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세포학 생명체의 특성과 구성성분 보고서

생명체의 특성과 구성성분세포학 [제 1주 생명체의 특성과 구성성분]교 과 목 : 세 포 학담당교수 :학 과 :학 번 :이 름 :제 출 일 :목 차I. 서론11. 들어가는 말1II. 본론11. 모든 물체는 원자로 구성됨1가. 원자의 구성1나. 모든 원자는 물체의 기본단위22. 화학결합2가. 종류21) 이온 결합22) 공유 결합23) 금속 결합24) 반데르발스 결합33. 생체를 구성하는 물질3가. 구조31) 탄수화물32) 단백질4가) 1차구조4나) 2차구조4다) 3차구조4라) 4차구조43) 지질54) 핵산5나. 기능51) 탄수화물52) 단백질53) 지질6가) 콜레스테롤6나) 인지질6다) 트리글리세리드64) 핵산64. 비타민의 역할6가. 역할61) 지용성 비타민6가) 비타민A6나) 비타민D6다) 비타민E6라) 비타민K62) 수용성 비타민6가) 비타민B6나) 비타민C7III. 결론 및 제언71. 내 생각7가. 세포학에 대하여72. 그 밖에 알고 싶은 내용7가. 세포학에서의 유전학7IV. 참고문헌7Ⅰ.서론1. 들어가는 말세포생물학(細胞生物學, cell biology, 혹은 cytology)은 세포의 생리적 특성, 세포의 구조, 세포 속의 세포소기관, 환경과의 상호작용, 세포 주기, 세포의 분열과 죽음과 같은 것을 연구하는 학문 분야이다. 이러한 연구는 현미경 수준과 분자 수준에서 이루어진다. 세포생물학이 다루는 생물은 매우 다양하다. 세균과 원생동물 같은 단세포 생물에서부터 사람, 식물, 곰팡이 같은 다세포 생물의 많은 전문화된 세포까지 다양한 세포를 대상으로 연구한다.세포생물학은 세포와 세포가 작동하는 방식을 연구한다. 그 범위는 세포를 기능하도록 하는 세포 내부의 과정에서부터 세포가 다른 세포와 상호작용하는 방법에 이르기까지 폭이 넓다. 분자생물학이 주로 생명의 분자(주로, 핵산과 단백질)에 관심을 갖고있는 반면에, 세포생물학은 이러한 분자들이 세포의 생존과 번식, 그리고 정상적인 세포 기능 수행에서 어떻게 사용되고 있는지에 관심을 갖는다.Ⅱ.본론1. 모든 물체는 원자가라 부르며, 원자가가 원소의 성질을 결정한다. 예컨대, 모든 탄소 원자는 6개의 양성자를 갖는다. 한편, 중성자의 갯수는 양성자의 갯수와 다를 수 있는데 이렇게 중성자 수가 다른 원소를 동위원소라 부른다. 하지만 동위원소들은 같은 양성자를 가져 같은 원소 성질을 갖는다. 보통 동위원소는 양성자 수와 중성자 수를 합한 소위 핵자의 갯수로 구별한다. 예컨대 자연에는 두 가지 탄소 동위원소가 존재하는데, 양성자는 6개로 같지만 중성자가 6개와 8개로 다르다. 탄소의 화학적 기호인 C 앞에 핵자수를 위 첨자로 붙여 각각C LSUP {{} LSUP {12}}와C LSUP {14}로 표시한다.그림1. 원자의 구성나. 원자는 모든 물체의 기본단위양성자와 중성자의 질량은 전자 질량의 1836배에 달해 전자의 질량은 대개 무시되지만, 전자는 양성자가 갖는 크기만큼의 음의 전하를 가져, 양성자 수와 전자 수가 같은 원자는 전기적으로 중성이다. 원자가 전자를 잃거나 얻으면 이온이 만들어지고, 이온의 총 전하는 양이거나 음이다. 원자는 다시 다른 원자들과 결합하여 분자와 같은 화합물을 형성한다. 이렇게 원자가 결합하고 분해하는 과정이 자연에서 일어나는 대부분의 물리 화학적 변화를 보여준다.2. 화학결합화학결합이란 광물을 구성하는 원자들이 하나의 집합체를 형성할 수 있도록 해주는 원자들 사이에 작용하는 힘 또는 그 결합 자체를 뜻한다.가. 종류1) 이온결합 (Ionic bond)서로 다른 극성의 양이온과 음이온이 정전기적 인력에 결합하는 것을 이온결합이라 한다 (Oxtoby et al., 2002). 결정 내부에서는 양이온 주위를 여러 개의 음이온이 둘러싸고 있는데, 대표적인 예로서 염화나트륨 (NaCl)이 있다. 염화나트륨의 경우, 아래의 그림과 같이 Na 원자의 최외각 전자가 Cl 원자의 최외각 전자 궤도로 이동하며 각각의 원자가 양이온 (Na+)과 음이온 (Cl-)이 되어 정전기적 인력이 작용하게 된다. 이와 같은 방식의 이온 결합의 세기는 공유결합보다는 약하고 반데르발 된다. O2 분자는 각 산소 원자에서 2개씩 전자를 공유하여 4개의 공유 전자로 이루어진 이중 결합 (O=O)을 형성한다.그림3. 공유결합3) 금속 결합 (Metallic bond)많은 숫자의 전자를 갖는 금속 원소들의 외각 전자들은 원자핵과 상대적으로 약하게 결합 되어 있다. 이 때문에 금속 원소들이 모여 결정을 형성하는 경우, 외각 전자들이 주변 원자 사이를 자유롭게 이동하는 자유 전자 구름을 형성하게 된다. 결과적으로 양전하를 띠고 있는 금속 이온과 전자구름 간의 정전기적 인력이 작용하게 되는데, 이렇게 형성되는 화학결합을 금속 결합이라 한다. 이러한 자유 전자의 존재로 인하여 금속은 전기와 열에 대하여 높은 전도성을 갖는다.그림4. 금속결합4) 반데르발스 결합 (Van der Waals bond)원자핵 주변의 전자는 보통 대칭적으로 분포하지만, 화학 결합을 통하여 분자를 형성하거나 주변 이온과의 상호작용에 의하여 전자의 분포가 특정 방향으로 편재하게 되며 아래의 그림과 같이 극성을 갖는 쌍극자 (dipole)를 형성하게 된다. 이와 같은 쌍극자 간의 정전기적 인력을 반데르발스 힘이라 하며, 이에 의한 화학결합을 반데르발스 결합이라 한다. 이러한 쌍극자 간에 상호작용은 편의상 런던 분산력 (London dispersion force), 쌍극자-쌍극자 상호작용 (dipole-dipole interaction), 수소 결합 (hydrogen bond) 등으로 구분한다. 런던 분산력은 극성을 갖지 않은 원자 또는 분자가 주변의 다른 원자 또는 분자와 상호작용을 통해 일시적으로 쌍극자 (instantaneous dipole)를 형성하여 작용하는 정전기적 인력을 의미한다. 쌍극자-쌍극자 상호작용은 극성을 띠고 있는 분자 간에 작용하는 정전기적 인력을 의미하며, 수소 결합은 쌍극자-쌍극자 상호작용이 일어날 때, 해당 분자의 극성이 수소 원자의 존재에 의하여 나타나는 특수한 경우에 나타나는 반데르발스 결합을 뜻한다.그림5. 반데르발스 결합3. 생체를 구성하는 물질 합물로 탄수화물, 단백질, 지방, 핵산이 있다. 그중 탄수화물은 자연에서 발견되는 가장 많은 양의 분자로 단백질, 지방과 함께 필수 영양소이며, 생물체의 구성성분과 에너지원으로 사용된다. 탄수화물은 구성하는 당의 수에 따라서 단당류, 이당류, 다당류로 분류된다.그림6. 포도당의 두 종류 아노머 구조2) 단백질생명체의 대부분은 탄소와 수소 화합물인 유기분자(organic molecule)와 물(H2O)로 이루어져 있다. 단백질은 중요한 유기분자 중 한 가지로 일부는 질량이 매우 커서 수백만 달톤(dalton)에 달한다. 단백질은 아미노산이라고 부르는 소 단위체의 사슬이고 단백질을 이루는 아미노산은 펩타이드 결합(peptide bond)으로 연결되어 있다. 아미노산은 탄소와 탄소 주위에 이웃한 아미노기(-NH2)와 카르복실기(-COOH)를 가지는 기본적인 구조로 되어 있다.가) 1차구조 : 1차 구조는 아미노산이 펩타이드 결합으로 일렬로 배열된 상태를 말하며, 아미노-말단에서 카복실-말단 방향으로 합성된다. 일반적으로 1차 구조 속에는 스스로 3차 구조로 접힐 수 있는 정보가 들어있다.나) 2차구조 : 1차 구조에서 펩타이드 결합을 이룬 원자들 사이에서 수소 결합을 형성해 생긴 단순한 입체 구조를 2차 구조라고 부른다. 크게 α-나선(α-helix) 구조와 β-병풍판(β-pleated sheet) 구조로 나뉠 수 있고, 각각 대표 단백질은 α-케라틴(keratin)과 명주 파이브로인(fibroin)이다.다) 3차 구조 : 3차 구조는 R기들 사이에 다양한 결합으로 폴리펩타이드 사슬이 접힌 복잡한 구조를 이루고 있다. 3차 구조를 이루는 결합에는 이온결합, 수소 결합, 소수성 결합, 반데르발스 결합, 이황화 결합 등이 관여한다.라) 4차 구조 : 4차 구조는 3차 구조의 폴리펩타이드 여러 개가 모인 구조이고, 폴리펩타이드 간에 이온결합, 수소 결합, 소수성 결합, 반데르발스 결합, 이황화 결합 및 R기들 사이에 다른 공유결합 등이 관여하기도 한다.그림7. 단백질의 er) 물질이다. 핵산의 단위체인 뉴클레오타이드는 당, 인산기, 질소화합물인 염기(base)로 이루어져 있으며, 리보스(ribose) 당을 갖고 있으면 RNA, 데옥시리보스(deoxyribose) 당을 갖고 있으면 DNA가 된다. 핵산은 생물체 내에서 유전 정보를 저장하고 자손에게 전달하는 매개체로서 이 정보는 단백질로 번역되어 생명현상을 일으킨다.그림9. 핵산의 구조나. 기능1) 탄수화물포도당과 같은 단당류는 에너지원으로서 가장 선호되는 물질이지만 즉시 사용되지 않을 때는 다당류 형태로 생체에 보관된다. 동물에서는 간과 근육에 주로 글라이코겐 형태로 저장되며 식물에서는 녹말의 형태로 저장된다. 셀룰로스는 식물의 세포벽을 구성하는 성분이며 지구상에서 가장 많은 양을 차지하는 탄수화물이다. 라이보스(ribose)나 데옥시라이보스(deoxyribose)와 같은 오탄당은 DNA, RNA 등의 핵산 구성 성분으로 사용되며 젖당은 우유에 존재하는 이당류 물질이다. 과당은 단당류 가운데 단맛이 가장 강하고, 포도당과 함께 과일·꿀·시럽 및 몇몇 채소 등에 들어 있다.2) 단백질단백질은 우리 체내에서 여러 가지 역할을 수행한다. 미세섬유, 중간섬유, 미세소관을 통해서 세포 안을 지지하거나 콜라겐, 엘라스틴을 이용하여 세포 밖을 지지한다. 또 액틴과 미오신을 통해 신체의 운동을 조절하거나, 호르몬 등의 각종 리간드 물질이나 수용체와 같은 신호 전달자 역할도 한다. 그리고 세포막의 물질 수송 통로도 단백질이 관여하고, 효소와 항체도 단백질로 이루어져있다. 이 밖에도 생체 내 고분자 물질들의 수선과 유지를 담당하는 등 여러 기능을 한다.3) 지질가) 콜레스테롤 : 주로 간에서 합성되며, 체내에서는 생체막의 구성성분이나 스테로이드호르몬의 전구체로서 이용된다.나) 인지질 : 인산기를 포함하고 있기 때문에 극성을 가지고 있어서 안정된 생체막을 형성할 수 있다. 또 마찬가지로 극성을 가지고 있어 생체막의 일부로 이용된다.다) 트리글리세리드 : 트리글리세리드(TG)는 간이나 지방세포에 나뉜다.

자연과학| 2020.05.12| 10페이지| 2,000원| 조회(193)

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교사와 법- 학생체벌 보고서

학생체벌은 누구를 위한 방안인가교사와 법 [제 7장 학생 체벌]교 과 목 : 교사와 법담당교수 :학 과 :학 번 :이 름 :제 출 일 :목 차I. 서론11. 들어가는 말1II. 본론11. 사건의 개요12. 당사자의 주장 및 답변1가. 청구인의 주장2나. 피청구인의 답변23. 해석2가. 쟁점2나. 체벌 근거 법령의 내용2다. 정당방위 판단 기준2III. 결론 및 제언31. 내 생각3가. 판단 결과와 전문가 해석에 대한 내 의견3나. 판결 기준에 대한 내 의견4(1) 체벌의 법적 허용 판단요소42. 그 밖에 알고 싶은 내용5IV. 참고문헌5Ⅰ.서론1. 들어가는 말동서양을 막론하고 체벌은 중세에 이르기까지 가장 효과적인 교육수단으로 여겨져 왔다. 근대에 이르러 많은 교육사상가들에 의해 체벌이 근본적인 비난을 받게 되면서 점차 완화과정을 걷게 되었으며, 현대에 이르러서는 미국의 일부 주나 소수국가를 제외한 대부분의 선진국에서 체벌이 비인간적이고 학습에 부정적인 영향을 준다는 이유 등으로 법으로 금지하는 경향이다.??우리나라 사람들의 통념도 체벌에 대해서는 상당히 관용적이었으나, 해방 후 아동중심교육이념에 의거하여 체벌에 대해 부정적인 입장을 취하는 사람들이 늘어나고 있으며, 아울러 청소년들의 반사회적, 반윤리적 행동, 폭력범죄의 증가가 사회문제로 부각되면서 체벌에 대한 찬반 논쟁이 심화되었다. 나는 이러한 급변하는 사회적 인식의 기로에 선 학생체벌에 대하여 궁금증을 갖고 알아보기로 하였다.Ⅱ.본론1. 사건의 개요헌법재판소 2006. 7. 27. 선고 2005헌마1189 전원재판부 [기소유예처분취소]판시사항 : 교사의 학생 체벌에 대한 기소유예처분이 정당하다고 판단한 사례교사는 김○훈이 수업에 지각하였다는 이유로 손바닥으로 김○훈의 뺨을 때렸다. 김○훈을 교무실로 데리고 가 세워놓고 ‘너는 왜 그리 못되었느냐’고 꾸지람을 하여 교무실에 있던 다른 교사들마다 지나가면서 김○훈의 머리를 주먹이나 막대기로 때리도록 함으로써 김○훈을 폭행하고, 김○훈의 같은 반 급우들이 보고 있는 가운데 김○훈에게 ‘너는 내 손으로 뺨을 때렸지만 너 같은 것은 내 손으로 뺨을 때릴 가치도 없는 놈이다, 너의 행동은 퇴학감이다’라고 말을 하고 이어서 김○훈을 교무실로 데리고 가 교사들이 보고 있는 가운데 교무실에 있던 교사들에게 ‘김○훈 이거 퇴학 감 맞지요’라고 소리치는 등 공개적으로 김○훈의 명예를 훼손하였다. 김○훈의 어머니는 김○훈이 학교에 다니기 싫다며 등교하지 않았고, 아버지가 학교에 찾아와 사과한 뒤 김○훈이 다시 등교하였으나 반항적인 학교생활 태도를 문제 삼아 퇴학시키기로 결정하였다. 그러자 김○훈의 어머니는 의사로부터 진단서를 발급받고 학교에 자퇴처리를 요구하여 자퇴처리 되자 ○○고등학교 여교사를 폭행죄 등으로 고소하였다.2. 당사자의 주장 및 답변가. 청구인의 주장청구인의 체벌행위가 징계권의 한계를 벗어나지 아니하는 정당행위로서 폭행죄가 성립되지 아니함에도 피청구인이 그 혐의를 인정하여 기소유예처분을 함으로써 청구인의 평등권과 재판청구권을 침해하였다.나. 피청구인의 답변체벌은 학생들의 기본권을 침해하는 것이므로 허용될 수 없을 뿐 아니라 교육관련 법령에 의하면 교육상 불가피한 경우에만 체벌을 할 수 있도록 규정되어 있는데, 청구인은 교육상 불가피한 사유가 없는데도 개인적인 감정을 이유로 흥분된 상태에서 체벌을 행하였으니 징계권의 범위를 일탈하여 사회상규에 위반된다. 청구인의 폭행죄 혐의를 인정하고 여러 가지 사정을 참작하여 기소를 유예한 이사건 처분은 정당하다.3. 해석가. 쟁 점이 사건 쟁점은 교사인 청구인의 체벌행위가 정당행위에 해당하는지에 있다. 형법 제20조는 “법령에 의한 행위 또는 업무로 인한 행위 기타 사회 상규에 위반되지 아니하는 행위는 벌하지 아니한다”고 규정하고 있는데, 사회상규에 위반되지 아니하는 행위라 함은 법질서 전체의 정신이나 그의 배후에 놓여 있는 사회 윤리, 도의적 감정 내지 사회통념에 비추어 용인될 수 있는 행위를 말하는 것이어서, 어떠한 행위가 사회상규에 위배되지 아니하는가는 구체적 사정 아래서 합목적적ㆍ합리적으로 고찰하여 개별적으로 판단되어야 한다.나. 체벌 근거 법령의 내용교육기본법 제12조 제1항은 “학생을 포함한 학습자의 기본적 인권은 학교교육 또는 사회교육과정에서 존중되고 보호된다.”고, 제2항은 “교육내용, 교육방법, 교재 및 교육시설은 학습자의 인격을 존중하고 개성을 중시하여 학습자의 능력이 최대한으로 발휘될 수 있도록 강구되어야 한다.”고 규정하고 있고, 초중등교육법(1997. 12. 13. 공포, 1998. 03. 01. 시행) 제18조 제1항은 “학교의 장은 교육상 필요한 때에는 법령 및 학칙이 정하는 바에 의하여 학생을 징계하거나 기타의 방법으로 지도할 수 있다”라고 규정하고, 그 시행령 제31조 제7항은 “학교의 장은 법 제18조 제1항 본문의 규정에 의한 지도를 하는 때에는 교육상 불가피한 경우를 제외하고는 학생에게 신체적 고통을 가하지 아니하는 훈육ㆍ훈계 등의 방법으로 하여야 한다.”라고 규정하였다.즉, 징계방법으로서의 체벌은 허용되지 않으며, 기타 지도방법으로서도 훈육ㆍ훈계가 원칙이고 학생에게 신체적 고통을 가하는 체벌은 교육상 불가피한 경우에 예외적으로만 허용된다는 취지다. 이러한 법령들에는 시대적인 조류에 따라 교육과정에서 학생들의 기본적 인권을 특별히 존중하겠다는 입법자의 결단이 서려있다.다. 정당행위 판단 기준첫째, 체벌은 “교육상 불가피한 경우”에만 행해져야 한다. “교육상 불가피한 경우”란 훈육이나 훈계 등 다른 교육적 수단으로는 교정이 불가능하여 체벌을 할 수 밖에 없는 경우를 말한다. 교사의 성격에서 비롯되거나 감정을 내세워 행해지는 폭력행위는 교육상 필요한 목적을 위한 것이라고 하기 어렵고 다른 대체수단으로 지도할 수 있음에도 체벌을 하는 경우에는 체벌의 불가피성을 충족하기 어렵다.둘째, 체벌의 절차를 준수해야 한다. 체벌 전에 학생에게 체벌의 목적을 알리고 훈계하여 변명과 반성의 기회를 주고, 신체의 이상 유무를 살핀 후 시행해야 한다. 만약 학칙에서 정한 체벌 절차가 따로 있는 경우에는 특별한 사정이 없는 한 그에 따라야 한다.셋째, 방법이 적정해야 한다. 체벌은 부득이한 사정이 없는 한 정해진 체벌 도구를 사용해야 하고 위험한 도구나 교사의 신체를 이용하여서는 아니 된다. 체벌의 장소는 가능한 한 비공개 장소에서 개별적으로 행해야 한다. 체벌 부위는 상해가 발생할 위험이 적은 둔부 등이어야 한다.넷째, 그 정도가 지나치지 않아야 한다. 학생의 성별ㆍ연령ㆍ개인적인 사정에 따라 수인할 수 있는 정도이어야 하고, 특히 견디기 어려운 모욕감을 주어서는 아니된다.따라서 교사가 학생의 행동을 바로 잡으려는 의도에서 체벌을 하였다고 하더라도 체벌의 불가피성이 인정되지 아니하고 절차와 방법이 적정하지 아니하며, 체벌의 정도도 가볍지 아니하므로 사회통념상 용인되는 객관적 타당성을 갖추었다고 보기 어려운 경우, 기소유예처분이 정당하다고 판단.Ⅲ.결론1. 내 생각가. 판결결과와 전문가 해석에 대한 내 의견심한 체벌은 대상학생의 신체의 자유를 제한하고 인격권 내지 인격성장의 권리에 손상을 가져 올 수 있다. 다만 정도가 심하지 않은 체벌은 체벌대상 학생에게도 학습의 효과를 높여주고, 질서가 유지된 상태에서 공부할 수 있도록 함으로써 다른 학생들의 학습권을 보호할 가능성이 있다. 또 교육목표를 실현하는 과정에서 훈계와 벌, 지도와 징계 등이 필요할 수 있으므로 교사는 체벌을 효과적인 교육방법의 하나로 여길 소지가 있다. 이처럼 학교체벌에는 체벌대상 학생과 교사, 다른 학생의 이해관계가 얽혀 있으므로 그 규율의 형식과 내용, 절차는 법령에 의해 엄격하게 정해져야 한다. 따라서 교사가 학생에게 체벌을 하려면 원칙적으로 위에 본 법령과 규정을 준수하여 행해야 한다. 물론 학생생활규정만이 체벌의 정당성 여부를 판단할 때 절대적인 기준이 되는 것은 아니지만, 교사가 이를 무시하고 직무상의 재량이라는 이유로 멋대로 체벌을 가하는 행위는 특별한 사정이 없는 한 사회통념상 용인되기 어려울 것이다. 이미 교육관련 법령에서 체벌은 자유롭게 선택할 수 있는 교육방법이 아니라 극히 제한적인 지도방법으로 정하였고 학생생활규정은 이를 구체화하였으며, 학교는 민주주의를 학습하는 기본적인 장소이므로 교사가 먼저 인권과 적법절차를 중시하는 모범을 보여야하기 때문이다.미성년의 학생들은 교육을 통하여 인격을 형성하여 가는 과정에 있는데, 정신적 신체적으로 감수성이 예민하고 행동을 절제하기 어려운 질풍노도의 시기에 있다. 사회 환경이 급변하면서 오늘날의 청소년들은 자신의 개성과 자유를 중시하며 기존의 가치관념으로 분류하거나 이해하기 어려운 행동양식과 사고방식을 가지고 있다. 교사들이 관심영역과 개성이 다른 많은 학생들을 효과적으로 교육하기가 어려운 것이 현실이지만, 그렇다고 하더라도 학생들의 눈높이에 맞추어 적절한 교육방법을 택하지 아니하고 체벌로 쉽게 학생들을 통제하려는 것은 교육자로서의 바람직한 태도가 아니다. 또 벌 받을 만한 행동이 반드시 맞을 짓은 아니며, 진정한 벌이나 지도란 학생이 스스로 깨달음을 얻도록 도와주는 것이다. 자칫 심각한 인권침해를 불러올 수 있는 체벌보다 학생의 잘못에 대해 책임을 일깨우고 민주적 가치와 인권의식을 체화시키는 대안적 훈육방법, 효과적인 학급경영기법 및 학생지도능력을 강화하여 개발하는 것이 바로 교육담당자의 직무인 것이다.

교육학| 2020.05.12| 7페이지| 1,500원| 조회(179)

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세포학- 세포표면과 세포골격 보고서 평가A좋아요

세포표면과 세포골격세포학 [제 3주 세포표면과 세포골격]교 과 목 : 세 포 학담당교수 :학 과 :학 번 :이 름 :제 출 일 :목 차I. 서론11. 들어가는 말1II. 본론11. 세포의 구조와 기능1가. 세포막의 구조1나. 세포막의 기능21) 인질22) 통합 단백질과 주변 단백질2가) 통합 단백질2나) 주변 단백질32. 세포의 근육/골격에 해당하는 세포골격의 구조와 기능3가. 세포골격의 구조3나. 세포골격의 기능31) 미세섬유32) 미세소관43) 중간섬유4III. 결론 및 제언41. 내 생각4가. 세포학에 대하여42. 그 밖에 알고 싶은 내용5가. 세포학에서의 유전학5IV. 참고문헌5Ⅰ.서론1. 들어가는 말세포생물학(細胞生物學, cell biology, 혹은 cytology)은 세포의 생리적 특성, 세포의 구조, 세포 속의 세포소기관, 환경과의 상호작용, 세포 주기, 세포의 분열과 죽음과 같은 것을 연구하는 학문 분야이다. 이러한 연구는 현미경 수준과 분자 수준에서 이루어진다. 세포생물학이 다루는 생물은 매우 다양하다. 세균과 원생동물 같은 단세포 생물에서부터 사람, 식물, 곰팡이 같은 다세포 생물의 많은 전문화된 세포까지 다양한 세포를 대상으로 연구한다.세포생물학은 세포와 세포가 작동하는 방식을 연구한다. 그 범위는 세포를 기능하도록 하는 세포 내부의 과정에서부터 세포가 다른 세포와 상호작용하는 방법에 이르기까지 폭이 넓다. 분자생물학이 주로 생명의 분자(주로, 핵산과 단백질)에 관심을 갖고있는 반면에, 세포생물학은 이러한 분자들이 세포의 생존과 번식, 그리고 정상적인 세포 기능 수행에서 어떻게 사용되고 있는지에 관심을 갖는다.Ⅱ.본론1. 세포막의 구조와 기능세포막 (cell membrane)은 세포 외 막 뿐만 아니라, 세포 내에 소포체, 골지체, 리소좀 등과 같은 다양한 기관들을 형성하게 해주는 막을 형성하여 경계를 구분해주며, 진핵세포의 경우에는 핵막을 구성해서 유전물질을 세포질과 분리하여 핵이라는 구조물 안에 위치시킨다. 세포막 중에서도 원형질막 (분의 물질들은 세포막에 존재하는 특정 수용체 또는 통로 단백질들의 도움을 받아 능동 또는 수동적으로 투과되게 한다. 모든 생체의 세포막은 비대칭성을 띠고 있으며, 이러한 비대칭성을 통해서 생명 현상에 필수적인 물질이동, 신호전달 등의 세포막 특징적인 기능이 가능하게 된다. 또한 세포의 종류와 특성에 따라 세포막 구성분이나, 비율 등이 크게 차이 나는데, 이는 세포, 조직, 또는 기관의 특징적인 기능을 부여하고, 세포막 성분들이 세포의 기능에 중요한 역할을 하게한다. 세포막을 통한 물질의 이동은 크게, 에너지가 필요 없이 확산에 의해 이동되는 수동수송과, 에너지를 이용해서 농도와 무관하게 이동되는 능동수송이 있다. 세포질 쪽에 존재하는 세포막에는 세포내 골격과 연결되어 있어서, 세포내 소기관들이 위치하게 하고, 이들과 연결된 막 단백질들이 세포의 구조를 유지하고 기능을 수행하게 한다. 세포막 성분은 여러 가지 방식에 의해 세포막에 추가되거나 혹은 제거됨으로서, 크기, 기능을 조절하고 이러한 기능들을 통해 세포의 성장 노화 등에 밀접하게 연관되어 있다.가. 세포막의 구조세포막의 기본구조는 인지질 이중층으로 되어있다. 인지질은 극성과 비극성부분을 동시에 지니고 있어서 수용액에서는 열역학적으로 안정한 인지질 이중층을 형성한다. 세포막을 구성하는 인지질은 지질을 구성하는 지방산의 길이와 불포화도의 정도에 따라 다양한 종류로 구성되어 있고, 극성 부분도 인지질에 따라서 다양한 종류로 구성되어있다. 또한 세포막에는 콜레스테롤이 존재하는데, 인지질의 종류와 콜레스테롤의 상대적 양에 따라서 세포막의 유동성이 조절된다. 그밖에 세포막에는 다양한 기능을 하는 단백질들이 존재하여 많은 인지질들과 연계되어 안정화되어있는데 일부 단백질에는 다양한 크기와 종류로 구성된 당 분자가 부착되어있기도 하다. 세포막에 존재하는 단백질들에는 가장 대표적인 것이 수송체 단백질이고, 그 밖에 수용체 단백질과 세포부착 단백질들이 있으며 이러한 단백질은 세포 기능 및 조직 구성을 항시 일정하게 유지하는 한된 단백질들과의 상호작용으로 인하여 실제로는 자유로운 확산에는 제한이 있을 수밖에 없다. 즉 세포막 표면은 항상 형태 없이 움직이는 유체가 아니라, 어느 정도의 고정 구조를 보여준다.그림1. 세포막의 구조.나. 세포막의 기능1) 지질세포막의 지질은 물이 통과하는 것을 막아준다. 세포막은 기본적으로 지질 두 분자 정도의 두께밖에 되지 않는 인지질 이중층(Phospholipid bilayer)이 세포 표면을 전체적으로 감싸고 있는 구조로 되어 있다. 이러한 이중층에 큰 구형단백질이 군데군데 박혀있다. 인지질 이중층은 기본적으로 인지질 분자들로 이루어져 있다. 인지질의 구조 중, 인산염이 붙은 쪽은 물에 녹는 친수성(Hydrophilic)이며, 지방산이 붙은 쪽은 지방에만 녹는 소수성(Hydrophobic)을 나타낸다.소수성인 부분은 물을 밀어내는 반면 소수성인 부분끼리는 서로 끌어당기므로 자연스럽게 막의 안쪽으로 나란히 늘어서는 구조를 이룬다. 친수성을 나타내는 인산염 부분은 세포막의 양쪽 표면에 위치하면서, 막의 안쪽에서는 세포내액과, 막의 바깥쪽에서는 세포외액과 접촉하고 있다. 세포막의 중간에 위치하는 지질층은 이온, 포도당, 요소(Urea)와 같은 수용성 물질들을 통과시키지 않는 반면 산소, 이산화탄소, 알코올과 같은 지용성 물질들은 쉽게 통과할 수 있도록 해준다.막의 콜레스테롤 분자도 사실상 지질인데, 이는 그들의 스테로이드 핵(Steroid nucleus)이 매우 지용성이기 떄문이다. 이들은 인지질 이중층의 세포막에 녹아 있는 상태로 존재한다고 할 수 있다고 할 수 있으며, 체액의 수용성 구성물질에 대한 세포막의 투과성정도를 결정하는 데 큰 역할을 한다. 또한 콜레스테롤은 막의 유동성의 정도를 조절하는 역할을 한다.2) 통합단백질과 주변단백질인지질 이중층에 떠있는 덩어리는 막단백질로서, 대부분 당단백질(Glycoproteins)로 구성되어있다. 막단백질은 크게 두 종류가 있는데, 세포막 전체를 관통하고 있는 통합단백질(Integral proteins)과 통로(Channel) 혹은 막공(Pores)를 형성한다. 이들 단백질 통로들은 또한, 어떤 특정 물질이 다른 물질들보다 확산이 더 잘 되게 해주는 선택적인 특징을 갖고 있따. 다른 통합단백질로 운반단백질(Carrier Protein) 역할을 하는 것도 있는데, 인지질 이중층을 통과하지 못하는 물질들은 운반해준다. 확산작용이 일어나는 전기화학적 경사와 반대 방향으로 운반이 일어날 때, 이를 능동수송(Active transport)이라고 한다. 그 외에 효소로 작용을 하는 통합단백질도 있다. 통합단백질은 또한 세포막을 쉽게 통과하지 못하는 펩타이드 호르몬과 같은 수용성 화학물질에 대한 수용체로도 작용할 수 있다. 특정 리간드(Ligand)가 세포막의 수용체에 결합하면 수용체 단백질의 구조적 변화를 일으켜, 단백질의 세포 안쪽 부분을 효소적으로 활성화시키거나, 세포질 내에서 어떤 단백질과 수용체 간의 상호작용을 일으키는 이차전령물질(Second messengers)로서 작용함으로써 세포 밖에서 수용체로 들어온 신호를 세포 안쪽으로 전달해 준다. 이러한 방법으로, 세포막에 걸쳐져 있는 통합단백질은 주위 환경에 대한 정보를 세포 안으로 전달시켜주는 수단을 제공해준다.나) 주변단백질 : 주변단백질은 주로 통합단백질에 부착되어 있다. 이들은 주로 효소로 작용하거나, 세포막의 막공을 통한 물질운반을 조절하는 역할을 한다.2. 세포의 근육/골격에 해당하는 세포골격의 구조와 기능모든 세포에 존재하는 세포 내 골격기관으로, 섬유 구조를 통해 세포의 형태를 이루게 해주며 세포의 이동에도 관여한다. 사람의 뼈와 다르게 세포골격은 매우 역동적이라고 할 수 있다. 세포골격은 짧은 시간에 길이를 늘리거나 줄어들게 할 수 있는데, 이러한 역동적인 움직임은 세포의 구조를 변경하거나 분열할 때, 이동하는 것이 가능하게 해 주는 역할을 한다.가. 세포골격의 구조진핵생물의 경우 세포골격은 미세섬유(microfilaments), 미세소관(microtubules), 중간섬유(intermediate 세포골격에서 결합할 수 있다. 각각의 자가생성 단백질은 임계 농도(critical concentration)라 불리는 특정 농도를 갖고 있는데, 이 농도보다 적을 때에는 단백질 단량체(monomer)의 형태가 선호되고, 많을 때에는 다량체(polymer)의 형태가 선호된다. 이러한 특성은 세포가 빠르게 세포골격 구조를 조절할 수 있게 한다.그림2. 세포골격의 구성.나. 세포골격의 기능1) 미세섬유미세섬유 조직은 약 6~7nm(나노미터)의 지름을 가지는 섬유로 이루어져 있으며, 세포막 단백질과 결합하여 세포의 형태를 잡아주고 세포의 이동이나 분열이 가능하게 하는 중요한 역할을 한다. 섬유를 이루고 있는 단백질을 액틴(actin)이라고 부르는데, 액틴의 무게는 약 42kilodalton(킬로달톤)이며 근육을 이루는 미세한 섬유를 생성하기도 한다. 정제된 액틴을 시험관에서 배양하면 약 6nm의 섬유가 생성되며, 이러한 섬유는 액틴의 단량체가 나선구조로 결합된 형태로 이루어져 있다.각각의 미세섬유는 빨리 늘어나는 양극과 느리게 늘어나는 음극이 있는데, 대부분의 세포에서는 미세섬유 양극이 세포의 모서리를 향하고 있다. 여기서 액틴 단량체의 중합이 미세섬유의 양극방향으로 빠르게 일어나면서 세포의 한 부분이 돌출되는데, 이러한 세포 모서리의 확장은 결국엔 세포가 방향성을 가지고 이동할 수 있게 해 주는 역할을 한다.2) 미세소관세포골격 섬유 중 가장 큰 섬유로 지름이 약 25nm(나노미터)이다. 미세섬유와 비슷하게 미세소관도 액틴과 같은 자가생성 단백질을 생산하는데, 2개의 단량체로 이루어져 있으며 각각 알파 튜블린(alpha tublin)과 베타 튜블린(beta tublin)이라고 불리는 단량체가 서로 결합되어 있다. 알파 튜블린과 베타 튜블린은 결합하여 원섬유(protofilament)를 이루고, 13개의 원섬유는 병렬로 결합하여 원통형 구조의 미세소관을 이룬다. 미세소관 역시 빠르게 늘어나는 양극과 느리게 성장하는 음극이 존재하며, 대부분의 세포에서 미세소관은 세포 간섬유

자연과학| 2020.05.12| 7페이지| 2,000원| 조회(129)

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세 포세포학 [제 2주 세포]교 과 목 : 세 포 학담당교수 :학 과 :학 번 :이 름 :제 출 일 :목 차I. 서론11. 들어가는 말1II. 본론11. 생명의 단위12. 원핵세포와 진핵세포1가. 원핵세포와 진핵세포11) 원핵세포의 기본구조12) 진핵세포의 기본구조23. 동물세포와 식물세포2가. 동물세포와 식물세포24. 생명현상을 위한 세포의 역할3III. 결론 및 제언31. 내 생각3가. 세포학에 대하여32. 그 밖에 알고 싶은 내용4가. 세포학에서의 유전학4IV. 참고문헌4Ⅰ.서론1. 들어가는 말세포생물학(細胞生物學, cell biology, 혹은 cytology)은 세포의 생리적 특성, 세포의 구조, 세포 속의 세포소기관, 환경과의 상호작용, 세포 주기, 세포의 분열과 죽음과 같은 것을 연구하는 학문 분야이다. 이러한 연구는 현미경 수준과 분자 수준에서 이루어진다. 세포생물학이 다루는 생물은 매우 다양하다. 세균과 원생동물 같은 단세포 생물에서부터 사람, 식물, 곰팡이 같은 다세포 생물의 많은 전문화된 세포까지 다양한 세포를 대상으로 연구한다.세포생물학은 세포와 세포가 작동하는 방식을 연구한다. 그 범위는 세포를 기능하도록 하는 세포 내부의 과정에서부터 세포가 다른 세포와 상호작용하는 방법에 이르기까지 폭이 넓다. 분자생물학이 주로 생명의 분자(주로, 핵산과 단백질)에 관심을 갖고있는 반면에, 세포생물학은 이러한 분자들이 세포의 생존과 번식, 그리고 정상적인 세포 기능 수행에서 어떻게 사용되고 있는지에 관심을 갖는다.Ⅱ.본론1. 생명의 단위세포[ cell , 細胞 ] ; 요약거의 모든 생물의 기능적, 구조적 기본 단위.가. 세포의 구조세포는 원형질로 된 작은 상자 모양으로 핵(核)이라는 구형의 소체를 가지고 있다. 핵 속의 염색사(染色絲)는 DNA로 되어 있는 유전자를 품고 있다. 또한, 핵 속에는 하나 이상의 인(仁)이라고 하는 소체가 있는데 RNA를 많이 함유하고 있다.세포질 속에는 색소체(色素體)·미토콘드리아·골지체 등이 있으며, 색소체는 식물세포에만 있는 것으로 크기가 4∼6μm이다. 색소체에는 엽록체·백색체·잡색체 등이 있는데, 엽록체·잡색체 속에는 엽록소를 함유하고 있어 이들 색소체를 가지고 있는 생물은 광합성을 할 수 있다. 미토콘드리아는 지름 0.5∼1μm, 길이 7μm로, DNA와 RNA를 가지고 있다. 이것은 호흡효소를 비롯한 여러 효소를 가지고 있어 효소활동의 중심이 된다.세포질의 내부에는 액포(液胞)라는 거품 구조가 포함되어 있는데 식물세포에서는 세포가 오래될수록 액포의 수도 많아진다. 동물세포에서는 액포가 작은 형태로 포함되어 있는 경우가 많다.한편, 전자현미경으로 관찰해보면 세포의 세포질 속에는 주머니를 눌러 겹친 모양의 막상 구조가 있는데 이 구조를 소포체(小胞體:endoplasmic reticulum)라 한다. 그 두께는 1장의 막이 8∼10 nm이다. 이 막의 표면에 리보솜(ribosome)이라는 입자가 무수히 붙어 있어서 단백질 합성에 관여한다.2. 원핵세포와 진핵세포가. 원핵세포와 진핵세포1) 원핵세포의 기본적인 구조원핵세포(prokaryote)는 핵막이 없어서 세포의 유전물질인 DNA가 세포질에 있는 세포를 말한다. 원핵세포(prokaryote)는 ‘이전의 핵’을 의미하는 용어로서 이전을 의미하는 ‘pro’와 핵을 나타내는 ‘karyon’의 합성어이다. 원핵세포는 진핵세포(eukaryote)와 달리내막계(endomembrane system)가 발달되어 있지 않아 핵, 미토콘드리아, 엽록체, 소포체 및 골지체와 같은 세포내소기관이 없다. 대부분의 원핵세포는 진핵세포와 달리 하나의 염색체(chromosome)만을 가지고 있어서 각 유전자가 하나만 있으므로 유전적으로 반수체(haploid)이다. 원핵세포의 염색체는 주로 원형의 DNA로 이루어져 있으며 진핵세포에 있는 뉴클레오솜(nucleosome) 구조는 발견되지 않는다. 염색체 이외에 플라스미드(plasmid)라고 불리는 원형의 작은 DNA를 갖기도 하는데 플라스미드는 여러 개를 가질 수도 있다. 진정세균(eubacteria)과 고세균(archaebacteria)은 원핵세포로 이루어진 단세포 생물이다. 원핵세포는 대개 진핵세포보다 크기가 작아 진핵세포의 미토콘드리아나 엽록체 정도의 크기를 가지는 경우가 많다.그림1. 원핵세포의 구조.2) 진핵세포의 기본적인 구조진핵세포(eukaryote)는 막으로 둘러싸인 핵(nucleus)을 가지며 원핵세포(prokaryote)에 비하여 일반적으로 형태가 더 복잡하고 크기도 10배 정도까지 더 크다. 진핵세포(eukaryote)라는 단어는 그리스어에서 기원하였으며, well이나 true를 의미하는‘eu’와 핵을 나타내는 ‘karyon’의 합성어이다. 진핵세포는 원핵세포와 달리 광범위하고 다양하게 발달한 막으로 이루어진 세포내 소기관(intracellular organelle)을 갖는다. 진핵세포에서는 원핵세포에서 일어나지 않는 유사분열(mitosis)이나 감수분열(meiosis)이 일어난다. 진핵세포에는 DNA가 위치하고 복제가 일어나며 전사가 일어나는 핵이 있다. 진핵세포에서는 세포내 소화, 식세포작용, 원형질유동, 음세포작용, 아메바운동 등의 복잡한 과정이 일어난다.그림2. 진핵세포의 구조3. 동물세포와 식물세포가. 동물세포와 식물세포동식물 세포는 공통적으로 핵, 세포막, 세포질, 미토콘드리아가 있고, 식물세포에는 동물세포에 없는 엽록체와 세포벽이 있다. 모양이나 그 구성 성분에 있어 차이가 있다. 식물세포는 세포막 주변을 세포벽이 둘러싸고 있어 모양이 비교적 고정적이고 다면체를 이루고 있다. 반면 동물세포는 세포벽이 존재하지 않아 모양이 유동적이며 대체로 구형을 이루고 있다. 식물의 세포벽을 구성하고 있는 성분은 셀룰로오스이다. 인체는 셀룰로오스를 분해하는 효소가 없어 잘 분해되지 않으며, 장 내를 자극하여 장 운동을 촉진시키는 역할을 하기도 한다. 또 식물세포에는 엽록체와 액포가 존재하지만 동물세포는 그렇지 않고, 식물세포에는 없는 중심체를 가지고 있다.그림3. 동물세포와 식물세포의 구조.4. 생명현상을 위한 세포의 역할세포의 기능은 핵과 세포질, 즉 원형질의 기능이 대부분을 차지한다. 세포질을 구성하는 물질이나 세포질을 둘러싼 물질 및 소체의 변화나 행동에 의하여 여러 가지 화학변화와 물질 변환, 그리고 에너지 변환이 일어나서 생명의 중심을 이루는 일을 계속할 수 있다. 핵분열이나 세포분열도 세포 내의 물질이나 에너지 변환에 의하여 일어나는 세포의 움직임의 결과이다.핵은 유전자를 가지고 유전의 주체가 되고 미토콘드리아는 효소 활동이나 에너지의 중심이 되며, 리보솜은 단백질 합성, 색소체인 엽록체는 광합성을 한다. 세포벽은 용액을 자유로이 통과시키지만 세포막은 용액을 선택적으로 흡수 ·배출시킨다. 또, 흡수한 수분에 의하여 세포 내에 삼투압이라는 압력을 만든다. 세포를 그 세포액보다 높은 농도의 용액에 넣으면 세포 속의 수분을 밖으로 내고, 농도가 낮은 용액에 넣으면 세포 속으로 수분이 들어온다.수분이 빠져 나갔을 때는 식물세포에서는 원형질이 세포벽에서 떨어져 수축한다. 이 현상을 원형질분리라고 한다. 원형질은 조금씩 유동이 있는데 현미경상으로는 거의 볼 수가 없다. 동물의 아메바의 세포, 식물의 자주달개비의 수술세포, 차축조의 마디 사이 세포 등에서는 세포액이 격하게 움직이는 것을 볼 수 있다. 그 원인은 세포질 자체의 수축성에 의한 것으로 생각되어 근육의 수축과 닮았다고 추측할 수 있다.

자연과학| 2020.05.12| 6페이지| 2,000원| 조회(236)

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세포학- 세포의 에너지 획득 보고서

제 3장 세포의 에너지 획득세포학 [제 4주 세포의 에너지 획득]교 과 목 : 세 포 학담당교수 :학 과 :학 번 :이 름 :제 출 일 :목 차I. 서론11. 들어가는 말1II. 본론11. 효소1가. 효소의 구조1나. 효소의 특성1다. 효소의 반응 속도22. 칼로리와 물질대사2가. 정의21) 칼로리22) 물질대사2가. 작용경로21) 이화작용22) 동화작용23. 체지방과 건강2가. 체지방과 건강2나. 비만과 식욕21) 음식물 섭취3가) 기초대사량3나) 1일대사량32) 에너지 균형3가) 영양부족(기아상태)3나) 영양과다(비만)34. 에너지 만들기3가. 구조3나. ATP 합성31) 기질 수준 인산화32) 산화적 인산화3다. ATP 분해45. 세포호흡4가. 종류41) 유산소 호흡42) 해당과정43) 시트르산 회로44) 산화적 인산화45) 발효4III. 결론 및 제언51. 내 생각5가. 세포학에 대하여52. 그 밖에 알고 싶은 내용5가. 세포학에서의 유전학5IV. 참고문헌5Ⅰ.서론1. 들어가는 말세포생물학(細胞生物學, cell biology, 혹은 cytology)은 세포의 생리적 특성, 세포의 구조, 세포 속의 세포소기관, 환경과의 상호작용, 세포 주기, 세포의 분열과 죽음과 같은 것을 연구하는 학문 분야이다. 이러한 연구는 현미경 수준과 분자 수준에서 이루어진다. 세포생물학이 다루는 생물은 매우 다양하다. 세균과 원생동물 같은 단세포 생물에서부터 사람, 식물, 곰팡이 같은 다세포 생물의 많은 전문화된 세포까지 다양한 세포를 대상으로 연구한다.세포생물학은 세포와 세포가 작동하는 방식을 연구한다. 그 범위는 세포를 기능하도록 하는 세포 내부의 과정에서부터 세포가 다른 세포와 상호작용하는 방법에 이르기까지 폭이 넓다. 분자생물학이 주로 생명의 분자(주로, 핵산과 단백질)에 관심을 갖고있는 반면에, 세포생물학은 이러한 분자들이 세포의 생존과 번식, 그리고 정상적인 세포 기능 수행에서 어떻게 사용되고 있는지에 관심을 갖는다.Ⅱ.본론1. 효소효소는 생체 내에 존재하는 고분자 을 촉진한다. 효소가 작용할 수 있는 분자를 기질이라고 부르며, 효소는 기질을 생성물로 전환시킨다.가. 효소의 구조리보자임을 제외한 단백질 효소는 하나 이상의 아미노산 사슬로 구성되며, 이러한 아미노산들의 서열은 효소 특이성에 필수적인 단백질 구조를 결정하는 중요한 요소이다. 단백질 구조는 온도 또는 pH의 변동에 의해 변화되면 효소는 변성 및 파괴되어 능력을 상실할 수 있다.그림1. 온도에 따른 효소의 활성 곡선.나. 효소의 특성효소는 화학 반응을 촉진하기 위해 기질에 결합해야 한다. 각각의 효소는 특정한 기질과 결합하여 촉매 작용을 수행한다. 이러한 효소의 특이성은 기질과 결합하는 효소 결합 부위의 상보적인 형태, 전하, 친수성 및 소수성의 특성 등에 의해 결정되어 유사한 기질 분자를 구별할 수 있게 해준다.효소는 화학 반응 시 효소-기질 복합체(ES)를 형성한다. 이 과정에서 효소는 전이 상태의 에너지를 낮춤으로써 반응 속도를 증가시킨다. 반응이 끝난 뒤에, 생성물(product)은 효소로부터 분리된다.그림2. 효소가 존재하는 조건에서 에너지와 반응속도의 변화 그래프.다. 효소 반응 속도효소의 반응 속도에 영향을 미치는 중요한 요소는 기질의 농도이다. 이는 효소에 의한 반응은 반드시 효소-기질 복합체를 형성하는 결합 단계가 필요하기 때문이다. 기질이 가역적으로 효소와 결합하여 효소-기질 복합체 형성 속도를 확인하기 위한 미하엘리스-멘텐(Michaelis?Mente)식은 다음과 같다.v= {d[P]} over {dt} = {V _{max} [S]} over {K _{M} +[S]}[S] : 기질의 농도, [P] : 생성물의 농도, V max : 최대 반응속도 상수, KM : 미하엘리스 상수2. 칼로리와 물질대사가. 정의1) 칼로리체내에서 발생하는 에너지의 양을 말한다. 사람은 이 열량을 이용하여 일정한 체온을 유지하고 음식의 소화를 비롯한 운동을 할 수 있다. 열량의 단위는 cal(칼로리)를 사용하고 탄수화물, 지방, 단백질을 3대 열량 영양소라 한다.2)학 반응으로, 효소에 의해 촉매된다. 생물체는 섭취한 영양물질을 분해하여 에너지를 얻어야 하고, 세포 및 생명체를 구성하는 성분들을 합성해야 하며, 필요하지 않은 물질을 몸 밖으로 내보낸다. 이러한 세포 내의 물질과 에너지의 흐름을 관리하는 것을 총체적으로 물질대사라고 한다. 대사는 두 부류로 나눌 수 있다.나. 작용경로1) 이화작용(catabolism)복잡하고 큰 물질을 분해하여 간단하고 작은 물질로 만드는 반응으로 반응물 속의 에너지가 방출되는 발열반응 (자유에너지 감소반응)이다. 이때 방출된 에너지는 일부 열로 소실되지만, 많은 에너지는 ATP 형태로 전환되어 모든 생체반응에서 필요로 하는 에너지원을 공급한다.2) 동화작용(anabolism)동화 작용은 생물체 내에서 간단한 물질로부터 복잡한 물질이 합성되는 화학 변화를 말하며, 에너지가 흡수되는 흡열 반응 (자유에너지 증가반응)이다. 세포 내에서는 탄수화물ㆍ단백질ㆍ지방 등 여러 세포 구성 물질의 합성이 끊임없이 일어나는데, 이러한 합성 과정도 역시 동화 작용에 해당한다.그림3. 애너지대사 (동화작용, 이화작용)3. 체지방과 건강_비만과 식욕가. 체지방과 건강체지방은 신체를 구성하는 지방조직이다. 지방조직은 주로 지방세포와 물로 구성되며 성인은 약 6~25kg 정도이다. 지방 1kg은 약 7,300kcal의 에너지가 있다. 저장지방이 과잉으로 축적된 상태가 비만이고 비만에서는 합병증 예방 관점에서 체중보다 체지방의 양이 중요시된다.나. 비만과 식욕1) 음식물 섭취가) 기초대사량 : 심장 박동, 호흡, 세포 내에서 물질의 합성 등 생명 유지에 필요한 최소한의 에너지양을 말한다.나) 1일 대사량 : 하루에 필요한 총 에너지양으로 기초 대사량과 여러 가지 활동에 필요한 활동 대사량을 포함한다. 하루에 사용하는 에너지의 60~65%는 기초 대사량으로 소비하고, 외부 활동으로 25~30%, 음식을 먹거나 소비하는데 10%의 에너지를 소비한다.2) 에너지 균형가) 영양부족(기아상태) : 활동에 필요한 에너지양보다 섭 필요한 에너지를 만들어 내므로 살이 빠지고, 질병에 대한 저항성이 떨어져 각종 질병에 노출되기 쉽다.나) 영양과다(비만) : 활동에 필요한 에너지양보다 섭취한 에너지양이 많은 경우로 사용하고 남은 에너지는 지방의 형태로 저장되며 이러한 현상이 지속되면 체지방 축적량이 증가하여 비만이 될 수 있다.4. 에너지 만들기 (ATP = E 화폐)생명체를 유지하기 위해서는 ATP가 필요하다. ATP는 ‘Adenosine Tri-Phosphate’의 약자로 네 가지 염기 중 하나인 A(아데닌)에 인산기 3개가 나란히 직렬로 연결되어있는 유기화합물이다.가. 구조5탄당 리보스(ribose)와 아데닌(adenine)이 결합한 아데노신(adenosine)에 3개의 인산기(phosphate)가 결합한 구조를 이루며, 이 때 결합하는 인산기의 개수가 3개여서 3인산(triphosphate)이라 부른다.그림4. ATP의 구조나. ATP의 합성생명체는 글리코젠, 지질 등의 저장 분자를 이용해 에너지를 축적하며 저장된 에너지를 사용하기 위해선 수송 분자인 ATP로 재가공 되어야 한다. 때문에 ATP의 합성반응은 생명체의 유지에 있어 매우 중요한 반응이며 아데노신 2인산(adenosine diphosphate; ADP)의 인산화를 통해 만들어진다.1) 기질 수준 인산화기질 수준 인산화는 인산기를 운반하는 중간물질(R-OPO32-)에서 인산기를 제공받아 ATP를 합성하는 반응으로 세포질에서 일어나는 해당 과정에서 볼 수 있다.그림5. 해당과정에서의 기질수준 인산화2) 산화적 인산화산화적 인산화는 유기물이 산화되면서 발생하는 에너지가 전자전달계를 거치면서 화학적 농도 기울기를 형성하고, 농도 기울기에 의한 위치에너지를 이용해 ADP에 인산기(Pi)를 결합하여 ATP를 합성하는 반응으로 미토콘드리아 내막에서 볼 수 있다. 이 과정은 ATP 합성효소가 관여하며 기질수준 인산화보다 높은 효율을 보여준다.그림6. 미토콘드리아 내막에서의 산화적 인산화다. ATP의 분해ATP는 생명체를 유지하는데 필요인산기의 인산결합이 가수분해 되면서 에너지를 발생시킨다.5. 세포호흡세포 호흡은 세포가 영양분을 처리하여 세포가 쓸 수 있는 에너지 즉 ATP를 만들어 내고 그 과정에서 나오는 폐기물을 처리하는 과정이다. 이는 약한 에너지 결합이 더욱 강한 에너지 결합으로 변화하는 이화 작용 (catabolic pathway)이다. 이를 통해 세포가 쓸 수 있는 화학적 에너지가 발생하므로 세포 호흡은 일종의 발열 반응이고 연소 (combustion) 과정과 본질적으로 비슷하나 이것이 매우 천천히 조절되고 있다는 점이 다르다. 세포에서 쓸 수 있는 에너지 형태는 ATP로서 마지막 세 번째 인산기의 화학적 결합이 상대적으로 약하기 때문에 에너지 준위에 따라 무난히 떨어졌다 붙었다 하며 세포가 각종 세포의 생명 현상 수행과정에서 쓸 수 있는 화학적 에너지를 제공하게 된다.가. 종류1) 유산소 호흡 (aerobic respiration)유산소 호흡은 산소 존재하에서 ATP를 생산하는 과정이며 여러 가지의 성분이 유산소 호흡의 기질이 될 수 있으나 가장 많이 사용되는 기질은 포도당으로부터 해당과정에서 생성된 피루브산이다.2) 해당과정해당과정 (glycolysis)은 산소 (oxygen, O2)의 도움 없이 포도당을 피루브산 (pyruvic acid)으로 변화시키는 과정이며 총 반응식은 glucose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi -> 2pyruvate + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O 이다.무산소 상태에서는 피루브산이 전자 수용체로 작용해 젖산 (lactic acid)으로 변화한다.3) 시트르산 회로시트르산 회로는 해당과정에서 생산된 피루브산이 미토콘드리아 내부로 들어와 피루브산 탈수소효소 중합체에 의해 아세틸 CoA (acetyl-CoA)로 변화한 후 시트르산으로부터 시작되는 일련의 유기물로 변화하면서 NADH, FADH2, ATP를 생산하는 과정이다.3) 산화적 인산화산화적 인산화는 미토콘드리아의 안쪽 막에서 미토콘드리아 호흡 중합체 I ~ V 까지의 연속 정이다.

자연과학| 2020.05.12| 8페이지| 2,000원| 조회(184)

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