생명을 유지하기 위해 생물체 내부에서 일어나는 모든 화학 반응이다.
물질대사의 종류에는 동화 작용과 이화 작용이 있다.
작은 물질이 결합하여 큰 물질을 만드는 반응이다. 이 과정에서 에너지가 흡수되므로 생성물이 반응물보다 에너지가 높다.
큰 물질이 분해되어 작은 물질로 나뉘는 반응이다. 이 과정에서 에너지가 방출되므로 생성물이 반응물보다 에너지가 낮다.
물질대사가 일어나도록 도와주는 물질이다. 모든 물질대사에는 효소가 관여한다.
ATP는 리보스에 아데닌과 3개의 인산기가 결합한 화합물이고,
ADP는 리보스에 아데닌과 2개의 인산기가 결합한 화합물이다.
ATP와 ADP의 인산기 사이는 고에너지 인산 결합으로 연결된다.
아데닌은 리보스의 1′ 탄소에, 인산은 리보스의 5′ 탄소에 결합하여 ATP를 만든다.
ATP에서 가장 끝 부분의 고에너지 인산 결합이 끊어져
ADP와 무기 인산(H2PO4−, Pi로도 나타낸다.)으로 분해되며 에너지가 방출된다.
반대로 ADP와 무기 인산이 결합하면 ATP가 되며,
이때 에너지를 흡수하여 고에너지 인산 결합이 만들어진다.
세포 내에서 영양소를 분해하여 에너지를 얻는 반응이다.
세포 호흡은 주로 아래 그림과 같이 생긴 미토콘드리아에서 일어나며, 세포 호흡을 통해 얻은 에너지로 ATP를 만든다.
동물과 식물의 세포에는 미토콘드리아가 존재한다.
세포 내에서 빛 에너지를 이용하여 이산화 탄소(CO2)와 물(H2O)로부터 유기물을 만드는 반응이다.
광합성은 아래 그림과 같이 생긴 엽록체에서 일어나며, 식물의 세포에는 엽록체가 존재한다.
생명 활동에 사용하는 에너지의 양이다.
단위는 주로 kcal를 사용한다.
대표적인 대사량의 종류에는 기초 대사량, 활동 대사량, 총 대사량(1일 대사량)이 있다.
1일 동안 체온 유지, 심장 박동, 호흡 활동과 같이 생명 현상을 유지하는 데 필요한 최소한의 에너지이다.
1일 동안 기초 대사량 외에 공부하기, 운동하기, 일하기 등 다양한 생명 활동을 하는 데 필요한 에너지이다.
(기초 대사량 + 활동 대사량 + 1일 동안 음식물의 소화와 흡수에 필요한 에너지)이다.
에너지 섭취량과 총 대사량에 따른 체중 변화:
물질대사에 해당하는 세포 호흡은 효소가 관여하며, 체온 범위(약 37∘C)에서 반응이 단계적으로 일어나고,
연소는 효소가 관여하지 않으며, 고온(400∘C 이상)에서 반응이 한꺼번에 일어난다.
핵산을 갖고 있지만, 스스로 물질대사를 할 수 없어 다른 세포에 들어가야만 증식할 수 있는 존재이다.
바이러스는 DNA와 RNA 중 하나의 핵산만 갖는다.
대표적으로 DNA 박테리오파지와 담배 모자이크 바이러스가 있다.
- DNA 박테리오파지: 단백질 껍질로 이루어진 머리 안에 DNA를 담고 있으며, 6개의 다리를 갖는다.
- 담배 모자이크 바이러스: RNA만을 가지며, 통 모양의 단백질 껍질 안에 RNA를 담고 있다.
정답: $5$
ㄱ. ㉠은 리보스에 아데닌과 3개의 인산기가 결합한 화합물이므로 ATP이다. (O)
ㄴ. 과정 I은 ATP에서 가장 끝 부분의 고에너지 인산 결합이 끊어져 ADP와 무기 인산으로 분해되는 과정이므로 에너지가 방출된다. (O)
ㄷ. 세포 호흡은 주로 미토콘드리아에서 일어나며, 세포 호흡을 통해 얻은 에너지로 ATP를 만들므로 미토콘드리아에서 과정 II가 일어난다. (O)
따라서 정답은 5번이다.
정답: $1$
ㄱ. (1일 에너지 섭취량 > 총 대사량)의 경우 체중이 증가한다.
P의 체중은 증가하였고, ㉠은 ㉡보다 크므로 ㉠, ㉡은 각각 1일 에너지 섭취량, 총 대사량이다. (O)
ㄴ. ㉡(총 대사량)은 (기초 대사량 + 활동 대사량 + 1일 동안 음식물의 소화와 흡수에 필요한 에너지)이므로 기초 대사량과 활동 대사량의 합보다 크다. (X)
ㄷ. (1일 에너지 섭취량 > 총 대사량)의 경우이므로 P는 에너지 과잉 상태이다. (X)
따라서 정답은 1번이다.