생2칼럼 3회차)세포막
게시글 주소: https://h.orbi.kr/00027665123
안녕하세요! 생2뽀개기입니다. 벌써 세 번째 칼럼을 쓰게 되네요. 여러분들이 제 첫번째 칼럼에 관심을 많이 가져준 덕분에 오르비 캐스트에까지 올라갔네요... ㅎㄷㄷ 여러분의 성원에 감사드립니다!! (으헝헝)
이번에는 2회차 때 예고드렸던 대로 세포막과 관련된 내용을 들고 왔습니다..
1회차 칼럼에서 간단하게 세포막에 대한 내용을 둘러봤는데, 이번에는 '세포막'만 가지고 진행 하도록 하겠습니다.(수특 3강이 세포막과 효소만 다루는 단원이기 때문에)
1. 세포막의 특성
세포막의 구성부터 설명하도록 하겠습니다! 세포막은 앞서 말씀드린 것처럼 인지질과 단백질을 주성분으로 가지고 있고, 이외에도 콜레스테롤, 당(탄수화물)으로도 구성되어 있습니다. 이를 "유동 모자이크막" 구조라고 합니다.
그림이 좀... 우웩합니다.
세포막의 인지질이 유동적으로 움직일 수 있기 때문에 막단백질들은 세포막 내에서 위치 이동이 가능합니다. 또한, 인지질의 머리 부분은 친수성이고 꼬리 부분은 소수성이기 때문에 인지질의 꼬리 부분이 서로 맞닿아있는 이중층 구조를 띤다는 것을 알 수 있습니다. 그러면 세포막의 주요 기능에 대해서 알려드리도록 하겠습니다.
-세포의 형태 유지, 세포의 내부와 외부 구분
-선택적 투과성(또는 반투과성)을 통해 물질 출입 조절
-막단백질(그 중 수용체 단백질)을 통해 외부의 신호 내부로 전달
-효소 단백질을 통해 반응 진행
등등등... 정말 많지만 주요 기능은 위의 4가지 정도라고 볼 수 있습니다. 오늘은 그 중 두 번째인 '선택적 투과성'을 세포막이 실현하는 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
(당단백질이라는 것도 있는데... 수능에 안나옵니다. 궁금하시다면 쪽지 ㄱㄱ)
2. 세포막을 통한 물질 출입
2-1. 확산
확산은 "양쪽의 농도가 같아질 때까지 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 물질이 이동하는 것"을 의미합니다. 분자 운동에 의해서만 확산이 일어나기 때문에 양쪽의 농도가 같아지면 겉보기에는 물질 이동이 멈춘 것처럼 보입니다(실제로는 양방향으로 움직이는 물질의 양이 같기 때문에 멈춘 것처럼 보이는 거죠). 그래서 ATP(에너지)도 소모되지 않습니다.
확산에는 크게 단순확산과 촉진확산이 있습니다.
단순확산은 왼쪽 그림처럼 막단백질이 관여하지 않은 채로 물질이 그냥 세포막을 뚫고 이동하는 확산입니다. 촉진확산은 이와 다르게 막단백질을 통과해서 물질이 이동하는 확산 방식입니다. 인지질 이중층의 가운데 부분이 소수성이기 때문에 단순확산은 지용성 물질이나 저분자 물질의 이동에 사용되고, 고분자 물질이나 수용성 물질은 촉진확산을 통해 일어납니다.
그리고 매우 중요한 그래프 등장!
단순 확산은 세포막을 뚫고 이동하는 것이기 때문에 초기에는 속도가 매우 느립니다. 하지만, 안팎의 농도차(=농도 기울기)가 커질수록 물질의 이동 속도는 그에 비례해서 빨라질 수 있습니다.
촉진확산이 경우에는 막단백질을 사용하기 때문에 농도 기울기가 작아도 물질이 빠르게 이동할 수 있습니다. 하지만, 막단백질의 개수는 한정되어 있기 때문에, 막단백질이 포화(모든 막단백질을 통해 물질이 이동중이라는 소리입니다)되면 농도 기울기가 커져도 더 이상 물질의 이동 속도가 증가할 수 없습니다.
2-2. 삼투
다음으로, 삼투에 대해 설명해보도록 하겠습니다.
삼투의 정의는 "반투과성 막을 기준으로 농도가 낮은 곳에서 농도가 높은 곳으로 용매(물)가 이동하는 현상"입니다. 삼투도 물의 분자운동에 의해서 일어나기 때문에 ATP가 사용되지 않는다는 특성을 가지고 있습니다.
이 그림에서 볼 수 있듯이 왼쪽보다 오른쪽의 설탕 농도가 높다면 왼쪽에서 오른쪽으로 물이 이동하여 오른쪽의 물 높이가 높아지게 됩니다.
-삼투압 공식
P= CRT (C=용액의 몰농도, R=기체상수, T=절대온도, P=삼투압)
참고로만 알고 있으면 됩니다.
->삼투압에 대해서 더 자세한 설명을 드릴 수 있는데... 지금 시간이 없어서 ㅠㅠ 일단 이정도 서술하겠습니다. 제가 오늘 밤에 가능하다면 수정해보도록 하겠습니다.
-동물세포와 식물세포에서의 삼투현상-
동물세포부터 살펴보겠습니다. 동물세포는 원래 체액의 농도와 같은 농도를 갖고 있습니다. 그런데, 이 동물세포를 저장액(체액보다 농도가 낮은 용액), 등장액(체액과 농도가 같은 용액), 고장액(체액보다 농도가 높은 용액)에 넣게 되면...
적혈구의 사진입니다. 고장액에서는 세포 외부의 농도가 높기 때문에 적혈구에서 물이 다 빠져나가게 되어서 쭈그러든 모습을 볼 수 있습니다. 등장액에서는 변화가 없고, 저장액에서는 세포 외부의 농도가 낮기 때문에 물이 적혈구 내부로 들어와 잔뜩 부푼 모습이 보입니다. 조금 더 물이 들어오게 된다면 터지는 현상도 발생하는데, 이를 '용혈'이라고 합니다.
그러나. 식물세포는 동물세포와 다르게 세포벽이 존재하기 때문에 세포가 막 쭈그러들거나 터지거나 그런 게 없습니다! 그래서 오히려 좀 더 복잡해지는데요. 아래 그림을 보도록 합시다.
저장액에서는 외부의 물이 유입되어 세포가 팽팽하게 부푸는 '팽윤' 상태가 되고, 최대로 팽윤 되었을 때를 '최대 팽윤 상태'라고 합니다. 고장액 에서는 물이 밖으로 빠져 나가기 때문에 원형질(세포질)이 후형질(세포벽)과 떼어져버리는 원형질 분리 현상이 일어나게 됩니다. 이 때, 식물세포에서 작용하는 여러가지 힘들을 아래의 그래프로 표현할 수 있습니다.(이 그래프 6월 모의고사에 간간이 나옵니다)
삼투압=식물세포 내부의 삼투압(식물세포 내부로 물을 끌어들이는 힘)
팽압=식물세포 내부에서 바깥으로 미는 힘
흡수력=(삼투압)-(팽압), 즉 식물세포가 물을 흡수하는 힘
한계 원형질 분리(B): 등장액 상태에서의 식물세포의 상태, 즉 원형질 분리가 되기 직전이라는 뜻
팽윤 상태(B보다 오른쪽), 최대팽윤 상태는 E이고, 이때는 팽압과 삼투압이 같아져 흡수력이 0이 되기 때문에 물이 더 이상 유입될 수 없다.
원형질 분리 상태(B보다 왼쪽)에서는 팽압이 0이기 때문에 삼투압과 흡수력이 같다.
제가 이 단원이 한 가지 걱정되는 것은 문제가 충분히 어렵게 나올 수 있는데 평가원이 어렵게 내지 않는다는 점입니다(사설,EBS 문제가 평가원 문제보다 어렵습니다. 그 문제들을 적극 참조하세요). 과연 여기서 어렵게 내서 수험생들의 통수를 후릴지는... 미지수입니다.
올해 평가원을 지켜보도록 하죠...
2-3. 능동수송
능동수송은 위에서 소개해드린 확산, 삼투와는 다르게 ATP(에너지)가 소모되는 반응입니다. 능동수송의 정의는 "에너지를 이용하여 물질의 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 물질을 이동시키는 것" 입니다. 농도 기울기를 거슬러 올라간다는 소리죠? 능동수송은 촉진확산처럼 운반체 단백질을 사용한다는 특성을 갖고 있습니다.
대표적인 예시로는 아래의 Na+ K+ 펌프를 들 수 있습니다.
이 펌프는 세포 외부로 Na+ 3분자를 보내고 세포 내부로 K+2분자를 들여보냅니다.(생1에서 Na+의 농도는 세포 외부가, K+의 농도는 세포 내부가 높다고 배우셨을 겁니다. 기억이 나시는지요?)
2-4. 세포 내 섭취/세포 외 배출
세포 내 섭취와 세포 외 배출은 능동수송과 마찬가지로 ATP, 즉 에너지를 사용하는 반응입니다. 왜냐하면 세포막을 변형시켜서 물질을 출입시키는 것이기 때문이죠. 아래의 그림을 보면 쉽게 이해 될 것입니다.
세포 내 섭취를 통해서는 큰 분자의 단백질을 끌어들이는 것, 또는 백혈구의 식균작용을 예로 들 수 있습니다. 세포 외 배출의 예시로는 호르몬을 분비하는 세포들(ex. 이자세포)이 호르몬을 세포 바깥으로 내보내는 예시를 들 수 있습니다. 그런데, 세포 내 섭취는 세포의 일부를 떼어 내는 것이기 때문에 세포 표면적이 감소하고 세포 외 배출은 분비소낭 막이 세포막과 합쳐지는 것이므로 세포 표면적이 증가합니다.
(음세포와 식세포를 굳이 구분할 필요는 없습니다!-수능에서 구분하락 하지 않습니다!)
-2020학년도 기출문제-
6월
I은 촉진확산 II는 능동수송이라는 사실을 (가)에서 확인할 수 있습니다. ㄱ의 이동방식은 촉진확산이라는 것을 (나)에서 확인할 수 있습니다.
이 단원과 효소 단원에서는 ㄴ선지처럼 분수로 구성된 선지가 많이 나옵니다! 분수 대소비교 헷갈리지 않도록 주의해주셔야 합니다.
ㄷ선지는 단순확산의 예시입니다.
9월
ㄱ이 이동하는 방식은 능동수송이라는 것을 오른쪽 그래프를 통해 알 수 있습니다. (이유: 안팎의 농도가 같을 때가 C인데 시간이 지날수록 C에서 내부 농도가 멀어지기 때문에)
수능
I은 세포 외 배출, II는 능동수송, III는 단순확산입니다. ㄴ선지는 촉진확산에 대한 예시입니다.
아직까지는 어려울 것 없습니다. 다만, 지금부터는 분수 형태의 대소비교 선지가 꽤 나올텐데, 거기서 실수하지 않도록 주의하셔야겠습니다.
오늘 운전면허를 따고 오느라... 시간이 없어서 좀 정신없이 적은 것 같네요. 밤에 보충할 수 있는 내용 보충하도록 하겠습니다. 꼭! 오류는 댓글이나 쪽지로 알려주시길 바랍니다!
오늘도 칼럼 읽어주셔서 감사합니다! 좋아요 많이 눌러주세요! 그럼 이만 ㅇㅅㅇ
-본 칼럼은 언제까지나 칼럼일 뿐, 핵심 개념들을 요약한 정도입니다. 생명과학2를 처음 독학하시는 분들께서는 꼭 상세한 개념도 공부해 주시길 바랍니다.-
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
현역때 비문학 어렵고 문학 쉽고 연계율 낮을 때는 EBS 유기하고 기출 무한 반복...
-
ㅇㅇ
-
개같이 무한 n수박을 사람들 되게 많을 거 같음 ㅋㅋㅋ
-
진짜 개열받네요. 맨날 지는 귀마개 쳐끼고 실모풀다가 얼굴빨개진 리본돼지마냥 변해서...
-
오히려 1등급에서 그 위를 원하는 사람이 기출을 붙잡고 독해력에 몰빵해야하고 그...
-
예를 들어 축구를 연습한다고 칩시다. 슛하기, 패스하기 이렇게 자잘자잘하게 훈련해서...
-
한 시험지에 있는 가장 어려운 수2 킬러 너무 어려워요 풀이에 모순이 없는 건...
-
개인적인 감상인데 보면 수시러 대다수는 붙은거에 감사하면서 학교 열심히 다니는데...
-
4규 시즌1, 이해원n제 시즌1은 빼고요
-
맞지 않음?? 어설프게 듄 하다가 이도저도 안돼서 걍 망할 것 같은데.. 독해력...
-
평가원 ㄷ 툰드라 ㄷ 관악산
-
확실히 서강뱃이 이쁨 16
ㄹㅇ
-
낮은 1에서 높은 2 사이 강의는 따로 안보고 실모랑 병행할 예정입니다 오리온 n제...
-
1. 공리는 참이라는 증명이없다 2. 따라서 귀류법 증명도 없다 3. 따라서 공리를...
-
반박 안 받음ㅇㅇ
-
시대북스 질문 0
19일에 주문한거 배송상태가 그대론데 어쩌지
-
고난도 독서지문 각개격파 잘함 문학도 논리적인 근거 의거해서 정답&오답선지 설명...
-
졸업하면 모할까 진짜 궁금한거임
-
영어 -8점 9
아슬아슬줄타기
-
설거지 다했다 8
나도 렘같은 미소녀 메이드 있으면 좋겠다
-
ㅈㄱㄴ
-
정법은 고난도 선거구 문제가 1 문제 나오거나 이어져있는 2문제만 나오는데 나머지...
-
지금와서 뭐 연계 공부하려면 뭐해야함?
-
시끄럽다고 조금 살살 써달라고 부탁하는 사람은 처음봤네 수학 풀고 있었는데.....
-
뭔가 수학, 탐구에 비하면(상대적) 각자 다른 방법으로 고득점 얻는 경우가 많은 것...
-
[단독] 의대 부모들, 블랙리스트 작성 전공의에 1000만원 전달 1
이른바 ‘의료계 블랙리스트’를 작성·게재한 혐의로 구속된 사직 전공의 정모씨를 위한...
-
(언매 실모) 이감 언매 N제 vs 이감 오프 파이널 언매 0
지금 시기에는 뭘 푸는 걸 추천하시나용?? 이감 오프 파이널에 있는 언매 다 풀고...
-
싫은건 아닌데 맨날 질문 올릴때마다 같은분이 답해주셔서 부담스럽기도 하고 다른...
-
국어 기출N제 0
아수라만 해도 ㄱㅊ으려나요 강의는 안듣고 교재만 사서 풀게요 좀 옛날기출까지...
-
진짜 아니라고 생각함. 당연히 독해력이 기본인건 맞고 강사나 책이 그걸 훈련시켜줘야...
-
난 간다 뀨뀨대 5
나는 전설의 뀨뀨대에 입성한다, 수능 만점으로.
-
하루에 이력서만 4개씩 제출하는 엠생이 되어버린 것이애오 하와와
-
어려움
-
영어 노베고 키스타트 시작햇는데 어원법이나 책에 나오는 단어들 다 외워야할까요?...
-
빅포텐 시즌2 난이도 어떤가요? 15,22급 20% 13,14,20,21 80%정도 되나요?
-
어차피 학교갈자격은 니들이따지는게 아니라 걔네 학점이 증명하는거임 걔들이 학점4점대...
-
그럼 공부는 취미가 되겠죠..
-
아직 할만한 듯? 지로 21 삼각 26 수열 27 오늘 자정까지 잘하면 끝낼지도
-
문제퀄 좋고 어려우면 좋음
-
가능충 ㅈㅅ ....ㅠ
-
작수 47 6평 50 9평 50 시그모는 45~50사이 왓다갓다해요 44모는 킬러...
-
졸림. 0
30분만..
-
질문 해드림 68
설거지 하기 전까지만
-
#15 16
-
밥먹는데 심심하당 17
-
수시충? 질문 16
자퇴하고 수능 준비한지 4개월 되어가는 꼬마 정시파이터인데요 가끔 올라오는 글을...
-
옯끼야아아악!!!
-
그렇게따지면 객관식문제밖에 못푸는주제에 객관식이 거의없는 대학시험은 볼수나있겠노?...
-
이해원S1 끝냈고 시대모의반 컨텐츠랑 강사컨텐츠 하는중인데 수능 전 마지막 N제로...
-
기분더럽게
추천 박고 갑니다.
올해 ebs보니까 유달리 세포막,호소 부분이 난이도가 조금 있더라고요
흠 풀어봐야겠네요
혹시 그 문제 해설해주실수 있나요? u자관에 반투과성막 있고 한쪽엔 엿당 1g 포도당2g 다른 한쪽엔 엿당 2g 포도당 1g있는데 포도당만 투과되는 교육청 문제..
네 이분 답변대로 하시면 됩니다. 제가 지금 과외를 곧 시작해서... 일단 과외 끝나고 자세한 답변 가능하면 해드리겠습니다.
네 이분 답변대로 하시면 됩니다. 제가 지금 과외를 곧 시작해서... 일단 과외 끝나고 자세한 답변 가능하면 해드리겠습니다.
네 이분 답변대로 하시면 됩니다. 제가 지금 과외를 곧 시작해서... 일단 과외 끝나고 자세한 답변 가능하면 해드리겠습니다.
엥? 이거 왜이러지 ㅋㅋㅋ
아.. 어차피 투과되니까.. 그래서 부피가 더 큰쪽에 포도당의 양이 더 많아지는거군요
앞으로 다른 문제에서도 투과하는물질은 영향을 안준다고 생각해도 생명과학2 수능을 치르는데 문제가 없겠죠..?
작년 생2랑 많이 달라졌나요?
크게는 아니지만 군데군데 바뀐 데가 있습니다
달라진 부분 확인하고 싶은데 어떻게 확인하는게 좋을까요?
지금 칼럼 쓰는 중인데 이거 내용 포함해보겠습니다.