생물학 10학년: 세포 및 생명 진화

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Questions and Answers

훅이 관찰한 생물체의 세포는 무엇을 통해 발견되었는가?

스스로 만든 현미경 (correct)

자연적으로 발생한 세포

기존의 세포들

전문가의 도움

다윈의 생물 진화 이론의 핵심 원리는 무엇인가?

봄의 기후 변화

자연선택에 의한 생존 (correct)

인간의 개입

획득 형질의 유전

인간의 염색체 수는 얼마인가?

100

46 (correct)

멘델의 업적은 무엇과 관련이 있는가?

유전법칙의 발견 Signup and view all the answers

이산화탄소가 광합성 속도에 미치는 영향을 연구하기 위한 탐구 방법에서 첫 번째 단계는 무엇인가?

문제의식 형성 Signup and view all the answers

바이러스를 생명체로 볼 수 없는 주된 이유는 무엇인가?

스스로 에너지를 생성하지 못하기 때문 Signup and view all the answers

원시 지구의 대기가 어떤 기체로 구성되어 있었던 것으로 추측되는가?

CH4, NH3, H2, H2O Signup and view all the answers

밀러와 유리의 실험에서 확인된 결과는 무엇인가?

무기물에서 유기물의 합성 Signup and view all the answers

복잡한 유기물의 합성을 증명하기 위한 폭스 실험에서 관찰된 것은 무엇인가?

단백질의 합성 Signup and view all the answers

무생물에서 유기물로의 합성을 어떻게 검증했는가?

원시대기에서의 화학 반응을 실험 Signup and view all the answers

실험군과 대조군의 차이점으로 알맞은 것은?

대조군은 실험 결과를 비교하기 위한 기준이 된다. Signup and view all the answers

다음 중 물질대사와 에너지대사에 대한 설명으로 맞는 것은?

물질대사는 생물체 내에서 일어나는 모든 화학 반응이다. Signup and view all the answers

생물의 발생과 생장 과정에 대한 설명으로 올바른 것은?

발생은 수정란의 세포분열을 포함한다. Signup and view all the answers

생물의 자극에 대한 반응 중 틀린 설명은?

자극은 생물의 행동 변화에 기여하지 않는다. Signup and view all the answers

생물의 항상성 유지 기능에 대한 설명으로 맞는 것은?

항상성은 생물이 환경 변화에도 불구하고 체내 환경을 일정하게 유지하려는 성질이다. Signup and view all the answers

유전과 생식의 관계에 대한 틀린 설명은?

생식과 유전은 서로 독립적인 과정이다. Signup and view all the answers

원시 생명체는 어떤 유전 물질로 추정되는가?

RNA Signup and view all the answers

적응과 진화에 대한 설명으로 맞는 것은?

진화는 여러 세대를 걸쳐 이루어진다. Signup and view all the answers

종속영양 생물의 특성을 설명하는 내용으로 옳지 않은 것은 무엇인가?

광합성을 통해 에너지를 생성한다. Signup and view all the answers

독립영양 생물의 출현 원인으로 적절한 것은?

CO2의 증가 Signup and view all the answers

바이러스는 생물로 간주되는가에 대한 설명으로 옳은 것은?

바이러스는 스스로 대사작용을 하지 않는다. Signup and view all the answers

세포 내 공생설에서 미토콘드리아가 공생하는 세균의 종류는?

호기성 세균 Signup and view all the answers

고세균과 진핵생물의 유사성을 나타내는 특징 중 하나는?

rRNA의 염기서열이 유사하다. Signup and view all the answers

원핵세포의 리보솜과 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?

소기관의 존재로 인해 다양한 기능을 수행한다. Signup and view all the answers

세포막의 진화와 관련된 막 진화설을 설명하는 내용으로 옳지 않은 것은?

막성 구조가 제거된다. Signup and view all the answers

3도메인설에 따르면 고세균과 세균역은 어떻게 구분되는가?

분자적인 비교로 구분된다. Signup and view all the answers

생물 분류에서 속명과 종명은 어떤 방식으로 표기되어야 하는가?

속명은 대문자, 종명은 소문자로 표기 Signup and view all the answers

각 단계 사이에 '아'를 붙일 수 있는 경우는 어떤 점에서 도움이 되는가?

보다 정확한 생물 분류를 위해 Signup and view all the answers

명명자의 이름 표기에서 중요한 규칙은 무엇인가?

명명자의 첫 글자는 대문자로만 표기해야 한다 Signup and view all the answers

사람의 생물 분류에서 마지막 단계는 무엇인가?

사람속 Signup and view all the answers

벼의 학명은 무엇으로 표기되는가?

Oryza sativa Signup and view all the answers

Study Notes

생명의 특성

생명체는 세포로 구성되며, 기본적인 구조적, 기능적 단위를 이룹니다.
생명체는 물질 대사와 에너지 대사를 수행하며, 이 과정에서 에너지를 흡수하고 방출합니다.
생명체는 자극에 반응하며, 체내 환경을 일정하게 유지하려는 항상성을 유지합니다.
생물은 수정란이 세포 분열과 분화를 통해 완전한 개체가 되는 발생과 생장 과정을 거칩니다.
생물은 종족을 유지하기 위해 자신과 닮은 자손을 남기는 생식을 하며, 유전을 통해 부모의 형질을 자손에게 전달합니다.
생물은 환경의 자극을 받아 형태나 기능이 변하는 적응을 하며, 오랜 시간에 걸쳐 환경에 적응하면서 여러 형질의 변화를 통해 종으로 분화되는 진화를 합니다.

생물학의 역사

세포설
- 로버트 훅은 스스로 만든 현미경으로 식물의 '세포'를 관찰했습니다.
- 루돌프 피르호는 '모든 세포는 전에 존재하던 세포에서 기원한다'는 세포설을 확립했습니다.
세포 진화와 진화 이론
- 장-바티스트 라마르크는 용불용성과 획득형질 유전을 주장했으며, 생물종의 진화는 자연 환경과의 상호작용의 결과라는 주장을 제시했습니다.
- 찰스 다윈은 '종의 기원'에서 경쟁의 결과 생존한 개체의 유리한 형질이 대를 이어 내려옴으로써 새로운 종이 생겨난다는 진화 이론을 제시하여 생물학과 과학에 혁명적인 영향을 미쳤습니다.
20세기 생물학 (유전학)
- 그레고어 멘델은 유전 법칙을 재발견하여 유전자, 돌연변이 등의 개념을 제시했습니다.
- 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 1953년 DNA 구조를 밝혀내어 생물학 역사상 가장 중요한 성과를 이루었습니다.
- 1990년부터 2003년까지 진행된 인간 게놈 프로젝트는 생명체가 유전을 통해 후손에게 물려주는 유전 정보의 총합인 유전체(genome)를 연구했습니다. 사람의 염색체는 2n(두벌의 유사한 염색체) = 46이며, n에는 약 32억 염기쌍이 포함되어 있습니다.

생명과학의 탐구 방법

연역적 탐구 방법
- 문제의식을 가지고 관찰합니다.
- 관찰 결과를 바탕으로 가설을 설정합니다.
- 가설을 검증하기 위해 실험을 설계하고 수행합니다.
- 실험 결과를 분석합니다.
- 자료 분석을 통해 결론을 도출하고 일반화합니다.
- 연역적 탐구 방법에서는 실험군과 대조군을 설정하여 변인을 통제합니다.
- 실험군은 가설을 검증하기 위해 변인을 조작하는 집단으로 사용되며, 대조군은 조작하지 않고 비교 기준이 되는 집단입니다.
- 예를 들어 이산화탄소가 광합성 속도에 영향을 미친다는 가설을 검증하기 위해 이산화탄소를 조작 변인으로, 빛의 세기와 온도를 통제 변인으로, 광합성 속도를 종속 변인으로 설정할 수 있습니다.
귀납적 탐구 방법
- 실험할 수 없는 주제를 관찰한 결과를 토대로 원리나 법칙을 이끌어 냅니다.
- 예를 들어 다윈은 갈라파고스 군도의 피리새의 부리를 관찰하여 자연 선택에 의한 생물의 진화를 귀납적으로 추론했습니다.

바이러스는 생물인가?

생물적 특징
- 바이러스는 생물체 내에서 숙주의 효소와 에너지를 이용하여 물질 대사를 수행합니다.
- 바이러스는 핵산(DNA 또는 RNA)을 가지고 있어 자기 증식이 가능합니다.
- 바이러스는 환경 변화에 적응하는 진화를 보입니다.
무생물적인 특징
- 바이러스는 효소를 생산하지 못하기 때문에 스스로 물질 대사를 수행하지 못합니다.
- 바이러스는 세포의 형태를 갖추지 못하고, 껍질 단백질(캡시드)에 싸여 있습니다.
바이러스를 최초의 생명체로 볼 수 없는 이유
- 바이러스는 스스로 물질 대사를 수행하지 못하며, 세포 구조를 가지고 있지 않습니다.

생물의 탄생

자연 발생설
- 무생물에서 생물이 우연히 발생한다는 주장입니다. (아리스토텔레스, 헬몬트, 니담 등)
- 예를 들어 뱀장어는 진흙에서, 구더기는 오수에서 발생한다고 주장했습니다.
파스퇴르의 실험
- 루이 파스퇴르는 실험을 통해 생물 기원설을 확립했습니다. 모든 생물은 반드시 생물로부터 유래한다는 것을 증명했습니다.

원시 생명체의 탄생

원시 지구의 환경
- 원시 지구는 환원성 대기, 즉 CH4, NH3, H2, H2O와 같은 환원성 기체로 구성되어 있었습니다. CO2와 O2는 거의 없었던 것으로 추측됩니다.
- 원시 지구는 번개와 화산 활동, 강한 자외선과 우주 방사선 등 풍부한 에너지원을 가지고 있었습니다.
무기물에서 유기물의 합성
- 스탠리 밀러와 해럴드 유리는 원시 대기를 플라스크에 넣고 방전시켜 아미노산, 핵산 염기 등 여러 종류의 유기물을 합성하는 실험을 성공시켰습니다. 이 실험을 통해 무기물에서 유기물이 합성될 수 있다는 것을 증명했습니다.
복잡한 유기물의 합성
- 시드니 폭스는 아미노산을 혼합하여 가열한 결과 폴리펩타이드가 합성되는 것을 관찰했습니다. 이 실험은 원시 지구의 화산이나 용암에 의해 뜨거워진 원시 해양에서 단백질이 생성될 수 있었을 것이라는 추정을 뒷받침합니다.
- 복잡한 유기물인 핵산과 ATP는 생명체의 기초 요소로, 유전정보 저장과 에너지 전달에 필수적입니다. 이들의 합성은 원시 지구의 다양한 화학 반응을 통해 이루어졌으며, 이는 원시 생명체 탄생의 기초를 마련했습니다. 이러한 과정은 해양의 미세 환경이나 금속 이온이 풍부한 장소에서 일어났을 가능성이 높으며, 초기 생명체의 형성을 위한 중요한 단계를 의미합니다.
유기물 복합체
- 복잡한 유기물들이 주변에서 물질을 흡수하고 커지며, 분열하는 특성을 보였습니다. 또한 막을 형성했습니다. 원시 생명체의 탄생을 위한 중요한 단계였습니다.
원시 생명체의 탄생
- 유기물 복합체에 유전 물질인 핵산과 효소가 추가되어 자기 복제와 물질 대사 능력을 갖춘 원시 생명체가 탄생했습니다.
- 최초의 유전 물질은 RNA가 스스로 복제되는 과정에서 발달되었을 것으로 추정됩니다.

원시 생명체의 진화

종속 영양 생물의 출현
- 최초의 생명체는 무기 호흡을 통해 유기물을 이용하여 에너지를 얻고 CO2를 배출하는 종속 영양 원핵생물이었습니다.
독립 영양 생물의 출현
- 종속 영양 생물에 의해 유기물이 감소하고 CO2가 증가하면서 광합성을 통해 산소(O2)를 발생시키는 독립 영양 원핵생물인 원시 남세균(cyanobacteria)이 출현했습니다.
종속 영양 생물의 재출현
- 산소가 증가하고 유기물이 증가하면서 산소를 이용하여 에너지를 얻는 종속 영양 원핵생물이 다시 출현했습니다. 산소의 증가는 오존(O3)층 형성으로 이어져 육상 생물의 출현을 가능하게 했습니다.

단세포 진핵 생물의 출현

막 진화설
- 세포막이 안으로 함입되어 핵막과 소포체, 골지체와 같은 막성 구조를 형성했다는 가설입니다.
세포 내 공생설
- 호기성 세균이 세포 내에 공생하여 미토콘드리아가 되었고, 광합성 세균이 세포 내에 공생하여 엽록체가 되었다는 가설입니다.

세포 내 공생설의 근거

미토콘드리아와 엽록체는 원핵세포와 같은 고리 모양의 염색체를 가지고 있습니다.
미토콘드리아와 엽록체는 원핵세포 리보솜과 유사한 리보솜을 가지고 있습니다.
미토콘드리아와 엽록체의 이중막 중 내막은 원핵세포의 막과 유사하고, 외막은 숙주의 막과 유사합니다.
미토콘드리아와 엽록체는 세포 내에서 독립적으로 증식합니다.

3도메인설

3도메인설은 생명체를 세균, 고세균, 진핵생물로 분류합니다.
고세균은 세균과 진핵생물과는 다른 분류군입니다.
고세균은 극한 환경에서 발견되는 원핵생물입니다.
고세균과 진핵생물은 rRNA와 DNA를 결합하는 히스톤 단백질, 개시아미노산이 메싸이오닌이라는 공통점을 가지고 있습니다.

분류 단계

생물 분류는 형태적 특징, 생태적 특징, 생리적 특징, 유전적 특징, 발생적 특징, 분자 생물학적 특징 등을 기준으로 합니다.
분류 단계는 계, 문, 강, 목, 과, 속, 종으로 구성됩니다.
종에 속하는 분류 단계에는 아종, 변종, 품종 등이 있습니다.

학명

학명은 2명법(속명 + 종소명 + 명명자)으로 표기합니다.
속명의 첫 글자는 대문자로, 종소명의 첫 글자는 소문자로 표기합니다.
명명자의 첫 글자는 대문자로 표기합니다. 명명자 이름의 첫 글자만 쓰거나 생략 가능합니다.
속명과 종소명은 이탤릭체로, 명명자는 정자체로 표기합니다.
예시: 사람(Homo sapiens Linnaeus), 벼(Oryza sativa)

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Description

이 퀴즈는 생물학 10학년 과정의 핵심 개념들을 다루고 있습니다. 세포의 발견, 다윈의 진화 이론, 멘델의 유전학 업적, 그리고 생물체의 기원에 관한 연구 방법에 대한 질문들이 포함되어 있습니다. 생명의 기원과 관련된 실험들과 개념들을 점검해 보세요.