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Copy of (최종)고등융합과학 : 3-1.생명의 탄생과 진화

금성출판사 내용에 맞춰..
by

Dae Young Yu

on 28 November 2013

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Transcript of Copy of (최종)고등융합과학 : 3-1.생명의 탄생과 진화

종속 영양 생물 사멸
독립 영양 생물 출현
생명의 탄생과 진화
1. 원시 지구에서의
화학적 진화

2. 단백질과 핵산의 형성
3. 원시 세포의 형성
5. 생물의 구조와 특성
6. 자연선택과 생물의 진화
원시 지구의 환경
- 대기에는 산소가 없었으며,
- 수증기, 이산화탄소, 질소, 수소, 암모니아, 메탄 풍부
- 자외선, 화산 폭발, 번개 등의 에너지 풍부
화학반응식 만들기
생명체의 발생

원시 지구의 환경

오파린의 가설

밀러의 실험
생명체의 발생은 어떻게?
파스퇴르의 실험
오파린의 가설 :
원시 대기의 무기물로부터 자발적으로 유기물이 만들어졌을 것이다.
오파린의 가설과 밀러의 실험
밀러의 실험 :
플라스크에 원시 대기 성분의 혼합 기체를 넣고 전기 방전을 가하자 간단한 유기물이 만들어졌다.
원시 지구에서 화학 진화로 포도당, 아미노산, 염기, 뉴클레오타이드와 같은 간단한 유기물이 만들어졌다.

이렇게 만들어진 간단한 유기물들은 비와 함께 지상으로 내려와 원시바다에 농축되었다.
1) 반응물과 생성물 쓰기





2) 화학식(분자식)으로 쓰기






3) 계수 조정





4) 계수 확인
반응물 --> 생성물
수소 + 산소 → 물
확인
1) 반응물과 생성물 쓰기

2) 화학식으로 쓰기

3) 계수 조정

4) 계수 확인
연습 1) 암모니아 생성반응
1) 반응물과 생성물 쓰기



2) 분자식으로 나타내기



3) 계수 조정하기



4) 확인하기
연습 2) 메테인 생성 반응
1) 반응물과 생성물 쓰기



2) 분자식으로 나타내기



3) 계수 조정하기



4) 확인하기
자연발생설
연습3) 광합성 반응
1) 반응물과 생성물 쓰기



2) 분자식으로 나타내기



3) 계수 조정하기



4) 확인하기
단백질의 합성
외부 환경과 상관없이 유전 물질인 DNA와 효소(촉매)인 단백질이 안전하게 작용할 수 있는 공간을 제공해 준다.
단백질은 물질이나 에너지를 전환시키는 물질 대사를 담당하고, 핵산은 스스로 복제하고 정보를 저장하는
유전 물질의 역할을 한다.
주변의 물질을 선택적으로 흡수,
간단한 대사 작용 수행,
생장 및 분열
물음1:
코아세르베이트가 나타내는 생명체의 특성을 말해 보자.
원시세포의 형성 과정 :
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.
[코아세르베이트의 형성]
코아세르베이트는 주변의 물질을 선택적으로 흡수하고, 간단한 대사 작용을 하며, 생장하다가 어느 정도 커지면 분열하여 수를 늘리는 특성을 가지고 있어 원시 생명체의 기원으로 여겨진다.
코아세르베이트 :
단백질, 핵산, 탄수화물 같은 복잡한 유기물들이 물 입자와 결합해 구형의 막으로 둘러싸여 형성된 작은 액체 방울
1. 코아세르베이트
코아세르베이트의 특징


2. 세포막의 형성
세포막의 구조
세포막의 기능


3. 원시 세포의 형성
원시 세포의 형성 과정
핵산과 단백질의 역할
원시 바다에 농축된 아미노산들이 열에 의해 자발적으로 리펩타이드(프로테노이드)로 중합되는 현상을 나타낸 것이다.
탄수화물과 지방의 합성
아미노산 + 아미노산 +... --->폴리펩타이드--->단백질
인산+당+염기--->뉴클레오타이드--->핵산

지방산 + 글리세롤 ---> 지방

포도당 + 포도당 +.... ---> 탄수화물
1. 복잡한 유기물의 합성
단백질의 합성
단백질의 구조
핵산의 합성
탄수화물과 지방의 합성

2. 단백질과 핵산의 기능
단백질의 기능
핵산의 기능
DNA(디옥시리보핵산)
RNA(리보핵산)
핵산의 합성
최초의 핵산은 정보 저장과 촉매 기능을 모두 갖는 RNA이었을 가능성이 높으며,
후에 돌연 변이가 적게 일어나 보다 안정적인 DNA가 유전 물질로 작용하게 되었을 것이다.
원시 지구에서 단백질과 핵산은 어떻게 만들어졌는가?
단백질의 구조
생명은 어떻게 탄생하게 되었을까?
학습목표 : 화학적 진화의 근간이 되는 화학 반응과 그 반응식을 설명할 수 있다.
학습목표 : 원시 지구에서 단백질과 핵산이 형성되는 과정을 설명할 수 있다.
단백질
아미노산
프로테노이드
원시
혼합액
열에 의한 자발적 중합
열에 의한 자발적 중합
열에 의한 자발적 중합
아미노산의 구조
축합(condensation) :
작은 분자들이 큰 분자로 결합하는 과정에서 작은 분자가 분리되는 결합반응
중합(polymerization) :
화학반응을 통해 2개 이상 결합하여 분자량이 큰 화합물을 생성하는 반응
단백질의 합성 (=펩타이드 결합)
아미노산 + 아미노산 + ..... ---> 폴리펩타이드 + 물
뉴클레오타이드

염기
인산
(cc) image by nuonsolarteam on Flickr

인산
염기
(핵산)
<자발적 중합>
단백질의 기능 :
신체의 구성성분이나,
물질 대사를 촉매하는 효소로 사용됨
단백질과 핵산의 기능
핵산의 기능 :
핵산은 유전 정보를 저장하고,
다음 세대로 전달하는
유전 물질로 사용됨
아 미 드 ---중합---> 폴리아미드(나일론)

뉴클레오타이드 ---중합---> 핵산

포 도 당 ---중합---> 탄수화물
수소 + 산소 → 물
원시 세포는 어떤 과정으로 형성되었을까?
학습목표 : 세포막의 출현과 원시세포 형성과정을 이해한다.
지질분자
막 형성
구형막 형성
단백질과
핵산 유입
주변 물질을
흡수하여 생장
일정한 크기가 되면
분열하여 개체수 증가
세포 구성물질의 기능 :
1) 핵산 : 자기 복제를 하고 유전 정보를 보관, 전달
2) 단백질 : 물질과 에너지를 전환하는 물질대사
3) 세포막 : 세포 내외부의 구분 및 물질교환
물음3:
세포의 주요 기능인 물질 대사와 복제를 가능하게 하기 위한 세포막의 역할은 무엇인가?.
물음2:
원시 세포에서 단백질과 핵산의 기능을 설명해 보자.
<보기>

㉠ 육상 생물의 진화
㉡ 혐기성 종속 영양 생물의 진화
㉢ 유기 호흡 생물의 진화
㉣ 진핵 세포의 진화
물을 분해해 산소를 발생시키는 광합성 세균이 번성했기 때문이다.
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
학습목표: 원핵생물, 진핵생물, 다세포 생물의
구조와 특성을 설명할 수 있다.

핵막이 없어 DNA가 세포질에 존재하며,
막으로 이루어진 세포 소기관이 없다.
[원핵생물(노랑, 주황)이 넓게 서식하는 간헐천]
(1) 영양 방식에 따른 분류



(2) 호흡 방식에 따른 분류



(3) 그램 염색에 따른 분류
[그람 양성균(보라색)인 포도상구균과
그람 음성균(적색)인 대장균]
[파상풍균(좌)과 장구균(우)]
1) 혐기성 세균 : 산소가 있는 곳에서는 살지 못하고 무기 호흡
파상풍균이 대표적이다.

2) 호기성 세균 : 산소가 있는 곳에서 유기 호흡
대장균이 대표적이다.

3) 조건부 혐기성 세균 : 주로 산소를 이용해 유기 호흡을 하지만,
산소가 없을 때에는 무기 호흡을 할 수 있는 세균
장구균이 대표적이다.
[세균인 대장균(좌)과 고세균인 극호염균(우)]
[이분법]
생물은 어떤 구조와 특성을 가지고 있을까?
밀러의 실험 의 의의 :
- HCN 으로부터 아데닌 생성 가능
- 폼알데하이드로부터 포도당,
리보스, 디옥시리보스 생성 가능
- 생명체와 무관한 물질로부터
사이토신( DNA염기) 생성 가능
뜨겁고 건조한 화산 근처, 원시 바다에서 형성
단백질은 스스로
입체구조를 형성하여
효소로서 기능함
(리보스, 디옥시리보스)
이산화탄소 증가
유기물 감소
광합성 세균 출현
(남세균:시아노박테리아)
광합성 생물 번성
대기중
산소 농도
증가
바다에서 :
철광층 형성
대기에서 :
오존층 형성
생물계에서:
호기성 생물의 진화 촉진
남세균의 번성
대기중 이산화탄소 농도 감소
대기중 산소 농도 증가
바닷물의 유기물 농도 증가
초기 광합성 세균(황색세균) : 대기중의 수소 이용
초기 광합성 세균(홍색, 녹색 황세균): 황화수소로부터 수소 흡수
녹색식물의 광합성 : 물로부터 수소 흡수--산소 방출
광합성 세균 :
빛에너지를 이용해 대기의 이산화탄소로부터 포도당과 같은 유기물을 합성
최초생명체 출현
(혐기성 종속영양생물)
산소 없이 유기물을 분해하여 에너지를 얻음
원핵생물 : 핵막이 없어 DNA 가 세포질에 분포
구조가 간단했을 것임
종속 영양 생물 사멸
독립 영양 생물 출현
이산화탄소 증가
유기물 감소
화학적 진화
(단백질,핵산,지질 형성)
산소 없음
유기물이 풍부한 바다
원시지구
자외선 차단
육상 생물의 진화 촉진
최초의 생명체는 어떤 모습이었을까?
가장 오래된 생물 화석은
오스트레일리아에서 발견된 원시적 세포
현재의 남세균과 유사하며
화석이 포함된 암석은 약 35억 년 전에 만들어짐
진핵세포의 기원(세포 내 공생설) :
작은 원핵세포가 보다 큰 원핵세포 내에서 서로 도움을 주고받는 공생 관계를 유지하다가 세포소기관으로 분화됨으로써 진핵 세포로 진화


순차적 세포 내 공생설(by 마굴리스):
혐기성 세균에 호기성 세균이 기생하다가 미토콘드리아로 분화하여 동물세포로 진화하고,
그 후에 광합성 세균이 기생하다가 엽록체로 분화하면서 식물세포로 진화하게 되었다.
세포 내 공생설을 지지하는 증거 :
엽록체와 미토콘드리아가--
1) 이중막으로 되어 있다.
2) 세균과 유사한 원형 DNA를 가진다.
3) 세균과 유사하게 이분법으로 분열한다.
개체들이 유전적으로 다양할 때 환경이 변하면, 유전적인 차이로 인해 변화된 환경에 가장 잘 적응하게 된 개체가 자연선택된다.
정리 및 평가1:
자연선택은 언제 일어나며, 어떠한 개체가 자연선택되는가?
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.

미국의 휘태커(Whittaker)는 생물을 5계 체제
(원핵생물계, 원생생물계, 식물계, 동물계, 균계)로 구분했다.
정리 및 평가 3:(창의▪인성)
현존하는 생물에 대한 기존의 분류 방법 이외에,
유사성을 고려하여 더 좋은 분류 방법을 고안해 보자.

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
[현재 기록된 생물 종 수]
도입 활동:
지구에는 얼마나 많은 생물이 살고 있을까?
원핵세포로 이루어진 원핵생물인 세균과 고세균,
그리고 진핵 세포로 이루어진 진핵생물로 나누어진다.
정리 및 평가 2:
지구 상에 존재하는 생물들을 크게 3무리로 나누면
어떻게 나누어어지는가?
고농도 알코올 환경에서 빠른 알코올 분해자가 생존에 유리해 자연선택되어 보다 많은 수의 자손을 낳았기 때문이다.
물음1:
그림에서 빠른 알코올 분해자의 비율이 증가하게 된 이유를 설명해 보자.
(1) 세균 영역에 속하는 생물 :

(2) 원핵생물에 속하는 생물 :

(3) 진핵 세포로 이루어진 생물 :
물음2:
다음 생물들을 해당하는 내용과 올바르게 짝지어 보자.
진화를 지지하는 사실들 : 모든 생물들은 공통적으로
1) 탄수화물, 단백질, 지질, 핵산 등으로 이루어지며,
2) 세포로 구성되어 있다

진화의 결과 : 생물 다양성이 나타난다.

→→→ 모든 생물은 공통 조상을 가지고 있다.
생물의 종들은 유사성에 따라 계통을 세울 수 있을까?
고농도의 알코올 환경에서는
빠른 알코올 분해자가 느린 알코올 분해자보다 생존에 유리하다.
---> 빠른 알코올 분해자는 더 많은 자손을 낳게 된다.
---> 시간이 지날수록 집단 내에서 빠른 알코올 분해자의 비율이 증가
===> 파리의 진화
자연선택된 개체의 유리한 유전자는 보다 많은 자손에게 전달된다.
자손이 유리한 특징을 가지도록 진화가 일어난다.
1. 자연선택과 생물의 진화
자연선택
생물의 진화


2. 생물의 분류
생물의 3개 영역
[세포 내 공생에 의한 진핵 세포의 진화]
혐기성 세균(숙주)
+
호기성 세균(기생)
동물 세포

미토콘드리아
동물 세포(숙주)
+
광합성 세균(기생)
식물 세포

엽록체
[원핵세포인 대장균(좌)과 진핵 세포인 효모(우)]
대기중 산소 농도 증가
바닷물의 유기물 농도 증가

혐기성 세균의 감소
진핵 세포의 진화
진핵생물 : 핵막이 있어 DNA가 세포질과 분리됨
세포소기관이 있어 구조가 복잡함
원핵생물 번성



독립영양생물 출현
(남세균, 광합성 세균)



혐기성 생물 감소
호기성 생물 증가

공생

진핵생물 출현
산소 없음
풍부한 유기물


이산화탄소 증가
유기물 감소



산소 증가
유기물 증가
생물계의 변화 환경의 변화
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.
단백질과 핵산은 어떻게 처음 만들어졌을까?
단백질(좌)과 핵산(우)
1) 대부분 단세포이며, 원핵세포로 이루어져 있다.

2) 크기는 약 1~10 ㎛ 범위에 있다.

3) 주로 이분법으로 증식한다.

4) 지구에 출현한 최초의 생명체가 여기에 해당한다.

5) 세균과 고세균이 대표적이다.
원핵생물의 특징:
원핵생물의 분류:

(1) 영양 방식에 따른 분류:






(2) 호흡 방식에 따른 분류:
1) 독립영양 세균 : 스스로 유기물을 합성.
광합성을 하는 시아노박테리아가 대표적이다.

2) 종속 영양 세균 : 다른 생물이나 외부의 유기물에 의존.
대장균이 대표적이다.
원핵생물의 분류:

(3) 그람 염색에 따른 분류:
그람 염색 : 보라색 염색약과 적색 염색약을 이용한 세균 염색법

1) 그람 양성균 : 세포벽이 두꺼우며
그람 염색 시 보라색으로 염색됨
포도상구균 등이 있다.

2) 그람 음성균 : 세포벽이 얇으며
그람 염색 시 적색으로 염색
대장균 등이 있다.
핵막이 있어 DNA가 핵 안에 존재하며, 막으로 이루어진 세포 소기관이 존재한다.
세포들이 단순하게 모여 군체 생활을 하다,
각 세포들이 서로 연관을 맺으면서 다양한 형태로 분화된 후, 각기 특수한 역할을 함으로써 다세포 생물이 출현하게 되었을 것이다.
[연못물에 사는 진핵생물]
[짚신벌레(좌)와 효모(우)]
(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.
[세포의 부피와 표면적]
개체가 하나의 세포로 이루어져 있어 이 안에서 모든 생명활동이 일어난다.

세포가 커질수록 부피에 대한 표면적의 비율이 감소하므로 막을 통한 외부와의 물질교환 효율이 떨어진다.→ 크기에 한계가 있다.

원핵생물, 아메바나 짚신벌레와 은 일부 진핵생물, 효모 등이 대표적이다.
세포 → 조직 → 조직계 → 기관 → 개체

세포 → 조직 → 기관 → 기관계 → 개체
여러개의 세포로 이루어져 있으며,

특수한 기능을 담당하는 세포들로 분화되어 있다.

조류와 같은 일부 원생생물, 대부분의 식물, 동물, 균류가 여기에 해당함.

세포분열 통해 생장한다.

계층적인 구조를 가진다.

식물 :

동물 :
[아메바(좌)와 버섯(우)]
체제가 단세포, 군체, 다세포로 다양하며, 진핵세포로 이루어져 있다.

크기는 약 10~100 ㎛ 범위로 주로 원핵세포보다 크다.

원생생물, 식물, 동물, 균류가 여기에 해당한다.
1. 진핵 세포와 진핵생물
진핵세포
진핵생물


2. 단세포 생물과 다세포 생물
단세포 생물
다세포 생물
4. 원핵세포와
진핵 세포의 출현

학습목표 : 원핵생물, 진핵생물의 출현과 진핵 세포의 기원을 설명할 수 있다.
최초의 생명체는 어떤 생물이었을까?
1. 원핵세포와 원핵생물
원핵세포
원핵생물


2. 원핵생물의 분류
영양 방식에 따른 분류
호흡방식에 따른 분류
그람 염색에 따른 분류
1) 핵막이 있어 DNA가 핵 안에 존재한다.

2) 구조가 복잡 : 막으로 이루어진 세포 소기관이 존재
( 리보솜, 엽록체, 미토콘드리아 등 )

3) 원핵세포로부터 진화된 것으로 추정됨
진핵생물 특징:
1) 미토콘드리아 : 세포 호흡이 일어나 ATP를 생성한다.

2) 엽록체 : 광합성이 일어나 포도당을 합성한다.

3) 리소좀 : 소화 효소를 이용해 다양한 물질을 분해한다.

4) 리보솜 : 단백질을 합성한다.

5) 소포체 : 합성된 단백질을 변형시켜 골지체로 보낸다.

6) 골지체 : 소포체에서 받은 단백질을 변형시킨 후 목적지로 보낸다.
진핵세포의 세포소기관:
진핵생물:
진핵생물의 특징:

(1) 단세포 생물
진핵생물의 특징:

(2) 다세포 생물
확인
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.
모든 생물체들의 구조적 공통점은 무엇인가?
원시 바다에 농축된 지방산과 글리세롤이 결합해 지질 분자가 만들어졌고, 이것들이 모여 세포막을 형성했다.
세포막은 주로 인지질과 단백질로 구성되어 있으며, 인지질이중층을 형성하고 있다.
기본적인 세포의 형태를 갖추게 한다.
외부 환경과 구분되는 내부환경을 형성해 다양한 생명활동이 일어날 수 있는 조건을 마련했다.
물질의 출입을 조절함으로써 내부 환경을 일정하게 유지시킨다.



작은 원핵세포가 큰 원핵세포 내로 들어간 후 서로 공생 관계를 유지하다가 세포 소기관으로 분화되어 진핵 세포가 진화되었다는 것이다. 이때 호기성 세균은 미토콘드리아로, 광합성 세균은 엽록체로 분화되었다.
대기의 산소 농도가 증가하여 유기 호흡을 하는 생물의 진화를 촉진했고, 오존층의 형성을 가능하게 함으로써 육상 생물의 진화를 촉진했다.

독립 영양 세균, 종속 영양 세균



호기성 세균, 혐기성 세균, 조건부 혐기성 세균



그람 양성 세균, 그람 음성 세균
지질시대 :
최초의 암석 생성 이후부터 인류시대 이전까지
(38억년 전 ~ 1만년 전)



어류와 포자 식물의 번성, 양서류의 출현 등
선캄브리아시대 → 고생대 → 중생대 → 신생대
[에디아카라 동물군 화석]
[단세포 진핵생물의 화석(15억 년 전)]
약 38억 년 ~ 5억 4,200만 년 전

가장 오래된 암석(38억년 전) 속의 탄소 퇴적물 --> 생명체의 존재를 시사

생명체에 대한 확실한 증거 : 스트로마톨라이트(35억 년 전)

광합성 세균(남세균 등)의 번성 --> 대기에 산소가 축적 --> 바다에 철광층 형성

산소 농도 증가 --> 유기호흡 생물 출현(산소를 이용해 유기물 분해)

진화 : 원핵생물 --> 단세포 진핵생물 --> 다세포 진핵생물

에디아카라 동물군 : 6억년 전 지층에서 발견되는 대량의 다세포 동물 화석
[지질 시대]
[고생대 말기의 육상 식물 복원도]
[필석류와 앵무조개]
생물의 출현과 멸종을 알려주는 시기, 큰 지각 변동에 의한 부정합 등
㉣ → ㉢ → ㉠ → ㉤ → ㉡
[운석 충돌 상상도]
[인류의 조상인 오스트랄로피테쿠스의 화석]
[복원된 공룡의 모습]
[신생대 복원도]
[공룡, 암모나이트, 시조새 화석]
지구 환경의 변화에 따라 생물은 어떻게 번성하였나?
[화폐석과 매머드]
[중생대 복원도]
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
1. 지질 시대

2. 선캄브리아 시대의 생물상

3. 고생대의 생물상

4. 중생대의 생물상

5. 신생대의 생물상

6. 대멸종
대멸종의 시기와 원인
대장균, 남세균

대장균, 남세균, 황세균

균류
대장균, 남세균, 황세균, 균류
환경 변화 --> 가장 잘 적응한 개체가 선택됨 -->
(유전적 차이에 따라)

--> 높은 생존률 --> 많은 자손을 남김
수소 + 질소 → 암모니아
탄소 + 수소 → 메테인
이산화탄소 + 물 → 포도당 + 산소

































시생대

원생대


캄브리아기
오르도비스기
실루리아기
데본기
석탄기
페름기

트라이아스기
쥐라기
백악기


3기
4기






지질시대의 구분 :
대부분 지층 속에 포함된
화석의 내용을 기준으로 구분
특히 많은 생물이 갑자기
멸종하거나 출현한 시기를 경계로
고생대의 생물상:

5억 4,200만 년 ~ 2억 5,100만 년 전

어류와 포자식물의 시대

캄브리아기 폭발 : 고생대 초기에 급격하게 생물이 다양해진 변화

완족류, 삼엽충 출현 번성



바다에는 필석류, 앵무조개, 어류가 번성

오존층 형성 --> 육상생물 출현 (폐어는 양서류로 진화)

고사리, 석송류가 큰 삼림 형성
[완족류와 삼엽충 화석]
물음1:
지질 시대를 순서대로 말해 보자.
물음2:
다음 중 선캄브리아 시대에 일어난 사건만 골라 보자.
물음2:
아래 화석의 생물이 번성했던 지질 시대에 일어난
주요 생물상의 변화를 말해 보자.
㉠ 오존층의 형성
㉡ 광합성 세균의 번성
㉢ 유기 호흡 생물의 첫 출현
㉣ 다세포 진핵생물의 첫 출현
38억년전



25억년전



5.4억년전









2.5억년전




6500만년전




1만년전
원핵생물>세균 :
대장균, 남세균 등
원핵생물>고세균 :
황세균,․ 극호열균 등
진핵생물 :
진핵세포로 이루어진
원생생물, 동물, 식물,균류
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)
신생대의 생물상:

6,550만 년 ~ 1만년전(현재)

포유류와 속씨식물의 시대

포유류(코끼리, 매머드 등)와 화폐석, 경골어류가 크게 번성
(화폐석은 출현 후 멸종)
속씨식물의 번성 :
- 종자 생산 -> 넓은 초원과삼림 형성
- 대초원 --> 초식동물 번성,
생물다양성 증대
- 곤충과 꽃이 번성
인류의 조상 출현 : 신생대 말













시생대

원생대


캄 브 리 아 기
오르도비스 기
실 루 리 아 기
데 본 기
석 탄 기
페 름 기

트라이아스 기
쥐 라 기
백 악 기


3기
4기






38억년전



25억년전



5.4억년전









2.5억년전




6500만년전




1만년전
대멸종 :
어느 시기에 대량 멸종 사건 발생 후 그 뒤를 새로운 종들이 빠르게 채운 적이 많다.
오르도비스기 4억4,300만년 전
데본기 후기 3억5,900만년 전
페 름 기 2억5,100만년 전
트라이아스기 2억년 전
백악기 말기 6,500만년 전
대멸종의 원인 :

빙하기 => 기후변화

화산 활동 => 생태계 파괴

운석의 충돌 => 급격한 환경 변화

초대륙 형성 => 대륙붕 감소 => 해수면 변화 => 서식지 감소
6번의 대멸종
물음1:
다음 중 중생대에 일어난 사건만 골라 보자.
㉠ 파충류의 번성
㉡ 인류 조상의 출현
㉢ 원시 포유류의 출현
㉣ 속씨식물에 의한 대초원 형성



물음2:
아래 화석의 생물이 번성했던 지질 시대에 일어난 주요 생물상의 변화를 말해 보자.
포유류와 속씨식물의 번성, 초식동물의 진화,
인류의 출현 등
㉠ 페름기
㉡ 백악기 말기
㉢ 데본기 후기
㉣ 오르도비스기
㉤ 트라이아스기
물음3:
다음의 대멸종이 일어난 시기를 순서대로 나열해 보자.
정리 및 평가 :
1. 지질 시대를 여러 대로 구분한 기준은 무엇인가?
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.
2. 지질 시대 동안에 환경 변화와 생물 세계의 변화는 어떤 관계가 있었는가?
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.
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.
물음1:
그림은 원시 지구에서 일어났을 것이라 추정되는 현상을 나타낸 것이다.
(1) 이 그림은 어떤 현상을 나타낸 것인가?
물음1:
그림은 원시 지구에서 일어났을 것이라 추정되는 현상을 나타낸 것이다.
(2) 이 그림과 유사한 과정을 거쳐 만들어진 물질에는 어떤 것이 있는가?
물음2:
유전 물질로서 RNA의 역할을 DNA가 대신하게 된 이유는 무엇인가?
창의인성:
단백질과 핵산의 형성은 ‘닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐’와 같은 논란에 휩싸였다.
그 이유에 대하여 생각해 보고, 이를 해결해 나간 논리에 대하여 조사해 보자.
물음1:
그림은 원시 지구의 대기 조성 변화를 나타낸 것이다.
이와 같이 대기 조성이 변한 이유를 설명해 보자.
물음2:
다음 중 대기의 산소 농도 증가와 관련이 깊은 내용을 골라 보자.
물음3:
진핵 세포의 세포 내 공생 기원에 대하여 간략하게히 설명해보자.
창의인성:
원시 남세균의 출현이 갖는 의미를 간단하게히 써 보자.
1) 매우 작아서(1~10μm) 현미경으로만 볼 수 있다.

2) 원핵생물의 총량은 진핵생물 총량의 열 배 정도

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
1) 핵막이 없어 DNA가 세포질에 존재( 핵양체 형성 )

2) 구조가 단순 :
막으로 이루어진 세포 소기관(엽록체, 미토콘드리아) 없음

4) 리보솜(단백질 합성)이 있음

5) 세포벽이 존재

3) 플라스미드(작은 원형 DNA)와 세포벽 바깥에 피막을 가지기도 함
원핵세포의 특징:
원핵생물(세균) :
물음1:
그림에 나타난 원핵세포의 특징을 말해 보자.
물음2:
다음 제시한 기준을 이용해 원핵생물을 분류해 보자.
물음1:
그림에 나타난 진핵 세포의 특징을 말해 보자.
물음2 :
다음을 단세포 생물에 해당하는 내용과 다세포 생물에 해당하는 내용으로 나누어 보자.
정리 및 평가 3 : (창의▪인성)
단세포 생물로부터 어떻게 다세포 생물이 출현하게 되었는지에 대한 자신의 생각을 말해 보자.
진화 : 기존과는 다른 새로운 생물이 출현하는 현상
자연선택과 생물의 진화 :
자연선택설 :
공통 조상으로부터 다양한 생물의 진화를 설명하는 대표적인 이론
생물 계통수:
진화에 따른 생물 종과 집단 사이의 갈래를 나타낸 것
지구상에 존재하는 모든 생물은 크게 3개 영역으로 분류할 수 있다.
[단백질과 핵산]
세포막의 형성:
세포막의 기능:
종속 영양 세균

호기성 세균

그람 음성 세균
물음3 :
대장균을 세균의 분류방식으로 분류하면 ?
선캄브리아대의 생물상:
<핵산의 종류>

인산+당(리보스)+염기 --> RNA
단일가닥



인산+당(디옥시리보스)+염기 --> DNA
이중 나선구조
<뉴클레오타이드의 종류>

인산+당+염기(Adenin) --> A
인산+당+염기(Guanin) --> G
인산+당+염기(Cytosin) --> C
인산+당+염기(Timin) --> T
인산+당+염기(Urasil) --> U
<염기 서열>

RNA : A G C T T G AG C A A T - - - - -
: : : : : : : : : : : :
T C G A A C T C G T T A - - - - -

A G C U U G A G C A A U - - - - -
DNA : | | | | | | | | | | | |
U C G A A C U C G U U A - - - - -
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