생물영역에서 심층면접 자료입니다.(설대)

[toto]

1. 동물세포와 식물세포의 차이점을 설명해 보라. (2000년 서울대 동물자원학과)

답변: 동물 세포와 식물 세포는 뚜렷한 핵막을 가진 진핵세포로서 공통적으로 핵과 미토콘드리아, 리보솜, 소포체, 세포막 등을 가지고 있지만 각 세포만이 가지고 있는 특징적인 구조들이 있어서 차이를 보입니다. 식물세포에는 동물세포에서 볼 수 없는 엽록체, 세포벽, 액포 등이 있습니다. 식물 세포에는 광합성을 담당하는 엽록체가 있어서 자체적인 에너지를 생산할 수 있으며, 세포벽이 있어서 세포와 식물체의 모양을 유지하고 보호합니다. 전투과성인 세포벽과 선택적 투과성인 세포막의 투과성의 차이 때문에 생기는 액포는 성숙한 식물 세포에서 잘 발달하는데 당류, 무기염류, 유기산, 안토시아닌 등이 녹아있는 세포액이 들어 있어 식물 세포의 삼투압 유지에 중요한 역할을 합니다. 반면에, 동물 세포에는 중심체를 형성하는 중심립이 있으나 식물세포에서는 볼 수 없습니다.




2. 혈압이란 무엇인가? (2000년 서울대)
답변 : 혈압이란 혈액이 동맥의 벽에 가하는 압력을 말합니다. 심장에서 보내진 혈액은 매 번의 박출 시 대동맥의 혈관에 미는 힘이 가해져 부풀어 오르게 되는데 이를 수축기 혈압이라 합니다. 그 후 벌려진 대동맥의 벽은 원래 자신이 갖고 있던 탄성으로 인해 수축하며 원래의 상태로 되돌아 오게되는데 이때를 이완기 혈압이라 합니다. 그런데 대동맥의 수축과 이완 때 생기는 압력을 심실(장)의 입장에서 본다면, 수축 때가 이완기 혈압이, 이완 때가 수축기 혈압이 됩니다. 왜냐하면 혈압은 대동맥을 기준으로 하는 것이 아니라 심실의 입장에서 따지기 때문입니다.
대개 병원에서 혈압을 잴 때 ‘120 / 80’ 이라고 하는데 앞에 있는 120mmHg은 심실의 수축기 혈압을, 뒤의 수치 뒤에 있는 숫자 80은 심실의 이완기 혈압을 말합니다. 심실의 수축기에는 혈압이 높아 최고 혈압을 나타내고, 이완기에는 낮아서 최저혈압이 됩니다.
혈압은 혈관의 장소에 따라서 다른 수치를 보이기도 합니다. 대동맥에서 모세혈관을 거쳐 (대)정맥으로 갈수록 0 이나 음의 값을 갖게 됩니다. 음의 혈압이란 정맥을 둘러싸고 있는 근육의 수축(muscle pump)으로 인해 우심방으로 짜 올려지는 것을 말합니다. 이러한 작용은 혈액의 역류를 방지하기 위함이며, 정맥에 있는 판막이 그 작용을 억제합니다. 보통 혈압은 상완의 동맥에서 잽니다. 동맥은 원래 몸의 심부(깊은 곳)에 있는데 다행히도 상완의 동맥의 몸의 표면에 위치하여 혈압을 재기에 편리하며, 혈압계의 수은주를 밀어올리는 높이(mm)로 나타냅니다.
혈압은 심장의 혈액 박출량과 박출력, 혈관벽의 탄력성, 혈액의 점성도 등에 좌우됩니다.
안정 시 건강한 성인의 최고 혈압은 110∼120mmHg, 최저 혈압은 70∼80mmHg입니다.




3. 온혈동물의 경우 체온을 일정한 범위 내로 유지하는 것이 중요한데 생체내 대사 과정을 조절하는 효소작용과 연관시켜 설명하라. (2000 서울대 학교장 추천)
답변 : 온혈 동물이란 사람과 같은 정온 동물을 말합니다.
동물에서 체온조절이 중요한 이유는 대사율(metabolic rate) 때문입니다. 외부 환경과의 온도차이 때문에 지속적으로 일어나는 열손실을 만회하기 위해 능동적으로, 혹은 수동적으로 열을 만들어 내고 체온을 유지합니다. 체온을 유지시키기 위한 열의 생성은 3가지의 주요한 메카니즘을 통해 일어나게 되는데, 이 메카니즘들은 모두 화학에너지를 열에너지로 전환시킵니다.
첫 번째 메카니즘은 산화적 호흡에 의한 ATP합성과 그에 따른 열에너지의 합성입니다. 그리고
두 번째 메카니즘은 몸의 떨림(shievering)에 의한 열의 생성, 셋째는 체내에 있는 갈색 지방(brown fat)을 이용한 열의 생성입니다.
이러한 과정에서 효소가 효과적인 촉매 역할을 하게 됩니다.
효소란 단백질로 구성된 주효소와 무기 염류로 구성된 조효소로 구성됩니다. 대개 온도는 30∼40℃ 정도에서 효소의 따라서 효소의 구성 성분인 단백질은 열에 변성되기 쉬우므로 효소가 작용하는 기질과의 구조적 특이성에 변화를 가져옵니다. 이러한 변화는 온혈 동물의 체내에서 물질 대사를 조절하는 여러 효소에 심각한 변화를 가져와 호흡효소, 소화 효소등의 활성을 저해하는 영향을 주게 됩니다. 따라서 효소가 잘 작용하기 위해서는 온도가 매우 중요한 요소입니다. 예를 들어 블록 맞추기 같은 장난감에 라이터 불을 가해서 장난감을 맞추는 곳에 가열하면, 블록이 맞춰지지 않는 원리와 같습니다.
더 나아가 효소는 pH와도 관련이 있는데, 그것 또한 적정한 pH는 주효소의 구조적 특이성을 유지하는데 중요한 역할을 한다고 할 수 있습니다.
또한, 효소의 주요한 목적은 생체 내 대사 조절 과정에서 촉매 작용을 한다. 대표적인 것에는 카탈라아제 같은 것이 있습니다.
추가질문 : 그러면 호흡 효소의 활성이 저해된다면 어떤 해로운 점이 발생하는가?
답변 : 효소의 작용 과정을 살펴보면 1단계로 E(효소) + S(기질) → ES(효소-기질 복합체)
2단계로 ES(효소-기질 복합체) → E(효소) + P(생성물)을 거쳐 만들어지는데 호흡효소에서의 생성물 P는 ATP를 말합니다. 효소의 활성이 억제되면 호흡을 통한 ATP의 생성이 억제되고, 그에 따른 부작용이 일어날 것입니다. 소화 불량 시 가스가 차고 속이 더부룩한 것, Na-K 펌프억제 등으로 인해서 곧 사망하는 결과를 초래하는 것 등은 효소의 활성이 억제되어 생길 수 있는 좋은 예라 할 수 있습니다.
추가질문 : 고온에서 효소의 단백질이 변성되는 구체적인 이유를 말해보라.
답변 : 단백질의 구조가 변해 효소와 기질 복합체가 이루어지는 반응이 저해됩니다.
특히 고열 환자가 생명을 잃는 이유는 고온으로 인한 체내의 여러 효소 조절 과정들이 억제되어 물질 대사들이 저해되기 때문입니다.
추가질문 : 효소의 저해제에 대해서 아는가?
답변 : 효소의 촉매 작용을 저해하는 물질을 저해제(inhibitor)라고 하는데 이에는 가역적 저해제와 비가역적 저해제가 있습니다. 가역적 저해제는 효소가 작용하려는 기질과 구조적으로 비슷하여 효소 기질 복합체를 이루고, 원래 기질에 작용하려는 효소와 기질의 결합을 억제합니다. 따라서 효소의 저해제의 작용을 억제하려면, 다량의 기질을 첨가하면 됩니다. 또한 효소의 저해제는 원래 효소의 구조를 알아내는데 도움이 되기도 합니다.