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알기 쉽고 명확한 용어로 풀어쓴 일반생물학 필수 교재~!마리엘 호프나겔스의 이 책은 일반생물학을 알기 쉽고 명확한 용어로 현대생물학의 전 내용을 망라하는 교재이다. 국내에서 생물학 전공서 번역에서 여러 전공자들이 인정하였고 검증한 최고의 내용을 담은 책이라 자부한 다. 특히 생명과학을 입문하는 학생들에게 최상의 입문 교재로 손색이 없다.

제1부 과학, 화학, 그리고 세포1│생명의 과학 21.1 생명이란 무엇인가? 4A. 생명은 조직화되어 있다 4B. 생명은 에너지를 필요로 한다 6C. 생명은 내부 안정성을 유지한다 7D. 생명은 스스로 생식하고 자라며 발생한다 7E. 생명은 진화한다 71.2 생물 분류체계는 3개의 큰 줄기로 나뉜다 81.3 과학자는 자연 세계를 연구한다 10A. 과학적 방법은 다수의 상호 관련된 부분을 가진다 10B. 실험 고안은 신중한 설계이다 11C. 이론은 포괄적인 설명이다 12D. 과학 탐구는 한계가 있다 13E. 생물학은 계속 발전하고 있다 141.4 생명 탐구: 난초와 나방 152│생명의 화학 182.1 원자는 모든 물질을 만든다 20A. 원소는 물질의 근본적인 종류이다 20B. 원자는 원소의 입자이다 20C. 동위원소는 중성자 수가 다르다 212.2 화학결합은 원자들을 연결한다 22A. 전자가 결합을 결정한다 22B. 이온결합에서 한 원자는 다른 원자에 전자를 전달한다 23C. 공유결합에서 원자들은 전자들을 공유한다 24D. 극성분자의 부분 전하는 수소결합을 생성한다 252.3 물은 생명에 필수적이다 26A. 물은 응집성과 부착성이 있다 26B. 많은 물질은 물에 용해된다 26C. 물은 온도를 조절한다 27D. 물은 얼 때 팽창한다 27E. 물은 생명의 화학반응에 참여한다 282.4 세포는 최적의 pH를 가진다 28A. pH 지수는 산성도 또는 알칼리도를 나타낸다 29B. 완충액은 pH를 조절한다 292.5 세포는 네 가지 주요 유형의 유기분자를 포함한다 30A. 작은 소단위로 구성된 대형 유기분자 30B. 탄수화물은 단당류와 다당류를 포함한다 31C. 단백질은 복잡하고 다양하다 32D. 핵산은 유전정보를 저장하고 전달한다 34E. 지질은 소수성이고 에너지가 풍부하다 362.6 생명 탐구: 작은 전장의 화학전 393│세포 443.1 세포는 생명의 단위이다 46A. 간단한 렌즈가 세포 관찰의 첫 토대를 밝혔다 46B. 세포설의 대두 46C. 현미경은 세포 구조를 확대한다 47D. 모든 세포는 공통된 특성을 가진다 493.2 다양한 세포 종류는 생명의 3역을 특징짓는다 50A. 세균역은 지구상에서 가장 풍부한 생물을 포함한다 50B. 고균역은 독특한 생화학을 가진 원핵생물을 포함한다 51C. 진핵생물역은 복잡한 세포를 가진 생물을 포함한다 523.3 막은 세포와 주위 환경을 분리한다 543.4 진핵세포의 소기관은 작업을 나누어 한다 56A. 핵, 소포체 및 골지체는 물질을 분비하기 위해 상호작용한다 57B. 리소좀, 액포 및 퍼옥시좀은 세포의 소화장소이다 58C. 미토콘드리아는 영양소에서 에너지를 추출한다 60D. 광합성은 엽록체에서 일어난다 603.5 세포골격은 진핵세포를 지지한다 62A. 세포골격을 구성하는 단백질 62B. 섬모와 편모는 세포의 이동을 돕는다 633.6 세포는 함께 묶여 있고 서로 소통한다 64A. 동물세포의 결합은 여러 형태가 존재한다 64B. 세포벽은 강하고 유연하며 구멍이 있다 643.7 생명 탐구: 가장 작은 나침반 674│생명의 에너지 704.1 모든 세포는 에너지를 얻고 사용한다 72A. 에너지는 세포에게 생명의 일을 하게 한다 72B. 열역학법칙은 에너지 전달을 설명한다 734.2 화학반응의 망이 생명을 지속한다 74A. 화학반응은 에너지를 흡수하거나 방출한다 74B. ‌연계된 산화반응과 환원반응이 전자전달계를 형성한다 754.3 ATP는 세포의 에너지 화폐이다 76A. 연계반응이 ATP에 에너지를 저장하고 방출한다 76B. ATP는 단기간의 에너지 저장을 나타낸다 774.4 효소는 생화학반응을 촉진한다 78A. 효소는 반응물을 합친다 78B. 효소는 보조인자를 가진다 79C. 세포는 반응속도를 조절한다 794.5 막 수송은 에너지를 방출하거나 소모한다 80A. 수동수송은 에너지 투입이 필요 없다 80B. 능동수송은 에너지 투입을 필요로 한다 83C. ‌엔도사이토시스와 엑소사이토시스는 소낭을 사용하여 물질을 수송한다 834.6 ‌생명 탐구: 전기어(Electric Fish)의 에너지 효율성 855│광합성 885.1 생명은 광합성에 의존한다 90A. 광합성은 이산화탄소와 물로부터 포도당을 만든다 90B. 식물은 탄수화물을 다양한 방법으로 사용한다 90C. 광합성의 진화가 지구를 변화시켰다 915.2 햇빛은 광합성의 에너지원이다 92A. 빛이란 무엇인가? 92B. 광합성 색소가 빛에너지를 포획한다 92C. 엽록체는 광합성 장소이다 935.3 광합성은 두 단계로 일어난다 945.4 명반응은 광합성을 시작한다 95A. ‌광계 II에 도달하는 빛은 ATP를 생산하는 에너지를 제공한다 96B. 광계 I에서 전자는 NADP+를 NADPH로 환원시킨다 975.5 탄소반응이 탄수화물을 만든다 975.6 ‌C3, C4, 그리고 CAM 식물은 탄소고정에 각각 다른 방법을 이용한다 985.7 생명 탐구: 광합성을 하는 도롱뇽 1016│세포호흡과 발효 1046.1 ‌세포는 음식물 에너지를 사용하여 ATP를 만든다 1066.2 세포호흡은 세 가지 주요 과정을 포함한다 1076.3 진핵세포에서 미토콘드리아는 가장 많은 ATP를 생산한다 1086.4 해당과정은 포도당을 피루브산으로 분해한다 1096.5 산소호흡은 해당작용보다 훨씬 많은 ATP를 생성한다 110A. 피루브산은 아세틸 CoA로 산화된다 110B. 크렙스 회로는 ATP와 전자운반체를 생성한다 110C. 전자전달계가 ATP 합성을 추진한다 1106.6 포도당 한 분자는 얼마나 많은 ATP를 생성하는가? 1126.7 음식물 분자는 에너지 추출 경로로 들어간다 1136.8 일부 에너지 경로는 산소를 필요로 하지 않는다 114A. 무산소호흡은 대체 전자수용체를 사용한다 114B. 발효생물은 해당과정에서만 ATP를 얻는다 1156.9 호흡과 광합성은 오래된 경로이다 1166.10 생명 탐구: 열을 발산하는 식물은 이를 모두와 나눈다 117제2부 생명공학, 유전학, 그리고 유전7│DNA 구조와 유전자 기능 1207.1 유전물질을 확인한 실험들 122A. 세균은 유전정보를 전달한다 122B. 허시와 체이스는 DNA의 유전적 역할을 확인하였다 1237.2 DNA는 뉴클레오타이드의 이중나선구조이다 1247.3 DNA는 세포의 단백질 ‘제조법’을 간직한다 126A. 단백질 합성은 전사와 번역을 요구한다 126B. RNA는 DNA와 단백질 사이의 중개자이다 1277.4 ‌전사는 RNA 생산에 DNA 주형을 이용한다 128A. 전사는 세 단계로 일어난다 128B. mRNA는 진핵세포의 핵에서 변형된다 1297.5 번역은 단백질을 제조한다 130A. 유전암호는 mRNA를 단백질에 연관시킨다 130B. 번역은 mRNA, tRNA 및 리보솜을 필요로 한다 131C. 번역은 세 단계로 일어난다 132D. 단백질은 번역 후 올바르게 접혀야 한다 1337.6 세포는 유전자 발현을 조절한다 134A. 오페론은 하나의 프로모터를 공유하는 세균 유전자 집단이다 134B. 진핵생물은 많은 조절 메커니즘을 사용한다 1357.7 돌연변이는 DNA 서열을 변화시킨다 138A. ‌돌연변이의 범위는 침묵에서 치명적인 것까지 다양하다 138B. 무엇이 돌연변이를 일으키는가? 139C. 돌연변이는 다음 세대로 전달될 수 있다 140D. 돌연변이는 중요하다 1407.8 생명 탐구: 언어의 기원에 대한 단서 1418│DNA 복제, 이분법, 그리고 유사분열 1468.1 세포의 분열과 죽음 148A. ‌유성생식 생활사는 유사분열, 감수분열 및 수정을 포함한다 148B. 세포죽음은 생명의 일부이다 1488.2 DNA 복제는 세포분열에 선행한다 1508.3 원핵생물은 이분법으로 분열한다 1528.4 염색체는 세포분열 전에 응축된다 1528.5 유사분열은 정확한 세포 복사본을 생성한다 153A. DNA는 간기 동안 복제된다 154B. 염색체는 유사분열 동안 나누어진다 155C. 세포질분열은 세포질을 분배한다 1568.6 암은 세포가 통제에서 벗어나 분열할 때 생긴다 156A. 화학신호가 세포분열을 조절한다 156B. 암세포는 세포주기의 통제를 벗어난다 157C. 암세포는 여러 면에서 정상 세포와 다르다 157D. 암 치료는 비정상적인 세포를 제거하거나 죽인다 159E. 유전과 환경이 암의 위험성을 증가시킨다 1608.7 세포자살은 계획된 세포죽음이다 1628.8 생명 탐구: 암과의 전쟁에서 종양의 보급로 차단 1639│유성생식과 감수분열 1669.1 왜 성인가? 1689.2 2배체 세포는 두 벌의 상동염색체 조합을 가진다 1699.3 감수분열은 유성생식에서 필수적이다 170A. 배우자는 반수체 성세포이다 170B. 특수화된 생식세포가 감수분열을 한다 170C. ‌감수분열은 염색체 수를 반분하고 대립유전자를 뒤섞는다 1719.4 감수분열에서 DNA는 한 번 복제되고 핵은 두 번 분열한다 172A. 감수 1분열에서 상동염색체는 정렬하고 분리된다 172B. 감수 2분열은 4개의 반수체 핵을 만든다 1739.5 감수분열은 엄청난 다양성을 생성한다 174A. 교차는 대립유전자를 뒤섞는다 174B. 상동 쌍은 중기 I 동안에 무작위로 정렬한다 174C. 수정은 다양성을 배가한다 1759.6 유사분열과 감수분열은 기능이 서로 다르다: 요약 1769.7 가끔씩 감수분열에서 오류가 일어난다 177A. 세포는 너무 많거나 너무 적은 염색체를 물려받을 수 있다 177B. 작은 규모의 염색체 이상도 일어난다 1789.8 반수체 핵은 배우자로 포장된다 180A. 사람의 배우자는 정소와 난소에서 형성된다 180B. 식물에서는 배우체가 배우자를 만든다 1819.9 생명 탐구: 곤충의 성을 위해 진화하는 세균의 선택 18210│유전양상 18610.1 염색체는 유전정보의 포장이다: 복습 18810.2 멘델의 실험은 유전의 기본법칙을 밝혔다 189A. 왜 완두인가? 189B. 우성 대립유전자는 열성 대립유전자를 감춘다 189C. ‌각 유전자에 대한 세포의 두 대립유전자는 같거나 다를 수 있다 190D. 각 세대는 고유한 명칭을 가진다 19110.3 각 유전자의 두 대립유전자는 서로 다른 배우자로 끝을 맺는다 192A. 가장 간단한 퍼넷사각형은 한 유전자의 유전을 추적한다 192B. 감수분열이 멘델의 분리의 법칙을 설명한다 19310.4 다른 염색체에 있는 유전자는 독립적으로 유전된다 194A. 두 유전자의 유전을 추적하기 위해 큰 퍼넷사각형이 필요하다 194B. 감수분열은 멘델의 독립의 법칙을 설명한다 194C. 곱의 법칙은 유용한 쉬운 방법이다 19610.5 동일 염색체에 있는 유전자는 함께 유전될 수 있다 196A. 동일 염색체에 있는 유전자는 연관되어 있다 196B. 연관유전자의 연구는 염색체 지도를 탄생시켰다 19710.6 우성 관계는 좀처럼 간단하지 않다 199A. 불완전우성과 공동우성은 표현형의 종류를 증가시킨다 199B. 일부 유전양상은 특별히 해석하기가 어렵다 20010.7 반성유전자는 독특한 유전양상을 보여준다 201A. X와 Y 염색체가 사람의 성을 결정한다 201B. X-연관 열성 질환은 여성보다 남성에게 더 큰 영향을 미친다 202C. ‌X 염색체 불활성화는 단백질의 '양적 배가'를 차단한다 20310.8 가계도는 유전의 방식을 보여준다 20510.9 대부분의 형질은 환경과 여러 유전자의 영향을 받는다 207A. 환경은 표현형을 변화시킨다 207B. 다인자유전 형질은 하나 이상의 유전자에 의존한다 20710.10 생명 탐구: 유전과 굶주린 무리 209A. 하나의 유전자 214B. 2개의 유전자(퍼넷사각형) 214C. 2개의 유전자(곱의 법칙) 215D. X-연관 유전자 21511│DNA 기술 21611.1 DNA 기술은 세상을 변화시킨다 21811.2 ‌DNA 기술의 도구는 개별 유전자나 전체 유전자에 적용된다 219A. 다른 종의 DNA를 포함하는 유전자변형 생물 219B. ‌DNA 염기서열결정(sequencing)은 염기들의 순서를 밝힌다 222C. PCR이 시험관에서 DNA를 복제한다 223D. DNA 감식은 유전적 차이를 감지한다 22511.3 ‌줄기세포와 줄기세포 복제는 세포와 생명체를 복제하는 새로운 방법을 제시했다 226A. 줄기세포는 분열하여 여러 유형의 세포를 형성한다 226B. 클로닝(cloning)은 생명체의 동일한 복사본을 생성한다 22711.4 DNA 기술을 사용하는 많은 의료 검사 및 절차 229A. DNA 탐침이 특정 서열을 감지한다 229B. ‌착상 전 유전자 진단으로 일부 질병에 걸린 배아를 가려낼 수 있다 229C. 유전자 검사가 기존 질병을 감지할 수 있다 230D. 유전자 치료는 질병을 치료하기 위해 DNA를 이용한다 230E. DNA 기술의 의학적인 이용은 많은 윤리적 문제를 제기한다 23111.5 생명 탐구: 유전자변형 사촌에 의해 발생하는 잡초 232제3부 생명의 진화12│진화적 변화를 이끄는 힘 23612.1 집단에 작용하는 진화 23812.2 수 세기 동안 발달한 진화적 사고 238A. 생명의 다양성에 대한 많은 설명들이 제시되었다 238B. 풍부한 증거를 제공한 찰스 다윈의 항해 240C. 종의 기원은 진화적 메커니즘으로 자연선택을 제시했다 240D. 진화론은 계속해서 발달했다 24312.3 자연선택된 곰팡이의 진화 244A. 적응은 생식 성공률을 증가시킨다 244B. 자연선택으로 적응력이 떨어지는 표현형이 제거된다 244C. 자연선택에는 최종 목적이 없다 246D. ‘적자생존’이란 무엇인가? 24612.4 실제 집단에서는 피할 수 없는 진화 248A. 하디-바인베르크 평형에서 대립유전자 빈도는 바뀌지 않는다 248B. 실제로 대립유전자 빈도는 항상 변한다 24912.5 자연선택이 다양한 방법으로 집단을 형성할 수 있다 25012.6 성선택이 생식 성공에 직접적인 영향을 미친다 25212.7 몇 가지 추가적인 방법에서 진화가 발생한다 253A. 돌연변이는 진화의 원동력이다 253B. 유전적 부동은 우연히 일어난다 253C. 선택교배는 대립유전자의 분포를 국소적으로 집중시킨다 255D. 집단 간 유전자 흐름이 대립유전자를 옮긴다 25512.8 생명 탐구: 어류 남획에서 크기가 중요하다 25613│진화의 증거 26013.1 진화의 단서는 지구, 신체 구조 및 분자에 있다 26213.2 화석은 진화를 기록한다 264A. 화석은 여러 형태로 만들어진다 264B. 화석 기록은 종종 불완전하다 266C. 두 가지 방법으로 추정될 수 있는 화석의 연대 26613.3 생물지리학은 종의 지리적 위치를 고려한다 268A. 지구의 대륙 이동을 설명하는 판구조론 268B. 종의 분포는 진화적 사건을 나타낸다 26813.4 해부학적 비교가 공통조상으로부터의 기원을 보여준다 270A. 상동구조는 진화론적 기원을 공유한다. 270B. 흔적구조는 기능을 상실했음을 뜻한다 270C. 수렴진화는 외견상의 유사성을 갖게 한다 27113.5 배아의 발생 양상은 진화의 단서를 제공한다 27213.6 분자는 연관성을 나타낸다 274A. DNA와 단백질의 서열 비교는 밀접한 연관성을 보여준다 274B. 분자시계는 진화석 사건의 시기를 정하는 데 도움을 준다 27513.7 생명 탐구: 사지를 얻고 사지를 잃어버리다 27614│종분화와 멸종 28014.1 종이란 무엇인가? 282A. 린네는 이명법 체계를 고안했다 282B. ‌종은 상호교배의 가능성에 기반하여 정의될 수 있다 28314.2 생식장벽으로 인한 종의 분화 284A. 수정 전 생식장벽은 수정을 막는다 285B. 수정 후 생식장벽은 생식 가능한 자손의 발생을 막는다 28514.3 공간 배치에 따라 세 가지 유형의 종분화로 구분된다 286A. 이소적 종분화는 지리적 장벽을 반영한다 286B. 근소적 종분화는 인접한 지역에서 일어난다 288C. 동소적 종분화는 공유된 서식지에서 일어난다 288D. 종분화의 유형을 결정하는 것은 어렵다 28914.4 종분화는 점진적이거나 폭발적으로 일어날 수 있다 290A. ‌점진주의와 단속평형이론은 종분화의 두 가지 유형이다 290B. 폭발적인 종분화는 적응방산 중에 일어난다 29114.5 멸종은 종이 사라진다는 것을 나타낸다 292A. ‌많은 요소들이 결합하여 한 종을 위험에 빠뜨릴 수 있다 292B. 멸종률은 시간이 지남에 따라 다양해진다 29214.6 생물학적 분류체계는 공통조상에 기반한다 294A. 분류계급은 종을 그룹으로 체계화한다 294B. 분기학적 접근은 공유 파생형질에 기초한다 294C. 분기도는 진화적 유연관계의 가설을 세운다 296D. 전통적인 많은 그룹들이 분기군이 아니다 29814.7 생명 탐구: 식물의 보호료 제공이 종분화를 자극할 수 있다 30015│생명의 기원과 역사 30415.1 생명의 기원은 여전히 불가사의다 306A. ‌최초의 유기분자들은 화학적 ‘혼합액’ 에서 만들어졌을 것이다 306B. 일부 연구자들은 ‘RNA 세계’를 제안한다 309C. 막은 분자를 밀봉한다 309D. 초기 생명체는 지구를 영구적으로 변화시켰다 30915.2 복합 세포와 다세포는 10억 년 전에 발생했다 311A. 미토콘드리아와 엽록체의 기원을 설명하는 세포내공생 311B. 다세포는 협동에서 기원했을 수도 있다 31215.3 생명의 다양성은 지난 5억 년 동안 폭발적으로 증가했다 314A. 선캄브리아대 말기에 나타난 수상한 에디아카라 314B. 고생대 식물과 동물들이 육지로 올라왔다 314C. 파충류와 꽃식물이 중생대에 번창했다 317D. 포유류는 신생대 동안 다분화했다 31815.4 인간의 진화적 역사를 말해주는 화석과 DNA 320A. 인간은 영장류이다 320B. 분자 증거가 영장류 관계를 기록한다 322C. 인간의 진화는 화석에 부분적으로 기록되어 있다 323D. 환경의 변화가 인간의 진화를 유발했다 324E. 이주와 문화가 호모 사피엔스를 변화시켰다 32515.7 생명 탐구: 무엇이 우리를 인간답게 만드는가? 326제4부 생명의 다양성16│바이러스 33016.1 ‌바이러스는 단백질 껍질에 싸인 유전자이다 332A. 바이러스는 세포보다 작고 단순하다 332B. ‌바이러스의 숙주 범위는 감염시킬 수 있는 생명체로 구성된다 333C. 바이러스는 살아 있는가? 33316.2 바이러스 복제는 5단계로 일어난다 33416.3 ‌바이러스가 즉시 세균을 죽이거나 혹은 그들의 DNA를 세포에 ‘숨길’ 수 있다 33516.4 ‌동물 바이러스에 의해 유발되는 질병은 가벼울 수도 있고 치명적일 수도 있다 336A. 증상은 세포의 죽음과 면역반응에 의해 일어난다 336B. 일부 동물 바이러스는 1년 정도 잠복한다 336C. 약과 백신은 바이러스성 감염과 싸우는 것을 돕는다 33716.5 바이러스는 식물에 질병을 일으킨다 33916.6 기타 비세포성 감염원인 비로이드와 프리온 340A. 비로이드는 감염성 RNA 분자이다 340B. 프리온은 감염성 단백질이다 34016.7 생명 탐구: 과학적 탐지는 HIV의 흔적을 따라간다 34117│세균과 고균 34417.1 원핵생물은 생물학적 성공 사례이다 34617.2 ‌원핵생물 종 분류는 전통적으로 세포 구조와 물질대사에 기초한다 347A. 현미경은 세포 구조를 밝혀냈다 347B. 물질대사 경로가 종 분류에 유용할 수 있다 349C. 분자 데이터가 진화적 유연관계를 보여주었다 350D. 수평적 유전자 전달이 분류를 복잡하게 한다 35117.3 원핵생물은 광범위한 다양성을 가진 2개의 역을 포함한다 352A. 세균역에는 익숙한 여러 그룹들이 포함되어 있다 352B. 전부는 아니지만 대다수의 고균은 ‘극한생물’이다 35317.4 모든 생명에 필수적인 세균과 고균 354A. 미생물들은 생태계에서 중요한 연결을 형성한다 354B. 우리 몸 안과 밖에서 살고 있는 세균과 고균 354C. 인간은 많은 원핵생물들을 이용한다 35617.5 ‌생명 탐구: 세균의 진화는 농장에서 ‘매우 활발히 일어나고’ 있다 35618│원생생물 36018.1 ‌단순 생명체와 복합 생명체 사이의 교차로에 서 있는 원생생물 362A. 원생생물은 무엇인가? 362B. 원생생물은 여러 면에서 중요하다 362C. 원생생물은 긴 진화 역사를 가지고 있다 36218.2 조류는 광합성을 하는 원생생물이다 364A. 유글레나류는 종속영양생물이며 독립영양생물이다 364B. 와편모충류는 ‘회전하는 세포’이다 364C. 누르스름한 색소를 함유한 황조류, 규조류 및 갈조류 365D. 홍조류는 심해에서 살 수 있다 366E. 녹조류는 육상식물과 가장 가까운 친척이다 36618.3 몇몇 종속영양 원생생물들은 균류와 유사하다 368A. 점균류는 단세포성 또는 다세포성일 수도 있다 368B. 수균류는 분해자들이며 동시에 기생충이다 36818.4 원생동물은 종속영양 원생생물에서 분화했다 370A. 몇몇의 편모 원생동물들이 질병을 일으킨다 370B. 아메바형 원생동물은 위족을 만든다 370C. 섬모충류는 복잡한 세포를 가진 흔한 원생동물이다 371D. ‌정단복합체충류는 운동능력이 없는 동물의 기생충을 포함한다 37218.5 급변하는 원생생물의 분류 37418.6 생명 탐구: 위험에 대해 주목하는 것 37519│식물 37819.1 식물은 세상을 바꾼다 380A. 녹조류는 식물과 가장 가까운 친척이다 380B. 식물은 육지에서의 삶에 적응했다 38119.2 선태식물은 가장 단순한 식물이다 384A. 선태식물에는 관다발조직이 없다 384B. 선태식물은 배우체가 우세하다 38519.3 ‌무종자 관다발식물에는 물관부와 체관부가 있지만 종자는 없다 386A. ‌무종자 관다발식물에는 양치식물과 그들의 가까운 친척이 포함된다 386B. ‌무종자 관다발식물은 두드러지는 특징인 포자체와 물에 떠다니는 정자를 가진다 38719.4 겉씨식물은 ‘노출된 종자’를 가진 식물이다 388A. 겉씨식물에는 침엽수와 3개의 관련된 그룹이 포함된다 388B. 침엽수는 구과에서 꽃가루와 종자를 생성한다 38919.5 속씨식물은 열매 속에 종자를 생성한다 390A. 대부분의 속씨식물은 진정쌍떡잎식물 혹은 외떡잎식물이다 390B. 꽃과 열매는 속씨식물의 생활사에서 특별하다 390C. 바람과 동물들이 가끔 속씨식물의 생식에 기여한다 39219.6 생명 탐구: 고대 생태계에서 온 유전자 메시지 39420│균류 39820.1 균류는 중요한 분해자이다 400A. ‌균류는 음식을 외부에서 소화시키는 진핵 종속영양생물이다 400B. 전통적인 균류의 분류방법은 생식 구조에 근거한다 40220.2 병꼴균류는 헤엄치는 포자를 만든다 40320.3 접합균류는 빨리 자라며 생식력이 왕성하다 40420.4 취균류는 살아 있는 식물의 뿌리에 서식한다 40520.5 자낭균류는 주머니를 만드는 균류이다 40620.6 담자균류는 우리에게 친숙한 곤봉 모양의 균류이다 40820.7 균류는 다른 생명체와 상호작용을 한다 410A. 내생균은 식물의 조직에 서식한다 410B. 균근균류는 뿌리와 물질을 교환한다 410C. 일부 개미들은 버섯을 재배한다 410D. 지의류는 이중 생명체이다 41120.8 생명 탐구: 카카오나무 잎에서의 위치 확보를 위한 전투 41221│동물 41621.1 동물들은 거의 모든 곳에서 살고 있다 418A. 동물이란 무엇인가? 418B. 동물의 생명은 물에서 시작되었다 418C. 동물의 특징은 공통된 조상을 반영한다 419D. 생물학자들은 추가적인 특징을 고려하기도 한다 42121.2 해면동물은 분화된 조직이 결여된 단순한 동물이다 42321.3 자포동물은 방사대칭 수생동물이다 42421.4 편형동물은 좌우대칭이며 불완전한 소화관을 가졌다 42521.5 연체동물은 부드럽고 체절이 없는 생물이다 42721.6 환형동물은 체절을 가진 벌레이다 42821.7 선충류는 체절이 없는 원통형의 벌레이다 43021.8 절지동물은 외골격과 부속지가 있다 432A. 절지동물은 복잡한 기관계를 가지고 있다 432B. 절지동물은 가장 다양한 동물들이다 43421.9 극피동물의 성체는 5방사대칭의 모습을 가졌다 43621.10 대부분의 척삭동물은 척추동물이다 438A. 4개의 핵심적인 특징이 척삭동물을 구별한다 438B. ‌많은 특징들이 척삭동물 사이의 진화적 유연관계를 밝혀냈다 43921.11 피낭류와 창고기류는 무척추 척삭동물이다 44221.12 먹장어류와 칠성장어류는 턱이 없는 유두동물이다 44321.13 어류는 턱, 아가미, 지느러미가 있는 수생 척추동물이다 444A. 연골어류에는 상어, 홍어, 가오리가 포함된다 444B. 경골어류는 2개의 주요 계통으로 구성된다 444C. 어류는 척추동물의 진화과정을 바꾸었다 44521.14 양서류는 육지와 물에서 이중생활을 한다 446A. 양서류는 최초의 사지류이다 446B. 양서류는 3개의 주요 계통을 포함한다 44621.15 파충류는 건조한 땅에서 번성한 최초의 척추동물이다 448A. 날지 못하는 파충류는 네 가지 주요 그룹을 포함한다 448B. 새들은 따뜻한 털이 달린 파충류이다 45021.16 포유류는 모유를 마시는 털이 있는 내온동물이다 451A. 포유류는 파충류와 공통된 조상을 공유한다 451B. 포유류는 알을 낳거나 어린 개체를 낳는다 45221.17 생명 탐구: 해면은 동물 진화의 구멍을 메운다 453제5부 식물의 생명22│식물의 형태와 기능 46022.1 식물의 영양기관에는 줄기, 잎, 뿌리 등이 포함된다 46222.2 식물세포가 조직을 구성한다 465A. 식물은 몇 종류의 세포를 가진다 465B. 식물세포는 세 종류의 주요 조직계를 형성한다 46722.3 조직은 줄기, 잎, 뿌리를 구성한다 469A. 줄기는 잎을 지탱한다 469B. 잎은 광합성을 하는 1차 기관이다 469C. 뿌리는 물과 무기질을 흡수하며 식물을 고정시킨다 47022.4 식물은 분열조직 덕분에 유연한 생장패턴을 가진다 473A. 식물은 새로운 모듈을 첨가하는 방식으로 자란다 473B. 식물의 생장은 분열조직에서 일어난다 473C. ‌1기생장에서 정단분열조직은 줄기와 뿌리를 신장시킨다 474D. 2기생장에서 측생분열조직이 줄기와 뿌리를 두껍게 만든다 47422.5 생명 탐구: 한 무리의 작은 감시자들 47723│식물의 영양과 수송 48223.1 토양과 공기는 물과 영양소를 제공한다 484A. 식물은 16가지 필수원소를 필요로 한다 484B. 토양은 독특한 층으로 되어 있다 484C. 잎과 뿌리는 필수원소를 흡수한다 48523.2 물과 무기질은 물관부를 통해 잎까지 상승한다 487A. 물은 증산작용을 통해 잎에서 증발한다 487B. 물과 용해된 무기질은 뿌리로 들어간다 488C. 물관부 수송은 응집력에 의존한다 488D. 큐티클과 기공은 수분 보존을 돕는다 48923.3 당은 비광합성 세포로 보내진다 490A. 체관부 수액은 당과 다른 유기화합물을 포함한다 490B. 압류 이론은 체관부 기능을 설명한다 49023.4 기생식물은 다른 식물의 관다발조직에 관을 연결한다 49223.5 생명 탐구: 덫에 숨겨진 대가 49224│꽃식물의 생식과 발생 49624.1 속씨식물은 무성생식과 유성생식으로 생식한다 498A. 무성생식은 클론을 만든다 498B. 유성생식은 다양성을 생성한다 49924.2 속씨식물 생활사는 꽃, 열매, 종자를 포함한다 500A. 꽃은 생식기관이다 500B. 꽃가루와 배낭은 배우체이다 501C. 수분은 암술머리로 꽃가루를 가져온다 502D. 중복수정은 접합자와 배젖을 생성한다 502E. 종자는 배와 양분으로 구성된다 503F. 열매는 씨방에서 발달한다 504G. 열매는 종자를 보호하고 분산시킨다 50424.3 식물의 생장은 종자 발아로 시작된다 50624.4 호르몬은 식물의 생장과 발달을 조절한다 507A. 옥신과 시토키닌은 식물 생장에 필수적이다 507B. ‌지베렐린, 에틸렌 및 앱시스산은 여러 방식으로 식물의 발달에 영향을 준다 508C. 생물학자들은 새로운 식물 호르몬을 계속 발견 중이다 50924.5 빛은 식물의 삶에 절대적이다 510A. 굴광성은 빛을 향한 생장이다 510B. ‌피토크롬은 종자 발아, 하루주기리듬, 개화를 조절한다 51124.6 식물은 중력과 접촉에 반응한다 51324.7 식물 부위는 죽거나 휴면한다 51424.8 생명 탐구: 매운 고추의 역설 515제6부 동물의 생명25│동물의 조직과 기관계 51825.1 특수화된 세포가 동물의 몸을 만든다 52025.2 동물은 네 종류의 조직으로 구성된다 522A. 상피조직은 표면을 덮는다 522B. 대부분의 결합조직은 다른 조직을 묶어준다 523C. 근육조직은 운동을 제공한다 524D. 신경조직은 빠른 통신망을 형성한다 52525.3 기관계는 상호 연결되어 있다 526A. 신경계와 내분비계는 소통을 조율한다 526B. 골격계와 근육계는 몸을 지탱하고 움직인다 526C. ‌소화계, 순환계 및 호흡계는 에너지 획득을 위해 함께 작용한다 526D. 피부계, 비뇨계, 면역체계, 그리고 림프계는 몸을 보호한다 527E. 생식계는 다음 세대를 만든다 52725.4 기관계 상호작용은 항상성을 촉진한다 52825.5 피부계는 체온을 조절하고 수분을 보존한다 52925.6 생명 탐구: 비타민과 인간의 피부 색소의 진화 53126│신경계 53426.1 신경계는 빠른 통신망을 형성한다 536A. ‌무척추동물은 신경망, 신경사다리, 혹은 신경삭을 가진다 536B. 척추동물의 신경계는 고도로 집중화되어 있다 53726.2 뉴런은 신경계의 기능적 단위이다 538A. 전형적인 뉴런은 세포체, 수상돌기 및 축삭으로 구성된다 538B. 신경계는 3종류의 뉴런으로 구성된다 53926.3 활동전위가 정보를 운반한다 540A. 휴지 상태의 뉴런은 음전하를 띠고 있다 540B. 뉴런의 막전위는 활동전위 동안 뒤집힌다 540C. 수초는 신경충격의 전도를 빠르게 한다 54326.4 신경전달물질은 세포 사이에 신호를 전달한다 544A. 뉴런은 시냅스에서 소통한다 544B. 시냅스후세포는 다수의 시냅스에서 오는 정보를 통합한다 54526.5 ‌말초신경계는 중추신경계의 바깥에 있는 신경세포들로 구성된다 54626.6 중추신경계는 뇌와 척수로 이루어진다 548A. 척수는 몸과 뇌 사이에 정보를 전달한다 548B. 사람의 뇌는 몇몇 부위로 나누어진다 548C. 많은 뇌 부위가 기억형성에 참여한다 550D. 중추신경계의 손상은 매우 치명적이다 55126.7 생명 탐구: 전갈의 독침은 메뚜기쥐를 놀라게 하지 않는다 55427│감각 55827.1 다양한 감각은 동일 원리로 작동한다 560A. ‌감각수용기는 자극에 반응하여 활동전위를 생성한다 560B. 지속적인 자극은 감각적응을 유발한다 56127.2 일반감각은 촉각, 온도, 통각 및 위치를 탐지한다 56227.3 후각과 미각은 화학물질을 탐지한다 563A. 코의 화학수용기는 냄새 분자를 감지한다 563B. 입에 있는 화학수용기는 맛을 감지한다 56427.4 시각은 빛 감지세포에 의존한다 565A. 무척추동물의 눈은 여러 형태가 있다 565B. 척추동물 눈에서 빛은 망막에 초점을 맞춘다 565C. 신호는 망막에서부터 시신경을 거쳐 뇌로 전달된다 56627.5 청각과 평형감각은 귀에서 시작한다 568A. 내이의 기계수용기가 음파를 탐지한다 568B. 내이는 평형감각을 제공한다 56927.6 생명 탐구: 고래는 어떻게 맛을 느끼는가? 57028│내분비계 57428.1 ‌내분비계는 호르몬을 사용하여 소통한다 576A. ‌내분비샘은 표적세포와 상호작용하는 호르몬을 분비한다 576B. 신경계와 내분비계는 함께 작용한다 57728.2 호르몬은 표적세포에서 반응을 자극한다 578A. 수용성 호르몬은 2차 전달체계를 촉발한다 578B. 지용성 호르몬은 직접 유전자 발현을 변화시킨다 57928.3 시상하부와 뇌하수체는 내분비 조절을 감독한다 580A. 뇌하수체 후엽은 2종류의 호르몬을 저장하고 분비한다 581B. 뇌하수체 전엽은 6종류의 호르몬을 생성하고 분비한다 58128.4 많은 분비샘의 호르몬은 물질대사를 조절한다 582A. 갑상샘은 물질대사 속도를 설정한다 582B. 부갑상샘은 혈중 칼슘농도를 조절한다 583C. 부신은 스트레스 반응을 조율한다 583D. 이자는 혈당을 조절한다 584E. 송과샘은 멜라토닌을 분비한다 58528.5 난소와 정소에서 분비되는 호르몬은 생식을 조절한다 58628.6 생명 탐구: 애정에 중독되다 58629│근골격계 59029.1 골격은 여러 형태가 있다 59229.2 척추동물 골격은 등뼈로 특징지어진다 59329.3 ‌뼈는 지지를 제공하고 내부기관을 보호하며 칼슘을 공급한다 594A. 뼈는 거의 대부분이 뼈조직과 연골로 구성된다 594B. 뼈는 끊임없이 만들어지고 분해된다 596C. 뼈는 칼슘 항상성의 조절을 돕는다 596D. 뼈와 뼈는 관절에서 만난다 59729.4 근육운동은 수축단백질, 칼슘 및 ATP를 필요로 한다 598A. 액틴 및 미오신 미세섬유가 근육세포를 채운다 598B. 활주섬유는 근섬유 수축의 토대이다 599C. 운동뉴런이 근섬유의 수축을 자극한다 60029.5 근육은 여러 방식으로 ATP를 생성한다 60229.6 많은 근섬유가 조합되어 하나의 근육을 형성한다 603A. 개별 근육은 다양한 힘으로 수축한다 603B. 근육은 지근섬유와 속근섬유를 가진다 603C. 운동은 근육을 강화한다 60429.7 ‌생명 탐구: 미오신 유전자 돌연변이가 사람을 더 영리하게 만드는가? 60430│순환계 60830.1 ‌순환계는 영양소를 운반하고 노폐물을 제거한다 610A. 순환계는 개방되어 있거나 닫혀 있다 610B. 척추동물의 순환계는 점점 복잡하게 진화하였다 61130.2 혈액은 복합 혼합물이다 612A. 혈장은 많은 용해된 물질을 운반한다 612B. 적혈구는 산소를 운반한다 613C. 백혈구는 감염과 싸운다 613D. 혈액응고는 혈소판과 혈장단백질을 필요로 한다 61430.3 혈액은 심장과 혈관을 거쳐 순환한다 61530.4 사람의 심장은 근육 펌프이다 616A. 심장은 4개의 방을 가진다 616B. ‌심장의 좌우 절반은 각각 다른 경로를 따라 혈액을 보낸다 616C. 심근세포가 심장박동을 생성한다 617D. 운동은 심장을 강화시킨다 61830.5 혈관은 순환경로를 형성한다 619A. 동맥과 정맥 및 모세혈관의 구조는 서로 다르다 619B. 혈압과 혈류속도는 혈관의 종류에 따라 다양하다 62030.6 림프계는 순환을 유지하고 감염으로부터 보호한다 62230.7 생명 탐구: 극한의 환경 속 차가운 피 62431│호흡계 62831.1 기체는 호흡표면을 통해 확산한다 630A. ‌일부 무척추동물은 체벽이나 내부 관을 가로질러 기체를 교환한다 631B. 아가미는 물과 기체를 교환한다 631C. 육상 척추동물은 폐에서 기체를 교환한다 63231.2 사람의 호흡계는 공기를 폐로 운반한다 633A. 코, 인두 및 후두는 상기도를 형성한다 634B. 하기도는 기관과 폐로 구성된다 63531.3 호흡은 폐의 압력 변화를 필요로 한다 63631.4 혈액은 산소를 운반하고 이산화탄소를 제거한다 638A. 혈액은 몇 가지 형태로 기체를 운반한다 638B. 혈중 기체 농도는 호흡속도를 조절한다 63831.5 생명 탐구: 왜 곤충들은 숨죽이는가? 64032│소화와 영양 64432.1 ‌소화계는 음식물에서 영양소를 추출한다 646A. 동물은 에너지와 조립 단위를 얻기 위해 먹는다 646B. 동물은 얼마나 많은 음식물을 필요로 하는가? 646C. 동물은 음식물을 네 단계로 처리한다 646D. 동물의 섭식 전략은 매우 다양하다 64732.2 동물 소화관의 형태는 다양하다 64832.3 사람의 소화계는 몇몇 기관으로 구성된다 650A. 소화는 입에서 시작된다 650B. 위는 음식물을 저장하고 소화하며 밀어낸다 651C. 작은창자는 영양소를 소화하고 흡수한다 652D. 큰창자는 영양소와 물의 흡수를 완료한다 65432.4 건강한 식단은 필수영양소와 적절한 칼로리를 포함한다 656A. 다양한 식사는 건강에 필수적이다 656B. 체중은 음식물 섭취와 활동량을 반영한다 658C. 기아: 필요한 양보다 너무 적은 열량 659D. 비만: 필요한 양보다 더 많은 열량 66032.5 생명 탐구: 달콤한 음식의 대가 66133│체온조절 및 배설 66433.1 동물은 자신의 내부 체온을 조절한다 666A. 열의 획득과 손실이 동물의 체온을 결정한다 666B. 동물은 몇 가지 적응으로 체온을 조절한다 66733.2 동물은 체액의 물과 이온을 조절한다 66833.3 질소노폐물로는 암모니아, 요소 및 요산이 있다 67033.4 비뇨계는 오줌을 생성, 보관 및 제거한다 67133.5 네프론은 신장의 기능단위이다 672A. 네프론은 혈관과 밀접하게 상호작용한다 672B. 오줌은 여과, 재흡수 및 분비를 거치면서 형성된다 672C. 사구체 주머니는 혈액을 여과한다 674D. ‌재흡수와 분비는 세뇨관에서 일어난다 674E. 집합관은 더 많은 물을 보존한다 675F. 호르몬이 신장의 기능을 조절한다 675‌33.6 생명 탐구: 털과 깃털의 기원에 대해서 67634│면역체계 68034.1 여러 종류의 세포, 조직 및 기관이 몸을 방어한다 682A. 백혈구는 면역체계에서 주된 역할을 한다 682B. 림프계는 몇몇 조직과 기관으로 구성된다 683C. 면역체계는 크게 두 범주로 나누어진다 68334.2 선천성 방어는 비특이적이며 초반에 작용한다 684A. 장벽은 첫 번째 방어선을 형성한다 684B. 내부의 선천성 방어가 침입자를 파괴한다 68434.3 적응면역은 특정 병원체를 방어한다 686A. 대식세포가 세포성 면역과 체액성 면역을 촉발한다 686B. 세포독성 T 세포는 세포성 면역을 조율한다 687C. B 세포가 체액성 면역반응을 이끈다 687D. 면역반응은 위험이 사라지면 꺼진다 690E. 2차 면역반응은 1차 면역반응보다 빠르다 69134.4 백신은 면역성을 활성화시킨다 69234.5 면역체계에 영향을 주는 몇 가지 질환 693A. 자가면역질환은 파괴적이고 불가사의하다 693B. 면역결핍은 기회감염으로 이어진다 693C. 알레르기는 면역반응을 잘못 인도한다 694D. ‌임신한 여성의 면역체계는 가끔씩 발생 중인 태아를 공격한다 69534.6 생명 탐구: 위생학의 숨겨진 대가 69635│동물의 생식과 발생 70035.1 동물의 발생은 생식으로 시작한다 702A. 동물은 무성생식 혹은 유성생식을 한다 702B. 유전자 발현이 배아 발생을 지시한다 702C. 발생은 직접적이거나 간접적이다 70335.2 남성은 정자를 생산한다 704A. 남성 생식기관은 몸의 내외부에 위치한다 704B. 정자형성과정은 정자를 만든다 705C. 남성의 생식기능은 호르몬의 조절을 받는다 70635.3 여성은 난자를 만든다 707A. 여성 생식기관은 몸 내부에 위치한다 707B. 난자형성과정은 난자를 생성한다 708C. 호르몬이 여성의 생식기능을 조절한다 709D. 호르몬의 변화가 불편함을 유발한다 71035.4 생식건강은 피임과 질병을 고려한다 71135.5 신생아는 접합자로서 생명을 시작한다 713A. 수정은 유전물질을 합치고 임신을 시작한다 713B. ‌초기 배아의 발생과정은 난할, 착상 및 낭배형성으로 이루어진다 714C. 기관은 배아기에 모양을 갖춘다 715D. 기관은 태아기부터 작동한다 718E. 자궁근육의 수축이 진통과 출산을 이끈다 72035.6 출생결함은 여러 가지 원인으로 일어난다 72135.7 생명 탐구: 궁극의 희생 722제7부  생명의 생태계36│동물의 행동 72836.1 ‌동물 행동에는 근접원인과 궁극원인이 있다 73036.2 동물 행동은 선천적 및 학습적 요소를 조합한다 731A. 선천적 행동은 경험을 필요로 하지 않는다 731B. 학습은 경험을 필요로 한다 732C. 유전자와 환경이 상호작용하여 행동을 결정한다 73336.3 많은 행동은 생존을 향상시킨다 734A. 일부 동물은 특정 장소를 찾아간다 734B. ‌동물은 먹이의 에너지와 찾는 비용의 균형을 추구한다 735C. 포식 피하기는 생존의 핵심이다 73636.4 많은 행동은 번식성공을 촉진한다 738A. 구애는 교미 무대를 설정한다 738B. 성적 선택은 성 간의 차이로 이어진다 738C. 동물은 교미체계와 돌보기 정도에서 다르다 739D. 사람의 생식선택은 자연선택을 반영하는 것 같다 74036.5 사회적 행동은 종종 집단에서 일어난다 741A. 집단으로 서식하는 것은 손익을 가진다 741B. 지배계급과 영역성은 경쟁을 감소시킨다 742C. ‌혈연선택과 상호이타주의는 일부 협력행동을 설명한다 742D. 진사회성 동물은 고도로 발달한 사회를 가진다 74336.6 생명 탐구: 암초의 ‘복장도착자’ 74437│개체군 74837.1 개체군에는 한 종의 개체들이 포함되어 있다 750A. ‌밀도 및 분포 형태는 개체군의 정적인 측정방법이다 750B. ‌고립된 하위 개체군이 새로운 종으로 진화될 수 있다 75037.2 ‌출생과 사망이 개체군의 크기 결정에 영향을 미친다 752A. 출생은 개체군에 개체를 더한다 752B. ‌생존곡선은 특정 연령대에서의 사망 가능성을 보여준다 75337.3 ‌개체군 성장은 기하급수적 혹은 로지스트형으로 나타날 수 있다 754A. 자원이 무한하면 기하급수적 성장이 일어난다 754B. 개체군 성장은 결국 느려진다 755C. 많은 조건들이 개체군의 크기를 제한한다 75737.4 자연선택이 생명의 역사에 영향을 미친다 758A. 유기체는 조건에 맞추어 번식률을 조율한다 758B. ‌양과 질의 교환을 반영하는 기회생활사와 평형생활사 75837.5 개체군은 계속해서 증가하고 있다 759A. 출생률과 사망률은 전 세계적으로 변한다 759B. 생태 발자국은 자원 사용의 추정치이다 76137.6 생명 탐구: 독성 타협 76338│군집과 생태계 76638.1 여러 종들이 군집에서 상호작용한다 768A. 많은 종들은 동일한 자원을 위해 경쟁한다 768B. ‌공생적 상호작용은 종에게 득이 되거나 실이 될 수 있다 769C. 초식과 포식은 종들을 먹이사슬로 연결한다 770D. ‌긴밀하게 상호작용하는 종들은 공진화를 하기도 한다 77138.2 천이는 군집의 점진적 변화이다 77238.3 생태계는 지속적인 에너지 투입을 요구한다 774A. 먹이그물은 에너지와 원자의 이동을 묘사한다 774B. 핵심종은 군집에서 중요한 역할을 한다 776C. 열에너지는 각 먹이그물에서 빠져나온다 776D. 해로운 화학물질은 상위 영양 단계에 축적된다 77738.4 생태계 내에서의 화학물질 순환 778A. 물은 대지와 대기 사이로 순환한다 778B. 독립영양생물은 CO2에서 탄소를 얻는다 780C. 질소 순환은 세균에 의존한다 781D. 인 순환은 암석의 침식과 함께 시작된다 782E. 물속의 과도한 질소와 인은 문제를 일으킨다 782F. ‌육지와 수생 생태계는 놀라운 방식으로 연결되어 있다 78338.5 ‌생명 탐구: 2개의 계와 바이러스가 더위를 물리치기 위해 협력한다 78439│생물군계 78839.1 ‌물리적 환경이 생명체의 존재 여부를 결정한다 79039.2 지구에는 다양한 기후가 있다 79239.3 열대우림에서 얼어붙은 극점까지의 지상 생물군계 793A. 우뚝 솟은 나무들이 숲을 지배한다 794B. 초원은 열대지방과 온대지방에서 발생한다 796C. ‌덥거나 추운 것과 관계없이, 모든 사막은 건조하다 797D. ‌지중해 관목지(덤불)를 점령한 불과 가뭄에 적응한 식물들 798E. 툰드라는 높은 위도 및 고도에 위치한다 798F. 극지방의 만년설은 춥고 건조하다 79939.4 담수 생물군계에는 호수, 연못, 하천이 포함된다 800A. 호수와 연못은 고여 있는 물이다 800B. 하천은 흐르는 물이다 80139.5 해양은 지구상에서 가장 큰 생태계를 이루고 있다 802A. 육지는 해안에서 바다와 만난다 802B. ‌외해는 아직 의문에 싸인 지역이다 80339.6 생명 탐구: 집이 최고다 80440│생물다양성의 보존 80840.1 ‌지구의 생물다양성은 점점 줄어들고 있다 81040.2 많은 인간의 활동이 서식지를 파괴하고 있다 81140.3 오염이 서식지를 감소시킨다 813A. 수질 오염은 수생 생태계를 위협한다 813B. 대기오염은 많은 형태의 피해를 일으킨다 81440.4 지구의 기후변화가 서식지를 변화시키거나 이동시켰다 816A. 온실가스는 지구의 표면을 따뜻하게 만든다 816B. 지구의 기후변화는 심각한 결과를 초래한다 81740.5 외래종과 남획으로 많은 종들이 멸종되었다 818A. 외래종은 토착종을 대체한다 818B. 남획은 한 종을 멸종시킬 수 있다 81940.6 일부 생물다양성은 회복될 가능성이 있다 819A. ‌서식지를 보호하고 복구하는 행위는 많은 종들을 한 번에 되살렸다 820B. 일부 보존 계획은 특정 종을 목표로 하기도 한다 820C. ‌생물다양성 보존에는 과학자뿐만 아니라 일반 시민도 참여할 수 있다 82140.7 생명 탐구: 위로, 위로, 그리고 멀리 822부록 A B C D 827용어풀이 831찾아보기 847

Biology: Concepts and Investigations, 4/eOriginal edition copyright ⓒ 2018 by McGraw-Hill Education. All right reserved.Korean edition copyright ⓒ 2020 by Life Science Publishing Co. All rights reserved. 이 책의 한국어판 저작권은 저작권자와의 독점계약으로 (주)라이프사이언스에 있습니다. 저작권법에 의해 한국 내에서 보호를 받는 저작물이므로 무단전재와 복제를 금합니다.생명과학 -개념과 탐구, 4판지 은 이 : Marielle Hoefnagels옮 긴 이 : 대학생명과학교재연구회4판1쇄 : 2020년 3월 1일펴 낸 이 : 김 효 중 펴 낸 곳 : (주)라이프사이언스 서울시 광진구 뚝섬로 35길 9(자양동, 한라상가 A동 303호)에 디 터 : 윤 상 열디 자 인 : 진 은 현전 화 : (02) 447-6211팩 스 : (02) 447-3851이 메 일 : life@lifescience.co.kr홈페이지 : www.lifescience.co.krISBN : 978-89-6154-316-3 93470신고번호 : 제1998-2호값 : 38,000원

지은이 소개 마리엘 호프나겔스(Marielle Hoefnagels)은 오클라호마 대학교의 생물학과, 미생물학과, 그리고 식물생물학과의 부교수로 재직 중이며, 그곳에서 입문 생물학과, 미생물학과, 과학 작문 과목을 가르치고 있다. 그녀는 호클라호마 대학교의 일반강좌 강의상과 예술 및 자연과학대학의 강의분야 상인 롱마르상을 수상하였고, 몇몇 우등생 단체의 명예 회원이기도 하다. 호프나겔스 박사는 리버사이드에 있는 캘리포니아 대학교에서는 환경과학으로, 노스캐롤라이나 주립대학교에서는 토양과학으로, 오리건 주립대학교에서 식물병리학으로 박사학위를 수여받았다. 그녀의 연구 논문은 종자에 대한 균류 병원균의 확산을 줄이기 위해 세균 생물 통제제를 사용하는 것에 초점을 맞추었다. 그녀의 최근 출판물인 『Biology: Concepts와 Investigations and Biology: The Essentials』는 초급 및 고급 생물 시간에 실험 디자인을 가르치기 위한 조사 학습 설계와 그 방법에 초점을 맞추고 있다. 그녀는 종종 학생들에게 공부 기술과 관련된 주제에 대한 프레젠테이션을 진행하기도 한다.

1. 생명의 과학생명은 어디에서나 접할 수 있다생명을 과학적으로 연구하는 학문인 생명과학의 세계로 온 것을 환영한다. 살아 있는 생물은 어느 곳에서나 접할 수 있다. 여러분과 여러분의 친구는 살아 있는 생명체이고, 애완동물과 정원의 식물 모두 생명을 가진 존재이다. 셀 수 없을 정도의 수많은 미생물이 우리 몸속과 피부 표면에서 번성하고 있다. 오늘 먹었던 음식은 며칠 전만 해도 살아 있는 생물이었을 것이다. 그리고 우리는 새로운 화석의 발견, 체중 감량, 암 예방, 유전학, 지구의 기후 변화, 그리고 환경 등과 같은 생명과학과 관련된 다양한 소식을 자주 접하곤 한다. 이러한 이야기는 생명과학을 공부할 흥미로운 기회를 제공하기 때문에 대중매체에서 자주 보도된다. 생명과학은 점점 더 빠르게 발전하고 있을 뿐만 아니라, 이로 인한 새로운 발견과 실생활의 응용은 우리의 삶을 변화시키고 있다. DNA 기술의 발전은 생명을 구할 수 있는 약을 생산하는 유전자변형 세균과 스스로 살충제를 만드는 유전자변형 식물을 가져다 주었다. 언젠가 내과의사는 환자의 잘못된 유전자를 정상 유전자로 대체시켜 혈우병, 낭성 섬유증, 그리고 그 밖의 여러 가지 유전병을 치료하는 것이 일상적인 일이 될 것이다.생명과학은 또한 인간이 아닌 종의 생명 연구를 포함하고 있다. 우리는 음식, 산소, 깨끗한 물, 옷, 피난처 및 기타 필수품을 제공하는 다른 종과의 상호작용 덕에 존재한다. 우리에게 직접 ‘제공’하지 않는 생물조차 모든 생명을 유지하는 생태계에 필수적이다. 그러나 인간의 활동은 다양한 생태계의 균형을 깨뜨리고 위험에 빠뜨리곤 한다.여기 보이는 ‘가시 왕관’ 불가사리를 살펴보자. 이 동물은 날카롭고 독성이 있는 가시를 무기로 쓰는 것으로 유명한데, 이는 고통스러운 상처를 유발한다. 낮은 분포 밀도에도 산호초를 주식으로 하는 그들의 습관은 산호초의 생물다양성을 유지하는 데 도움을 준다. 그러나 때때로 엄청난 수의 불가사리들이 산호의 나머지 생태계를 파괴한다. 이러한 침입을 일으키는 원인은 무엇일까? 많은 연구자들은 근처 농장과 도시에서 나오는 영양소로 가득한 분뇨 유출을 지적한다. 영양소의 유입은 해조류의 개체 수 폭발을 유발하며, 불가사리 유충은 생장을 위해 이들을 잡아먹는다. 암초로 가득한 곳에서 불가사리 성체들을 제거하는 것은 위험하고 힘든 일이지만, 특이한 방법을 사용하여 이를 해결했는데, 바로 수중 로봇이다. 수중 로봇은 가시 왕관 불가사리를 찾아 치명적인 주사를 놓도록 프로그램되어 있다.생물과 관련된 주제들은 계속해서 발생하고 있다: 지구의 기후 변화, 줄기세포 치료법, 새로운 암 치료법, 전염성 질환, 발전된 농작물, 인공 생명, 불임 치료, 멸종 위기에 처한 종, DNA 지문 검사, 바이오 연료, 공해, 생명의 역사 등. 이 책은 생명에 대한 지식을 넓혀줄 것이며, 우리가 매일 보고 듣는 생명과학 관련 뉴스의 이해에도 도움을 줄 것이다. 제1장은 생명과학의 범위를 소개하고, 과학이 생명의 이해에 어떤 역할을 하는지를 설명하고자 한다.학습 개요 1.1 생명이란 무엇인가? 1.2 생물분류체계는 3개의 큰 줄기로 나뉜다 1.3 과학자는 자연 세계를 연구한다 1.4 생명 탐구: 난초와 나방1.1 생명이란 무엇인가?생명과학은 생명을 과학적으로 연구하는 학문이다. 이 장의 후반부에서는 ‘과학’이라는 말의 의미에 대해 탐구할 것이다. 그러나 먼저 ‘생명이란 무엇인가?’라는 질문에 대해 생각해보도록 하자. 우리 모두는 ‘생명이란 무엇인가?’라는 질문에 다음과 같은 직관적인 개념을 떠올릴 것이다. 바위 위에 있는 토끼는 살아 있고 바위는 그렇지 않다는 것을 바로 알 수 있다. 그러나 무엇이 토끼가 살아 있도록 하는지를 설명하는 것은 쉽지 않다. 마찬가지로 한 생명체가 죽는 순간, 눈에 보이지 않는 어떤 필수요소가 생명체를 죽게 만드는지 우리로서는 알 수 없다.생명을 정의하는 한 가지 방법은 기본적인 구성요소를 열거하는 것이다. 세포(cell)는 생명의 기본 단위이다. 즉, 모든 생물(organism) 혹은 살아 있는 개체는 하나 이상의 세포로 구성된다. 모든 세포는 자신을 주변과 분리하는 외막을 갖고 있다. 막은 세포의 기능을 수행하는 물과 다른 화학물질을 감싸고 있다. 이러한 생화학물질 중 하나인 데옥시리보핵산(deoxyribonucleic acid, DNA)은 생명의 정보 분자이다(그림 1.1). 세포는 DNA에 암호화된 유전적 명령을 사용하여 단백질을 생산하고, 단백질은 세포가 조직, 기관, 그리고 기관계에서 특수화된 기능을 수행하게 한다. 그러나 생화학물질의 단순한 열거만으로 생명을 정의하기에는 불충분하다. 무엇보다도 DNA, 물, 단백질, 그리고 원형질막을 시험관에 두는 것으로 인공적인 생명이 탄생되지 않는다. 또한 분쇄된 벌레는 여전히 죽기 직전에 가졌던 생화학물질을 모두 가지고 있다. 생명의 정의는 여전히 모호하지만, 과학자들은 생명을 구성하는 다섯 가지의 특징을 설정하였다. 표 1.1에 각 특징들이 자세히 설명되어 있다. 생물은 이 모든 특징을 보여주고 함께 기능하는 구조물의 집합체이다. 하지만 표 1.1에서 나열된 특징의 각각은 살아 있지 않은 사물에서도 나타날 것이다. 바위 결정은 고도로 조직화되어 있지만 살아 있지 않다. 끓는 물속에 놓여 있는 포크는 에너지를 흡수하여 여러분의 손에 전달하지만, 이것이 포크를 살아 있게 만들지 않는다. 불은 매우 급속도로 번지지만 생명의 다른 특징이 결여되어 있다. 생명을 특별하게 만드는 것은 이 다섯 가지 특징의 결합이다.A. 생명은 조직화되어 있다여러분이 도, 시 및 국가에 소속되어 있듯이, 생명체는 체계화된 형태로 조직된 부품으로 구성된다(그림 1.2). 가장 작은 척도에서 모든 살아 있는 구조는 분자(molecule)를 형성하기 위해 함께 결합하는 원자(atom)라 부르는 작은 입자로 이루어진다. 이들 분자는 소기관(organelle)을 형성하고, 소기관은 세포에서 특수화된 기능을 수행하는 구획이다. (모든 세포가 소기관을 갖고 있지는 않음에 유의하라.) 많은 생물은 단세포로 이루어져 있다. 하지만 그림 1.2에서 보여주듯이, 나무와 같은 다세포성 생물에서 세포는 잎과 같은 기관(organ)을 이루는 특수화된 조직(tissue)으로 구성된다. 다수의 기관들은 한 개체의 기관계(organ system)로 연결된다. 여기까지가 단지 하나 혹은 다수의 세포가 조직, 장기, 그리고 장기 체계로 구성되어 있는 유기체이다. 살아 있는 세계에서 조직화는 개체 수준 이상으로 확대된다. 개체군(population)은 같은 시기에 같은 지역에서 서식하는 같은 종의 구성원을 가리킨다. 군집(community)은 한 지역에 있는 여러 종의 개체군을 말하고 생태계(ecosystem)는 한 지역에 있는 생물과 무생물 구성요소를 포함한다. 마지막으로 생물권(biosphere)은 생명을 부양하는 지구의 모든 부분을 일컫는다.생물학적 조직화는 모든 생명에서 뚜렷하다. 사람, 뱀장어, 그리고 상록수는 외관적으로 매우 다르지만 모두 특수화된 세포, 조직, 기관, 그리고 기관계로 구성되어 있다. 세균은 동물이나 식물세포보다 훨씬 단순함에도 불구하고 고도로 조직화된 방식으로 상호작용하는 DNA, 단백질 및 기타 분자들을 갖고 있다.그러나 생명체는 연속된 더 작은 부품들의 집합 이상이다. 창발성(emergent property)이란 마치 밀가루, 설탕, 버터, 그리고 초콜릿에서 과자가 만들어지듯이 한 체계의 구성요소, 즉 개별 부품으로 명확하지 않던 어떤 것 사이의 물리적, 화학적 상호작용에서 생겨나는 새로운 기능이다. 그림 1.3은 사람의 뇌 속 뉴런들 사이의 상호작용에 의해 생성된 생각과 기억인 창발성의 또 다른 예를 보여준다. 이를 간단하게 표현하자면, 전체는 부분의 합보다 크다고 할 수 있다.창발성은 왜 모든 단계에서 그리고 모든 생명체에서 구조적 조직화가 기능과 밀접하게 묶여 있는지를 설명해 준다. 구조를 파괴하면 기능도 사라진다. 예를 들어, 뇌손상은 뇌세포 사이의 상호작용을 방해하고 기억, 조정, 그리고 다른 뇌세포 기능을 방해하는 영향을 끼칠 수 있다. 마찬가지로 어떤 기능이 방해받는다면 결국에는 해당 구조는 쇠약해질 것이다. 예를 들어, 사용하지 않는 근육은 결국에는 쇠약해진다. 생물학적 기능과 형태는 상호 의존적이다.B. 생명은 에너지를 필요로 한다살아 있는 세포의 내부에서 끊임없는 화학반응이 생명을 지속시킨다. 총체적으로 물질대사라 부르는 이러한 반응에서 생물은 새로운 구조를 만들고, 낡은 것을 수리하며, 그리고 생식하기 위해 에너지와 영양소를 획득하고 사용한다. 생물학자는 에너지와 원료의 출처에 따라 생물을 큰 범주로 나눈다(그림 1.4). 독립영양생물이라고 부르는 생산자(producer)는 무생물 환경에서 에너지를 얻는다. 가장 대표적인 예가 태양의 빛에너지를 포획하는 식물과 미생물이지만 일부 세균은 암석에서 화학에너지를 획득한다. 이와 반대로 종속영양생물이라고 부르는 소비자(consumer)는 다른 생물을 구성하는 영양소를 섭취함으로써 에너지를 획득한다. 우리는 소비자로서 생존을 위해 음식물에서 얻은 에너지와 원자에 의존한다. 분해자(decomposer)는 노폐물이나 죽은 생물에서 에너지를 얻는 종속영양생물이다. 곰팡이와 세균을 포함한 이러한 생명체들은 영양분을 무생물 환경으로 재순환시킨다. 생태계에서 생물은 생산자에서 시작하여 몇 단계의 소비자(분해자 포함)로 이어지는 정교한 먹이망으로 연결된다. 그러나 에너지 전달은 결코 100% 효율을 보여주지 않는다. 즉, 일부는 항상 열의 형태로 손실된다(그림 1.4). 어떤 생명체도 열에너지를 에너지원으로 사용할 수 없기 때문에 열은 생명의 순환에서 영원한 손실을 나타낸다. 따라서 모든 생태계는 외부 에너지원인 주로 태양으로부터 에너지의 지속적인 흐름에 의존한다. C. 생명은 내부 안정성을 유지한다세포 내부의 조건은 주위 환경의 급격한 변화에 직면하더라도 일정하게 유지되어야 한다. 예를 들어, 세포는 너무 덥거나 추우면 살 수 없기에 살아 있으려면 일정한 온도균형을 유지해야 한다. 또한 세포는 생존에 필수적인 물질의 결핍이나 과잉을 막기 위해 영양소의 흡수, 노폐물의 방출, 그리고 많은 화학반응을 조절해야 한다. 항상성(homeostasis)은 생물이나 세포가 이러한 내부환경의 항상성 또는 평형 상태를 유지하는 과정이다. 세포들이 일어나는 변화에 대응함으로써 항상성을 유지하기 때문에, 생명체는 자극을 감지하고 반응할 수 있어야 한다. 이 내부 온도를 약 37℃로 유지하는 메커니즘은 그림 1.5를 보면 이해할 수 있다. 추운 날 사람은 몸을 떨게 되는데, 이러한 불수의근 운동에 의해 발생하는 열이 체온을 상승시킨다. 심한 추위에서 입술과 손가락 끝은 순환계가 몸 표면 근처의 혈액 흐름을 몸속 다른 곳으로 돌리기 때문에 파랗게 변한다. 이와 반대로 더운 날에는 피부에서 땀이 증발함으로써 체온을 떨어뜨린다. D. 생명은 스스로 생식하고 자라며 발생한다생물은 자신과 닮은 다른 개체를 만드는 방식으로 생식한다(그림 1.6). 생식은 한 세대에서 다음 세대로 DNA를 전달한다. 즉, 이 유전정보는 자손의 물려받은 특징을 정의한다. 생식은 무성생식과 유성생식의 두 가지 방법으로 일어난다. 무성생식(asexual reproduction)의 경우에 유전물질은 오직 단일 부모로부터 오고 모든 자손은 실질적으로 동일하다(그림 1.6a). 세균과 같은 단세포성 생물은 세포의 내용물을 두 배로 만든 후 나누는 무성생식 방식으로 생식한다. 일부 다세포성 생물도 무성생식으로 생식한다. 예를 들어, 딸기 식물은 잎과 뿌리를 싹트는 ‘포복지’를 생산하고, 부모들과 동일한 새로운 식물을 형성한다. 빵이나 치즈에 피는 푸른색, 흰색, 또는 검은색 ‘가루’는 곰팡이의 수많은 무성생식 포자로 이루어진다. 심지어 해면동물과 같은 일부 동물은 부모의 몸 일부가 분리되어 새로운 개체로 발생하는 무성생식을 한다. 유성생식(sexual reproduction)에서 양쪽 부모 각자의 유전물질이 합쳐져서 새로운 조합의 유전형질을 가진 자손을 형성한다(그림 1.6b). 유성생식은 세대마다 유전자를 혼합함으로써 엄청난 유전적 다양성을 초래한다. 유전적 다양성은 일부 개체가 조건이 변화하는 경우에도 생존할 기회를 향상시킨다. 따라서 유성생식은 특히 변화무쌍한 환경에서 매우 성공적인 전략이며, 식물과 동물 및 균류 사이에 보편화되어 있다. 개별 자손은 생식하기 위해서는 성체로 발달해야 한다. 예를 들어, 그림 1.6b의 어린 백조 한 쌍은 각각 엄마 몸속에서 단일 수정란에서 출발하였다. 세포가 계속 분열하여 배아로 발생하였고, 계속된 세포분열과 특수화는 갓 태어난 아기 백조를 만들어, 궁극적으로 자신의 부모처럼 생식하는 성체로 성숙한다.E. 생명은 진화한다 생물학에서 가장 흥미를 끄는 개념 중 하나는 어떻게 생물이 주위 환경에 그렇게 잘 적응하는가이다. 끊임없이 계속 자라는 비버의 앞니는 나무를 자르는 데 이상적이다. 관 모양의 꽃은 꽃가루를 옮겨주는 벌새의 부리에 적합한 구조를 가지고 있다. 일부 생물은 주변 환경에서 자신을 은폐하는 피부색을 가진다(그림 1.7). 위의 사례와 수많은 다른 예가 적응을 보여준다. 적응(adaptation)은 생물이 주어진 환경에서 성공적으로 생존하고 생식하게 하는 유전적 특징이나 행동이다. 이러한 적응형질은 어디서 나오는 것일까? 그 답은 자연선택에 있다. 자연선택을 이해하는 가장 간단한 방법은 다음 두 가지를 고려하는 것이다. 첫째, 먹이와 서식지 같은 자원이 한정되어 있기 때문에 개체군은 생식하기 위해 살아남는 것보다 더 많은 자손을 만든다. 떡갈나무 한 그루는 1년에 수천 개의 도토리를 만들지만, 단지 몇 개의 도토리만이 발아하여 자라 생식 가능한 개체가 된다. 나머지 대부분의 도토리는 죽는다. 둘째, 어떤 생물도 서로 간에 정확히 같지 않다. 유전적 돌연변이, 즉 한 개체의 DNA 서열의 변화는 무성생식을 하는 생물을 비롯한 모든 생물에서 다양성을 생성한다. 한 개체군의 모든 자손 중에서 어느 개체가 생식할 때까지 생존하는가? 그 답은 주어진 환경에 가장 잘 적응하는 개체이다. 반대로 잘 적응하지 못한 개체는 생식 전에 죽게 될 것이다. 그래서 자연선택(natural selection)의 정의는 유전되는 형질에 기초하여 개체군에서 특정한 개체의 향상된 생식성공이라고 말할 수 있다(그림 1.8). 시간이 흐르면서 최상의 유전자 조합을 가진 개체는 생존하고 생식하지만, 덜 적합한 형질을 가진 개체는 그렇지 못할 것이다. 여러 세대를 거치면서 적응형질을 가진 개체는 개체군의 모두 혹은 대부분을 이루게 된다. 그러나 환경은 끊임없이 변화한다. 대륙은 이동하고 해수면은 낮아졌다 높아지며 기후는 따뜻해졌다 추워진다. 자연선택을 유도하는 힘이 변할 때 개체군에서는 어떤 일이 발생할까? 새로운 환경에 적응하는 최적의 형질을 지닌 소수의 개체만이 생존할 것이다. 드물게 한 번 생겨난 특성이 이 형질을 가진 개체의 생식성공을 향상시킴에 따라 더욱 보편화된다. 그러나 이 결과는 개체군의 다양성에 의존한다는 점에 주목하기 바란다. 만일 새로운 환경에서 생식할 수 있는 개체가 없다면, 그 종은 멸종하게 될 것이다.자연선택은 여러 세대를 거치면서 개체군의 유전적 구성을 바꾸는 진화(evolution)의 한 메커니즘이다. 진화는 다른 방식으로도 일어나지만, 자연선택은 적응에 대한 선택 메커니즘이다. 다윈(C. Darwin)은 1860년대 자연선택에 의한 진화론을 서술한 『자연선택에 의한 종의 기원』을 출판한 이후 많은 명성을 얻게 되었다. 또 다른 박물학자인 월리스(A. R. Wallace)도 독립적으로 같은 시기에 같은 생각을 발전시켰다. 진화는 생물학에서 가장 강력한 단일 개념이다. 제3장에서 자세히 설명하겠지만, 진화는 생명이 시작된 이후 지금도 계속 진행 중이며 오늘날 생명의 다양성을 설명해 준다. 실제로 현존 생물 사이의 유사성은 모든 종이 공통조상의 후손임을 제시한다. 진화는 최초의 세포가 약 40억 년 전에 형성된 이후 지구상에 번성하는 생명을 만들어 왔고, 이는 지금도 계속되고 있다. (중략)