01 생명과 생명과학
1.1 생명의 특징 2
생명현상에 필요한 화학물질의 종류와 작용은 공통적이다 2
DNA는 생명의 설계도이다 3
생식과 유전을 한다 4
발생과 성장을 한다 4
에너지를 만들고 사용한다 5
적응과 진화를 한다 7
자극에 반응한다 7
세포라는 기본 단위로 구성되어 있다 8
1.2 생명체의 다양함과 진화 10
다양한 종의 생명체들은 과학적으로 분류된다 11
진화의 원리는 다윈의 자연선택설에 바탕을 둔다 15
진화론과 창조론 18
진화론도 진화하고 있다 19
인간의 진화는 어떻게 이루어졌을까? 20
1.3 생명과학과 탐구 22
생명과학은 생명을 탐구하는 학문이다 22
과학은 가설을 제시하고 실험을 통해 검증하는 탐구방식을 사용한다 23
탐구사례 25
생명과학의 과거, 현재와 미래 26
학문 간의 융합이 요구된다 29
02 생명의 기본 단위, 세포와 분자들
2.1 세포 36
세포의 발견 38
세포는 원핵세포와 진핵세포로 구분된다 38
미토콘드리아와 엽록체는 두 원핵세포의 융합으로부터 탄생하
였다(내부공생설) 41
진핵세포는 핵과 여러 세포소기관들을 가진다 42
2.2 생명의 물질 - 유기물 49
탄소는 유기물을 이루는 중심 원자이다 50
탄수화물은 주로 에너지원으로 사용된다 51
지질은 물에 안녹는 분자로 지방, 인지질과 스테로이드가 있다 53
스테로이드 물질은 콜레스테롤과 몇몇 호르몬을 포함하는 지질이다 59
유기물의 구조 하나하나는 각각의 생명활동에 최적화되어 있다 60
물은 생명의 분자로 최고의 용매이다 61
수소결합은 많은 생명물질들의 구조와 기능에 중요하다 63
03 DNA
3.1 DNA란? 70
DNA는 19세기 후반에 발견되었다 70
DNA가 바로 유전물질이다 71
DNA와 RNA는 뉴클레오타이드의 연결로 되어 있다 72
샤가프와 프랭클린의 연구 74
DNA 사슬의 합성과 역방향성 75
왓슨과 크릭의 위대한 발견 77
DNA 이중나선은 복제(replication)를 거쳐 동일한 두 복제본을 만든다 80
DNA 중합효소는 염기의 실수를 수선한다 82
유전자는 단백질을 암호화하는 DNA 부분을 말한다 83
인간 지놈 프로젝트 84
개인별 염기서열 변이 85
DNA 염기서열과 카스트 제도 87
DNA의 변이는 창조의 모태 88
유전자재조합 기술 89
3.2 DNA 기술 89
DNA 증폭 기술로 미세량의 DNA를 증폭시킨다 90
제한효소 단편 다형성(RFLP) 93
04 유전자 발현, DNA→RNA→단백질
4.1 유전자 발현 102
DNA 염기서열과 아미노산 서열은 평행하다 103
크릭의 ‘어댑터 모델’과 RNA(tRNA, rRNA, mRNA) 104
tRNA(운반 RNA)는 아미노산을 리보솜으로 옮긴다 105
rRNA(리보솜 RNA)는 리보솜을 구성한다 105
DNA 염기서열은 mRNA 염기서열로 전환된다 106
4.2 전사·DNA 정보가 mRNA로 108
진핵세포의 mRNA 최종 구조는 스플라이싱을 거쳐 완성된다 109
전사조절 112
mRNA 분석으로 질병을 진단할 수 있다 113
RNA 간섭 115
4.3 번역·mRNA로부터 단백질 116
암호표는 mRNA 염기서열이 지정하는 아미노산들을 배열한 것이다 117
아미노산의 수와 진화 118
tRNA는 아미노산을 리보솜으로 운반한다 119
코돈-안티코돈 수소결합은 덜 엄격하다(‘워블’ 가설) 120
단백질 합성은 mRNA, tRNA와 아미노산의 상호관계로 벌어진다 121
단백질은 합성 이후에도 계속 변할 수 있다 125
유비퀴틴은 임무를 마친 단백질을 없앤다 125
05 단백질과 효소
5.1 단백질 132
단백질은 아미노산들의 펩타이드 결합으로 이루어진다 132
아미노산은 20종으로 모든 생명체에서 공통적이다 133
단백질의 활성은 pH에 민감하다 136
단백질의 입체 구조 형성은 여러 단계를 거친다 136
5.2 효소 141
효소는 어떻게 활성화 에너지를 낮출 수 있을까? 142
단백질 소화효소 카복시펩티데이스 A의 작용 142
효소의 활성은 억제제에 의해 방해된다 144
아스피린은 사이클로옥시저네이스(COX)의 경쟁적 억제제로 작용한다 145
알로스테릭 조절은 음성되먹임 조절에 사용된다 146
신약과 개인별 맞춤약품 147
생명의 정보전달체계 요약 148
06 세포분열과 암
6.1 염색체와 체세포분열 156 <