[생물] 고급생물 풀이 - 1-1) 세포의 분자적 구성

당연히, 내 개인적인 답변이다.

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세포의 구성 물질

        세포의 분자적 구성

        연구 1 : 고체 상태의 얼음이 액체 상태인 물보다 밀도가 높을 경우 생명체에 어떤 영향을 미치겠는지 생각해보자.

·         추운 겨울에는 물이 꽁꽁 얼어붙는다. 그런데, 차가운 얼음이 물의 표면을 덮고 있는데도 물 속에는 수중 생물들이 서식하고 있다. 이해를 쉽게 하기 위해서 반대의 경우, 즉 다른 물질들처럼 얼음의 비중이 물보다 크다고 가정해 보자. 추운 날씨에 얼음이 얼면 비중이 큰 얼음은 물 밑으로 가라앉게 된다. 물 속의 동물들은 얼음 위로 계속하여 올라오게 된다. 생물들이 점점 더 추운 환경과 가까워지는 것이다. 게다가 얼음이 계속 얼어 물이 모두 얼어버리게 되면 생물들은 물 밖으로 나오게 되어 차가운 겨울 바람 속에서 죽어버리게 된다. 하지만 물의 비중이 얼음보다 크기에, 특이 4도의 물이 가장 비중이 크기 때문에 수생생물들은 물 밖으로 내몰리지 않고 한겨울에도 4도라는 비교적 따뜻한 물 속에서 안전하게 겨울을 날 수 있게 되는 것이다.

 

        연구 2 : 식물성 지방으로 이루어진 마가린이 실온에서 고체 상태로 존재할 수 있는 까닭에 대하여 알아보자.

·         보통의 식물성 지방은 실온에서 굳어버리는 동물성 지방과 다르게 실온에서도 액상을 띠고 있다. 그러나 어찌된 일인지 식물의 기름을 재료로 하여 만들었다고 하는 마가린은 실온에서 고체상을 가지고 있다. 이는 마가린을 이루는 식물성 기름에 뭔가 변화가 생겼기 때문일 거라 생각할 수 있다.

인지질의 유동성 조절 기작 중에 하나는 탄화수소 꼬리의 포화도 조절이다. 포화도가 높아지는 경우, 즉 탄화수소 꼬리의 이중 결합이 줄어드는 경우 인지질 사이의 공간이 줄어들어 소수성 결합이 강해지므로 세포막의 유동성은 감소하게 된다. 이와 같이, 마가린의 제조 공정에는 수소 첨가 반응이 포함되어 있어 식물성 지방도 공정을 거친 후에는 포화도가 높은 고체상의 지방이 되는 것이다.

 

        연구 3 : 사람의 세포 한 개에 들어 있는 DNA의 길이는 어느 정도 되는지 조사해 보자.

·         사람의 염색체 한 벌에 들어있는 염기쌍의 수는 약 30억 개 정도 된다. 세포 하나에 염색체가 두 벌 존재하므로, 60억 개의 염기쌍이 존재한다고 할 수 있다. 염기 사이의 거리는 약 3.4옹스트롬, 즉 0.34nm이다. 이를 통해 사람의 세포 한 개에 들어 있는 DNA의 길이를 계산해 보면 0.34nm * 60억 = 2m 정도가 된다는 것을 알 수 있다.

참고로, 우리 몸의 모든 DNA를 일렬로 이으면 그 길이는 태양과 지구 사이를 50번 왕복할 수 있을 정도라고 한다.

 

        더 생각해 보기 : 과자에 지방이 함유되어 있지 않다는 광고를 보고 식품 의약품 안전청(KFDA)의 과학자가 그것을 확인하고자 과자 제조용 반죽을 가수 분해해 보았다. 그 결과 포도당, 과당, 글리세롤, 여러 종류의 아미노산, 그리고 긴 탄화수소 사슬로 만들어진 여러 종류의 분자가 검출되었으며, 대부분의 탄화수소 끝에는 카르복시기가 있었다. 이러한 결과를 보고 식품 의약품 안전청은 어떤 조치를 취해야 하는지 토의해 보자.

·         끝부분에 강조된 ‘긴 탄화수소 사슬’에 주목하자. 동식물이 가지는 지방산은 여러 종류가 있는데, 그 중 많은 것들이 카르복시기를 포함한다. 그리고 이들 지방산에서 카르복시기는 지방산의 탄화수소 사슬의 끝부분에 달려 있다. 이 사실로 미루어 볼 때 과자 반죽에서 발견된 탄화수소 사슬로 만들어진 분자는 지방산이 여러 분자 모여 만들어 진 지질 분자일 것이며, 제과 회사는 허위 광고를 한 것이 된다.