생 명
1.영양과 건강
1)영양과 건강
①영양소
식물들과 동물들이 저장하고 있는 유기물을 음식물로 섭취하며, 이 음식물 속에는 탄수화물, 지방, 단백질, 비타민, 무기염류, 물 등의 영양소가 함유되어 있다.
·영양소의 종류와 기능
*3대 영양소
탄수화물 : C,H,O의 3가지 원소로 구성되어 있다
원형질의 1% 정도밖에 안 되지만, 중요한 에너지원으로 1g 당 4kacl의 열량이 발생한다.
단당류와 이당류, 다당류가 있다.
단당류와 이당류는 단맛이 있으며 물에 잘 녹으나, 다당류는 단맛이 없고 물에 잘 녹지 않는다
포도당은 글리코겐의 형태로 간에 저장되기도 하고 필요에 따라 글리코겐은 다시 포도당으로 분해되기도 하여 몸의 혈당량을 일정하게 유지시킨다.(0.1%정도)
지 방 : C,H,O로 구성되어 있다.
3분자의 지방산과 1분자의 글리세롤이 결합하여 형성된다.
1g당 9kcal의 열량을 발생하여 에너지원으로 사용된다.
물에는 잘 녹지 않으나 아세톤과 같은 유기 용매에는 잘 녹는다.
생체막의 주성분이고, 피하나 장간막 등에 저장되기도 한다.
단 백 질 : C,H,O 및 N,S 등으로 구성되어 있다.
분자량이 크고 열에 쉽게 변성된다.
1g당 4kcal의 열량이 발생한다.
원형질의 주요 구성 성분이며, 효소, 항체, 호르몬, 생체막 등의 주성분으로 체내에서 일어나는 여러 가지 생리 기능을 조절한다.
*부영양소
비타민 : 몸을 구성하거나 에너지원은 아니지만 적은 양으로 생리 기능을 조절하며, 체내에서 합성되지 않기 때문에 반드시 음식물을 섭취해야 한다. 섭취량이 부족하면 야맹증, 각기병등의 결핍증이 나타난다.
간
카로틴(프로비타민 A) 비타민 A
피부
에르고스테롤(프로비타민 D) 비타민 D
자외선
무기염류 : 에너지원은 아니지만 몸을 구성하는 성분이며, 체액의 삼투압과 pH조절 및 효소의 활성화 등 여러 가지 생리 기능을 조절한다.
물 : 원형질을 구성하는 성분 중에서 가장 많은 양을 차지하는 성분으로, 사람의 경우 전체 몸무게의 약 70%를 차지하고 있다. 체내에서 일어나는 화학 반응의 장소이고, 이상적인 용매로 작용한다.
·영양소의 검출
포도당 수용액 + 베네딕트 용액 황적색
△가열
녹말 + 요오드 - 요오드화칼륨 용액 청남색
지방 + 수단 Ⅲ 용액 선홍색
단백질 + 5% NaOH수용액 + 1% CuSO4 용액 청자색
단백질 + 진한 질산 황 색
△가열
②소화
음식물을 체내에서 흡수할 수 있는 작은 알갱이로 분해하는 과정을 소화라 하며, 이와 탁에 의해 음식물을 잘게 부수어 소화액과 혼합하는 기계적 소화와 소화 효소에 의해 음식물을 가수 분해하는 화학적 소화가 있다. 소화된 양분은 체내로 흡수된다.
·소화과정
*입 : 음식물을 부수는 저작 운동을 하며, 침 속에 있는 아밀라아제의 작용으로 녹말이 엿당과 덱스트린으로 분해된다.
녹말 ( 침속의 아밀라아제 : pH 7.0 ) → 엿당 + 덱스트린
*위 : 가스트린이라는 호르몬과 신경의 자극으로 위액이 분비된다. 위액에는 염산(HCl)이 포함되어 있어 펩시노겐을 활성화시키며, 살균 작용으로 음식물의 부패를 방지한다. 펩신의 작용으로 단백질이 폴리펩티드로 가수 분해된다.
펩시노겐 ( 위액의 HCl : pH 2.0 ) → 펩신 → 단백질이 폴리펩티드로 분해된다.
*소장 : 이자액, 쓸개즙, 장액이 분비되어 소화 작용이 완성된다.
이자액 - 지방을 가수 분해하는 리파아제, 단백질의 소화에 관여하는 트립시노겐, 탄수화물을 가수 분해하는 아밀라아제와 말타아제, 산성 음식물을 중화시키는 탄산수소나트륨(NaHCO3) 등이 있다.
지방 ( 리파아제 ) → 지방산 + 글리세롤(3:1)
쓸개즙 - 간에서 생성된 후 십이지장으로 분비되어 지방의 소화에 관여한다.
장액 - 탄수화물의 소화 효소인 말타아제, 락타아제, 수크라아제와 단백질의 소화 효소인 펩티다아제 등이 들어 있다.
*대장 : 소화 효소가 없어 소화는 일어나지 않으며, 수분의 흡수가 이루어진다.
대장균에 의해 배설물중의 소량의 셀룰라아제 분해가 이루어진다.
·소화효소
소화 효소의 성분이 단백질이므로 온도와 pH에 따라 효소의 반응 속도가 크게 달라진다.
·소화된 양분의 흡수와 이동
우리가 섭취한 음식물은 입, 위, 소장을 거치면서 많은 소화 효소의 작용을 받아 흡수 가능한 작은 알갱이로 부수어진다. 작은 알갱이들은 융털에 있는 모세 혈관과 암죽관으로 흡수된 다음 혈액에 섞여 온몸으로 이동된다.
포도당, 아미노산, 무기염류, 비타민 B와 C 등의 수용성 양분
: 융털의 모세 혈관으로 흡수된 후 간문맥 → 간 → 간정맥 → 하대정맥 → 심장 → 온몸
지방산, 글리셀롤, 비타민 A, D, E, K 등의 지용성 양분
: 융털의 암죽관으로 흡수된 후 가슴관 → 좌쇄골하정맥 → 상대정맥 → 심장 → 온몸
③순환
생명활동을 영위하기 위하여 조직 세포에 산소와 양분을 공급하고, 세포의 생명 활동 결과로 생긴 이산화탄소와 노폐물을 체외로 버리기 때문에 순환계가 발달되었다.
·혈액의 성분과 기능
*적혈구 : 호흡 색소인 헤모글로빈(Hb)을 포함하고 있다. Hb은 철을 포함하고 있어서 붉게 보이며, 산소를 운반한다.
*백혈구 : 아메바 운동으로 식균 작용을 하고 항체를 생산한다. 맹장염이나 체내 염즘이 생기면 백혈구의 수가 급격히 증가한다.
*혈소판 : 트롬보키나아제를 함유하여 혈액 응고에 관여한다.
*혈장 : 양분, 호르몬, 노폐물 등을 운반한다.
·혈액의 응고 과정(모라비츠의 혈액 응고설)
몸에 상처가 생겨 출혈이 되면 혈소판에서 트롬보키나아제라는 효소가 나온다. 이 효소는 프로트롬빈을 트롬빈으로 전환시키는데, 이 때 반드시 Ca2+이 필요하다. 트롬빈은 혈장 단백질인 피브리노겐을 피브린으로 전환시키고, 피브린은 혈구들과 엉겨서 혈병을 형성함으로써 혈액이 응고된다.
·빈혈
적혈구 수가 정상보다 적을 때 나타나는 증상으로 어지럽고 심하면 정신을 잃기도 한다.
혈액의 양이 부족해서 생기는 증상이 아니므로 혈액의 양이 많은 사람에게도 빈혈은 나타난다.
·면역
사람의 몸이 외부로부터 침입하는 병원체와 같은 항원에 대해 저항력이 생기는 현상.
이미 감염되었던 항원이 재침입 했을 때, 그 항원에 대한 항체가 남아 있어 신속하게 항체가 생성되어 병에 걸리지 않게 되는 현상이다. 선천성 면역과 후천성 면역이 있다.
*체액성 면역 : B세포에서 생성된 항체가 체액을 따라 순환하면서 항원과 반응하는 것을 말한다. 일단 병이 치유되면 항체는 사라지나 증식된 림프구는 남아 같은 항원이 재 침입시 지체 없이 방어 작용을 한다. 기억세포라고 한다.
*세포성 면역 : T세포가 항체를 만들지 않고 항원을 세포 내로 끌어들여 직접 파괴하는 것을 말한다.
(면역계의 1차 반응과 2차 반응 - 면역계는 항원과 처음 만나 1차 반응을 한 뒤에 다시 동일한 항원을 만나는 경우, 1차 반응에 비해 신속하고 강력한 2차 반응을 나타낸다. )
·심장의 구조와 기능
혈액 순환의 중심이 되는 사람의 심장은 2심방 2심실로 되어 있고, 심실의 근육이 매우 발달되어 있다.
심방과 심실, 심실과 동맥 사이에는 판막이 있어서 혈액의 역류를 방지한다.
심장 박동의 중추는 연수이며, 자율 신경계의 길항 작용으로 조절된다.
(사람의 심장 단면 - 좌심방과 좌심실에는 동맥혈이 들어 있고 우심방과 우심실에는 정맥혈이 들어 있다. 이첨판 : 좌심실과 좌심방 사이의 판막 삼첨판 : 우심실과 우심방 사이의 판막, 반월판 : 심실과 동맥 사이의 판막 )
·심장의 자동성
심장을 떼어 내어 생리 식염수에 담가 두면 심장은 오랫동안 박동을 계속하게 되는데 이러한 현상을 심장의 자동성이라 한다.
동방결절의 흥분(심방 수축) → 방실 결절 → 히스색 → 푸르키녜 섬유(심실 수축)
·혈관
사람의 혈관은 혈액이 심장에서 온몸으로 나가는 동맥과 온몸에서 심장으로 들어오는 정맥 및 그 사이를 이어 주는 모세 혈관으로 이루어져 있다.
혈압 : 동맥 > 모세 혈관 > 정맥 혈관의 굵기 : 정맥 > 동맥 > 모세 혈관
혈관의 총단면적 : 모세 혈관 > 정맥 > 동맥 혈류 속도 : 동맥 > 정맥 > 모세 혈관
혈류 방향 : 동맥 → 모세 혈관 → 정맥
·혈액 순환 경로
*체순환(대순환) : 좌심실의 수축에 의해 대동맥으로 나간 혈액이 온몸을 돌면서 산소와 양분을 조직 세포에 주고, 조직 세포에서 생긴 이산화탄소와 노폐물을 받아 대정맥을 거쳐 우심방으로 들어오는 혈액 순환 경로를 말한다. 혈액은 산소를 잃어 암적색의 정맥혈이 된다.
좌심실 → 대동맥 → 온몸의 모세 혈관(물질 교환) → 대정맥 → 우심방
*폐순환(소순환) : 온몸을 돌고 우심방에 들어온 혈액이 우심실의 수축에 의해 폐동맥으로 나간 후 폐를 거치면서 이산화탄소를 내보내고 산소를 받아 폐정맥을 거쳐 좌심방으로 들어오는 혈액순환 경로를 말한다. 혈액은 산소를 받아 선홍색의 동맥혈이 된다.
우심실 → 폐동맥 → 폐의 모세 혈관(가스 교환) → 폐정맥 → 좌심방
④호흡
탄수화물, 지방, 단백질 등 유기물을 분해해서 에너지를 얻는 과정이다.
·호흡운동 : 폐에는 근육이 없어 스스로 수축 운동을 할 수 없으므로 수동적 운동이 일어난다.
*흡기 : 늑골이 위로 올라가고 횡격막이 밑으로 내려오면 흉강이 넓어지면서 폐가 부풀어서 공기가 외부로부터 폐로 들어온다.
*호기 : 늑골이 아래로 내려가고 횡격막이 위로 올라가면 흉강이 좁아지면서 폐가 수축되어 공기가 폐에서 외부로 나간다.
·호흡운동의 조절
호흡운동이 주기적으로 일어나는 것은 호흡의 중추인 연수에 의해서 조절되기 때문이며 호흡 중추를 자극하는 요인은 혈액 내의 CO2 농도이다. 혈액 내에 CO2의 양이 많아지면 호흡 운동이 촉진되어 숨을 빨리 시게 되고 혈액 내에 CO2 양이 적어지면 호흡 운동이 억제되어 숨을 천천히 쉬게 된다.
·가스교환
사람이 호흡하는 공기에는 산소와 이산화탄소가 혼합되어 있으며, 이러한 혼합 기체에서 각 기체가 나타내는 압력을 분압이라 한다. 폐포와 이를 둘러싸고 있는 모세혈관 사이의 가스 교환은 산소와 이산화탄소의 분압 차이에 의한 확산 현상에 의해서 이루어진다.
산소는 분압이 높은 폐포에서 낮은 모세혈관 내의 혈액으로 확산되어 들어가고, 이산화탄소는 분압이 높은 모세혈관 내의 혈액에서 낮은 폐포로 확산되어 나간다.
⑤배설
생물체의 생명 활동의 결과로 생긴 노폐물을 체외로 배출하는 작용.
·노폐물의 배출 : 탄수화물과 지방이 분해되면 이산화탄소와 물이 생성되고, 단백질이 분해되면 이산화탄소와 물 이외에 암모니아와 같은 질소 노폐물이 더 생성된다. 이 중 이산화탄소는 폐로 운반되어 체외로 배출되고, 물은 오줌이나 땀으로 배출된다.
암모니아는 인체에 해로운 물질이기 때문에 간에서 해롭지 않은 요소로 바뀐 후 신장에서 체외로 배출된다.
·사람의 신장구조 : 사람의 신장은 등쪽에 1쌍이 있으며, 길이12cm, 폭 4cm 정도로 자신의 주먹 크기이다. 신장은 피질과 수질로 구분되며 가운데에 신우라는 빈 곳이 있다. 피질에는 신장의 구조적, 기능적 단위인 네프론(nephron ; 신단위)이 모여 있고 한쪽 신장에만도 약 100만개 정도가 있다. 네프론은 사구체와 보면 주머니로 된 말피기소체와 세뇨관으로 구성되어 있다.
네프론(신단위) → 말피기소체(사구체 + 보먼 주머니) + 세뇨관
·오줌의 생성
여과 : 신동맥 속의 혈액에 있는 물, 요소, 포도당, 아미노산, 무기염류 등은 압력의 차이에 의해 사구체에서 보먼 주머니로 여과되며, 여관된 액체 성분을 원뇨라고 한다. 이 때 단백질, 지방, 혈구 등은 분자가 커서 여과되지 안는다.
*재흡수 : 원뇨에 있는 물질이 ATP를 소모하는 능동수송에 의해 세뇨관에서 모세혈관으로 재흡수 된다. 이 때, 포도당, 아미노산은 100%, 물은 99%, 무기염류는 필요량만큼 재흡수 된다.
혈액 중의 노폐물과 여분의 무기염류만이 오줌의 성분으로 농축되어 모이고 신우를 거쳐 수뇨관, 방광으로 들어간 후 몸 밖으로 배출된다.
항이뇨 호르몬(ADH) : 수분 재흡수 촉진 호르몬
무기질 코르티코이드 : 무기 염류 재흡수 촉진 호르몬
*분비 : 혈액에 남아 있던 요소, 크레아틴 등은 능동수송에 의해 모세 혈관에서 세뇨관으로 분비된다.
2)항상성의 우지
①자극에 대한 생물의 반응
생물의 활동에 변화를 일으키는 외부 환경 요인을 자극이라 하며, 자극에 대한 생물체의 특이한 활동을 반응이라 한다.
·식물의 굴성
식물이 자극에 반응하여 굽어지는 현상으로, 자극의 방향으로 굽으면 양성(+)굴성, 그 반대쪽으로 굽으면 음성(-)굴성이라 한다.
·동물의 반응
*선천적 행동 : 동물의 행동 양식 중 태어날 때부터 지니고 있는 행동을 말한다.
주성 - 자극에 반응하여 일정한 방향으로 몸 전체를 이동하는 행동
예) 지렁이(음성주광성), 송사리(양성주류성), 짚신벌레(양성주화성)
반사 - 자극에 의해 무의식 중에 행동으로 나타나는 반응
예) 무릎반사, 배뇨반사, 재채기, 구토, 하품, 침분비
본능 - 훈련이나 모방 없이 태어날 때부터 유전적으로 지니고 있는 행동
예) 거미의 집짓기, 비둘기의 귀소본능, 꿀벌의 신호 행동
*후천적 행동 : 동물이 살아가면서 경험에 의하여 익힌 새로운 행동 양식으로 길들이기, 각인, 조건반사, 학습, 지능행동 등이 있다.
②뉴런의 종류와 기능
신경계를 구성하는 세포를 뉴런이라 하고 일반 세포와는 달리 그 모양이 특수하게 분화되어 있다.
·뉴런의 구조 : 신경세포체, 수상돌기, 축색돌기로 구성되어 있으며, 유수신경은 수초가 있어 흥분의 전도가 빠르고, 무수 신경은 수초가 없어 유수 신경보다 흥분의 전도 속도가 느리다.
·뉴런의 종류 : 감각 뉴런은 감각기의 자극을 중추에 전달하고, 연합 뉴런은 감각 신경과 운동 신경 사이에서 흥분을 중계하는 뉴런으로 중추(뇌, 척수)를 구성하며, 운동 뉴런은 중추에서 효과기로 자극을 전달하는 역할을 한다.
·자극의 전달 경로
자극 → 감각기 → 감각신경 → 연합 뉴런(뇌, 척수) → 운동신경 → 효과기 → 반응
·자극의 전달 속도 : A점에 전기 자극을 주어 근육이 수축할 때까지의 시간을 a초, B점을 자극하여 근육이 수축할 때까지의 시간을 b초라 하고, AB간의 거리를 ℓcm라고 하면, 자극의 전달 속도는 ℓ/b-a 이다.
③사람의 감각기
·눈 : 사람의 눈은 시각기 중에서 가장 발달된 카메라 눈으로 안구 안쪽의 투명한 각막과 동공을 통해 들어온 빛이 수정체에 의해 굴절되어 유리체를 지나 상을 맺는다.
눈의 구조
공막 - 안구의 가장 바깥쪽 막으로 안구 보호
각막 - 안구의 앞 쪽에 있는 투명한 막
맥락막 - 멜라닌 색소가 있어 암실 역할, 안구에 영양 공급
망막 - 시세포 분포, 물체의 상이 맺힘
홍채 - 동공의 크기를 조절하여 들어오는 빛의 양을 조절
모양체 - 수정체의 두께 조절
수정체 - 빛을 굴절시켜 망막에 상이 맺히게 함
황반 - 시세포가 밀집, 상이 가장 뚜렷하게 맺힘
맹점 - 시세포가 없어 상이 맺히지 못함
진대(인대) - 모양체와 수정체의 연결 섬유
*시각의 성립
빛 → 각막 → 수정체 → 유리체 → 망막(시세포) → 시신경 → 대뇌 → 시각
*시세포의 종류
간상세포 - 망막의 중앙 부분에 많이 분포되어 있고, 약한 빛에서 명암을 구별한다.
비타민 A가 부족하면 간상 세포의 기능이 저하되어 야맹증에 걸린다.
원추세포 - 망막의 주변부에 많이 분포되어 있다. 강한 빛에서 색깔을 구별하며 이상이 있으면 색맹이 된다.
*눈의 조절 작용
명암 조절 - 밝을 때는 홍채가 동공을 수축시켜 들어오는 빛의 양을 적게 하고, 어두울 때는 홍채가 동공을 확대시켜 들어오는 빛의 양을 많게 한다.
원근 조절 - 모양체 근육의 수축과 이완으로 수정체의 두께를 변화시켜 조절한다.
먼곳을 볼 때는 수정체가 얇아져서 초점 거리가 길어지고, 가까운 곳을 볼 때는 수정체가 두꺼워져 초점 거리가 짧아진다.
눈의 이상
근시와 원시
·사람의 귀는 크게 외이, 중이, 내이로 나눌 수 있다.
외이 - 음파를 모으는 귓바퀴와 음파의 전달 통로인 외이도, 음파에 의해 진동하는 고막으로 되어 있다.
중이 - 청소골과 유스타키오관으로 되어 있다. 청소골은 망치뼈, 모루뼈, 등자뼈로 구성되어 있으며, 고막의 진동을 증폭시켜 내이의 난원창에 전달한다. 유스타키오관은 중이 내부의 압력과 외이의 압력을 동일하게 유지해 준다.
내이 - 달팽이관, 반고리관, 전정기관 등으로 되어 있으며, 이 중 청각에 관여하는 것은 달팽이관이다. 달팽이관은 전정계, 고실계, 달팽이세관으로 구분된다.
달팽이세관의 밑부분에 기저막이 있고, 기저막 위에 코리티 기관이 있다. 코리티 기관의 청세포가 자극을 받아 흥분되면 청신경이 흥분을 뇌로 전달한다.
*청각의 성립
음파 → 큇바퀴 → 외이도 → 고막 → 청소골 → 난원창 → 전정계 → 고실계 → 기저막 → 코리티 기관(청세포) → 청신경 → 대뇌 → 청각
가청범위 - 소리로 감각할 수 있는 음파의 범위를 말한다. 보통 사람이 들을 수 있는 진동수의 범위는 16∼20000헤르츠(Hz)이며, 이것보다 진동수가 클 때 이를 초음파라 한다.
평형감각기 - 사람의 평형 감각기는 내이에 있는 전정 기관과 반고리관이다
전정기관 : 청사가 중력에 의해 감각 세포의 털을 자극하여 위치를 감각한다. 전정 기관은 통낭과 소낭이라 부르는 두 부분으로 되어 있다.
반고리관 : 전정 기관에 연결된 3개의 반원형 관으로 림프의 관성에 의해 회전을 감각한다.
·미각
혀의 표면에는 작은 돌기가 모인 유두가 있고, 그 옆에 미세포가 모인 미뢰가 있다. 하나의 미세포에서는 많은 종류의 맛물질을 느낄 수 있으며, 또 물질의 농도에 관계업이 느낀다.
액체 상태의 화학물질 → 혀 → 유두 → 미뢰(미세포) → 미신경 → 대뇌 → 미각(맛)
·후각
약한 자극에서도 반응하는 가장 민감한 감각이며, 쉽게 피로해진다.
기체 상태의 화학물질 → 코 → 후각상피(후세포) → 후신경 → 대뇌 → 후각(냄새)
·피부 감각
촉각, 압각, 통각, 온각, 냉각의 5가지가 있으며 이들은 감각점에서 느낀다.
④사람의 신경계
사람은 가장 발달된 집중 신경계를 갖으며 중추신경계로는 뇌와 척수가 있으며, 중추 신경계에서 몸의 말단 기관에 이르는 말초신경이다.
·뇌
대뇌, 소뇌, 간뇌, 연수 등으로 이루어져 있다.
대뇌의 뉴런은 약 300억 개, 뇌의 무게는 평균 1330g, 표면적은 2300㎠ 정도이다.
대뇌 - 좌우 양반구로 나뉘어 있고, 정신 활동의 중추이다. 운동령, 감각령, 연합령으로 구분된다.
소뇌 - 수의근의 운동을 조절하고, 몸의 균형을 유지한다.
간뇌 - 자율 신경의 조절 중추로 내부 환경의 항상성을 유지시킨다.
중뇌 - 안구 운동, 동공 수축을 조절한다.
연수 - 심장 박동, 호흡 운동을 조절하고, 하품, 구토, 재채기 등의 반사 작용을 조절한다.
·척수
뇌와 말초신경 사이의 흥분 전달 통로이며, 이 밖에 무릎 반사, 땀의 분비, 배뇨와 같은 각종 반사의 중추이기도 하다.
*무릎반사(반사궁)
자극 → 감각기 → 감각신경(구심성 신경) → 후근 → 척수(연합 뉴런) → 전근 → 운동 신경(원심성 신경) → 반응기 → 반응
·말초신경계
중추 신경계인 뇌나 척수에서 나와 온몸에 나뭇가지처럼 퍼져 있는 신경계를 말한다.
체성 신경계와 자율 신경계로 구분된다.
체성 신경은 우리가 의식할 수 있는 자극과 반응에 관계하며, 자율 신경은 대뇌의 의지와 관계없이 자율적으로 기능을 조절한다.
자율 신경에는 교감신경과 부교감신경이 있으며, 교감 신경의 말단에서는 아드레날린(에피네프린)이 분비 되고, 부교감 신경의 말단에서는 아세틸콜린이 분비되어 서로 길항적 작용을 한다.
<자율신경계의 길항작용>
신경 |
심장박동 |
혈관 |
혈압 |
호흡운동 |
침분비 |
소화관운동 |
땀분비 |
교감신경 |
촉진 |
수축 |
상승 |
촉진 |
억제 |
억제 |
억제 |
부교감신경 |
억제 |
이완 |
저하 |
억제 |
촉진 |
촉진 |
촉진 |
⑤호르몬
내분비 물질로 미량으로 다른 조직이나 기관에 작용하여 신체 기능을 일정하게 조절한다.
이러한 호르몬의 성분은 단백질이나 스테로이드 등이며 아주 작은 양으로다른 조직이나 기관에 작용한다.
·호르몬의 성질
*호르몬의 특성
체내에서 합성되며, 미량으로 생리 작용을 조절한다.
내분비선에서 분비되어 혈액에 의해 운반된다.
호르몬마다 작용하는 표적 기관이 다르다.(생성 장소와 작용 장소가 다르다.)
척추동물간에는 종의 특이성이 없어서 다른 종에도 효과가 있으며, 항원으로 작용하지 않는다.(다른 동물의 호르몬이 들어와도 항체를 생성하지 않는다.)
열에 비교적 강하며, 분비량에 따라 과다증과 결핍증이 있다.
*호르몬의 성분
단백질계 호르몬 : 뇌하수체, 갑상선, 이자, 부신 수질 호르몬
스테로이드계 호르몬 : 성호르몬과 부신 피질 호르몬
·외분비선과 내분비선
분비선에는 소화샘, 땀샘, 젖샘, 눈물샘과 같이 분비관이 있는 외분비선과 분비관이 없는 내분비선이 있으며, 호르몬은 내분비선에서 직접 혈관으로 분비되어 혈액과 함께 온몸을 순환한다.
이자는 외분비선과 내분비선이 같이 있는 기관으로, 이자액(소화액)을 분비하는 세포는 도관에 의해 십이지장으로 연결도어 있다. 인슐린(호르몬)을 분비하는 랑게르한스섬은 정맥에 연결되어 있다.
<사람의 호르몬과 기능>
내분비선 |
호르몬 |
주요작용 |
뇌하
수체 |
전엽 |
생장호르몬(STH,GH)
갑상선호르몬(TSH)
부신피질자극호르몬(ACTH)
생식선자극 호르몬
--여포자극호르몬(FSH)
--황체형성호르몬(LH)
--젖분비자극호르몬 (LTH) |
뼈,근육,발육촉진
티록신분비 촉진
코르티코이드의 분비촉진
에스트로겐 분비촉진
황체발달촉진,배란촉진
황체호르몬 분비촉진,젖부비촉진 |
중엽 |
멜라닌색소 세포자극호르몬(MSH) |
멜라닌 색소를 확장시켜체색을짙게함(양서류) |
후엽 |
바소프레신(ADH)
옥시토신(자궁수축호르몬) |
세뇨관에서 수분재흡수 촉진
자궁수축,출산촉진 |
갑상선 |
티록신 |
물질대사의 촉진(이화작용 촉진)
양서류의 변태촉진 |
부갑상선 |
파라토르몬 |
혈액중의 Ca,P의양을 조절 |
부신 |
피질 |
무기질코르티코이드
당질코르티코이드 |
세뇨관으로부터 Na,재흡수 촉진
혈당량증가 |
수질 |
아드레날린 |
혈당량증가 ,혈압상승 |
이자 (랑개르한스섬) |
글루카곤
인슐린 |
혈당량증가
혈당량감소 (글루카곤합성,포도당산화) |
생식선 |
정소 |
남성호르몬(안드로겐) |
남자의2차성질발현 |
난소 |
여포 |
여성호르몬 (에스트로겐) |
여성의 2차성질발현
배란촉진,자궁벽비후 |
황체 |
황체형성호르몬 (프로게스테론) |
배란억제,임신유지
젖샘발육촉진,젖분비억제 |
⑥항상성의 유지
외부 환경의변화에 대해 내부 환경을 일정하게 유지하려는 성질을 가지고 있는데, 이를 항상성이라 한다. 호르몬과 자율 신경의 상호 작용에 의해 이루어진다.
·호르몬의 상호 조절(피드백)
뇌하수체 전엽과 내분비선 상호간에 서로의 분비량을 촉진하거나 억제함으로써 자동으로 제어하는 기관을 말한다. 주로 억제 작용이 일어나므로 음성 피드백 조절이라 한다.
·삼투압 조절
수분량 조절 : 수분부족 → 삼투압 증가 → 간뇌 → 뇌하수체 후엽 → 바소프레신 분비 → 세뇨관에서 수분 재흡수 촉진
부신 피질에서 무기질 코르티코이드가 분비되면 세뇨관에서 Na+을 재흡수하고 K+은 분비하여 무기 염류량을 조절한다.
부갑상선은 갑상선에 파묻혀 있는 팥알 크기의 4개의 호르몬샘이며 파라토르몬이라는 호르몬을 분비하여 체액 속의 칼슘과 인의 대사를 조절한다.
어류의 삼투압 조절 - 담수어는 낮은 농도의 오줌을 다량 배설하고, 아가미로 염분을 흡수하며, 해수어는 높은 농도의 오줌을 소량 배설하고 아가미로 염분을 배출한다.
·사람의 성호르몬 조절
정소에서는 테스토스테론이 분비되고 난소에서는 에스트로겐과 프로게스테론이 분비된다.
·호르몬의 결핍증과 과다증
호르몬이 부족하거나 너무 많이 분비되면 결핍증이나 과다증이 걸린다.
요붕증에 걸리면 하루에 약 20L의 오줌을 누며 바제도병에 걸리면 안구 도출, 정신적 흥분이 지속된다.
생장 호르몬 : 결핍시 난쟁이 병과 과다시 거인증 바소프레신 : 결핍시 요붕증
티록신 : 결핍시 크레틴병과 과다시 바제도병 파라토르몬 : 결핍시 테타니병
인슐린 : 결핍시 당뇨병 글루카곤 : 과다시 당뇨병
무기질 코르티코이드 : 결핍시 애디슨병 아드레날린 : 과다시 당뇨병
·스트레스와 건강
스트레스는 자율 신경계와 내분비계에 영향을 미치며, 감당하기 힘든 스트레스를 오랫동안 받으면 건강에 나쁜 영향을 미친다.
스트레스는 불안, 공포, 두통, 소화불량, 식욕 부진, 심장병, 고혈압, 위궤양, 암 같은 질병을 일으킬 수 있다.
스트레스를 심하게 받는 사람은 체내에 침입한 병원체에 대한 저항력이 떨어져 병에 잘 걸린다.
3)생식과 유전
①세포분열
분열은 몸이 자랄 때 일어나는 체세포 분열과, 생식 세포를 만들 때 일어나는 감수 분열로 나눈다.
·체세포 분열
휴지기(간기) : DNA의 복제가 일어나며, 세포가 생장한다.
전기 : 핵막과 인이 소실되고 염색사가 염색체로 바뀌며 방추사를 형성한다.
중기 : 염색체가 적도면에 배열하여 적도판을 형성하고, 방추사가 동원체에 부착하여 방추체를 형성한다.
후기 : 각 염색체의 염색 분체가 분리되어 양극으로 이동한다.
말기 : 핵막과 인이 다시 나타나며, 염색체는 염색사로 되고 세포질 분열이 시작된다.
·감수 분열
제 1분열(이형 분열 : 2n → n)
전기 : 상동 염색체가 접합하여 2가 염색체가 되고, 다시 4분 염색체를 형성한다.
중기 : 4분 염색체가 적도면에 배열하여 적도판을 형성하고, 방추사가 동원체에 부착하여 방추체를 형성한다.
후기 : 2가 염색체가 나뉘어져 양극으로 이동한다.
말기 : 염색체 수가 반감되며, 세포질이 양분되어 2개의 딸세포가 형성된다.
제 2분열(동형 분열 : n → n)
전,중기 : 휴지기(간기)가 없이 염색체가 적도면에 배열한다.
후기 : 각 염색체가 염색 분체로 되어 양극으로 이동한다.
말기 : 4개의 딸세포를 형성하며, DNA량이 원래 세포의 반으로 줄어든다.
·세포 주기
세포가 분열을 시작하여 다음 분열이 시작될 때까지의 과정을 세포주기라 한다.
세포 주기는 분열기와 간기로 구분되며, 간기는 다시 세포가 생장하는 시기인 G1기, 유전 물질인 DNA가 복제되는 Srl, 핵분열을 준비하는 G2기로 구분된다.
분열기는 핵분열에서 나타나는 염색체의 행동과 변화에 따라 전기, 중기, 후기, 말기로 구분된다.
②사람의 생식
생식 세포가 체세포와 같이 2n의 염색체를 가진다면, 암·수 생식 세포의 결합에 의해 생긴 자손은 4n의 염색체를 가질 것이다.
·사람의 생식 기관 : 남자의 생식 기관은 정자를 만드는 정소와 정자를 운반하는 부정소, 수정란, 저정낭, 음경 등으로 구성되어 있으며, 여자의 생식 기관은 난소와 나팔관, 수란관, 자궁 등으로 구성되어 있다.
·생식 세포 형성 과정
정자 형성 : 정원 세포(2n) → 제1정모 세포(2n) → 감수분열(이형분열) ; 제2정모 세포(n) → 감수분열(동형분열) ; 정세포(n) → 정자(n)
난자 형성 : 난원 세포(2n) → 제1난모 세포(2n) → 감수분열(이형분열) ; 제2난모 세포(n) →감수분열(동형분열) ; 난자(n)
1개의 제1난모 세포에서 1개의 난자가 생성된다.
③ 태아의 성장과 기관 발생
·초기 발생 과정 : 수정란 초기의 세포 분열을 난할이라고 하는데, 난할은 생장기 없이 연속적인 세포 분열(2n → 2n)이 일어나므로 할구의 크기는 점차 작아진다. 그러나 핵량에는 변화가 없다.
난할이 계속되면 할구의 수가 늘어나 뽕나무 열매와 같은 상실배가 되며, 상실배가 지나면 할구가 표면으로 나와 가운데에 난할강이 형성되는 포배가 되고, 포배의 일부가 난할강 속으로 함입하여 외배엽, 내배엽, 원구, 원장 등을 형성하는 낭배가 된다.
·배막과 태반 형성
배막 : 배를 보호하며 배의 영양, 호흡, 배설 등을 맡는다.
양막은 배를 직접 싸고 있으며, 양수가 들어 건조와 충격으로부터 배를 보호한다.
난황막에는 난황이 들어 있어 배에 양분을 공급한다.
장막은 배 전체를 둘러싸고 있어 외부와의 물질 교환을 원활하게 한다.
요막은 노폐물을 저장하고 가스 교환의 역할을 한다.
태반 : 배와 모체 사이에서 양분, 노폐물, 가스 등을 교환하며, 배와 태반을 연결하는 탯줄에는 요막과 난황막의 혈관이 분포되어 있다.
④멘델의 유전 법칙
·멘델의 완두 실험
7가지의 대립 형질의 순계를 이용하였다. 완두를 실험 재료로 선택한 이유는 자손의 수가 많고 한 세대가 짧으며, 자가 수분이 용이할 뿐만 아니라 뚜렷한 대립 형질을 가지고 있기 때문이다.
·멘델의 가설
완두에는 형질을 지배하는 요소가 있는데, 완두콩의 색깔이 황색처럼 F1에서 나타나는 형질은 우성 요소에 의하여, 녹색처럼 F1에서 나타나지 않는 형질은 열성 요소에 의하여 결정된다.
각 개체는 한 가지 형질에 대하여 한 쌍의 요소를 갖는다.
한 쌍의 요소 중 1개는 모계로부터, 다른 1개는 부계로부터 물려받는다.
쌍을 이루는 두 개의 요소는 배우자가 형성될 때 성질이 변하지 않고 분리되어 각각의 배우자에 하나씩 들어간다.
·멘델의 법칙
우열의 법칙 : 대립 형질을 갖는 두 개체를 교배하면, F1에는 P중에서 우성인 형질만이 표현된다.
분리의 법칙 : F1끼리 교배하여 얻은 F2에는 F1에서 나타나지 않던 형질이 분리되어 표현된다.
독립의 법칙 : 두 쌍 이상의 대립 형질이 유전될 때, 각 대립 형질은 서로 간섭 없이 독립적으로 유전된다.
⑤염색체와 유전자의 관계
·염색체 : DNA와 단백질로 된 염색사와 기질로 구성되며, 방추사가 붙는 부분을 동원체라 한다.
체세포에는 모양과 크기가 같은 염색체가 2개씩 짝을 이루고 있는데 이를 상동염색체라 한다.
염색체의 수, 모양, 크기는 생물에 따라 일정하게 정해져 있는데 이를 핵형이라 한다.
핵형을 분석하면 생물간의 유연관계를 알 수 있다.
염색체 중에서 성을 결정하는 염색체가 성염색체이고, 그 밖의 염색체는 상염색체이다.
·염색체설 : 체세포의 염색체는 상동 염색체끼리 짝을 짓는다.
염색체는 배우자가 형성될 때 감수 분열에 의해 분리되어 각 배우자에는 상동 염색체가 한 개씩 들어간다.
서턴은 또한 염색체의 수보다 유전자의 종류가 더 많다는 사실을 밝혀 하나의 염색체 위에 여러 가지 유전자가 연관되어 있으리라는 가설을 제시하였다.
·유전자설 : 모건이 서턴의 염색체설을 바탕으로 초파리의 침샘 염색체를 연구한 결과 각각의 유전자는 염색체 위에 일정한 위치를 차지하여 정렬되어 있으며, 대립 유전자는 각각 상동 염색체의 동일한 위치에 존재한다는 사실을 밝혀 냈다.
·연관과 교차 : 하나의 염색체 속에 존재하는 수 많은 유전자는 그 염색체와 행동을 같이 하는데, 이러한 현상을 연관이라 한다.
유전자의 연관이 완전하지 못하여 감수 제 1분열 과정에서 상동 염색체가 접합한 2가 염색체의 염색 분체가 분리 될 때, 염색체의 일부가 서로 교환됨으로써 일어나느 현상이 교차이다.
⑥사람의 유전
·사람의 유전 연구 방법
직접적인 유전 연구는 한 세대가 너무 길고, 자유로운 교배가 불가능하며, 대립 형질이 뚜렷하지 못하므로 불가능하여 간접적인 유전연구를 사용한다.
간접적인 유전 연구는 가계 조사법, 통계 처리법, 1란성 쌍생아와 2란성 쌍생아의 형질 비교 등이 있다.
·상염색체에 의한 유전
혈액형의 유전 : 혈액형에는 ABO식과 Rh식 혈액형이 대표적이고 ABO식 처럼 A와 B 사이에는 우열관계가 없고, A,B와 O사이에는 우성관계가 성립하는데 이러한 것을 복대립 유전이라 한다.
미맹 유전 : PTC용액에 대하여 쓴맛을 못 느끼는 미맹은 정상 형질에 대하여 열성으로 유전된다.
·성염색체에 의한 유전
성의 결정 : 사람의 성 결정은 남자가 만들어 내는 정자 가운데 어떤 것이 난자와 결합하느냐에 따라 달라진다.
*반성 유전 : X염색체에 있는 유전자에 의해 나타나는 유전 현상으로 남,녀에 따라 나타나는 형질의 비율이 다르며, 아버지의 형질은 딸에게로, 어머니의 형질은 아들에게로 전해진다.
사람의 색맹유전과 혈우병 유전이 여기 속한다.
*한성 유전 : Y염색체에 의한 유전으로 한쪽 성에만 나타난다.
예) 사람의 귓속 털 과다증 ; 아버지에게 있으며 아들에서만 나타난다.
⑦사람의 유전 질환
·겸형(낫모양)적혈구 빈혈증 : 유전자의 염기 배열 순서에 변화가 일어나 적혈구의 모양이 낫 모양으로 변하여 산소 운반 기능이 심하게 떨어짐으로 악성 빈혈증을 일으킨다.
겸형 적혈구 빈혈증은 헤모글로빈 분자 중 β사슬의 6번째 아미노산인 글루탐산이 발린으로 바뀌어 일어나는 것으로 자식에게 유전된다.
·다운 증후군 : 염색체 수가 2n보다 한두 개 많거나 적은 개체를 이수체라고 하는데, 이것은 난자 형성 과정에서 감수 분열시 일부 상동 염색체가 비분리 현상을 일으켜 갈라지지 않고 같은 극으로 끌려감으로 나타난다.
21번 염색체가 3개로 되어 염색체의 수가 47개인 이수체이다. 정신박약 및 신체 이상이 나타난다 |
첫댓글 신비 스러운것이 한 두 가지가 아니네요~~
두고 두고 봐야겠습니다.
하나님의 최고의 걸작품이라 확실히 신비롭고 오묘합니다. 좋은 정보입니다. 생물책한권이네요^^