¶ 지식 정보

¶ 세포막의 특징

세포막은 아래와 같은 특징을 갖는다.

• 전하를 띠지 않는 중성이면서 크기가 작은 물질은 세포막을 자유롭게 통과할 수 있지만,
  이온이거나 크기가 큰 물질은 세포막을 자유롭게 통과할 수 없다.

• 세포막의 인지질 $22$중층에는 단백질이 박혀 있으며, 이 단백질을 막단백질이라고 한다.
  막단백질 중 수송 단백질은 일부 물질이 세포막을 통과할 수 있도록 돕는다.

• 세포막을 통한 물질의 이동은 물질의 종류와 특성에 따라 선택적으로 일어나며, 이를 세포막의 선택적 투과성이라 한다.

¶ 세포막을 통한 물질의 이동

물질이 세포막을 통과하는 이동은 $\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}\backslash mathrm\{ATP\}$를 사용하지 않는 확산과 $\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}\backslash mathrm\{ATP\}$를 사용하는 능동 수송에 의해 일어난다.

¶ 확산

농도가 높은 쪽(고농도)에서 낮은 쪽(저농도)으로 물질이 이동하는 것이다.
$\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}\backslash mathrm\{ATP\}$를 사용하지 않으며, 종류에는 단순 확산과 촉진 확산이 있다.

¶ 단순 확산

물질이 인지질 $22$중층을 직접 통과하는 확산이다.
단순 확산으로 이동하는 물질의 예시로 산소$({\mathrm{O}}_2)(\backslash mathrm\{O\_\{2\}\})$와 이산화 탄소$(\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2)(\backslash mathrm\{CO\_\{2\}\})$가 있다.

¶ 촉진 확산

물질이 수송 단백질을 통해 이동하는 확산이다.
촉진 확산으로 이동하는 물질의 예시로 포도당이 있다.

수송 단백질의 종류에는 통로 단백질과 운반체 단백질이 있다.

¶ 통로 단백질

세포막을 통과하는 통로처럼 생긴 단백질로, 특정 물질만 선택적으로 통과시킨다.

¶ 운반체 단백질

특정 물질과 결합하면 모양이 변하면서 물질을 반대쪽으로 운반하는 단백질이다.

¶ 단순 확산과 촉진 확산의 비교

단순 확산은 물질이 인지질 $22$중층을 직접 통과하므로 세포 안과 밖의 농도 차가 클수록 물질의 이동 속도가 계속 증가한다.

촉진 확산은 단순 확산과 달리 물질이 수송 단백질을 통해 이동한다.
따라서 일정 농도 차까지는 물질의 이동 속도가 증가하지만, 세포막에 존재하는 수송 단백질이 모두 사용 중(포화)인 경우에는 더 이상 물질의 이동 속도가 증가하지 않는다.

¶ 능동 수송

운반체 단백질이 $\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}\backslash mathrm\{ATP\}$를 사용하여 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 물질을 운반하는 것이다.
능동 수송으로 이동하는 물질의 예시로 ${\mathrm{N}\mathrm{a}}^{+}\backslash mathrm\{Na\}^\{+\}$와 ${\mathrm{K}}^{+}\backslash mathrm\{K\}^\{+\}$가 있다.

¶ 세포 내 섭취(내포 작용)

$\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}\backslash mathrm\{ATP\}$를 사용하여 세포막을 통과하기 어려운 물질을 소낭을 통해 세포 내로 운반하는 것이다.
종류에는 식세포 작용과 음세포 작용이 있다.

¶ 식세포 작용과 음세포 작용

식세포 작용은 세균이나 세포의 잔해와 같이 상대적으로 크기가 큰 고체(고형) 물질을 소낭을 통해 세포 내로 운반하는 것이고,
음세포 작용은 액체 물질을 소낭을 통해 세포 내로 운반하는 것이다.

¶ 세포 외 배출(외포 작용)

$\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}\backslash mathrm\{ATP\}$를 사용하여 세포 내 소낭이 세포막과 융합하여 소낭 속의 물질을 세포 밖으로 내보내는 것이다.

¶ 시뮬레이션

¶ 촉진 확산 시뮬레이션

¶ 세포 내 섭취와 세포 외 배출 시뮬레이션

¶ 적용 문항

¶ 1번 문항

¶ 2번 문항