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1. 생물학 개요
1.1. 생물의 특징
생물은 다양한 환경에 적응하여 여러 가지 형태로 존재한다. 생물의 공통된 특징은 다음과 같다. 첫째, 구조 및 기능의 기본 단위인 세포로 되어 있다. 둘째, 단백질이나 핵산 등의 고분자 화합물로 되어 있다. 셋째, 자기 복제를 하여 자손을 만든다. 넷째, 발생하여 성장한다. 다섯째, 환경으로부터 에너지를 얻어 활동한다. 여섯째, 환경으로부터 자극을 받고 반응한다. 일곱째, 일정한 상태를 유지할 수 있는 항상성을 지닌다. 여덟째, 환경에 적응하고 진화한다.
생물의 화학적 진화는 무기물에서 간단한 유기물, 복잡한 유기물, 세포막을 가진 원시세포로 발전해왔다. 생물학적 진화는 원시세포에서 단세포, 핵막 없는 원핵생물(세균, 고세균), 단세포·다세포, 핵막 있는 진핵생물(원생생물, 식물, 동물, 균류)로 발전해왔다.
생물은 크게 박테리아, 고세균, 진핵생물의 3가지 영역으로 구분된다. 박테리아와 고세균은 원핵생물이고, 진핵생물은 원핵생물 외의 모든 생물이다. 고세균은 원핵생물이지만 박테리아와 달리 극한 환경에서 생존할 수 있는 특수한 단백질을 가지고 있다.
생물을 5대 계로 나누면 원핵생물계, 원생생물계, 균계, 동물계, 식물계이다. 원핵생물은 핵막이 없고 단세포성이며, 유전적 특성으로 5개의 분류군(그람양성 박테리아, 그람음성 박테리아, 시아노박테리아, 클라미디아, 스피로헤타)으로 나뉜다. 고세균은 극한 환경에서 생존할 수 있는 특수한 단백질을 가지고 있다. 진핵생물은 핵막이 있고 단세포 또는 다세포이며, 원생생물, 식물, 동물, 균류로 구분된다.
바이러스는 세포성 생물이 아니라 비세포성 무생물이다. 바이러스는 단독으로 물질 합성과 유전 과정을 수행할 수 없기 때문에 숙주 세포에 기생하며, 숙주의 대사를 이용해 증식한다. 바이러스는 숙주 특이성이 있어서 식물성, 동물성으로 구분되고, 인간을 감염시키는 바이러스도 특이적으로 존재한다.
1.2. 생물의 화학적 구성 요소
생물은 다양한 화학 물질로 구성되어 있다. 생물을 이루는 기본 요소는 원소이다. 생명체에 필수적인 주요 원소에는 수소(H), 탄소(C), 질소(N), 산소(O) 등이 있다. 이들 원소는 생명체의 대부분을 차지하고 있다. 이외에도 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 인(P), 칼륨(K), 칼슘(Ca) 등의 무기질이 생물에 필요하다.
이들 원소는 다양한 분자 구조로 결합하여 생물을 구성한다. 가장 기본적인 분자인 원자는 양성자, 중성자, 전자로 이루어져 있다. 원자들이 결합하여 만든 분자는 그 결합 방식에 따라 이온 결합, 공유 결합, 수소 결합 등 다양한 결합 상태를 갖는다.
생물의 주요 구성 물질에는 탄수화물, 단백질, 지방, 핵산 등이 있다. 탄수화물은 주로 에너지원으로 사용되며, 단백질은 생명체의 구조와 기능을 담당하는 주요 물질이다. 지방은 에너지 저장과 세포막 구성에 중요하다. 핵산인 DNA와 RNA는 유전 정보를 저장하고 유전자 발현에 관여한다.
이처럼 생물은 다양한 원소와 화학 물질로 구성되어 있으며, 이들 물질들은 고유한 구조와 기능을 가지고 생명 활동을 가능하게 한다.
1.3. 세포의 구조와 기능
세포는 모든 생물체의 기본 단위이며, 다양한 구성 요소로 이루어져 있다. 세포막은 세포 내부 구획과 외부 환경을 선택적으로 투과하는 기능을 가지고 있다. 세포막은 인지질 이중층 구조로 이루어져 있으며, 단백질이 포함되어 있다. 이 단백질들은 수송, 신호 수용, 효소 활성 등의 다양한 기능을 수행한다. 세포질에는 리보솜, 소포체, 골지체, 미토콘드리아, 엽록체 등의 세포소기관이 존재한다. 리보솜은 단백질 합성의 장소이며, 소포체는 단백질과 지질의 합성 및 수송에 관여한다. 골지체는 단백질과 지질의 가공 및 분비에 관여하고, 미토콘드리아는 세포 호흡을 통해 ATP를 생산한다. 식물 세포에는 엽록체가 있어 광합성을 수행한다. 또한 세포골격은 세포의 형태와 기능을 결정하는 데 중요한 역할을 한다. 이와 같이 세포는 다양한 구성 요소를 가지고 있으며, 이들이 유기적으로 작용하여 생명체의 생명 활동을 가능하게 한다.
2. 생물의 분류
2.1. 박테리아와 고세균
박테리아는 세포막에 핵양체를 가지고 있으며, 리보솜은 70S 구조이다. 세포벽은 펩티도글리칸(peptidoglycan)으로 구성되어 있다. 대표적인 박테리아로는 그람양성균, 그람음성균, 시아노박테리아, 클라미디아, 스피로헤타 등이 있다. 그람양성균은 간단한 세포벽 구조와 짧은 폴리펩티드로 연결된 두꺼운 층의 펩티도글리칸을 가지며, 탄저균, 사슬알균, 포도알균, 미코플라스마 등이 이에 속한다. 그람음성균은 적은 양의 펩티도글리칸과 지질성 바깥막을 가지며, 병원성이 높은 대장균, 살모넬라균, 콜레라균 등이 포함된다. 시아노박테리아는 광합성을 통해 산소를 생성하며 남조류로 구분된다. 클라미디아는 진핵세...
