‘세포막의 특성’[2014년 EBS수능완성 실전편 A형][실전 모의고사 6회]

[구렛나루]

[22~24] 다음 글을 읽고 물음에 답하시오.

세포는 생명체의 가장 기본이 되는 단위이다. 세포를 이루고 있는 주요 구성 요소는 원형질이며, 이는 생명 활동의 기초가 되는 물질이다. 원형질로 구성되어 있는 모든 종류의 세포들, 즉 세균에서 사람에 이르기까지 모든 세포는 매우 얇은 세포막으로 둘러싸인 형태로 되어 있다. 그런데 세포는 당, 아미노산, 기타 화합물들이 상당한 양으로 농축되어 있는 액체 상태이기 때문에 세포막은 원형질을 안정된 상태로 보호할 수 있어야 한다. 하지만 세포의 외부 환경은 물을 다량 포함하고 있기 때문에 별도의 보호를 받지 않는다면 삼투 현상에 의해 외부의 물이 세포 안으로 확산되어 터질 수도 있게 된다.

이를 막기 위해 세포막은 원형질을 구획화하여 보호할 수 있도록, 물에서 분리되지 않으면서 동시에 물에 용해되지 않아야 한다. 세포막의 이러한 이중적 성격은 세포막의 주성분인 인지질의 머리 부분이 친수성을, 꼬리 부분이 소수성을 띠기 때문에 가능하다. 인지질 머리 부분의 주성분인 인산은 극성(極性)을 띠기 때문에 극성을 띠는 물과 닿는 것을 선호하고, 인지질 꼬리 부분의 주성분인 지방산은 비극성(非極性)이기 때문에 극성을 띠는 물과는 서로 섞이려 하지 않는다. 결과적으로 인지질의 머리 부분은 물을 향하게 되고, 꼬리 부분은 꼬리 부분끼리 모이게 되어, 결과적으로 세포막은 지질이중층 구조의 막을 형성하여 세포를 보호하는 것이다.

[A][세포막의 주성분이 인지질이기 때문에 극성이 작은 지용성 물질이나 크기가 작은 분자들은 세포막을 통과할 수 있지만, 크기가 크거나 수용성을 띠는 물질, 극성을 띠는 물질은 쉽게 통과하지 못한다. 이 때문에 세포 외부의 극성을 띠거나 크기가 큰 영양물질은 스스로 세포막을 통과하지 못하게 된다. 그런데 세포는 세포막을 통해서 생명 유지에 필요한 영양물질은 받아들일 수 있어야 한다.]

따라서 세포 내의 물질대사에 필요한 극성 분자들이 세포막을 투과하기 위해서는 단백질 구조체인 막단백질의 도움을 받아야 한다. 막단백질은 그 기능에 따라 일반적으로 수송체(transporter) 단백질과 수용체(receptor) 단백질 등으로 구분된다. 수송체 단백질은 포도당처럼 세포막을 통과하기에는 비교적 큰 분자나 이온 화합물처럼 극성을 띠는 분자 등의 통로 역할을 하며, 수용체 단백질은 세포 밖에서의 물질이나 물리적 자극을 인식하여 세포에 특정한 반응을 일으키는 역할을 한다.

* 인지질: 분자 안에 인산 에스터를 가진 복합 지질.

* 친수성: 물과의 강한 친화력을 가지고 물에 용해하는 성질.

* 소수성: 물에 대해 친화력이 없어 혼합되지 않는 성질.

22. 윗글의 내용과 일치하지 않는 것은?

① 세포는 세포막으로 둘러싸인 형태로 되어 있다.

② 세포막은 세포의 내부 물질을 보호하는 역할을 한다.

③ 세포막의 주성분은 친수성과 소수성을 모두 가지고 있다.

④ 극성이 있거나 크기가 큰 물질은 스스로 세포막을 통과하기 어렵다.

⑤ 세포는 인지질 이중층으로 둘러싸여 있는 단일 성분의 액체 상태이다.

23. 윗글의 내용 전개 흐름을 고려할 때, [A]에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

① 세포 내부의 물질이 액체 상태인 이유를 보여 주는군.

② 세포 외부에 물이 다량으로 포함된 이유를 보여 주는군.

③ 세포 내부에 수용성 물질이 많게 되는 이유를 보여 주는군.

④ 세포 외부의 물질이 세포 내부에 존재하지 않는 이유를 보여 주는군.

⑤ 세포가 영양물질을 공급받기 위해서 막단백질이 필요한 이유를 보여 주는군.

24. 윗글을 바탕으로 할 때, 보기에 대한 학생들의 반응으로 가장 적절한 것은? (3점)

(보기)

우리 몸은 혈액 속 포도당의 세포 내 흡수를 돕도록 췌장에서 인슐린을 분비한다. 분비된 인슐린은 세포의 수용체와 결합하여 세포막의 포도당 투과에 관여하는 수송체 단백질에 신호를 보내 포도당을 세포 안으로 투과시키도록 한다. 하지만 문제가 생겨 세포의 인슐린 수용체가 제대로 인슐린과 결합하지 않게 되면, 포도당은 혈액 속에 계속 남게 된다. 이렇게 되면 포도당이 과도하게 혈액 속에 증가하게 되며, 세포는 포도당을 에너지원으로 공급받지 못하게 되어 전체적인 신진대사 또한 나쁜 영향을 받게 된다.

① 혈액 속에 포도당이 증가하면 포도당 스스로 세포막을 통과하겠군.

② 혈액이 극성을 띠게 되면 세포 내에 포도당을 직접 공급할 수 있겠군.

③ 포도당이 극성을 띤다면 인슐린과 결합하여 인슐린 수용체를 통해 세포 내로 흡수되겠군.

④ 포도당의 분자 크기가 작아진다면 인슐린과 상관없이 세포 안으로의 투과가 더 어려워지겠군.

⑤ 세포의 수용체가 인슐린과 결합하면 수송체 단백질을 통해 포도당이 세포 안으로 투과되겠군.

2014년 EBS수능완성국어영역 국어 A형  

[수능완성 국어영역 국어 A형 실전편] 

실전 모의고사 6회

과학 (22~24)

‘세포막의 특성’

지문 이해하기

(해제) 이 글은 생명체의 가장 기본 단위인 세포를 둘러싸고 있는 세포막의 구조적 특성 및 형성 원리를 과학적으로 설명하고 있다. 지질이중층 구조로 되어 있는 세포막을 구성하는 기본 물질인 인지질의 친수성과 소수성이 물과 같은 극성 분자의 투과를 막음으로써, 세포 내부의 물질이 세포 외부의 물에 의해서 보호받을 수 있음을 설명하고 있다.

(주제) 세포막의 구조적 특성과 형성 원리

흐름 파악하기

* 1문단: 세포를 둘러싼 환경

* 2문단: 세포막 구성 물질의 특성

* 3문단: 세포막의 특성

* 4문단: 세포막 단백질의 종류와 특성

22. 세부 내용, 핵심 정보 파악(답) ⑤

정답이 정답인 이유

⑤ 확인 1: 인지질 이중층으로 둘러싸여 있는

이 글에서 세포막은 인지질 이중층으로 원형질을 외부와 구별하여 보호하는 역할을 한다고 밝히고 있다.

확인 2: 단일 성분의 액체 상태

1문단에서 세포 내부의 원형질은 당, 아미노산, 기타 화합물들이 상당한 양으로 농축되어 있다고 밝히고 있다.

오답이 오답인 이유

① 확인: 세포막으로 둘러싸인 형태

1문단을 통해 세균에서 사람에 이르기까지 모든 세포는 세포막으로 둘러싸인 형태로 되어 있음을 알 수 있다.

② 확인 1: 세포의 내부 물질

이 글에서 세포막은 외부 환경에서 원형질을 구획화하여 보호하는 역할을 한다고 밝히고 있다.

확인 2: 보호하는 역할

이 글에서 세포막은 세포의 원형질을 안정적 상태로 보호하는 역할을 한다고 밝히고 있다.

③ 확인 1: 세포막의 주성분

2문단에서 세포막은 인산의 머리 부분과 지방산의 꼬리 부분으로 구성된 인지질의 지질이중층 구조로 되어 있다고 설명하고 있다.

확인 2: 친수성과 소수성

2문단에서 인지질의 머리 부분은 친수성을, 인지질의 꼬리 부분은 소수성을 띠고 있다고 설명하고 있다.

④ 확인 1: 극성이 있거나 크기가 큰 물질

이 글에서 크기가 크거나 수용성을 띠는 물질, 극성을 띠는 물질은 세포막을 쉽게 통과하지 못한다고 설명하고 있다.

확인 2: 세포막을 통과

이 글에서 세포막은 극성 화합물이 확산에 의해 세포막을 통해 세포 밖으로 나가는 것을 방지한다고 설명하고 있다.

23. 내용들 간의 의미 관계 파악(답) ⑤

정답이 정답인 이유

⑤ 확인 1: 영양물질을 공급

세포막은 세포의 원형질을 보호하는 역할을 하지만, 동시에 영양물질이 세포 내부로 공급될 수 있어야 함을 설명하고 있다.

확인 2: 막단백질이 필요한 이유

영양물질은 스스로 세포막을 투과하지 못한다고 설명하고 있다.

오답이 오답인 이유

① 확인 1: 세포 내부의 물질

세포막을 구성하는 인지질이 머리 부분은 인산, 꼬리 부분은 지방산이라는 내용은 확인할 수 있으나, 세포 내부의 물질을 판단하게 하는 근거는 제시되어 있지 않다.

확인 2: 액체 상태인 이유

세포막의 구성 물질의 특성은 설명하고 있으나, 세포 내부가 액체 상태인 이유는 설명하고 있지 않다.

② 확인 1: 세포 외부

세포막은 세포 내부 물질을 보호하기 위한 것으로, 세포 외부 물질의 성분을 결정짓는 것은 아니다.

확인 2: 물이 다량으로 포함

세포의 외부에 물이 많이 존재한다고 설명되어 있으나, 그 이유가 세포막 때문이라고 보기는 어렵다.

③ 확인 1: 세포 내부

세포막은 세포 내부의 물질을 보호하기 위한 것으로 세포 내부 물질의 성분과 관련이 있다.

확인 2: 수용성 물질

이 글에서 세포막은 수용성 물질을 쉽게 통과시키지 않는다고 설명되어 있다.

④ 확인 1: 세포 외부의 물질

세포는 세포 외부의 물질 중에서 필요한 물질은 세포 내부로 받아들이기도 한다.

확인 2: 세포 내부에 존재하지 않는

이 글에서 세포 외부의 물질이 세포막을 통해 세포 내부로 들어올 수 있음을 밝히고 있다.

24. 다른 상황에 적용하기(답) ⑤

정답이 정답인 이유

⑤ 확인 1: 인슐린

보기에서 인슐린은 세포의 수용체와 결합하여 포도당의 세포 내 투과에 관여한다고 설명되어 있다.

확인 2: 수송체 단백질

보기에서 인슐린과 결합한 수용체 단백질의 신호를 받아 수송체 단백질이 포도당을 세포 내부로 받아들인다고 설명하고 있다.

오답이 오답인 이유

① 확인 1: 포도당이 증가

포도당이 계속 혈액 속에 남게 되면 과도하게 증가하게 된다고 설명하고 있다.

확인 2: 세포막 통과

이 글에서 포도당과 같이 비교적 큰 분자는 막단백질의 도움을 받아 세포막을 통과한다고 설명하고 있다.

② 확인 1: 혈액이 극성을 띠게 되면

이 글에서 세포막은 극성 분자를 투과시키지 않는다고 설명하고 있다.

확인 2: 포도당을 직접 공급

보기에서 포도당은 인슐린이 세포막의 수용체와 결합되어야 세포 내부로 투과될 수 있다고 설명하고 있다.

③ 확인 1: 포도당이 극성을 띤다면

이 글에서 세포막은 극성 분자를 투과시키지 않는다고 설명하고 있다.

확인 2: 인슐린과 결합

보기에서 포도당이 세포 내부로 투과되는 것은 인슐린과의 결합을 통해 이루어지는 것이 아님을 알 수 있다.

④ 확인 1: 분자 크기가 작아진다면

세포막은 비교적 큰 분자나 극성을 띠는 분자의 경우 수송체 단백질이 통로 역할을 한다고 설명하고 있다.

확인 2: 세포 안으로의 투과

다른 조건이 같다면 세포막을 투과하기 위해서는 분자의 크기가 작은 것이 유리함을 알 수 있다.