01 생물의 특성

1. 생물과 비생물

생물과 비생물의 구분기준은?

(1) 생물을 설명하긴 어렵지만, 생물과 비생물을 구별할 수 있는 여러 가지 특징이 있다.  

2. 생물의 특성

세포로 구성되어 있다.

(1) 모든 생물은 세포로 구성되어 있다.

(2) 세포는 생명체를 구성하는 구조적 단위이고 생명 활동이 일어나는 기능적 단위이다.

(3) 단세포 생물은 하나의 세포로 이루어져 있으며, 하나의 세포에서 모든 생명 활동이 일어난다.

예) 대장균, 아메바, 유글레나, 짚신벌레, 종벌레 등

(4) 다세포 생물은 여러 개의 세포로 이루어져 있으며, 세포들이 조직적이고 유기적으로 구성되어 몸을 구성한다.

예) 소나무, 사람, 양파, 개구리, 은행나무, 독수리, 악어, 사람 등

 

물질대사를 한다.

(1) 생명을 유지하기 위해 생명체에서 일어나는 모든 화학 반응을 물질대사라고 한다. 물질대사 과정에서 물질의 전환과 에너지의 출입이 일어나고 물질대사를 통해 생명 활동에 필요한 물질과 에너지를 얻는다.

(2) 생물은 물질대사를 통해 생명 활동을 유지하는데 필요한 물질과 에너지를 얻는다.

(3) 물질대사에는 생체 촉매인 효소가 관여하며 에너지 출입이 일어난다.

(4) 물질대사는 저분자 물질을 고분자 물질로 합성하는 동화 작용과 고분자 물질을 저분자 물질로 분해하는 이화 작용으로 구분한다.

(5) 동화 작용은 에너지를 흡수하는 흡열 반응이고, 이화 작용은 에너지를 방출하는 발열 반응이다.

동화작용의 예) 광합성, 단백질 합성, 지방 합성, 글리코젠 합성, 녹말합성 등

이화작용의 예) 세포 호흡, 소화, 글리코젠 분해, 녹말 분해 등

 

자극에 대하여 반응하고, 항상성을 유지한다.

(1) 온도, 압력, 화학 물질, 전기 에너지, 중력 등 생물의 반응에 영향을 미치는 생물 내외의 환경 변화를 자극이라고 하며, 생물은 감각 기관을 통해 자극을 감지하고, 이에 다양한 형태로 적절하게 반응함으로써 생명을 유지한다.

자극에 대한 반응의 예:

• 식물이 빛을 향해 굽어 자란다.
• 어두운 곳에서 고양이의 동공이 커진다.
• 사람이 어두운 곳에서 밝은 곳으로 가면 눈의 동공이 작아진다.
• 파리지옥의 잎에 곤충이 닿으면 잎이 닫힌다.
• 뜨거운 물체에 손이 닿으면 재빨리 손을 뗀다.
• 물체가 날아오면 눈을 감는다.
• 지렁이는 빛을 피해 어두운 곳으로 이동한다.
• 해바라기는 태양을 향해 자란다.
• 미모사의 잎은 다른 물체에 닿으면 오므라든다.

(2) 항상성은 생물이 체내외의 환경 변화와 관계없이 체내 환경을 일정하게(일정 범위) 유지하려는 특성이다. 항상성은 신경계와 내분비계의 조절을 받아 유지된다.

항상성 유지의 예:

• 사람이 더운 날씨에 땀을 흘린다. (체온 조절)
• 식사 후에 증가하였던 혈당량이 인슐린의 작용으로 정상 수준으로 감소한다. (혈당량 조절)
• 물을 많이 마시면 오줌의 양이 증가한다. (삼투압 조절)
• 신경계와 내분비계의 작용으로 혈당량이 조절된다.

 

생식과 유전이 일어난다.

(1) 생식은 생물이 자신과 닮은 자손을 남기는 현상이다.

(2) 생물의 생식 방법은 생물의 종류에 따라 다르며 무성생식과 유성생식이 있다.

(3) 무성생식은 대부분 한 개체가 생식세포를 만들지 않고 세포분열을 통해 자신과 유전적으로 같은 자손을 만든다.

(4) 유성생식은 암수 개체가 각각 만든 생식세포의 결합으로 어버이를 닮은 자손을 만든다.

생식의 예:

• 아메바나 짚신벌레는 분열법으로 번식한다.
• 효모나 히드라는 출아법으로 번식한다.
• 사람은 정자와 난자가 수정하여 자손 개체를 남긴다.

(5) 유전은 생식 과정에서 어버이의 유전자가 자손에게 전달되어 어버이의 형질이 자손에게 전해지는 현상이다.

유전의 예:

• 어머니가 적록 색맹이면 아들도 적록 색맹이다.
• 부착형 귓불을 가진 부모 사이에서 부착형 귓불을 가진 자녀가 태어난다.

(6) 유한한 수명을 가진 생물은 생식과 유전을 통해 종족을 유지한다.

 

발생과 생장을 한다.

(1) 발생은 다세포 생물에서 수정란이 세포 분열을 통해 세포 수가 증가하고, 세포의 구조와 기능이 다양해져 여러 조직과 기관을 형성함으로써 하나의 완전한 개체(구조적,  기능적으로 완전한 개체)가 되는 과정을 말한다.

발생의 예:

• 개구리는 알 → 수정란 → 올챙이 → 개구리의 발생 과정을 거친다.
• 초파리는 알 → 수정란 → 애벌레 → 번데기 → 성체의 발생 과정을 거친다.

(2) 생장은 발생 과정을 거친 어린 개체가 세포 분열을 통해 세포 수를 늘려 몸의 크기와 무게가 증가하여 성체로 자라는 현상이다.

(3) 다세포 생물은 발생과 생장을 통해 구조적 기능적으로 완전한 개체가 된다.

생장의 예:

• 죽순이 자라 대나무가 된다.

개구리의 발생과 생장:

• 개구리의 수정란은 발생 과정을 통해 올챙이를 거쳐 어린 개구리가 되고, 어린 개구리는 생장하 여 성체 개구리가 된다.

사람의 발생과 생장:

어머니의 자궁 속에서 수정란이 태아로 되어 태어나기 전까지의 과정이 발생하고, 아이가 태어난 후 자라서 어른으로 되는 과정이 생장이다.

 

적응하고 진화한다.

(1) 적응은 생물이 서식하는 환경에 알맞게 몸의 구조와 기능, 행동 양식 등이 변화하는 현상이다.

(2) 환경에 잘 적응하면 많은 자손을 남길 수 있다.

적응의 예:

• 선인장은 가시 모양의 잎을 가지고 있어 수분의 손실을 줄이고, 물을 저장하는 조직이 발달해 있다.
• 뱀, 개구리, 곰은 겨울잠을 잔다. 더운 지역에 사는 캘리포니아멧토끼는 큰 귀를 가지고 있지만, 추운 지역에 사는 북극토끼는 귀가 작다
• 북극토끼는 계절에 따라 털색을 바꾼다.
• 가랑잎벌레는 색깔과 생김새가 나뭇잎과 비슷하여 천적으로부터 보호한다.
• 건조한 사막에 사는 캥거루쥐는 진한 오줌을 소량 배설하여 수분 손실을 줄일 수 있다.
• 뱀은 아래턱이 분리되어 큰 먹이는 먹기에 적합하다.
• 사막여우는 북극여우보다 몸집에 비해 몸의 말단부가 커서 열을 효과적으로 방출한다.

(3) 진화는 생물이 여러 세대를 거치면서 각기 다른 환경에 적응하는 동안 유전자가 다양하게 변화되어 형질이 변하고 새로운 종으로 분화되는 현상이다.

진화의 예:

• 갈라파고스 군도에 사는 핀치들은 섬의 먹이 환경에 적응하여 진화한 결과 부리 모양이 섬에 따라 조금씩 다르다.
• 기존의 백신으로 예방할 수 없는 새로운 바이러스가 나타났다.

 

(4) 적응과 진화의 결과로 오늘날 지구상에 다양한 생물 종이 나타나게 되었다.

여러 환경 요인에 대한 적응의 예:

• 양지 식물의 잎이 음지 식물의 잎보다 두껍다.
• 바다의 깊이에 따라 해조류의 분포가 다르다.
• 국화는 일조 시간이 짧은 가을에 꽃이 핀다.
• 사막여우는 북극여우에 비해 몸집이 작고 귀가 크다.
• 사막에 사는 선인장은 잎이 가시로 변하고, 뿌리와 저수 조직이 잘 발달해 있다.

 

바이러스의 구조

(1) 유전 물질인 핵산(DNA 또는 RNA)이 단백질 껍질에 싸여 있는 구조이다.

(2) 종류에 따라 모양이 매우 다양한 형태를 띠고 있으며 세균보다 크기가 작아 세균 여과기를 통과한다.

 

바이러스의 특성

(1) 바이러스는 일부 생물적 특성이 있지만 비생물적 특성도 있다.

비생물적 특성

– 세포막, 리보솜과 같은 세포 소기관이 없어 세포의 구조를 갖추지 못한 상태이다.
– 독자적인 효소가 없어 숙주 세포 밖에서는 독립적으로 물질대사를 하거나 증식하지 못한다. (스스로 물질대사를 할 수 없다.)
– 숙주 세포 밖에서 핵산과 단백질의 결정체로 존재한다.

생물적 특성
– 유전 물질인 핵산(DNA 또는 RNA)을 가진다.
– 숙주 세포의 효소를 이용하여 물질대사를 하고, 숙주세포 안에서 핵산을 복제해 증식한다.
– 증식 과정에서 유전 현상과 돌연변이가 일어나 새로운 형질이 나타나면서 환경에 적응하고 진화한다.

바이러스의 증식

• 자신의 유전 물질(핵산)을 숙주 세포 안으로 주입한다.
• 숙주 세포 안에서 바이러스의 유전 물질이 복제되고, 단백질이 합성된다.
• 자손 바이러스가 조립된 후 숙제 세포 바깥으로 방출된다.

 

(2) 바이러스는 생물적 특성과 비생물적 특성을 모두 가지고 있어 생물과 비생물의 중간형으로 여겨진다.

 

◈ 바이러스의 구분

(1) 핵산에 따른 구분

– DNA 바이러스: 유전 물질로 DNA를 가지는 바이러스이다.

예) 아데노 바이러스, 박테리오파지 등

– RNA 바이러스: 유전 물질로 RNA를 가지는 바이러스이다.

예) 담배 모자이크 바이러스(TMV), 사람 면역 결핍 바이러스(HIV) 등

(2) 숙주의 종류에 따른 구분

– 동물 바이러스: 동물 세포를 숙주로 삼아 기생하는 바이러스이다.

예) 천연두 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 사람 면역 결핍 바이러스(HIV) 등

– 식물 바이러스: 식물 세포를 숙주로 삼아 기생하는 바이러스이다.

예) 담배 모자이크 바이러스(TMV), 감자 바이러스 등

– 세균 바이러스: 세균을 숙주로 삼아 기생하는 바이러스이다.

예) 박테리오파지(T₁~T₇) 등

 

◈ 바이러스의 생활사

– 바이러스가 숙주 세포를 감염시키면 바이러스의 유전 물질이 숙주 세포 내로 들어가며, 숙주 세포의 효소를 이용하여 물질대사와 증식을 한다.

 

◈ 바이러스가 최초의 생물인가?

– 바이러스는 숙주 세포 내에서만 생물적 특성을 나타낼 수 있고, 숙주 세포 밖에서는 독립적으로 물질대사는 하거나 증식할 수 없으므로 지구상에 출현한 최초의 생물이라고 할 수 없다.

 

참고자료:

지학사 교과서 생명과학1, EBS 수능특강 생명과학1, 고등 하이탑 생명과학1