[스크랩] IV.생명의 연속성

 

IV.생명의 연속성

1.생식

(1)생식의 방법

1.무성생식

①무성생식 ~ 생식을 위한 특별한 생식세포를 만들지 않고 몽의 일부가 분리되어 새로운 개체를 형성하는 방법이다.

②분열법 ~ 분열자체가 생식을 의미한다.  예)박테리아, 아메바

③출아법 ~ 모체의 일부가 돋아나와 이것이 새로운 개체가 된다.  예)호모, 히드라, 산호 등

④포자법 ~ 포자를 만들어서 번식한다.  예)곰팡이, 버섯, 미역 등

⑤영양생식 ~ 고등 식물에서 볼 수 있는 무성생식방법으로 뿌리, 줄기, 잎 등의 영양기관으로부터 새로운 개체가 생긴다.

2.유성생식

①유성생식 ~ 대부분의 생물이 행하는 방법으로 어버이로부터 암수 구별이 있는 생식세포가 만들어진후 이들이 서로 수정하여 새로운

             개체인 자손으로 자라게 된다.

②동형배우자 ~ 두 배우자의 모양과 크기가 같다.

③이형배우자 ~ 두 배우자의 모양과 크기가 다르다. 고등한 생물의 경우 대개 이형배우자를 만들며 수배우자의 크기가 암배우자보다 작고                 운동성이 있다.

3. 세대교번과 핵상교번

①세대교번 : 유성생식과 무성생식을 하는 세대가 번갈아 나타나는 경우를 말한다.

예)고사리,

*포자(n)→ 전엽체→ 장란기(n) + 장정기(n) 수정→ 수정란(2n) → 어린고사리(2n) → 포자체(2n) → 포자낭(2n)→ 포자모세포(2n) → 포자

*유성세대 : 전엽체 → 수정,       *무성세대: 수정란 → 포자

(2)세포의 주기

1.염색체

①염색체의 구조

ㄱ.막대모양의 염색체 : 유사분열의 전기에 염색사가 응축되어 막대모양의 염색체가 된다.

ㄴ.염색체는 DNA와 염기성 단백질인 히스톤(histone)으로 구성되어 있다.

②염색체의 종류

ㄱ. 성염색체 : 성을 결정하며 암수에 따라 모양이 다르다.

ㄴ. 상염색체 : 성염색체를 제외한 암수가 공통으로 가지는 염색체

ㄷ. 상동염색체 : 모양과 크기가 같은 한 쌍의 염색체이다. 한쪽은 부계, 다른 한쪽은 모계로부터 온 것이다.

                대립형질을 나타내는 유전자의 경우 상동염색체의 같은 위치에 존재한다.

2.체세포 분열

①세포주기:

가. 간기 ~ G1기(성장기, 단백질의 합성, 세포의 생장, DNA합성을 준비),

           S기(DNA합성기, DNA가 합성되어 양이 2배로 증가한다.)

           G2기(세포분열 준비기, 세포의 생장이 활발하고 성숙되어진다.)

나.분열기 ~ S기에 복제된 DNA는 2개의 딸세포(daughter cell)로 똑같이 나눠져 들어간다. 전기, 중기, 후기, 말기의 과정을 거친다.

②체세포 분열과정(유사분열Mitosis)

ㄱ.핵분열

가. 전기 ~ 핵막과 인이 소실된다. 염색사가 응축이 되어 염색체가 보이기 시작하며 방추사 출현(식물세포에서는 극모에서 형성,

          동물세포에서는 중심립이 분리되어 성상체에서 형성된다.)

나. 중기 ~ 염색체들이 적도면에 배열되며 방추사는 염새체의 동원체에 서로 반대 방향으로 부착된다.

다. 후기 ~ 염색분체가 풀리면서 염색체는 정확히 절반씩 서로 반대쪽 극으로 이동한다.

라. 말기 ~ 염색체가 풀리면서 다시 염색사로 되고 소포체에서 유래되는 새로운 핵막이 생기며 인형성체가 인을 만든다.

ㄴ.세포질분열

가. 식물세포 : 원심적 분열, 2개의 새로 생긴 딸세포 사이에 골지체에서 유래하는 세포판(세포벽의 재료물질이 들어있다.)이

              생겨 세포질이 나누어진다.

나. 동물세포 : 구심적 분열, 2개의 새로 생긴 딸세포 사이에 세포막이 함입이 된다.

3.감수분열(Meiosis)

①감수분열의 의의 : 생물이 세대를 거듭하더라도 같은 종이 가진 염색체의 숫자는 항상 일정하게 유지될 수 있다.

②감수분열의 과정

1.제1분열(이형분열, 염색체의 수가 반으로 줄어든다. reproductional division)

ㄱ. 전기 ~ 상동염색체가 접착되어 2가염색체(4분염색체)를 형성한다. 이때 교차(cross over)가 일어난다.

ㄴ. 중기 ~ 2가 염색체가 적도면에 배열된다.

ㄷ. 후기 ~ 동원체가 분리되지 않고 짝을 이룬 2가 염색체가 양극으로 이동한다. 이때 염색체수가 모세포의 절반이 된다.

ㄹ. 말기 ~ 핵상 n인 2개의 딸세포를 형성하고 간기가 없이 바로 제2분열로 진행된다.

2.제2분열(동형분열, 염색체 수가 줄어들지 않는 동수분열이다. equational division)

ㄱ. 중기 ~ 염색분체가 적도면에 배열된다.

ㄴ. 후기 ~ 각 염색분체가 분리되어 양극으로 이동한다.

ㄷ. 말기 ~ 핵상 n의 염색체가 4개의 딸세포를 형성하며 분열이 끝이 난다.

4.세포분열에서 DNA량의 변화

①체세포 분열

ㄱ. 간기의 S기 ~ DNA량이 2배로 된다. 즉 염색체가 2개의 염색분체로 되어 전체로는 46개의 염색체와 92개의 염색분체를 가지게된다.

ㄴ. 분열기의 말기 ~ DNA량이 절반으로 나누어져 딸세포의 DNA량은 모세포와 동일해진다.

②감수분열

ㄱ. 간기의 S기 ~ DNA량이 2배로 된다. 즉 염색체가 2개의 염색분체로 되어 전체로는 46개의 염색체와 92개의 염색분체를 가지게된다.

ㄴ. 제1분열기의 말기 ~ DNA량이 반감된다.

ㄷ. 제2분열기 ~ 간기가 없이 시작되므로 보통 체세포 G1시기의 DNA량보다 절반이 줄어들게 된다.

5.체세포분열과 감수분열의 비교

구 분	체 세 포 분 열	감 수 분 열
분열 장소	체 세 포	생 식 소
분열 시기	체세포 형성시	생식세포 형성시
분열 횟수	1회	2회(이형분열, 동형분열)
염색체의 변화	변화없음(2n → 2n)	반감된다(2n → n)
2가 염색체 (짝지은 상동염색체)	형성되지 않음	형 성

1. 발생

(1)동물의 발생

1. 난할 ~ 수정란의 세포분열

①특징 : 세포의 생장기가 없이 난할이 진행되므로 할구의 크기는 작아지고 할구의 수는 늘어난다.

②과정 : 수정란 → 2세포기 → 4세포기 → 8세포기 → 상실기 → 포배기 → 낭배기

2.난의 종류와 난할 방법

난의 종류	난할방식			동물의 예
등황란	전할	등할	할구의 크기가 같다.	성게, 포유류
약단황란		부등할	동물극 쪽 할구가 작다.	개구리, 도룡뇽
강단황란	부등할	반할	난할이 동물극의 일부에서만 진행	어류, 파충류, 조류, 포유류
중황란		표할	난할이 알의 표면에서만 진행	곤충류, 갑각류

3.배엽형성과 기관의 분화

①낭배운동과 배엽의 형성

ㄱ.낭배운동

a. 포배기가 끝난 낭배기의 세포들은 질서있게 이동을 시작한다. 그 결과 동물극에서 식물극쪽으로 세포가 밀리면서 함입이 시작된다.

b. 주머니 모양의 낭배를 형성하는데 함입이 시작된 곳을 원구라 하고 속이 빈 공간을 원장이라 한다.

c. 일반적으로 정자가 들어온 반대쪽에 원구가 생기고 원구 바로위가 나중에 척색이되는 원구상순부다.

d. 선구동물은 원구가 입이되며, 후구동물은 원구가 아닌 다른 곳에서 입이 생긴다.

ㄴ.원중배엽세포계 동물 : 원구 근처의 원중배엽세포가 분열하여 중배엽을 만든다.  예)선구동물(편형, 선형, 연체, 절지 동물 들)

ㄷ.원장체강계 동물: 원장벽을 이루는 좌우의 내배엽이 난할강을 돌출하면서 중배엽을 만든다. 예)후구동물(모악, 극피, 원색, 척추동물 들)

②신경배와 기관형성

ㄱ.신경배 : 낭배후기에 신경관이 형성되는 배.

ㄴ.기관형성

a 외배엽 ~ 표피, 수정체, 손톱, 신경(뇌, 척수) 등

b. 중배엽 ~ 근육, 뼈, 신장, 순화기관, 생식기관 등

c. 내배엽 ~ 소화기관, 호흡기관, 내분비선, 방광 등

③배막과 태반

1.배막의 기능 ~ 배의 영양 공급, 보호, 노폐물의 배출

2.배막의 구조

ㄱ. 난황막 : 난황을 둘러싸고 있는 막.   예)조류, 파충류에서 발달

ㄴ. 양막 : 태아를 둘러싸고 있는 막. 양수가 들어있다.  예)유양막류(포유류, 조류, 파충류), 그 이외는 무양막류이다.

ㄷ. 장막 : 배전체를 둘러 싸고있는 막. 배를 보호한다.

ㄹ. 요막 : 배가 배설하는 노폐물을 간수한다.

(2)동물의 발생기작

1.발생운명의 결정

①모자이크란 : 발생운명이 발생초기에 결정 → 전성설 지지.

  예)루의 실험(1881년), 2세포기의 개구리 수정란 한쪽할구를 뜨거운 침으로 찔러 죽이면 불완전한 반쪽 개체가 된다.

     이는 죽은 한 쪽의 할구가 살아있는 한쪽 할구의 발생을 방해하기 때문이다. 빗해파리, 뿔조개 등이 잘 알려져있다.

②조정란 : 발생운명은 발생이 진행되면서 결정 → 후성설 지지.

  예)드리슈의 실험(1981년), 2세포기의 성게 수정란을 분리시키면 각각 따로 발생하여 완전한 개체가 된다.

③양서류의 포배 예정배역도

  예)포크트(독일)의 실험, 배의 발생 운명이 낭배 초기와 후기사이에 결정된다.

ㄱ.양서류의 포배, 낭배 초기에 국소 생체 염색법을 사용하여 낭배초기의 색이 다른 두 종류의 배를 교환 이식한다.

ㄴ.낭배초기의 배 이식 : 신경예정역 → 표피예정역에 이식 → 표피, 표피예정역 → 신경예정역에 이식 → 신경

ㄷ.낭배후기의 배 이식 : 신경예정역 → 표피예정역에 이식 → 신경, 표피예정역 → 신경예정역에 이식 → 표피 

2.형성체와 유도작용

①슈페만이 실험

ㄱ.도룡뇽 낭배초기의 원구상순부를 다른 도룡뇽의 낭배시기의 외배엽에 이식한다.

ㄴ.그러면 외배엽에서 새로운 2차 배와 신경관이 형성되기 시작한다.

ㄷ.이는 원구 상순부에 이식받은 외배엽을 신경계가 되도록 유도하는 특이한 물질이 있음을 말해준다.

②형성체 : 슈페만은 원구 상순부와 같이 분화를 유도하며 배발생에 중요한 작용을 하는 부위를 형성체라고 정의함.

③눈의 발생과정에서 형성체의 작용

*원구상순부(1차형성체) → 외배엽(유도) → 신경관 → 뇌포 → 안포 → 안배(2차형성체) → 표피(유도) → 수정체(3차형성체)

→ 표피(유도) → 각막 → 눈의 분화

(3)식물의 발생

①속씨식물의 중복 수정

ㄱ.화분모세포(2n) : 감수분열 후 4개의 화분(n)이 된다. 화분이 발아하면 화분관이 생긴다. 분열된 화분핵은 화분관을 통해

                  이동하며 생식핵과 화분관핵으로 나뉜다. 생식핵은 다시 분열하여 2개의 정핵(n)이 된다.

ㄴ.배낭모세포(2n) : 감수분열 후 4개의 배낭세포(n)가 된다. 이중 1개의 배낭세포가 3회 핵분열을 하여 8개의 핵으로된다.

                  배낭이 성숙되면 난세포 1개, 극핵 2개, 조세포 2개, 반족세포 3개로 된다. 

②중복수정

ㄱ. 화분관이 암술머리를 뚫고 들어가 2개의 정세포가 난세포와 극핵2개와 각각 수정하므로 중복수정이라고 한다.

ㄴ. 배(2n) : 정세포(n) + 난세포(n)

ㄷ. 배젖(3n) : 정세포(n) + 극핵(2n)은 서로 융합되어 결합한다.

ㄹ. 배는 기저세포와 정단세포를 만드는데 기저세포는 배병을, 정단세포는 배구를 형성한다.

    배구는 계속자라 배가되며 배는 어린눈, 배축, 어린뿌리, 떡잎으로 된다.

ㅁ. 배젖세포는 계속 분열하면서 영양분을 축적하고 배를 둘러싸게된다. 

3.유전

(1)유전의 법칙

①우열의 법칙

~ 순종 어버이를 교배시켜 잡종 1대(F1)를 얻은 후 형질을 비교해보면 어버이의 우성 형질만이 나타난다.

이와같이 F1에서 나타나는 형질을 우성, 나타나지 않는 형질을 열성이라고 한다.

예) P: RR x rr →  F1: Rr, Rr, Rr, Rr(all Round), 모두 둥근우성형질이 나타난다.

②분리의 법칙

~ 잡종 1대에의 유전형질이 감수 분열을 통하여 서로 다른 배우자로 분리된다. 그결과 일정한 비율이 생긴다.

예) F1: Rr → F1 x F1 : Rr x Rr → F2: RR. Rr, Rr, rr 즉, R_ : rr의 비가 3 : 1이 된다.

③독립의 법칙

~ 유전 형질을 지배하는 유전자는 서로 각각 독립되어 영향을 주지 않는다.

예)양성잡종의 유전 P: RRYY x rryy → F1: RrYy → F1의 자가수분 → F2: R_Y_ : R_yy : rrY_ : rryy = 9:3:3:1

(2)연관과 교차

1.연관

①염색체설 : 서턴(1902), 유전자의 작용이 염색체의 행동과 일치하므로 염색체속에  유전자가 들어있으며 염색체를 통하여 자손에게

             전달된다. 그러므로 상동염색체의 하나는 부계, 다른 하나는 모계로 부터 오는 것이다.

②유전자설 : 모건(1926년), 초파리 유충의 침샘염색체에서 유전자를 발견. 각 유전자는 염색체위에 있으며 대립유전자는 상동염색체의

             동일한 위치에 존재한다.

③초파리의 거대 염색체 : 상동염색체가 접합된 상태에서 분열만 계속 되므로 매우커지게된다. 이를 거대염색체라고 하며 수천개의

                        뚜렷한 띠가 관찰이 된다.모건은 침샘 염색체의 띠가 어떤 특별한 형질을 나타낸다는 사실을 확인한 것이다.

④연관 : 한개의 염색체에 함께 존재하며 같이 움직이는 유전자.

⑤연관군 : 한개의 유전자를 통틀어 연관군이라고 한다.

예) P : AB(연관), ab(연관) → F1 : ABab → F1자가수분 → F2 : ABAB, ABab, ABab, abab = AABB(1):AaBb(2):aabb(1)

⑥ ㄱ.상인연관 : 우성이나 열성끼리 연관이 된 것.   ㄴ.상반연관 : 우성과 열성끼리 연관 된 것.

(3)교차(cross over)

①키아즈마 : 교차가 일어난 부분을 말한다. 염색분체의 일부가 교환돤다.

②교차시기 : 제1감수분열 전기에 상동염색체들이 서로 꼬이면서 교차가 일어난다.

④교차율(%) = (교차가 일어난 생식세포의 수 / 전체 생식세포의 수) x 100 (%)

단, 교차율은 50%를 초과하지 못한다. 완전연관이 된 상태라면 교차율은 0%이다. 예)교차율 20%이면 연관율은 80%, 교차:연관=1:4

⑤염색체지도 : 3점 검정법(3개의 유전자간의 상대적인 거리를 교차율로 나타내는 방법)

예)A-B: 교차율 8%, B-C: 교차율 5%, A-C: 교차율 13%  결국 교차율이 크다는 것은 두 유전자 사이의 거리가 그만큼 멀다는것을 뜻한다.

 

4.진화

(1)진화의 증거

1. 발생상의 증거

진화재연설(발생반복설), 1866년 헤켈에 의해 주장된 것으로 “개체발생은 계통발생을 반복”한다.

예)사람의 태아 초기(아기미 구멍과 꼬리), 갯지렁이(환형동물)와 조개류(연체동물)의 공통유생인 트로코포라 등

2. 비교해부학상의 증거

①상동기관 : 발생과 해부학적 구조가 같다. 그러나 기능, 형태는 다양하다.

예)앞다리 ~ 사람의 팔, 새의 날개, 박쥐의 날개, 고래의 지느러미, 개구리 앞다리, 사자의 앞 발 등

②상사기관 : 발생 해부학적 구조가 다르다. 그러나 기능, 형태가 같다.

예)덩굴손 ~ 완두는 잎의 변태, 포도는 줄기의 변태, 날개~ 곤추은 표피(피부)의 변태, 새는 앞다리의 변태

3. 생물지리학적 증거

①지리적으로 격리된 지역의 특이한 생물상

②해협, 사막, 산막 등의 지리적으로 격리된 양쪽의 많은 생물들은 종류가 다르다.

예)갈라파고스 군도의 멧새의 다양함. 오스트레일리아의 유대류 등

4. 생화학적 증거

유연관계가 가까울수록 단백질을 구성하는 아미노산의 수와 종류가 유사하다.

예)헤모글로빈 분자내의 아미노산의 차이

5. 분류학상의 증거

서로다른 두 종류의 중간형 생물이 있다.

예)시조새(파충류와 조류), 오리너구리(파충류와 포유류), 소철고사리(양치식물과 종자식물), 유글레나(돔물과 식물) 등

(2)진화설

1.용불용설(用不用說)

①1809년, 라마르크가 ‘동물철학’에서 주장했다.

③생물체의 기관은 환경변화에 따른 습성의 변화로 사용할 수 있는 기관은 발달하고 사용하지 않는 기관은 퇴화 된다.

②후천적으로 획득한 형질이 유전되지 않기 때문에 이점에서 오류가 있다.

2.자연선택설

①1859년 찰스다윈이 ‘종의 기원’에서 주장했다.

②개체변이가 발생 → 생존경쟁 → 적자만이 생존 → 자연 선택의 결과 신종 탄생

③개체 변이의 형질이 유전되지 않기 때문에 이점에서 오류가 있다.

3.다윈이후의 진화설

①격리설: 집단의 격리가 종 분화의 원인이다. 학자)로마네즈, 바그너

②정향진화설: 내적 요인에 의해 일정한 방향으로 진화된다. 학자)아이머, 코오프

③생식질 연속설: 생식세포에서 일어나는 변이가 진화의 원인이다.

④돌연변이설: 돌연변이가 진화의 원인이다. 학자)드브리스

4.현대의 진화이론

①하나의 이론과 개체의 변화를 중심으로 진행되지 않는다.

②돌연변이에 의한 유전자풀(gene pool)의 변화에 의해  시작이 된다.

③돌연변이로 인한 생식기관의 차이, 생식시기의 변화 때문에 교배가 불가능해지고 결국 신종으로 분화된다.

④결국 돌연변이, 교잡 → 유전자 풀의 변화 → 자연선택 →생식적 격리 →신종분화에 의해 진화가 이루어진다.

 

출처 : 보건직-의료기술직 공부방

글쓴이 : 만수씨 원글보기

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