1강. 생명 과학의 이해

생물의 특성

세포로 구성

모든 생물은 세포로 이루어져 있다.
  • 세포: 생물을 구성하는 구조적 단위이며, 생명 활동이 일어나는 기능적 단위이다.
  • 세포 수에 따는 생물의 구분
    단세포 생물
    • 몸이 하나의 세포로 이루어져 있다.
    • 예: 아메바, 짚신벌레, 대장균 등
    다세포 생물
    • 몸이 많은 수의 세포로 이루어져 있다.
    • 세포 → 조직 → 기관 → 개체에 이르는 정교한 체제를 갖추고 있다.
    • 예: 사람, 소나무, 양파 등

물질대사

모든 생물은 물질대사를 통해 몸에 필요한 물질과 생명 활동에 필요한 에너지를 얻는다.
  • 물질대사에는 생체 촉매인 효소가 관여한다.
  • 물질대사의 구분
    동화 작용
    • 저분자 물질 → 고분자 물질로 합성
    • 흡열 반응이다.
    • 예: 광합성, 단백질 합성 등
    이화 작용
    • 고분자 물질 → 저분자 물질로 분해
    • 발열 반응이다.
    • 예: 세포 호흡, 소화 등

자극에 대한 반응과 항상성

생물은 자극에 대해 반응하며 항상성을 유지한다.
  • 자극에 대한 반응: 체내외의 환경 변화에 반응하여 생명을 유지한다.
  • 항상성: 체내외의 환경 변화에 관계없이 체내의 상태를 일정하게 유지하려는 성질
반응과 항상성의 예시
자극에 대한 반응
  • 지렁이가 빛을 피해 이동한다.
  • 식물이 빛을 향해 굽어 자란다. (식물의 굴광성)
  • 파리지옥의 잎에 곤충이 닿으면 잎이 닫힌다.
  • 미모사 잎은 다른 물체가 닿으면 오므라든다.
  • 밝은 곳에서는 동공이 작아지고, 어두운 곳에서는 동공이 커진다.
항상성
  • 사람이 더울 때 땀을 흘려 체온을 조절한다.
  • 신경계와 내분비계의 작용으로 혈당량이 조절된다.
  • 물을 많이 마시면 오줌의 양이 늘어난다.

발생과 생장

다세포 생물은 발생과 생장을 통해 구조적·기능적으로 완전한 개쳬가 된다.
  • 발생: 하나의 수정란이 세포 분열을 하며 세포 수가 늘어나고, 세포의 종류와 기능이 다양해지면서 개체가 되는 과정
  • 생장: 어린 개체가 세포 분열을 통해 몸이 커지며 성체로 자라는 과정

생식과 유전

생물은 생식과 유전을 통해 종족을 유지한다.
  • 생식: 생물이 자손을 만드는 현상
  • 유전: 어버이의 형질이 자손에게 전해지는 현상
생식과 유전 예시
생식
  • 아메바는 분열법으로 번식한다.
  • 효모는 출아법으로 번식한다.
  • 사람은 생식세포의 수정을 통해 자손을 만든다.
유전
  • 어머니가 적록 색맹이면 아들도 적록 색맹이다.
  • 부작형 귓불을 가진 부모 사이에서 태어난 자녀는 모두 부착형 귓불을 가진다.

적응과 진화

생물은 환경에 적응해 나가면서 새로운 종으로 진화한다.
  • 적응: 생물이 서식 환경에 적합한 몸의 형태와 기능, 생활 습성 등을 갖게 되는 현상
  • 진화: 생물이 여러 세대에 걸쳐 환경에 적응한 결과 집단의 유전적 구성이 변하고 형질이 달라져 새로운 종으로 분화되는 현상
생식과 유전 예시
생식
  • 아메바는 분열법으로 번식한다.
  • 효모는 출아법으로 번식한다.
  • 사람은 생식세포의 수정을 통해 자손을 만든다.
유전
  • 어머니가 적록 색맹이면 아들도 적록 색맹이다.
  • 부작형 귓불을 가진 부모 사이에서 태어난 자녀는 모두 부착형 귓불을 가진다.

생명 과학의 특성

  • 생명 과학의 연구 대상 : 생명체와 생명 현상
  • 연구 대상의 규모 : 분자, 세포, 조직, 기관, 개체, 개체군, 군집, 생태계
  • 목적 : 생명의 본질을 규정하고 그 성과를 인류 복지 향상에 기여
  • 종류 : 세포학, 해부학, 형태학, 생리학, 유전학, 발생학, 분류학, 생태학 등

생명 과학의 탐구 방법

귀납적 탐구 방법

  • 관찰 결과 얻은 사실들로부터 일반적인 원리와 법칙 유도
  • 실험이 어려운 주제를 탐구하는 방법
  • 가설 설정 단계와 실험이 없다.
예시: 세포설, 다윈의 진화론, 베게너의 대륙 이동설, DNA 구조 발견, 인간 게놈 프로젝트 등
자연 현상 관찰
자연 현상 관찰
관찰 주제 선정
관찰 주제 선정
관찰 방법과
절차의 고안
관찰 방법과...
관찰 수행
관찰 수행
관찰 결과 해석
관찰 결과 해석
결론 도출
결론 도출
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연역적 탐구 방법

예시: 파스퇴로의 백신 연구, 플레밍의 페니실린 발견 등
자연 현상 관찰
자연 현상 관찰
문제 인식
문제 인식
가설 설정
가설 설정
탐구 설계 및 수행
탐구 설계 및 수행
결과 정리 및 해석
결과 정리 및 해석
가설 수정
가설 수정
결론 도출
결론 도출
일반화
일반화
가설이 옳지 않으면
가설이 옳지 않으면
가설이 옳으면
가설이 옳으면
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탐구 설계 및 수행

  • 실험군: 가설을 검증하기 위해 실험 조건을 변화시킨 집단
  • 대조군: 실험군과 비교하기 위해 실험 조건을 변화시키지 않은 집단
변인: 실험에 관계되는 모든 요인
독립 변인 탐구 결과에 영향을 미칠 수 있는 변인
  • 조작 변인: 대조군과 달리 실험군에서 의도적으로 변화시키는 변인
  • 통제 변인: 대조군과 실험군 모두 일정하게 유지하는 변인
종속 변인 조작 변인의 영향을 받아 변하는 변인으로, 실험 결과에 해당한다.