생물학 - 생물의 특성

1. 생물의 특성

1) 세포구성

생물체를 구성하는 기본단위로, 분화가 끝난 세포와 분화가 안 된 세포라고 구분할 수 있다. 이때 분화가 안 된 세포를 줄기세포라고도 부른다. 세포가 가장 작은 단위이지만, 세포를 이루기 위해서는 세포의 가장 기본이 되는 원자가 존재해야 하며, 원자가 화학적 변화를 거쳐 분자가 되고, 이 분자가 물질이 되고, 물질이 또 모여 세포를 이루게 된다. 그리고 생명체를 구성하는 구조적, 기능적 기본단위도 세포이다.

그림과 같이 세포가 모여서 조직이 되고, 조직이 모여 기관이 되고, 기관이 모여 기관계가 되고, 기관계가 모여 개체를 이룬다.

▲ ZUM 학습백과

2) 물질대사

물질대사는 생물체 내(세포)에서 일어나는 화학반응이다. 예를 들면, 사람이 살아가기 위해서는 힘이 필요하다. 이 힘을 에너지라고 하면, 이 에너지를 만들기도 하고 보내기도 하는 일련의 과정을 물질대사라고 한다. 화학 반응은 성분의 변화라고도 한다. 그런데 이때 그냥 화학 반응이 일어나는 것이 아니라 효소(촉매)에 의해 일어난다. 그리고 물질대사 과정에서 효소(촉매)가 있느냐 없느냐에 따라 생물이나 무생물이냐라고도 분류할 수 있다.

물질대사에는 합성(동화작용)과 분해(이화작용)이 있다. 합성은 저분자가 고분자가 되는 것으로 에너지를 흡수하는 것을 말한다. 예를 들어, 광합성, 단백질 합성 등이 있다. 분해는 고분자가 저분자로 되는 것으로 에너지가 방출되는 것을 말한다. 예를 들어 세포 호흡이나 단백질 분해가 해당된다.

3) 자극반응과 항상성

자극반응은 인체가 자극을 받으면 신경계나 내분비계를 통해 전달되어 반응을 일으키는 것을 말한다. 예를 들면, 간지러운 자극일 경우에는 간지럽다는 반응이 나타나는 것이 있다.

항상성은 우리 몸에서 일정하고 평온한 상태를 유지하려고 하는 것을 말한다. 예를 들면, 혈당조절과 체온조절 그리고 혈장 삼투압 등이 있다.

4) 발생과 생장

우리는 정자와 난자가 만나 수정이 된 수정란에서 시작되어 개체가 형성되기까지의 과정을 발생했다라고 말한다.

발생한 이후의 성장은 개체가 형성된 후부터 세포 수가 늘어나 몸집이 커지는 것을 말한다.

5) 생식과 유전

생식은 무성생식과 유성생식으로 나눌 수 있다. 무성생식은 체세포 분열로, 정자와 난자 이외의 세포가 분열하는것을 말한다. 유성생식은 감수분열이라고도 하며, 정자와 난자가 각각 23개씩의 염색체를 가지고 수정이 이루어지는 그 과정을 말한다.

유전은 자신과 동일한 종, 유전 정보가 세대에 걸쳐 이어지는 것을 말한다.

6) 적응과 진화

적응은 변화되는 환경에서 신체구조나 신체기능, 생활패턴, 형질의 변화 등을 거쳐 생존율을 증가시키는 것을 말한다.

진화는 형질의 변화와 더불어 유전정보도 같이 변화되는 것을 말하며 수세기의 오랜 시간 동안 변화되는 것을 말한다.

 

2. 생물의 종류

1) 세균(진정세균)

박테리아 영역은 유전적 특성으로 5개 그룹으로 나뉜다. 먼저, 박테리아의 세포벽은 그람염색법을 이용하여 크게 두 가지로 분류한다. 염색처리 후 에탄올을 이용한 탈색의 유, 무 현상을 이용하여 양성, 음성, 부정으로 구분하며, 일반적으로 그람양성과 그람음성의 차이로 박테리아를 구별하는 데 유용하게 사용되는 염색법이다.

이러한 염색을 이용하여 첫번째로 분류할 수 잇는 것은 그람양성 박테리아 그룹으로 탄저균, 사슬알균, 포도알균, 미코플라스마가 대표적이다. 그람음성 박테리아 그룹은 대장균, 살모넬라균, 콜레라균 등이 대표적이다.

① 염색법

그람 음성균(붉은색) : 간균 - 대장균, 헬리코박터, 살모넬라, 비브리오

그람 양성균(보라색) : 구균 - 결핵균, 나병균, 탄저균, 유산균, 포도상구균, 연쇄상구균

② 형태

구균(동그라미) : 페렴균, cocci

간균(막대기) : 결핵균, bacilli

나선균(선) : 헬리코박터

③ 산소 필요

혐기성세균 : 산소를 필요로 하지 않는 균으로 산소가 없는 환경에서 생활하는 균을 말하며 유산균이 해당된다.

호기성세균 : 산소를 필요로 하는 균으로 산소가 있는 환경에서 생활하는 균으로 결핵균이 해당된다.

2) 고세균

고세균은 매우 다양한 서식지에서 생존하는데, 특히 극한 화녕에 서식하기 위해 희귀한 단백질이 존재한다.

고세균은 생존환경에 따라 분류할 수 있다. 해양 심해저의 열수공이나 건헐천 같이 90도 이상의 고온에서 생육할 수 있는 고세균을 호열성 고세균이라고 말한다. 강한 산성의 환경이나 염도가 고농도인 조건에서 생존할 수 있는 고세균을 호염성 고세균이라고 부른다. 늪지내, 호수, 하천 등에서 생존하는 고세균을 혐기성 고세균이라고 말한다.

3) 진핵생물

다양한 종류의 원생생물은 대부분 진핵생물의 특징을 갖는 단세포성 생물체이다. 다세포성 식물, 동물, 곰팡이(진균)에 속하지 않는 진핵세포성 생물을 원생생물계로 분류하며, 영양방식에 따라 다양하게 구분된다.

광합성을 이용해 독리적으로 영양분을 생산해내는 독립영양생물은 조류(algae)가 있으며, 다세포로 구성된다. 숙주로부터 영양분을 얻으며 숙주에 해를 주는 기생생물(parasite)도 원생생물에 해당된다.

균계는 최초의 페니실린인 푸른곰팡이류가 포함되는 곰팡이류와 버섯 등이 있다.

식물계는 선태식물(이끼), 양치식물(고사리류), 종자식물(겉씨식물, 속씨식물) 등이 포함된다.

동물계는 환형동물이나 연체동물, 척추동물(어류, 양서류, 파충류, 조류, 포유류) 등이 포함된다.

원생동물계는 조류와 원생동물류로 구분되는데, 조류는 물 미역, 다시마, 김, 우뭇가사리 등이 포함되며, 원생동물은 말라리아병원충, 아메바, 짚신벌레 등이 포함된다.

 

3. 바이러스

바이러스가 가지고 있는 무생물과 생물의 중복된 특성 등으로 인해 하나의 분류로 단정 짓기 어렵다. 박테리아보다 작은 크기의 존재로 인식되었던 바이러스는 1930년대에 웬델 스텐리가 담배 식물의 담배모자이크바이러스의 입자를 규명하게 되면서 실체가 알려지게 되었고, 현미경의 발전으로 바이러스의 구조적 특징과 형태가 구체적으로 알려지게 되었다.

바이러스는 절대 기생성 개체 증식을 하여 숙주가 없는 환경에서 모든 기능이 정지된 상태로, 핵산, 단백질과 바깥막을 갖는 물질로써 존재하지만, 자신만의 핵산을 갖는 특징은 생물체로 보이기도 한다.

바이러스는 핵산의 종류에 따라 DNA 또는RNA 바이러스 등으로 분류된다. 바이러스는 생물이 아니며 숙주에 기생한다는 점을 기억해야 한다. 바이러스는 생물과 무생물의 중간적 존재이다.

바이러스는 자신의 개체 생존을 위해 숙주 세포에 침법하여 숙주의 대사를 이용하여 스스로 증식한다. 숙주란, 기생 생물에게 영양을 공급하는 생물이다. 이 바이러스가 숙주 안에서 증식하는 과정에서 손상을 입게 되면병리적 결과를 보인다.

숙주의 대상에 따라 세균성 바이러스, 식물성, 동물성으로 구분된다. 인간만 숙주로 삼는 사람면역결핍바이러스(HIV), 사람유두종바이러스(HPV) 등이 조내한다. 동물을 주로 숙주로 삼는 바이러스들은 생체막을 공격하기 위한 외피와 RNA를 갖는 것들이 있다. 이 외에도 바이러스성 질병에 항상 노출되어 있으며, 바이러스 또한 환경에 맞게 적응하여 변이를 일으켜 생존함으로써 예방과 치료에 어려움을 준다.

 

4. 비로이드와 프리온

초식동물에서 유발되는스크래피, 소에서 유발하는 광우병, 인간에게 유발되는 크로이츠펠트-야콥병 등은 비정상 프리온에 기인한다. 프리온은 감염성 단백질과 감염의 합성어로, 기존의 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 기생충 등과는 전혀 다른 감염인자이다. 잠복기가 약 10년 정도로 가열에 의해서도 파괴되지 않는 특징을 갖고 있으며, 뇌에 치명적인 문제를 일으키는 것으로 보인다.

바이러스보다 더 작은 의미의 비로이드는 단백질이 없는 RNA로 구성된 작은 원형 핵산의 형태를 갖는 가장 작은 병원체이다. 감자갈쭉병의 병원체를 정제하여 조사하는 과정에서 바이러스와 다른 비로이드가 발견되었다. 사람이 아닌 식물에 기생하며 기형 등의 증상을 야기하는 것으로 지금까지 알려져 있는 가장 작은 병원체이다.

 

요점정리

 

생물의 특성

세포, 물질대사, 자극반응과 항상성, 발생과 생장, 생식과 유전, 적응과 진화

 

세균과 바이러스의 특성과 차이점