번역된다.

- 진핵세포에서 핵은 대부분의 DNA 를 포함한다.

- 리보솜은 DNA 정보를 이용하여 단백질을 합성한다.



사람은 46개의 염색체를 지닌다. 




단백질의 종류가 제한되어있다. 그 단백질을 히스톤 단백질이라고 부른다. 



단백질과 DNA 가 엉켜있는 상태 -> 염색사 라고 한다.




핵안에 인이라는 작은 구조물이 있다.

인은 RNA 를 만드는 일을 한다.

RNA 는 DNA 와 유사한 기능을 지닌 물질. 자세하게 말하진 않지만 세포내에 있는 RNA 는 몇가지 종류가있다. 대표적으로 3가지가 있다.

mRNA,  tRNA, rRNA 가 있다. 이중에서 rRNA 를 만들어내는 장소이다. 


여기선 그냥 인은 핵 안에 있으며 , rRNA 를 만드는 장소이다. 까지만 알면 된다.


핵 의 기능이 무엇인지, 핵은 핵막에 둘러 쌓인다. 막이 있다는 것은 소통할 수 있는 톧로가 존재한다 ( 핵공 이 존재 -> 만약 핵공이 정상적으로 형성되지 못한다면 질환이 야기될 수 있다 -> 근 위축의 원인) 


핵은 유전자를 담고있는 DNA 를 지닌다.  DNA 는 단백질과 같이 엉켜있다. 단백질과 엉켜있는 이 구조적인 상태를 염색사 라는 말로 표현한다. 

유사한 말로써 자주쓰는 말은 염색체 라고도 한다.  좀더 기능적인 뜻을 나타내고자 할떄 염색체,  구조적인 상태는 염색사,  포괄적으로는 염색체를 많이 쓴다. 

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바이러스

바이러스의 구조, 종류 그리고 생활사에 대하여 설명할 수 있다.


바이러스

- 세균보다 작은 미생물의 한 가지이다.

- 생물체 내부에서만 복제(자기 자신을 두개로) 할 수 있는 세균보다 작은 감염성 병원균이다.

- 생명체의 특성과 비생명체의 특성을 다 가지고 있다. (생명체특성 - 번식가능 , 비생명체적 - > 물질대사, 향상성 유지 불가능)

- 바이러스( 독 이라는뜻)


바이러스 입자의 기본 구조

- 핵심 : 바이러스의 핵산(유전물질 ( DNA, RNA) )

- 캡시드

*  단백질 외각

* 캡소미어라는 소단위로 구성됨

* 핵산을 싸고 있음

- 뉴클레오캡시드 : 핵산과 캡시드가 결합된 형태


바이러스를 여러 종류로 나눌 수 있다.

1. 보유핵산에 따라서

RNA 바이러스 / DNA 바이러스



특정한 바이러스는 RNA 또는  DNA 하나를 지닌다.

캡시드를 이루고 있는것을 캡소미어라고 한다.



이렇게 단백질 외피가 존재하는 바이러스도 많다. 보통 당 + 단백질인 당단백이다.



개념2 : 바이러스와 숙주

A 라는 바이러스의 숙주의 범위가 어느정도 정해져 있다.

- 박테리아

- 동물

- 식물

숙주의 범위

- 넓은 범위 ( 광견병 바이러스 ) 

- 좁은 범위(에이즈 바이러스 HIV)    사람 -> 림프구(백혈구의 한 종류)


HIV  -> 사람의 백혈구 ( 특정한 림프구라는 백혈구 로 들어간다) 

이 림프구는 면역기능에 매우 중요한 역할을 한다.

에이즈 바이러스에 감염이되면 림프구에 손상이되어 면역기능이 감소하게 된다.

광견병바이러스 개가 사람을 물면 사람에게도 감염 될 수 있다.


담배모자이크바이러스  : 담배라는 식물에 감염이 된다.

아데노 바이러스 : 사람의 기도(호흡기 세포) 에 잘 감염이 된다.

허피스 바이러스 : 두가지 형태가 있다. 입술같은 곳에 고름이 잡힘



개념3 : 바이러스의 종류


이러한 감기를 일으키는 바이러스는 200 여 종이다.

독감 -> 열이나더라도 더 높은 열이나고 , 근육의 통증까지 동반한다.


독감 바이러스 

인플루엔자 바이러스는 A,B,C 형 3가지로 나누어지고 또 변형이 존재한다. H와 N 단백질은 유사한 일을 하는데 조금씩 다르다.

- 스페인 독감

특정한 바이러스를 잡아내고자 할 때 조금씩 달라지는 바이러스 떄문에 잡기가 힘들다.

- 아시아 독감


- 홍콩 독감


- 세계를 긴장시킨 주요 호흡기 질환


- 메르스 (Middle East Respiratory )

코로나바이러스에 의한 호흡기 감염증이다.


개념4 : 바이러스의 종류


가운데 핵산, 핵산을 둘러싸고있는 캡시드 + 외피 + 단백질(당단백질) - 외피에 붙어있음 이 존재한다



바이러스의 주기

1. 바이러스는 세표표면 수용체에 결합한다.  (숙주세포와 결합한다.)

2. 바이러스가 세포에 들어가 해제되어 핵산이 방출된다.

3. 바이러스 DNA (RNA) 는 숙주단백질 합성 메커니즘을 이용해 바이러스의 핵산과 단백질을 생성한다.

4. 조립되어 새로 생긴 바이러스는 세포에서 방출된다.


구조, 종류, 질병



2강 바이러스와 세균

바이러스와 세균에 의하여 유발되는 질병에 대하여 설명할 수 있다.

세균(bacteria)  : 단세포이며 원핵 생물이다.

생명체 -> 원핵 생물 (핵이 없다, 유전물질을 둘러싸고 잇는 구조물이있는가 없는가 이다. 유절물질이 아니라!!! ), 진핵 생물

생명체 -> 세균 (박테리아 , 단세포, 원핵생물) , 고세균(원색생물, 단세포 이지만 아직 언급 x ) , 진핵 생물(균류 , 세균, 식물)  - > 총 다섯종류 



세균(박테리아) 와 바이러스의 차이

바이러스는 숙주가 없이 증식할 수 없다. 그러나 세균은 숙주 없이 스스로 증식할 수 있다.

크기를 본다면 바이러스가 훨씬 크다.어떤 바이러스는 이 박테리아 안에 들어가서 살 수 있다.

바이러스가 박테리아를 숙주로 삼는것.

둘다 핵산을 지니고 있다.

바이러스의 변이속도가 빨라 항바이러스 개발이 어렵다.

반면 박테리아 항생제 개발이 비교적 용이하다. 항생제는 박테리아에 해당되는 말. 항바이러스제 가 바이러스에 해당.



개념2 : 세포의 구조

세포막, 세포벽이 존재한다. 그리고 플라스미드라는 부분이 있다.이것도 DNA 인데 작은  DNA 이다.


개념3 : 세균의 모양

* 구균 (알균) : 둥근 모양의 세균이다 ( 폐렴의 원인) 

여러 세균이 사슬 모양으로 늘어선 연쇄상 구균

포도송이처럼 뭉쳐있는 포도상구균 이라고 한다.



* 간균( 막대균) 은 막대 모양을 하는 세균이다.  (파상풍)


* 나선균 : 나선형의 세균이다. 


개념4 : 병원균

* 바이러스, 박테리아 , 곰팡이

세균 - 어떠한 특성을 지닌 생명체 집단 들을 일컫는 말

병원균  - 질병을 일으킬 수 있는 능력을 지닌 생명체를 일컫는 말 (박테리아 , 바이러스 , 곰팡이 (진핵생물) )



바이러스 -> 감염성 질병을 일으킨다 . 독감, 감기, 에이즈, 천연두, 소아마비, 광견병, 홍역, 황열, 뎅기열 -> 두세가지는 머릿속에 담아둬

세균 (박테리아 ) ->  폐렴, 콜레라, 

곰팡이(진균류, 세균과는 별도의 집단)  -> 무좀 , 백선


전염병이  대유행한다 ( Pandemic) 하다. 전세계적으로. 조그마하게 일어나는것 (epidemic) 


* 한센병  -> 균에의해서

* 헬리코박터균 -> 위궤양, 위암을 일으키는 세균이다. 

* 유익균 -> 특정 세균을 지칭하는 이름이 아니고 해로운 물질을 생성하지 않고 부패를 방지하는 유익한 균

- 유산균 : 엄밀히는 락토바실러스를 부르는 말인데, 


* 대장균 : 대장에 있는균, 박테리아이다. (세균)  그 자체는 해롭지 않고 비타민 K를 생산하여 이로움을 주기도 하며 , 박테리아의 번식을 막기도한다.

그러나해롭다라는 생각을 하게된다. 가끔 변종이 일어나게 된다. 



세균 -> 세균과 바이러스의 차이점, 질환

병원균 - > 질병을 일으킬 수 있수도 , 이로울 수 도 있다.

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단백질

-> 단백질의 구성, 종류와 특성을 설명할 수 있다.


단백질 : 알에서 하얀 부위? 다음 중 단백질을 많이 포함한 것은 ? 사과x 사탕x , 머리카락 , 손톱(케라틴)


개념1 : 단백질의 구성 단위


아미노산 : 20 종이 존재한다. 화학구조가 다 다르다.

필수 아미노산 : 9가지 이다. 우리몸에서 만들어지지 않는다. 

글리신 , 메티오닌  이 두가지는 기억하자!



아미노산의 기본 구조

C,H,O,N , 간혹 S(황)이 있기도 하다.

NH2  + COOH


아미노산은 가지고있는 PH 에 따라서 전하를 띌 수도 있다.



H+가 주변에 많다. 


H 가 몇개 있냐에 따라서 ph 가 다르다. 


글리신 구조

글루탐산 구조

구조를 기억할 필요는 없는거같다



각각이 아미노산이 구나 라는걸 알고 있어야한다. 아미노기와 카르복시기가 결합을한다.  이 결합을 펩티드 결합 이라고 한다. -> 물이 빠져나와 탈수반응!

두개의 아미노산이 결합되는것을 펩타이드 결합이라고 한다.


개념2 아미노산의 결합

엔돌핀이라고 하는 물질은 다섯개의 아미노산으로 이루어진다.


아미노기로 시작해서 카르복시기로 끝난다. 방향성이 존재한다.

각각의 끝을 N-말단 , C - 말단  으로 표현된다.


아미노산 : 각각의 펩티드 결합에서 다른 아미노산끼리 결합 할 수 있다. 중간중간에

따라서 일직선으로 이루어지지 않고 특정한 구조를 형성하게 된다.


모든 아미노산은 C H O N 을 가지고있고 일부는  S 를 가지고있다.


 

H를 버리고 S 끼리 결합하면 이황화 결합.



개념3 : 단백질의 구조

1차 구조 한쪽은 N 한쪽은 C

2차구조  : 펩티드 결합 이외에 결합이 존재한다. _-> 나선형( O ... H -> 수소결합 ), 병풍형


병풍구조 : 병풍구조들이 차곡차곡 쌓이게된다. -> 거미줄의 강도!



단백질을 이루는 기본 구성요소는 아미노산

아미노산 - 아미노산 은 펩티드 결합을 한다. 그러나 다른형태의 결합도 가능하다 -> 수소결합, 이황산결합 , 이러한결 합이 모여서 특이한 구조를 만든다


2차구조 : 나선형 병풍형 이러한 것들이 또 모여서 3차구조를 형성한다.


특정한 구조를 가진것은 특정한 성질을 띄도록한다 -> 튼튼한 거미줄



2강

개념1  단백질의 구조

나선형 + 병풍형


개념2 : 단백질의 기능

효소 : 특별한 생체 반응을 촉매 한다.

구조단백질 : 세포와 조직을 지지하는 힘을 제공한다.

운동단백질 : 세포나 조직이 움직일 수 있게 한다. ( 정자의 편모 , 투수가 공을 던질때 근육의 이동)

수송단백질 : 생체 내 작은 분자 또는 이온을 운반한다. ( 혈액, 혈구 (적혈구 ( 헤모글로빈) , 백혈구 , 혈소판) )

헤모글로빈(단백질) : 산소결합해서 산소를 운반한다.

근육안에 미오글로빈 산소를 사용 

작은 분자나 이온을 붇잡아소 이동시켜준다.

 저장단백질 : 단백질을 모아서 제공하는 역할을 한다. 알부민, 구조는 여러가지를 지닌다.

 신호단백질 : 세포와 세포사이에 신호를 전달한다.

인슐린 - 한쪽은 N 말단 한쪽은 C 말단

인슐린이 하는일은 :  혈당(혈액 / 포도당 )을 낮춰주는 역할을 한다. 

혈당을 낮추기는 어떻게 할까? 포도당을 부수거나 몸밖으로 배설(오줌) 시키거나.

인슐린은 혈액에 있는 포도당을 세포안으로 집어 넣는 역할을 한다.

어떤세포에가서 혈액안에있는 glucose 를 받아들여라 라고 신호를보낸다.


수용체단백질 : 세포에 전달되는 신호물질을 인식한다.

면역단백질 : 외부 침입자에 대항하는 항체를 구성한다. 항원과 항체가 결합.


개념3 : 단백질의 변성

계란에 열을가하면 모양이 변한다.

프리온이라는 단백질이 있다 ( 광우병을 일으킴) 변성이되면 질환이 발생

치매 - 아밀로이드 (변형된 단백질들이 쌓이면서 뇌에 기능이 비정상적이게됌)



단백질의 구조 

기능

변성 - 구조가 바뀌게 되면 기능을 상실하고 질환에 이를수도 있게된다.



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생명체 구성물질

물질 : 자연계를 구성하는 요소, 공간의 일부를 차지하고 질량을 가지는 것

- 사탕은 물질로 이루어지는가?

- 사과는 물질로 이루어지는가?

- 그걸 먹는 사람은 물질로 이루어지는가?


개념1 : 원소는 물질의 근본

원소 ; 화학적 수단에 의해 다른 물질로 쪼개 질 수 없는 물질 - 주기율표에 정리

대량원소 : 탄소, 수소, 산소, 질소 , 황, 인(사람의 몸에 많이 들어있는 물질)

미량원소 : 소량으로 필요 ( 양이 많이  필요하지않으나 반드시 필요하다.)

미량원소의 중요성 : 요오드 결핍, 철 결핍(산소운반에 필요)


우리몸에서 가장 많은 순으로 정렬 : 산소 탄소 수소 질소 기타

그외에 : 인 포타슘, 소듐 등등


지구를 이루는 물질 : 산소 - 실리콘 - 기타 - 알루미늄 - 철 - 칼슘(원래 우주에서 생성)

사람몸 과 지구는 큰 차이 없다고 생각하는 것이 맞다.


필수원소 결핍의 영향 : 목주위에 갑상샘 -> 호르몬 - >갑상선(샘)  호르몬 을만드는데  (요오드가 필요)


개념2 : 원소와 화합물

우리몸 : 물 -> 단백질 - > 지질 -> 유기물 - > 탄수화물


유기물질 : 탄소를 포함한 물질(지구상에서는 그렇게 많지는 않다 5%)

organic!! 떠오르는 생각 

1. 신선한 물질 fresh

2. 기운 energy  이 있는 물질  ( 이게 제일 맞는말 생명체 -> 독특한 기운)

3. 기름 fat  이 있는 물질

4. 시골에서 만들어진 물질

좀더 정확하게 말하면 탄소를 포함하고 있는 탄소화합물을 의미한다.

C, H, O, N(기본적인 화합물질)  이 조합해서 여러가지가 만들어질 수 있다. C2,CH,CO,

일산화질소(NO)라고 부르는 작은 신호분자는 가슴통증을 완화시켜준다. 혈관을 확장시켜준다.

CH -> 에네저 생성을 막을 수 있다(ATP)


개념3 : 생명체와 물

H2O 성질

1. 응집력 : 물의 흐름 기질을 이룸

2. 부착력 : 물의 이동

3. 높은 비열 : 체내 온도 유지

4. 높은 기화열 : 냉각 효과

5. 밀도(고체) < 밀도 (액체) : 강의 표면이 먼저 동결됨

6. 전하를지님 : 용매의 작용 


물위에 떠있기 : 철이 물위에 떠있다(몰의 표면장력을 깨뜨리지않고 있다), 식물이 잎까지 물을올림

높은 비열 : 체내 온도 유지, 물은 온도 변화에 덜 민감하다. 체온 조절에 유리하다.

높은 기화열 : 기화할때 많은 열이 빠져나간다. ( 냉각효과)

높은 밀도 : 물위에 얼음이 뜰 수 있는 이유 ( 수소결합 떄문) , 만약에 바닥부터 언다면 물고기는 다 죽을거야



물질 : 지구에있는 물질, 생명체에있는 물질, 비교적 간단할 지라도 생명현상에 중요하다.

유기물 : 탄소로 이루어진 물질 . 탄소화합물( 생명체의 특별한 기능을 지닌 물질)

물 : H2O 몇가지 독특한 특성을 지니고 있다. 생명현상에 매우 종요한 역할을 하고있다.



2강


개념 1: 거대 분자

* 많은 생명체 구성 물질은 단량체라 부르는 작은 기본 단위로 구성되며, 단량체는 중합체와 다른 특성을 가진다.

(단량체가 중합체로 결합된다)


* 단량체는 중합체를 형성하기 위해 탈수결합으로 연결되며, 중합체는 가수분해에 의해 단량체로 나뉜다.


개념2 : 탄수화물

* 탄수화물은 탄소, 수소, 산소가 1:2:1 의 비율이다.

* 탄수화물은 포도당처럼 단일 분자다.( 단당류)

* 두 단당류가 결합하여 이당류를 형성한다.

* 이들 단당류가 에너지를 신속하게 공급한다. ( 포도당, 과당)

* 다당류는 수 백 개의 단당류로 이루어진 복합 탄수화물 - 지지(세포외곽) 또는 에너지저장의 역할을 한다.


포도당 C가 6개 , H 12 개, O 가 6개 (과당도 똑같지만 배열이 약간 다르다)

 

포도당 + 과당 -> 설탕

자연게에는  D-Glucose 가 더 많다.

기본적인 구조를 약간씩 변화되면서 다양한 화합물들이 나타날 수 있다.


포도당 - D, L , 알파 베타 등등 이있을때 "결합방법도 다르다".

C,H,O 의 개수는 같지만 다른 역할을 하는 물질이 된다.


다당류 : 녹말(먹을 수 있다 => 에너지 얻을 수 있다), 셀룰로스 (먹을 수 없다 => 에너지 못얻는다) , 글리코겐(사람 몸에서 포도당이 저장되는 형태)


단량체 ( 같은 C H O 라도 결합방법에따라서 다른 단량체가됌)

중합체( 결합방법에 따라 달라진다)

포도당 ( 탄수화물의 대표 단량체)



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* 생명체 : 살아있는 모든 것으로 유기체라고도 한다.

크게 3영역으로 나뉜다. : 고세균 영역, 세균 영역 ,진핵생물 영역(domain) -> 사람은 진핵생물 영역


생명체를 정의하기보다 가지고있는 특성을 보자.


- 조직화(조직을 이루는 구성체가 존재한다) -> 어떠한 위계를 가지고있다. 조직(organization)

생명체에서는 세포로 이루어진다. 좌우 또는 상하로 위계를 갖게된다. 이게 모여서 조직을 이루고 조직이모여서 기관을 이룬다. 기관 -> 심장,,허파 . 기관계를 구성한다.(system)

허파 -> 호흡계를 이룬다. 심장,혈관 -> 순환계 눈->신경계

기관계 : 순환계,호흡계,신경계,표피계,배설계,면역계,근골격계,생식계,내분비계

컴퓨터의 조직화와 비슷하지만 process 처럼 다관련있는것은 없다. 차이점


- 에너지사용 : 전기 에너지(심전도),화학에너지 ( 생체가능 아데닌 + 리보스 -> ATP )

열에너지


- 향상성 유지 : homeostasis  어떤 계의 상황을 일정하게 유지하려는 성질. 생명체 내부 환경을 일정하게 유지하려는 과정 또는 성질 맥주 1000cc 를먹었을때 몸밖으로 오줌으로 배설해야한다.(배설계)

향상성과 체온 : Hot vasodilation 혈관확장

향상성유지방법 : 온도수용체(온도인식) ->(시상하부,온도의변화를 읽어냄) -> 혈관,근육,땀샘 -> 체온조절


- 생명체 자극과 반응 : 빛을 쪼이면 움직인다.

자극 : 신체의 활동에 영향을 미치는 모든것을 말한다.

내적자극 -> 신체안에서온다. 외적 자극 -> 신체 밖에서 온다.

반응 -> 자극에 대한 신체의 답

배고픔을 느낄 수 있는 신호물질들이 존재한다.  렙틴(음식을 먹게되면 포만감을 느끼게한다)

혈액 감소 -> 혈압 감소

툭 치다(자극)

자극(수용체가 있어야 느낄 수 있다)


자고있을떄 내팔을 만져도 모르는 이유 1. 수용체가 잔다(틀림 자고있지않아)

2. 수용체에서 온 자극이 느껴지기 위에서는 뇌까지 가야한다. 그런데 잠을 자면 뇌파에 변화가 생긴다.

5가지 감각을 지니고있다

수용기(수용체) 에서 들어온 자극이 뇌에 들어와야한다. 그러나 자고있다면 그 사이가 막힌다.

자극과 반응 : 빛을 쪼이면 움직인다.

자극

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- 생식과 발생

무성생식 -> 암수의 구별 없이 모체의 세포에서 새로운 개체가 만들어진다(곰팡이)

유성 생식 -> 암수의 구별이 있는 두 생식 세포가 결합하여 새로운 개체를 만드는 방법이다.


- 진화

 생명체는 오랜시간동안 변화해 왔다.

진화 : 항생제 치료에서 살아남는 세균이 증가한다.(내성)

진화는 자연선택으로 우연히 일어난다.(돌연변이가 발생했다 -> 의도를가지지 않고 그냥 일어남)

항생제라는 압력이 발생하였다.

1.선택은 우연히 일어난다.
2.적응은 주어진 상황에서 타협이다.
3.진화는 과거로부터 이어지는 것이다.

4.자연선택은 현재 있는 변이에서만 나타난다.


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