3-1.생명의 탄생과 진화

ATP : 아데노신에 인산기가 3개 달린 유기화합물로 아데노신3인산이라고도 한다.

줄여서 ATP라고 불리며 지구상의 모든 생물들의 에너지 대사에 필요한 물질이다. 지구상의 생명체에게 일어나는 모든 활동에는 ATP가 반드시 필요하다.

생명의 탄생과 진화

6. 자연선택과 생물의 진화

생물의 종들은 유사성에 따라 계통을 세울 수 있을까?

지구 환경의 변화에 따라 생물은 어떻게 번성하였나?

• 학습목표: 자연선택에 의한 진화와 생물의 분류군에 대해 설명할 수 있다.

지질 시대의 구분과 각 시대의 생물상을 설명할 수 있다.

생물의 대멸종에 대하여 설명할 수 있다.

확인

2. 단백질과 핵산의 형성

1. 지질시대

가. 지질 시대란 무엇일까?

가장 오래된 암석의 생성 시기인 약 38억 년 전부터 인류의

역사가 시작되는 1만 년까지의 기간

물음1. 지질 시대를 순서대로 말해 보자.

나. 지질 시대는 어떻게 구분할까?

도입 활동:

지구에는 얼마나 많은 생물이 살고 있을까?

화석

물음1: 그림에서 빠른 알코올 분해자의 비율이 증가하게 된 이유를 설명해 보자.

출현

전멸

(풀이) 선캄브리아시대 → 고생대 → 중생대 → 신생대

1) 대부분 지층 속에 포함된 ( )의 내용을 기준으로 구분하는데,

특히 많은 생물이 갑자기 ( )하거나 ( )한 시기를

경계로 한다.

2) 지질 시대는 일반적으로 ( ) → ( )

→ ( ) → ( )로 구분한다.

선캄브리아대

고생대

중생대

신생대

물음2:

다음 중 선캄브리아 시대에 일어난 사건만 골라 보자.

5.4억년전(11.19)

• 현재 발견된 생물 종 :

170만~180만 종

• 추정되는 생물 종 :

1000만~1억 종

• 생물의 분포는 지역별로 고르지 않으며,

주로 열대우림 지역에

특히 다양한 생물이 분포함

38억년전(1.1)

25억년전

2.5억년전12월13일

고농도 알코올 환경에서 빠른 알코올 분해자가 생존에 유리해 [ ]되어 보다 많은 수의 자손을 낳았기 때문이다.

1만년전 12월 31일

5.4억년전 11월 22일

6500만년전 12월 24일

㉠ 오존층의 형성

㉡ 광합성 세균의 번성

㉢ 유기 호흡 생물의 첫 출현

㉣ 다세포 진핵생물의 첫 출현

자연선택

원

생

대

시

생

대

㉡

㉢

㉣

트라이아스기

백악기

쥐라기

실루리아기

페름기

석탄기

오르도비스기

캄브리아기

데본기

4기

3기

고

생

대

중

생

대

선

캄

브

리

아

대

신

생

대

[현재 기록된 생물 종 수]

현

생

이

언

영겁, 억겁

억겁, 영겁

현

생

이

언

phanerozoic eon

현 생 누 대

현 생 이 언

Cryptozoic eon

은 생 누 대

은

생

이

언

날 생

날 생

나타날 현

숨을 은

1. 자연선택과 생물의 진화

① 자연선택이란 무엇일까?

진화

1) 기존과는 다른 새로운 생물이 출현하는 현상을 ( )라고

하는데, 이로 인해 ( )이 나타난다.

2. 선캄브리아 시대의 생물상

생물 다양성

가. 선캄브리아 시대에는 어떤 생물들이 살았을까?

38억년 ~ 5억 4,200만년 전

단백질

핵산

1) 선캄브리아 시대는 약 ( )에

해당한다.

2) 모든 생물은 탄수화물, [ ], 지질, [ ] 등으로

이루어지며, [ ]로 구성되어 있다는 공통점을 가진다.

세포

물음2:

다음 생물들을 해당하는 내용과 올바르게 짝지어 보자.

2) 알려진 가장 오래된 암석(38억년 전)에는 생명체의 존재를

시사하는 ( )이 있다.

탄소 퇴적물

→ 모든 생물은 공통 조상을 가지고 있다.

3) 생명체에 대한 확실한 증거는 35억 년 전에 형성된

( )이다.

스트로마톨라이트

광합성 세균

물음2. 아래 화석의 생물이 번성했던 지질 시대에

일어난주요 생물상의 변화를 말해 보자.

대장균, 남세균, 황세균, 균류

4) 남세균과 같은 ( )의 진화와 번성으로 대기에

( )가 축적되었으며, 바다에서는 많은 양의 ( )이

형성되었다.

철광층

산소

1. 자연선택과 생물의 진화

5) 산소 농도의 증가로 인해 산소를 이용해 유기물을 분해하는

( ) 생물이 진화할 수 있었다.

유기호흡

① 자연선택이란 무엇일까?

대장균, 남세균

6) 원핵생물로부터 ( )이 진화했고, 이로부터

( )이 진화했다.

3) 공통 조상으로부터 다양한 생물의 진화를 설명하는

대표적인 이론이 ( )이다.

자연선택설

대장균, 남세균, 황세균

(1) 세균 영역에 속하는 생물 :

(2) 원핵생물에 속하는 생물 :

(3) 진핵 세포로 이루어진 생물 :

다세포 동물

7) 6억 년 전 지층에서는 대량의 ( )의 화석이

발견되는데, 이를 ( )이라고 부른다.

어류와 포자 식물의 번성, 양서류의 출현 등

에디아카라 동물군

4) 가장 오래된 암석의 생성 시기인 약 38억 년 전부터

인류의 역사가 시작되는 1만 년까지의 기간

균류

3. 고생대의 생물상

가. 고생대에는 어떤 생물들이 살았을까?

5억 4,200만 년 ~ 2억 5,100만 년 전

1) 고생대는 약 ( )에

해당한다.

포자식물

어류

② 생물은 어떻게 진화할까?

2) 이 시기의 생물상은 한 마디로 ( )와 ( )의

시대이다.

1) 자연 선택된 개체의 유리한 유전자는 보다

많은 자손에게 전달된다.

3) 초기에 급격하게 생물이 다양해졌는데, 이를

( )이라고 한다.

캄브리아기 폭발

2) 자손이 유리한 특징을 가지도록 진화가 일어난다.

완족류

삼엽충

4) ( ), ( ) 등이 처음 출현했으며, 특히

( )이 크게 번성했다.

정리 및 평가1:

자연선택은 언제 일어나며, 어떠한 개체가 자연선택되는가?

삼엽충

물음1:

다음 중 중생대에 일어난 사건만 골라 보자.

완족류 란 껍데기가 2개라서 연체류의 쌍각류 와 혼동하기 쉽다. 그러나 쌍각류 와 완족류 의 차이는 분명하다. 완족류 의 껍데기는 대칭을 이루고 있지만 두개의 껍데기 중 한쪽이 다른 쪽 보다 크다. 쌍각류 의 껍데기는 대칭은 아니지만 껍데기 두개가 마치 거울에 비춘 것처럼 닮은꼴로 생겼다. 또한 완족류 는 한쪽 끝에 줄기구멍이 있으나 쌍각류 는 그러한 것이 없다.

앵무조개

필석류

5) 바다에는 ( ), ( )와 어류가 번성했다.

환경

고생대 표준화석이다.

고생대의 바다 속에 살던, 풀잎처럼 생긴 부유 동물의 화석. 빛이 희고 반짝이는 돌인데, 무르지는 않으나 잘 부스러지므로 분필처럼 쓸 수도 있다

개체들이 유전적으로 다양할 때 [ ]이 변하면, 유전적인 차이로 인해 변화된 환경에 가장 잘

[ ]하게 된 개체가 자연선택 된다.

오존층

육지

적응

6) ( )의 형성으로 바다의 생물이 ( )로 올라오기

시작했다.

㉠ 파충류의 번성

㉡ 인류 조상의 출현

㉢ 원시 포유류의 출현

㉣ 속씨식물에 의한 대초원 형성

㉠

㉢

폐어

7) 어류의 일종인 ( )는 공기 중에서도 살 수 있어 후에

육지로 올라와 ( )로 진화했다.

빠른

양서류

2) [ ] 알코올 분해자는 더 많은 자손을 낳게 된다.

석송류

8) ( )나 ( )들이 큰 삼림을 형성했다.

고사리

석송류

정리 및 평가 2:

지구 상에 존재하는 생물들을 크게 3무리로 나누면

어떻게 나누어어지는가?

세균

3) 시간이 지날수록 집단 내에서 빠른 알코올 분해자의 비율이 [ ]하는 방향으로 진화가 일어난다.

증가

원핵세포로 이루어진 원핵생물인 [ ]과 [ ], 그리고 진핵세포로 이루어진

[ ]로 나누어진다.

고세균

원시 지구에서 단백질과 핵산은 어떻게 만들어졌는가?

진핵생물

1) 고농도의 알코올 환경에서는 빠른 알코올 분해자가

느린 알코올 분해자보다 생존에 [ ]하다.

유리

물음2:

아래 화석의 생물이 번성했던 지질 시대에 일어난 주요 생물상의 변화를 말해 보자.

중생대의 생물상:

• 2억 5,100만 년 ~ 6,550만 년 전

• 파충류와 겉씨식물의 시대

• 파충류(공룡)와 암모나이트가 크게 번성

• 공룡의 일부가 조류로 진화(시조새는 중간 형태로 추정됨)

2. 생물의 분류

가. 다양한 생물을 어떻게 분류할 수 있을까?

3

1) 지구상에 존재하는 모든 생물은 크게 [ ]개 영역으로 분류할 수 있다.

세균

원핵생물

2) [ ] 영역에 속한 생물은 [ ]이며, 대장균, 남세균 등이 속한다.

포유류와 속씨식물의 번성, 초식동물의 진화,

인류의 출현 등

[복원된 공룡의 모습]

원핵생물

고세균

3) [ ] 영역에 속한 생물은 [ ]이지만 세균과는 특성이 다르며

황세균, 극호열균 등이 속한다.

진핵세포

4) [ ]영역에 속한 생물은 [ ]로 이루어진 모든 생물이 속한다.

진핵생물

정리 및 평가 3:(창의▪인성)

현존하는 생물에 대한 기존의 분류 방법 이외에,

유사성을 고려하여 더 좋은 분류 방법을 고안해 보자.

[공룡, 암모나이트, 시조새 화석]

미국의 휘태커(Whittaker)는 생물을 5계 체제

식물계

동물계

물음3:

다음의 대멸종이 일어난 시기를 순서대로 나열해 보자.

균계

1. 자연선택과 생물의 진화

• 자연선택
• 생물의 진화

2. 생물의 분류

• 생물의 3개 영역

• 진핵생물 :

진핵세포로 이루어진

원생생물, 동물, 식물,균류

• 겉씨식물(은행류, 소철류) 번성 :

건조하고 추운 환경에 잘 적응해 대삼림 형성

• 원시 포유류와 속씨식물 출현 : 중생대 말

• 중생대 말 대멸종 :

공룡, 어룡, 암모나이트 멸종

----> 포유류 번성 촉진

원생생물계

로 구분했다.

원핵생물계

[중생대 복원도]

㉠ 페름기

㉡ 백악기 말기

㉢ 데본기 후기

㉣ 오르도비스기

㉤ 트라이아스기

• 원핵생물>세균 :

대장균, 남세균 등

㉣ → ㉢ → ㉠ → ㉤ → ㉡

[화폐석과 매머드]

• 원핵생물>고세균 :

황세균,․ 극호열균 등

신생대의 생물상:

• 6,550만 년 ~ 1만년전(현재)

• 포유류와 속씨식물의 시대

• 포유류(코끼리, 매머드 등)와 화폐석, 경골어류가 크게 번성

(화폐석은 출현 후 멸종)

정리 및 평가 :

1. 지질 시대를 여러 대로 구분한 기준은 무엇인가?

생물의 출현과 멸종을 알려주는 시기, 큰 지각 변동에 의한 부정합 등

2. 지질 시대 동안에 환경 변화와 생물 세계의 변화는 어떤 관계가 있었는가?

• 속씨식물의 번성 :

- 종자 생산 -> 넓은 초원과삼림 형성

- 대초원 --> 초식동물 번성,

생물다양성 증대

- 곤충과 꽃이 번성

[신생대 복원도]

선캄브리아 시대에는 최초의 생명체가 출현했으며, 광합성 세균이 번성했고, 단세포 및 다세포 진핵생물이 진화했다. 생물이 처음 육지로 진출한 고생대에는 어류와 포자식물이, 중생대에는 파충류와 겉씨식물이, 신생대에는 포유류와 속씨식물이 번성했다.

1. 지질 시대

2. 선캄브리아 시대의 생물상

3. 고생대의 생물상

4. 중생대의 생물상

5. 신생대의 생물상

6. 대멸종

• 대멸종의 시기와 원인

• 인류의 조상 출현 : 신생대 말

[인류의 조상인 오스트랄로피테쿠스의 화석]

창의▪인성 :

선캄브리아 시대에서 고생대로 들어오면서 생물권에는 큰 변화가 있었다. 바다의 생물이 육지로 올라오고 생물의 크기와 종의 수가 갑자기 변하였다. 이러한 현상이 일어난 까닭을 지구 환경의 변화와 관련시켜 설명해 보자.

6번의 대멸종

선캄브리아 시대에 광합성으로 산소가 생산되기 시작했다.

→ 고생대로 들어와 대기의 산소 농도가 높아지면서 오존층이 형성되어 자외선으로부터 생물을 보호해 주었다.

→ 생물은 육지로 올라오면서 생활 범위가 넓어졌다.

→ 생물의 크기와 종의 수가 크게 변하게 되었다.

대멸종 :

어느 시기에 대량 멸종 사건 발생 후 그 뒤를 새로운 종들이 빠르게 채운 적이 많다.

• 학습목표 : 원시 지구에서 단백질과 핵산이 형성되는 과정을 설명할 수 있다.

단백질의 합성

물음1:

그림은 원시 지구에서 일어났을 것이라 추정되는 현상을 나타낸 것이다.

뜨겁고 건조한 화산 근처, 원시 바다에서 형성

(1) 이 그림은 어떤 현상을 나타낸 것인가?

원시 바다에 농축된 아미노산들이 열에 의해 자발적으로 리펩타이드(프로테노이드)로 중합되는 현상을 나타낸 것이다.

물음1:

그림은 원시 지구에서 일어났을 것이라 추정되는 현상을 나타낸 것이다.

(2) 이 그림과 유사한 과정을 거쳐 만들어진 물질에는 어떤 것이 있는가?

아 미 드 ---중합---> 폴리아미드(나일론)

뉴클레오타이드 ---중합---> 핵산

포 도 당 ---중합---> 탄수화물

물음2:

유전 물질로서 RNA의 역할을 DNA가 대신하게 된 이유는 무엇인가?

단백질의 구조

RNA는 복제 과정에서 돌연 변이가 일어날 확률이 1/10,000 정도로 높은 반면, DNA는 1/10억 정도로 낮다.

따라서 보다 안정적인 DNA가 유전 물질로 작용해 유전 정보를 보다 정확하게 자손에게 전달할 수 있게 되었다.

단백질(좌)과 핵산(우)

단백질과 핵산은 어떻게 처음 만들어졌을까?

아미노산의 구조

3. 원시 세포의 형성

창의인성:

단백질과 핵산의 형성은 ‘닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐’와 같은 논란에 휩싸였다.

그 이유에 대하여 생각해 보고, 이를 해결해 나간 논리에 대하여 조사해 보자.

• 중합(polymerization) :

화학반응을 통해 2개 이상 결합하여 분자량이 큰 화합물을 생성하는 반응

DNA가 복제되기 위해서는 단백질로 된 효소가 필요하고,

단백질이 합성되기 위해서는 DNA의 정보가 필요하다.

즉, 서로가 서로의 존재를 전제하므로 이런 논란이 나타났는데,

효소로서의 촉매 기능과 정보 저장 기능을 동시에 갖는

RNA가 발견됨으로써 이런 논란은 어느 정도 해결이 되었다.

• 축합(condensation) :

작은 분자들이 큰 분자로 결합하는 과정에서 작은 분자가 분리되는 결합반응

• 단백질의 합성 (=펩타이드 결합)

아미노산 + 아미노산 + ..... ---> 폴리펩타이드 + 물

단백질과 핵산의 기능

• 단백질의 기능 :

신체의 구성성분이나,

물질 대사를 촉매하는 효소로 사용됨

핵산의 합성

(리보스, 디옥시리보스)

• 핵산의 기능 :

핵산은 유전 정보를 저장하고,

다음 세대로 전달하는

유전 물질로 사용됨

당

염기

인산

최초의 핵산은 정보 저장과 촉매 기능을 모두 갖는 RNA이었을 가능성이 높으며,

후에 돌연 변이가 적게 일어나 보다 안정적인 DNA가 유전 물질로 작용하게 되었을 것이다.

5. 생물의 구조와 특성

1. 복잡한 유기물의 합성

• 단백질의 합성
• 단백질의 구조
• 핵산의 합성
• 탄수화물과 지방의 합성

2. 단백질과 핵산의 기능

• 단백질의 기능
• 핵산의 기능

탄수화물과 지방의 합성

• 아미노산 + 아미노산 +... --->폴리펩타이드--->단백질
• 인산+당+염기--->뉴클레오타이드--->핵산

• 지방산 + 글리세롤 ---> 지방

• 포도당 + 포도당 +.... ---> 탄수화물

원시 세포는 어떤 과정으로 형성되었을까?

생물은 어떤 구조와 특성을 가지고 있을까?

• 학습목표 : 세포막의 출현과 원시세포 형성과정을 이해한다.

학습목표: 원핵생물, 진핵생물, 다세포 생물의 구조와 특성을 설명할 수 있다.

모든 생물체들의 구조적 공통점은 무엇인가?

물음1:

코아세르베이트가 나타내는 생명체의 특성을 말해 보자.

흡수

주변의 물질을 선택적으로 [ ],

간단한 [ ],

[ ]

대사 작용 수행

• 오늘날 살아 있는 모든 생물체들은 세포로 이루어져 있으며 세포 안에서

모든 생명 활동이 일어난다.

• 그래서 우리는 세포를 생물체의 기본 단위라고 부르는데,

• 모든 세포는 공통적으로 막으로 둘러싸여 있으며 그 안에 다양한 물질들이

포함되어 있다.

생장 및 분열

복잡한 유기물들

• 코아세르베이트 :

단백질, 핵산, 탄수화물 같은 [ ]이 [ ] 입자와 결합해 구형의 [ ]으로 둘러싸여 형성된 작은 액체 방울

물

막

흡수

물음2:

다음 그림을 바탕으로 원시 세포가 형성되기까지의 과정을 설명해 보자.

대사

생장

• 코아세르베이트는 주변의 물질을 선택적으로 [ ]하고, 간단한 [ ] 작용을 하며, [ ]하다가

어느 정도 커지면 [ ]하여 수를 늘리는 특성을 가지고

있어 원시 생명체의 기원으로 여겨진다.

분열

단백질

지질 분자들이 모여 구형의 막을 형성한 후 그 안으로 [ ]이나 [ ]과 같은 복잡한 유기물이 들어가 기능함으로써 생장과 분열이 가능한 원시 세포가 형성되었다.

핵산

[코아세르베이트의 형성]

• 세포막의 형성:

지방산

글리세롤

물음 3

원시 세포에서 단백질과 핵산의 기능을 설명해 보자.

• 원시 바다에 농축된 과 이 결합해 지질 분자가 만들어졌고, 이것들이 모여 세포막을 형성했다.
• 세포막은 주로 과 로 구성되어 있으며, 을 형성하고 있다.

인지질

단백질

지방산

인지질 이중층

단백질

[ ] 물질이나 에너지를 전환시키는 물질 대사를 담당하고, [ ]은 스스로 복제하고 정보를 저장하는 유전 물질의 역할을 한다.

핵산

1. 코아세르베이트

• 코아세르베이트의 특징

2. 세포막의 형성

• 세포막의 구조
• 세포막의 기능

3. 원시 세포의 형성

• 원시 세포의 형성 과정
• 핵산과 단백질의 역할

• 세포막의 기능:

세포

내부환경

생명활동

• 기본적인 의 형태를 갖추게 한다.
• 외부 환경과 구분되는 을 형성해 다양한

이 일어날 수 있는 조건을 마련했다.

• 물질의 출입을 함으로써 내부 환경을 하게 유지시킨다.

조절

일정

• 원핵생물(세균) :

진핵세포 특징

1) 매우 작아서(1~10μm) 현미경으로만 볼 수 있다.

< 정리하기 >

1. 세포막이 출현과 초기 세포의 탄생을 설명할 수 있는 중요한 단서에는 어떤 것들이 있는가?

2) 원핵생물의 총량은 진핵생물 총량의 열 배 정도

핵

[연못물에 사는 진핵생물]

물음1:

그림에 나타난 원핵세포의 특징을 말해 보자.

물음1:

그림에 나타난 진핵 세포의 특징을 말해 보자.

배울 내용

풀이 : 구형의 막으로 둘러싸인 ( 코아세르베이트 )는 대사, 생장, 분열과 같은 생명체의 특성을 나타내며, ( 지질 분자 )는 물속에서 스스로 이중층의 막을 형성한다. 지질과 DNA 혼합물을 말리고 물을 첨가하는 과정을 반복하자 지질 막으로 형성된 구 내부에 ( DNA )가 들어갔다.

• 유전 물질인 DNA를 감싸고 있는 막인 핵막이 있어 DNA가 ( ) 안에 존재한다.
• 리보솜 이외에도 엽록체나 미토콘드리아 같이 막으로 이루어진 세포 소기관이 존재해 구조가 복잡하다.
• 원핵세포로부터 진화된 것으로 추정된다. 막으로 이루어져 있지 않으며 단백질을 합성하는 세포 소기관인 을 가지고 있다.

우리가 학교에서 많이 사용하는 광학 현미경만으로도 연못의 물 한 방울 속에서 그림과 같이 놀랄 만큼 다양한 진핵생물들을 볼 수 있다. 현미경을 발명한 네덜란드의 레벤후크에 의해 단세포 진핵생물이 처음으로 관찰된 후 진핵생물은 300년 이상 과학자들의 관심의 대상이 되어 왔다. 사람은 가장 대표적인 진핵생물 중 하나이다.

3) 다양한 형태로 적응되어 근한 환경에서도 서식

- 강한 산성의 환경, 염분 농도가 매우 높은 곳,

너무 춥거나 너무 더운 곳, 지표 아래 3~4 km

깊은 곳 등

• 원시세포의 형성 과정 :

리보솜

세포막

핵산

단백질

- 가장 먼저 지질 분자들이 모여 ( )을 형성해,

공 모양의 구가 만들어졌다.

-구의 내부로 ( )이나 ( )과 같은 복잡한

유기물이 들어갔다.

-이렇게 형성된 원시 세포는 주변의 물질을 이용해

( )하여 점점 커지다가 일정 크기가 되면

( )해 수를 늘려나갔다.

지질분자

생장

분열

<정리하기>

일정한 크기가 되면

분열하여 개체수 증가

핵막이 있어 DNA가 핵 안에 존재하며,

막으로 이루어진 세포 소기관이 존재한다.

주변 물질을

흡수하여 생장

단백질과

핵산 유입

2. 세포의 주요 기능인 물질 대사와 복제를 가능하게 하기 위한 세포막의 역할은 무엇인가?

핵막이 없어 DNA가 세포질에 존재하며,

막으로 이루어진 세포 소기관이 없다.

풀이 : 외부 환경과 상관없이 유전 물질인 DNA와 효소(촉매)인 단백질이 안전하게 작용할 수 있는 공간을 제공해 준다.

• 원핵세포의 특징:

• 일부는 작은 원형 DNA인

플라스미드와 세포벽 바깥에 피막을 가지기도 한다.

진핵세포의 세포소기관:

• 유전 물질인 DNA를 감싸고 있는 막인 핵막이 없어 DNA가 세포질에 존재한다.

• 막으로 이루어져 있지 않으며 단백질을 합성하는 세포 소기관인 리보솜을 가지고 있다.

• 하나의 큰 원형 DNA가 뭉쳐 세포질의 핵양체 부위에 존재한다.

확인

• 엽록체나 미토콘드리아 같이 막으로 이루 어진 세포 소기관이 존재하지 않아 구조가 단순하다.

• 세포 구성물질의 기능 :

물음2:

다음 제시한 기준을 이용해 원핵생물을 분류해 보자.

에너지

물질

미토콘드리아

물질 대사

원시 세포 내부로 들어간 단백질은 유입된 ( )이나 ( )

를 전환시키는 ( )를 담당했다.

원시 세포 내부로 들어간 핵산은 스스로 ( )하고, 정보를 저장하는

( )의 역할을 담당했다.

물음2 :

다음을 단세포 생물에 해당하는 내용과

다세포 생물에 해당하는 내용으로 나누어 보자.

복제

• 세포막 바깥쪽에 단단한 세포벽이 존재한다.

엽록체

유전물질

1) : 세포 호흡이 일어나 ATP를 생성한다.

2) : 광합성이 일어나 포도당을 합성한다.

3) : 소화 효소를 이용해 다양한 물질을 분해한다.

4) : 단백질을 합성한다.

5) : 합성된 단백질을 변형시켜 골지체로 보낸다.

6) : 소포체에서 받은 단백질을 변형시킨 후 목적지로 보낸다.

리소좀

㉠, ㉢

리보솜

독립 영양 세균, 종속 영양 세균

(1) 단세포 생물 :

2) 다세포 생물 :

<보기>

㉠ 개체의 크기에 제한이 있다.

㉡ 세포 분열을 통해 생장한다.

㉢ 원핵생물과 일부 원생생물이 해당된다.

㉣ 특수한 기능을 담당하는 분화된 세포가 존재한다.

소포체

㉡, ㉣

골지체

(1) 영양 방식에 따른 분류

(2) 호흡 방식에 따른 분류

(3) 그램 염색에 따른 분류

호기성 세균, 혐기성 세균, 조건부 혐기성 세균

원핵생물의 특징:

단세포

원핵세포

최초의 생명체

그람 양성 세균, 그람 음성 세균

• 지구에 출현한 ( )가 여기에 해당한다.
• ( )과 ( )이 대표적이다.

• 대부분 ( )이며, ( )로 이루어져 있다.
• 크기는 약 ( ) 범위에 있다.
• 주로 ( )으로 증식한다.

1~10μm

세균

고세균

이분법

진핵생물:

단세포

다세포

진핵세포

군체

10~100 ㎛

• 체제가 , , 로 다양하며, 로 이루어져 있다.

• 크기는 약 범위로 주로 원핵세포보다

• , , , 가 여기에 해당한다.

크다.

정리 및 평가

식물

균류

원생생물

동물

1. 진핵 세포와 진핵생물

• 진핵세포
• 진핵생물

2. 단세포 생물과 다세포 생물

• 단세포 생물
• 다세포 생물

1. 원핵세포와 진핵 세포는 어떤 차이가 있는가?

없어

세포질

없지만

원핵세포는 핵막이 DNA가 에 존재하고, 막으로 이루어진 세포 소기관이 , 진핵 세포는 핵막이 있어 DNA가 핵 내에 존재하고, 막으로 이루어진 세포 소기관이 존재한다.

① 영양 방식에 따른 분류

종속영양

• 다른 생물이나 외부의 유기물에 의존하는 ( ) 세균이 있으며, 대장균이 대표적이다.

정리 및 평가

독립 영양

• 스스로 유기물을 합성하는 ( ) 세균이 있으며, ( )을 하는 시아노박테리아가 대표적이다.

1. 원핵세포와 원핵생물

• 원핵세포
• 원핵생물

2. 원핵생물의 분류

• 영양 방식에 따른 분류
• 호흡방식에 따른 분류
• 그람 염색에 따른 분류

광합성

2. 단세포 생물과 다세포 생물의 특징은 무엇인가?

1. 원시 지구에서의

화학적 진화

단세포 생물은 하나의 세포로 이루어져 모든 생명 활동이 하나의 세포에서 일어나지만, 다세포 생물은 여러 개의 세포로 이루어져 있으며, 세포 분열과 분화를 통해 크게 생장할 수 있다.

(1) 단세포 생물의 특징

정리 및 평가

하나

3. 창의,인성 : 단세포 생물로부터 어떻게 다세포 생물이

출현하게 되었는지에 대한 자신의 생각을 말해 보자.

생명활동

• 개체가 의 세포로 이루어져 있어 이 안에서 모든

이 일어난다.

• 세포가 커질수록 부피에 대한 표면적의 비율이 하므로

막을 통한 외부와의 효율이 한다.

감소

세포들이 단순하게 모여 군체 생활을 하다, 각 세포들이 서로 연관을 맺으면서 다양한 형태로 분화된 후, 각기 특수한 역할을 함으로써 다세포 생물이 출현하게 되었을 것이다.

감소

물질교환

[세포의 부피와 표면적]

(1) 단세포 생물의 특징

원핵생물

② 호흡 방식에 따른 분류

• , 아메바나 짚신벌레와 같은 일부 , 등이 대표적이다.

효모

혐기성

원생생물

호기성

산소가 있는 곳에서는 살지 못하고 무기 호흡을 하는 ( ) 세균이 있으며, 파상풍균이 대표적이다.

산소가 있는 곳에서 유기 호흡을 하는 ( ) 세균이 있으며, 대장균이 대표적이다.

주로 산소를 이용해 유기 호흡을 하지만, 산소가 없을 때에는 무기 호흡을 할 수 있는 ( ) 세균이 있으며, 장구균이 대표적이다.

조건 혐기성

[짚신벌레(좌)와 효모(우)]

(2) 다세포 생물

원핵생물의 분류:

③ 그람 염색에 따른 분류

여러

분화

• 개의 세포로 이루어져 있으며, 특수한 기능을 담당하는 세포들로 되어 있다.

• 을 통해 생장하며, 위계적인 구조를 가진다.

보라색 염색약과 적색 염색약을 이용한 세균 염색법

그람 염색 :

세포분열

두꺼우며

보라색

세포 → 조직 → 조직계 → 기관 → 개체

-식물 :

• 그람 양성균은 세포벽이 ( ) 그람 염색 시 ( )으로 염색되는데, 포도상구균 등이 있다.
• 그람 음성균은 세포벽이 ( ) 그람 염색 시 ( )으로 염색되는데, 대장균 등이 있다.

세포 → 조직 → 기관 → 기관계 → 개체

-동물 :

적색

얇으며

식물

동물

균류

• 조류와 같은 일부 원생생물, 대부분의 , , 가 여기에 해당함.

[그람 양성균(보라색)인 포도상구균과

그람 음성균(적색)인 대장균]

생명은 어떻게 탄생하게 되었을까?

4. 원핵세포와

진핵 세포의 출현

• 학습목표 : 화학적 진화의 근간이 되는 화학 반응과 그 반응식을 설명할 수 있다.

생명체의 발생은 어떻게?

• 자연발생설

• 파스퇴르의 실험

화학반응식 만들기

최초의 생명체는 어떤 생물이었을까?

반응물 --> 생성물

원시 지구의 환경

연습 1) 암모니아 생성반응

수소 + 산소 → 물

- 대기에는 산소가 없었으며,

- 수증기, 이산화탄소, 질소, 수소, 암모니아, 메탄 풍부

- 자외선, 화산 폭발, 번개 등의 에너지 풍부

수소 + 질소 → 암모니아

1) 반응물과 생성물 쓰기

2) 분자식으로 나타내기

3) 계수 조정하기

4) 확인하기

수소 + 산소 → 물

1) 반응물과 생성물 쓰기

2) 화학식(분자식)으로 쓰기

3) 계수 조정

4) 계수 확인

연습 2) 메테인 생성 반응

탄소 + 수소 → 메테인

1) 반응물과 생성물 쓰기

2) 화학식으로 쓰기

3) 계수 조정

4) 계수 확인

1) 반응물과 생성물 쓰기

2) 분자식으로 나타내기

3) 계수 조정하기

4) 확인하기

오파린의 가설과 밀러의 실험

• 오파린의 가설 :

원시 대기의 무기물로부터 자발적으로 유기물이 만들어졌을 것이다.

• 밀러의 실험 :

플라스크에 원시 대기 성분의 혼합 기체를 넣고 전기 방전을 가하자 간단한 유기물이 만들어졌다.

생명체의 발생

원시 지구의 환경

오파린의 가설

밀러의 실험

연습3) 광합성 반응

• 학습목표 : 원핵생물, 진핵생물의 출현과 진핵 세포의 기원을 설명할 수 있다.

• 밀러의 실험 의 의의 :

- HCN 으로부터 아데닌 생성 가능

- 폼알데하이드로부터 포도당,

리보스, 디옥시리보스 생성 가능

- 생명체와 무관한 물질로부터

사이토신( DNA염기) 생성 가능

이산화탄소 + 물 → 포도당 + 산소

1) 반응물과 생성물 쓰기

2) 분자식으로 나타내기

3) 계수 조정하기

4) 확인하기

• 원시 지구에서 화학 진화로 포도당, 아미노산, 염기, 뉴클레오타이드와 같은 간단한 유기물이 만들어졌다.

• 이렇게 만들어진 간단한 유기물들은 비와 함께 지상으로 내려와 원시바다에 농축되었다.

물음1:

그림은 원시 지구의 대기 조성 변화를 나타낸 것이다.

1. 최초의 생명체

① 생명체가 탄생하기 이전 원시 지구는 어떤 환경이었을까?

산소

대기에는 ( )가 없었으며,

화학적 진화

(단백질,핵산,지질 형성)

이전의 화학적 진화로 만들어진

( )이 바다에 풍부했다.

유기물

산소 없음

유기물이 풍부한 바다

이와 같이 대기 조성이 변한 이유를 설명해 보자.

1. 최초의 생명체

② 최초 생명체의 특징

최초의 생명체는

물을 분해해 산소를 발생시키는 광합성 세균이 번성했기 때문이다.

• 원시 지구의 환경을 고려했을 때, 지구에 최초로 나타난 생명체는 어떻게 생활에 필요한 에너지를 얻을 수 있었을까?

산소 없이 유기물을 분해해 생활 에너지를 얻는

( )생물이며,

대기에 산소가 없고

혐기성 종속 영양

바다에 유기물이 풍부했으므로

산소가 없는 조건에서 생육하는 성질.

다른 생물이 만든 유기물에 의존하는 영양 섭취 양식

산소 없이 유기물을 분해해

구조적으로 단순한 ( )이었을 것이다.

원핵생물

그때 방출되는 에너지를 생활에 이용했을 것이다.

최초의 생명체

이산화탄소 증가

유기물 감소

종속 영양 생물 사멸

독립 영양 생물 출현

물음2:

다음 중 대기의 산소 농도 증가와 관련이 깊은 내용을 골라 보자.

<보기>

㉠ 육상 생물의 진화

㉡ 혐기성 종속 영양 생물의 진화

㉢ 유기 호흡 생물의 진화

㉣ 진핵 세포의 진화

㉠

㉢

• 최초의 생명체는 어떤 모습이었을까?

• 가장 오래된 생물 화석은
• 오스트레일리아에서 발견된 원시적 세포
• 현재의 남세균과 유사하며
• 화석이 포함된 암석은 약 35억 년 전에 만들어짐

2. 광합성 세균의 진화

① 광합성 세균의 출현

② 광합성은 생물의 진화에 어떤 영향을 미쳤을까?

2. 광합성 세균의 진화

당시 남세균은 매우 번성해 오늘날 따뜻한 바닷가에서 볼 수 있는

( )라는 화석 덩어리를 형성했다.

스트로마톨라이트

탄소(C)

산소(O)

수소(H)

이산화탄소는 ( )와 ( )로 이루어져 있지만, 포도당은 이 두 원소 이외에 ( )를 더 포함하고 있다.

초기의 광합성 세균은 광합성에 필요한 수소를 ( ) 나 ( )로부터 획득했다.

① 광합성 세균의 출현

최초의 생명체가 혐기성 종속 영양을 수행함에 따라 대기에

( )가 축적되고, 바다의 유기물은 ( )하기 시작했다.

감소

이산화탄소

빛에너지

이와 같이 변화된 환경에서 ( )를 이용해 이산화탄소로부터 ( )과 같은 유기물을 합성하는 광합성 세균이 출현할 수 있었다.

2. 광합성 세균의 진화

포도당

2. 광합성 세균의 진화

② 광합성은 생물의 진화에 어떤 영향을 미쳤을까?

증가

시아노박테리아

대표적인 광합성 세균은 남세균이라고도 부르는 ( )이며, 이들은 스스로 유기물을 합성하는 ( ) 생물에 해당한다.

남세균이 번성함에 따라 대기의 산소의 농도는 ( )하고, 이산화탄소의 농도는 ( )했으며, 바다 속 유기물의 농도는 ( )했다.

감소

독립 영양

증가

남세균은 수소를 ( )로부터 획득했고, 이 과정에서 물이 분해되어 ( )가 발생했다.

대기중 이산화탄소 농도 감소

바닷물의 유기물 농도 증가

대기중 산소 농도 증가

남세균의 번성

2. 광합성 세균의 진화

② 광합성은 생물의 진화에 어떤 영향을 미쳤을까?

철광층

호기성 종속 영양

호기성 세균

산소가 있는 곳에서 생육 ·번식하는 세균.

일부 산소는 바닷물 속의 철 이온과 결합해 오늘날의

( )을 형성했다.

대기의 산소 농도 증가는 산소를 이용해 유기물을 분해해 생활하는 ( ) 세균의 진화를 촉진했으며, 이들은 ( ) 호흡을 수행했다.

대기의 산소 농도 증가로 후에 ( )이 형성되어 유해한 자외선이 차단됨으로써 생물이 ( )으로 진출할 수 있게 되었다.

유기

육상

광합성 생물 번성

대기중

산소 농도

증가

1. 최초의 생명체

• 원시 지구의 환경
• 최초 생명체의 특징

2. 광합성 세균의 진화

• 광합성 세균의 출현
• 광합성과 생물의 진화

3. 진핵 세포의 진화

• 진핵 세포의 기원
• 진핵 세포의 진화

정리하기

1. 최초의 원핵생물은 어떤 생활을 하였는지 설명해 보자.

유기물

산소

[ ]가 없이 바다에 풍부한 [ ]을 분해하여 생활에 필요한 에너지를 얻는 [ ] 생물이었다.

혐기성 종속 영양

대기중 산소 농도 증가

바닷물의 유기물 농도 증가

혐기성 세균의 감소

정리하기

3. 진핵 세포의 진화

① 진핵 세포의 기원

원핵세포

2. 진핵 세포의 세포 내 공생 기원에 대하여 간단히 설명해보자.

크고

진핵 세포는 지구에 처음 출현했던 ( )와는 달리 크기가 ( ), 세포 안에 다양한 ( )이 존재해 구조가 ( )하다.

세포 소기관

복잡

• 진핵생물 : 핵막이 있어 DNA가 세포질과 분리됨

세포소기관이 있어 구조가 복잡함

공생관계

작은 원핵세포가 큰 원핵세포 내로 들어간 후 서로 [ ]를 유지하다가 세포 소기관으로 분화되어 진핵 세포가 진화되었다는 것이다. 이때 호기성 세균은 [ ]로, 광합성 세균은 [ ]로 분화되었다.

[원핵세포인 대장균(좌)과 진핵 세포인 효모(우)]

엽록체

미토콘드리아

3. 진핵 세포의 진화

② 진핵 세포의 진화

① 진핵 세포의 기원

산소가 있는 곳에서 생육 ·번식하는 세균

광합성

호기성

엽록체

식물 세포

유기 호흡을 하던 ( ) 세균이 숙주 세포

내에서 공생하다 ( )로 분화되었고,

숙주는 ( )로 진화할 수 있었다.

미토콘드리아

이중막

호기성 세균의 세포 내 공생 이후 ( ) 세균이 숙주 세포 내에서 연속 공생하다 ( )로 분화되었고, 숙주는 ( )로 진화할 수 있었다.

이러한 진핵 세포의 진화는 엽록체와 미토콘드리아가 ( )이라는 점, 세균과 유사한 ( ) DNA를 가진다는 점, 세균과 유사하게 ( )으로 분열한다는 점에 의해 지지된다.

공생

원형

이분법

동물 세포

작은 원핵세포가 보다 큰 원핵세포 내에서 서로

도움을 주고받는 ( ) 관계를 유지하다가

( )으로 분화됨으로써 진핵 세포가

진화할 수 있었다고 보는데,

이를 ( )이라고 한다.

세포 소기관

동물 세포

미토콘드리아

혐기성 세균(숙주)

+

호기성 세균(기생)

세포 내 공생설

정리하기

식물 세포

엽록체

동물 세포(숙주)

+

광합성 세균(기생)

[세포 내 공생에 의한 진핵 세포의 진화]

3. 창의,인성 : 원시 남세균의 출현이 갖는 의미를 간단히 써 보자.

산소

대기의 [ ]농도가 증가하여 유기 호흡을 하는

생물의 진화를 촉진했고, 오존층의 형성을 가능하게

함으로써 [ ] 생물의 진화를 촉진했다.

육상

생물계의 변화 환경의 변화

산소 없음

풍부한 유기물

이산화탄소 증가

유기물 감소

산소 증가

유기물 증가

원핵생물 번성

독립영양생물 출현

(남세균, 광합성 세균)

혐기성 생물 감소

호기성 생물 증가

공생

진핵생물 출현