펌프로서의 심장의 기능을 어떻게 측정할 것인가? 한 가지 방법은 주어진 시간 동안에 심장에서 펌프되어 나오는 혈액량인 심박출량(cardiac output, CO)을 측정하는 것이다. 심장을 떠난 모든 혈액은 여러 조직으로 흐르기 때문에 심박출량은 몸 전체에 배분되는 전체 혈류를 나타낸다. 그러나 심박출량은 혈액이 어떻게 여러 가지 조직으로 배분되는지에 관한 정보를 알려주지는 않는다. 혈액의 흐름에 관한 그러한 분배는 조직 수준에서 […]
각 수축이 완전히 종료하였을 때에 심실에 잔류하는 혈액의 목적은 무엇인가? 그 한 이유로 잔류하는 65 mL의 수축기말 부피는 ‘위기상황에 대비한 여유(safety margin)’를 제공한다. 더 강력한 수축이 일어나면, 심장은 수축기말 부피를 감소시킨다. 따라서 더 많은 혈액이 조직으로 나간다. 많은 생리적 기능처럼, 일반적으로 심장은 모든 혈액을 다 사용하지 않는다. 한 번의 수축에서 하나의 심실이 퍼내는 혈액의 양을 […]
심장주기를 묘사하는 다른 방법은 그림 14-17b에서 볼 수 있는 압력-부피 그래프를 이용하여 설명하는 것이다. 이 그림은 심장주기 동안에 일어나는 부피의 변화를 X 축에, 압력의 변화를 y 축에 나타냈다. 심장을 통한 혈액의 흐름은 모든 액체와 기체의 흐름을 지배하는 원리와 같은 원리로 이해해야 한다. 즉, 유동은 고압력 부위에서 저압력 부위로 흐른다. 심장이 수축할 때 압력은 상승하고 혈액은 […]
각 심장주기는 심근이 이완해 있는 기간인 확장기(diastole)와 근육이 수축해 있는 동안의 기간인 수축기 (systole)로 나눌 수 있다. 심방과 심실은 동시에 수축하고 동시에 이완하지 않기 때문에 심방과 심실에서 일어나는 현상을 다르게 접근해보겠다. 심장주기 동안에 일어나는 혈류현상에 관해서 논의해보면, 혈액은 고혈압 부위에서 저혈압 부위로 흘러가는 것은 이미 알고 있고, 수축은 혈압을 높이고 이완은 혈압을 낮춘다는 것을 생각해보자. […]
대부분의 식물에서 탄소고정의 첫 번째 산물은 캘빈회로에서 생성되는 3탄당인 3-인산글리세르산(glyceraldehyde-3-phosphate, G3P)이다. 이러한 C3 식물들(C3 plants)은 덥고 건조한 낮에 기공을 닫아 물의 손실을 방지하고, 잎의 공기 공간에서의 CO2 농도는 떨어져 캘빈회로를 느리게 만든다. CO2보다 O2가 더 많이 축적되면서 루비스코는 CO2 대신 O2를 RuBP에 첨가한다. 그 산물은 쪼개져 2탄당 화합물이 엽록체를 떠나고 분해되어 CO2를 방출한다. 이처럼 낭비처럼 […]
전자기 방사라고도 부르는 태양 빛 전자기 에너지의 본질은 전기장과 자기장의 주기적인 파동의 교란으로 이동한다. 파장이라고 부르는 전자기파의 마루사이의 거리는 감마선처럼 짧은 파장부터 라디오파의 긴 파장까지 전자기스펙트럼(electromagnetic spectrum)의 범위를 갖는다. 가시광선(visible light)은 380㎚부터 750㎚까지의 작은 범위를 가지며 광합성을 추진한다. 빛은 또한 고정된 에너지량을 가지며 낱개 입자로 구성된 광자(photon)처럼 행동한다. 광자에 있는 에너지량은 그것의 파장에 반비례한다. 색소(pigment)는 […]
광합성의 두 과정은 명반응과 캘빈회로이다. 태양에너지는 명반응(light reaction)에서 화학에너지로 전환된다. 엽록체에 의해 흡수된 빛에너지는 물로부터 전자와 수소이온을 전자수용체 NADP+로 전이시키고 NADP+가 NADPH로 환원되어 일시적으로 전자를 저장한다. 물이 분해될 때 산소가 방출된다. 광인산화(photophosphorylation) 과정에서 화학삼투를 이용하여 명반응 동안 ATP가 생성된다. 캘빈회로(Calvin cycle)에서 이산화 탄소는 탄소고정(carbonfixation)에 의해 기존의 유기화합물로 합병되고 이 화합물은 환원되어 탄수화물을 생성한다. 명반응에서 생성된 […]
광합성(photosynthesis)에서 태양의 빛에너지는 유기 분자로 저장된 화학에너지로 전환된다. 독립영양생물(autotrophs)은 무기물로부터 자신의 유기화합물을 만든다는 의미에서 스스로 영양분을 공급한다. 독립영양생물은 생물권의 생산자이다. 식물, 조류, 일부 원생생물 및 일부 원핵생물은 광독립영양생물이다. 종속영양생물(heterotrophs)은 소비자들이다. 그들은 식물이나 동물을 먹거나 유기물 찌꺼기를 분해한다. 그러나 대부분은 궁극적으로 영양분과 산소를 광독립영양생물에 의존한다. 광합성은 빛에너지를 영양분의 화학에너지로 전환한다. 첫 번째 광합성 생물체는 원형질막 내부에 […]
여러 세포질에서 일어나는 해당과정(glycolysis)은 포도당을 두 분자의 피루브산으로 쪼개는 것이다. 미토콘드리아의 기질 또는 원핵세포의 세포질에서 피루브산은 아세틸CoA로 산화된다. 이때 시트르산 회로(citric acid cycle)는 아세틸CoA를 CO2로 산화시킨다. 시트르산 회로의 일부 단계에서 전자들은 NAD+로 전달된다. NADH의 전자들은 전자전달 사슬로 전달되고 최종적으로 이 전자들은 H+와 산소와 결합하여 물을 형성한다. 이러한 산화환원 사슬에서 방출된 에너지는 산화적 인산화(oxidative phosrphorylation)에 의해서 […]
발열반응(exergonic reaction; -△G)은 자유에너지를 순방출을 계속하며 자발적이다(에너지 측면에서 호의적이다). △G의 크기는 어떤 발열반응이 수행할 수 있는 일의 최대량을 나타낸다. 흡열반응(endergonic reaction; +△G)은 비자발적이며, 주변환경으로부터 자유에너지를 흡수해야만 한다. 어떤 발열반응(-△G)에서 방출되는 에너지는 반대 반응(+△G)에 필요로 하는 에너지와 동일하다. 참고자료: 캠벨 생명과학 요약