생명과학 2 - 생명 과학의 역사,세포의 구성, 세포의구조와 기능, 세포막을 통한 물질의 출입, 효소

생명과학의 역사

1. 세포설의 확립
(1) 로버트훅(1665년) :세포 구조발견
(2) 레이우엔훅(1673년): 미생물발견
(3) 슐라이덴과슈반(1838년, 1839년): 식물세포설과 동물세포설 제시
(4) 피르호(1855년): 세포설확립
2. 생 리 학의 발달
(1) 갈레노스(2C): 해부학기반수립
(2) 베살리우스(16C): 인체해부도
( 3 ) 하 비( 1 6 2 8 년) : 혈 액 순 환 원 리 발 견
(4) 란트슈타이너(1901년): ABO식혈액형발견
(5) 캘빈과 벤슨(1948년) : 캘빈회로발견
(6) 호지킨과 헉슬리(1950년대): 흥분전도기작규명
(7) 서덜랜드(1960년대): 호르몬역할규명
3. 미 생물과감염병연구
(1) 제 너(1796년) : 종 두 법 개 발
(2) 파스퇴르(1861년): 생물속생설입증
(3) 코의 (1876년) : 결 해 균 발 견, 감 염 병 의 원 인 규 명
(4) 플레밍(1928년): 푸른곰팡이에서 페니실린발견
4. 생물 분 류 학 과 진 화 론 의 확 립
(1) 아리스토텔레스(BC4C):동물분류, 자연발생설주장
(2) 린네(1753년):생물분류체계정립, 이명법확립
(3) 라마르크(1809년) : 용불용설 주장
(4) 다윈(1859년):자연선택설 주장
(5) 우즈(1990년) :3역 6 계분류 체계제안

5. 유전학과 분자생물학의 발달
(1) 멘델(1865년): 유전의 기본원리발견
(2) 모건(1926년): 유전자와 염색체의 관계 밝힘
(3) 비들과 테이텀(1941년): 1 유전자 1 효소설주장
(4) 에이버리(1944년): 유전물질규명
(5) 왓슨과 크릭(1953년) :DNA이중나선구조규명
(6) 자코브와 모노(1961년): 오페론설주장
(7) 니 런 버 그 와 마 테 이 (1960년대) : 유 전 부 호 해 독
(8) 코헨과보이어(1973년): 유전자 재조합기술개발
(9) 멀 리 스(1983년) : P C R을 이 용 한 D N A 증 폭 기 술 개 발 (10) 사람 유 전 체 사 업 (2003년) : 사 람 유 전 체 의 염 기 서 열 밝 힘

세포의 구성

생명체의구성물질
1. 물: 체온유지(비열, 기화열큼), 용매작용
2. 단백질: C, H, O, N, S로 구성, 4kcal/g
(1)몸의구성성분,생리기능조절및방어작용(효소, 항체, 호르몬, 헤모글로빈, 히스톤)
(2)아미노산(20종)의펩타이드결합, 열과pH에의해변성
3.지질: C, H, 0로구성, 9kcal/g,저장양분, 열손실방지
(1)중성지방: 지방산(3분자)+글리세롤(1분자)
(2) 인지질(세포막의성분), 스테로이드(일부호르몬성분)
4.탄수화물:C,H,0로구성,주에너지원,4kcal/g
(1)단당류: 포도당, 과당, 갈락토스
(2) 이 당 류 : 엿 당 ( 포 + 포) , 젖 당 ( 포 + 갈 락 ) , 설 탕 ( 포 + 과 당 )
(3) 다당류: 녹말(식물), 글리코젠(동물), 셀 룰로스( 세포벽)
5. 핵산: C, H, O, N, P로구성, 유전자역할, 형질발현
(1)기본단위:뉴클레오타이드(인산 +당+염기)
(2) D N A : 유 전 정 보 저 장, 디 옥 시 리 보 스, 이 중 나 선
(3)RNA : 유전정보전달 ,리보스 ,단일가닥

생명체의유기적구성
1.다세포생물의구성

2.동물의구성단계:세포->조직- 기관-기관계-개체
(1)세포:상피세포,근육세포,혈구세포등
(2) 조직: 결합조직(혈액, 뼈, 지방등), 근육조직(골격근, 내 신경조직, 상피조직(몸표면과기관내벽, 분비샘)
(3)기관:위,폐, 심장,눈,뇌,갑상샘등
(4)기관계: 소화계, 신경계, 순환계, 면역계등
3 .식물의구성단계: 세포- >조직- 조직계- 기관->개체
(1) 세 포 : 표 피 세 포, 엽 육 세 포, 물 관 세 포 등
(2) 조 직

• 분열조직:생장점,형성층
• 영구조직:유조직(울타리조직, 해면조직), 통도조직( 체 관 ) , 표 피 조 직( 표 피 세 포 , 공 변 세 포 , 뿌 리 털 세 포)

(3)조직계:표피조직계(표피조직), 관다발조직계(통도조직 성층), 기본조직계(유조직)
(4)기관:영양기관(잎, 줄기,뿌리), 생식기관(꽃, 열매,종자)

세포의 구조와 기능

세포의연구방법
1 . 현미 경 관 찰
(1)광학현미경(가시광선),SEM(입체표면관찰), TEM(단면관찰)
(2) 세포 길이 측정

• 순서 : 접 안 마 이 크 로 미 터 1 눈 금 의 길 이 확 인 [ 대 물 마 이 크로 미터이용] -세포길이측정[접안마이크로미터이용]  
• 배율확대시: 접마미눈금길이축소(반비례),대마미눈금길이 그대로(104m)

2. 세포분획법: 원심력으로세포소기관을분리•획득
•분리순서:핵 -엽록체 -미토콘드리아- >소포체- >리보솜
3. 자기방사법 : 방사성동위원소를 주입시켜 물질의 이동경로 추적


세포의분류
1 . 원핵세포와 진핵세포
(1) 원 핵세 포 ( 세 균 류 ) : 핵 막 과 막 성 소 기 관 이 없 음 , 하 나 의 고 리 형 태로된 원형염색체가존재
(2) 진핵세포(세균을제외한모든생물): 핵막을비롯한 소기관의막 구조발달, 막대형태로된선형염색체가여러개존재
(3) 막진화설 ( 원핵 세 포 - 진 핵 세 포 ) : 핵막, 이중막 , 핵막과 소포체막 연결, 생체막유사
2 .식물세포와동물세포
(1)식물세포: 세포벽, 엽록체, 액포존재
(2)동물세포: 중심체존재


세포의구조와기능

세포막을 통한 물질의 출입

세포막
세포막의 구성
인지질: 머리(친수성) +꼬리(소수성), 2중층으로 구성
단백질 :인지질사이곳곳에분포, 유동성

유동 모자이크 모델 : 인지질 2중층에 유동성단백질이 모자이크 모양으로 분포
단백질기능:물질투과, 효소, 수용체등의작용
지용성물질: 인지질을통과
수용성물질:
수송단백질을



세포막을통한물질의출입 1. 확 산 : 고 농 도 - 저 농 도 로 물 질 이 동
(1)단순확산: 기체, 지용성물질등이인지질층을통해확산
(2) 촉 진 확 산
• 수용성물질등이 운반체단백질이나통로단백질을통해확산
• 모든 막 단 백 질이 확 산에 관여 할 경 우 속도 일 정
2. 삼투: 반투과성막을통해 저농도 - 고농도로물이이동
(1)삼투압: 삼투현상으로물이밀려들어오는힘
(2)동물세포: 고장액(수축), 등장액(동적평형), 저장액(용혈)
(3) 식물세포(세포벽존재)
•고장액:세포외로물방출 -원형질분리
•등장액:변화없음, 동적평형->원형질분리한계점
•저장액:세포내로물흡수 ->팽윤상태
그래프해석: 원형질분리상태식물세포를저장액에넣음, 세포의부피는수분흡수량, 흡수력 -삼투압- 팽압

3. 능동수송: 저농도 - 고농도로물질이동
(1)에너지(ATP)소모,운반체단백질관여 ,이후농도차발생
(2)Na'- Kt 펌프: Na' 3개씩방출, K*2개씩유입
4. 세포내섭취•세포와배출작용
(1)고분자물질의이동방법, 에너지(ATP) 소모
(2)세포내섭취: 식세포작용과음세포작용 -세포막의표면적감소
(3)세포외 배 출 : 호르몬 , 효소 방출 - 세포막의 표면적 증가
5. 세포호흡저해제:ATP생성억제
-능동 수송과세포내섭취• 세포와배출중단

효소

효소의기능 1. 생체반응(물질대사)
(1)동화작용: 물질의합성, 흡열반응Q) 광합성
(2)이화작용:물질의분해, 발열반응인세포호흡
2. 활성화에너지:화학반응을일으키는데필요한에너지
(1) 효소가 있을경우활성화에너지 감소로반응촉진
(2)기질의양, 효소의양, 온도, pH, 저해제에의해서는변화안됨
3. 효소의 생체 반응 조절 : 체온 (낮은 온도) 에서 반응가능 , 단계별로 반응, 에너지출입 속도조절 가능

효소의구성
1. 효소 의 구 성 : (전) 효 소 = 주효소 + 보조 인자
2. 주효소:단백질로구성, 활성부위결정, 효소성질결정
3. 보조인자
(1)조효소(NAD',FAD등) :약하게결합
(2)금속이온(FC, CuP등)

효소의특성
1. 반응전 후 효소는 불변:반응이 거듭되어도 효소는 분해되거나 변성되지않음
2. 효소• 기질 특이성 : 특정효소는 특정 기질과만 반응함

3.효소작용에영향을미치는요인
(1)온도: 고온변성, 저온변성안됨, 효소마다 최적온도 다름
(2)pH: 높은PH변성, 낮은PH변성, 효소마다 최적pH 다름
(3)기질농도: 기질농도 증가시 반응속도증가 (효소농도 일정)
모든 효소 포화시 일정속도

4.저해제
(1)경쟁적저 해제: 활성부위결합, 기질농도 증가시 저해 감소
(2)비경쟁적저 해제: 활성부위가아닌 부위결합, 활성부위 변형 기질농도와 무관

효소의종류와이용
1. 효소의 종류: 산화•환원효소,전이효소, 가수분해효소, 부가제거효소, 이성질화효소, 연결효소
2. 효소의 이용
(1)발효식품: 미생물의효소작용으로만듦
(2)효소세제: 지방과단백질을분해하는효소를이용한세제