생명과학

제1부 과학, 화학, 그리고 세포

1│생명의 과학 2
1.1 생명이란 무엇인가? 4
A. 생명은 조직화되어 있다 4
B. 생명은 에너지를 필요로 한다 6
C. 생명은 내부 안정성을 유지한다 7
D. 생명은 스스로 생식하고 자라며 발생한다 7
E. 생명은 진화한다 7
1.2 생물분류체계는 공통후손에 기초한다 8
A. 분류체계는 종들을 생물군으로 조직한다 9
B. 분기학 접근법은 공유파생형질에 기초한다 10
C. 분기도는 가상적인 진화적 유연관계를 기술한다 10
D. 전통적인 많은 생물군은 단계통군이 아니다 12
E. 생명의 계통수는 3개의 주요 가지를 포함한다 13
1.3 과학자는 자연 세계를 연구한다 14
A. 과학적 방법은 다수의 상호 관련된 부분을 가진다 14
B. 실험 고안은 신중한 설계이다 15
C. 이론은 포괄적인 설명이다 16
D. 과학 탐구는 한계가 있다 17
E. 생물학은 계속 발전하고 있다 18
1.4 생명 탐구: 난초와 나방 19


2│생명의 화학 22
2.1 원자는 모든 물질을 만든다 24
A. 원소는 물질의 근본적인 종류이다 24
B. 원자는 원소의 입자이다 24
C. 동위원소는 중성자 수가 다르다 25
2.2 화학결합은 원자들을 연결한다 26
A. 전자가 결합을 결정한다 26
B. 이온결합에서 한 원자는 다른 원자에 전자를 전달한다 27
C. 공유결합에서 원자들은 전자들을 공유한다 28
D. 극성분자의 부분 전하는 수소결합을 생성한다 29
2.3 물은 생명에 필수적이다 30
A. 물은 응집성과 부착성이 있다 30
B. 많은 물질은 물에 용해된다 30
C. 물은 온도를 조절한다 31
D. 물은 얼 때 팽창한다 31
E. 물은 생명의 화학반응에 참여한다 32
2.4 세포는 최적의 pH를 가진다 32
A. pH 지수는 산성도 또는 알칼리도를 나타낸다 33
B. 완충액은 pH를 조절한다 33
2.5 세포는 네 가지 주요 유형의 유기분자를 포함한다 34
A. 작은 소단위로 구성된 대형 유기분자 34
B. 탄수화물은 단당류와 다당류를 포함한다 35
C. 단백질은 복잡하고 다양하다 36
D. 핵산은 유전정보를 저장하고 전달한다 38
E. 지질은 소수성이고 에너지가 풍부하다 40
2.6 생명 탐구: 작은 전장의 화학전 43


3│세포 48
3.1 세포는 생명의 단위이다 50
A. 간단한 렌즈가 세포 관찰의 첫 토대를 밝혔다 50
B. 세포설의 대두 50
C. 현미경은 세포 구조를 확대한다 51
D. 모든 세포는 공통된 특성을 가진다 53
3.2 다양한 세포 종류는 생명의 3역을 특징짓는다 54
A. 세균역은 지구상에서 가장 풍부한 생물을 포함한다 54
B. 고균역은 독특한 생화학을 가진 원핵생물을 포함한다 55
C. 진핵생물역은 복잡한 세포를 가진 생물을 포함한다 56
3.3 막은 세포와 주위 환경을 분리한다 58
3.4 진핵세포의 소기관은 작업을 나누어 한다 60
A. 핵, 소포체 및 골지체는 물질을 분비하기 위해 상호작용한다 61
B. 리소좀, 액포 및 퍼옥시좀은 세포의 소화장소이다 62
C. 미토콘드리아는 영양소에서 에너지를 추출한다 64
D. 광합성은 엽록체에서 일어난다 64
3.5 세포골격은 진핵세포를 지지한다 66
A. 세포골격을 구성하는 단백질 66
B. 섬모와 편모는 세포의 이동을 돕는다 67
3.6 세포는 함께 묶여 있고 서로 소통한다 68
A. 동물세포의 결합은 여러 형태가 존재한다 68
B. 세포벽은 강하고 유연하며 구멍이 있다 68
3.7 생명 탐구: 가장 작은 나침반 71

4│생명의 에너지 74
4.1 모든 세포는 에너지를 얻고 사용한다 76
A. 에너지는 세포에게 생명의 일을 하게 한다 76
B. 열역학법칙은 에너지 전달을 설명한다 77
4.2 화학반응의 망이 생명을 지속한다 78
A. 화학반응은 에너지를 흡수하거나 방출한다 78
B. ‌연계된 산화반응과 환원반응이 전자전달계를 형성한다 79
4.3 ATP는 세포의 에너지 화폐이다 80
A. 연계반응이 ATP에 에너지를 저장하고 방출한다 80
B. ATP는 단기간의 에너지 저장을 나타낸다 81
4.4 효소는 생화학반응을 촉진한다 82
A. 효소는 반응물을 합친다 82
B. 효소는 보조인자를 가진다 83
C. 세포는 반응속도를 조절한다 83
4.5 막 수송은 에너지를 방출하거나 소모한다 84
A. 수동수송은 에너지 투입이 필요 없다 84
B. 능동수송은 에너지 투입을 필요로 한다 87
C. ‌엔도사이토시스와 엑소사이토시스는 소낭을 사용하여 물질을 수송한다 87
4.6 생명 탐구: 전기어(Electric Fish)의 에너지 효율성 89

5│광합성 92
5.1 생명은 광합성에 의존한다 94
A. 광합성은 이산화탄소와 물로부터 포도당을 만든다 94
B. 식물은 탄수화물을 다양한 방법으로 사용한다 94
C. 광합성의 진화가 지구를 변화시켰다 95
5.2 햇빛은 광합성의 에너지원이다 96
A. 빛이란 무엇인가? 96
B. 광합성 색소가 빛에너지를 포획한다 96
C. 엽록체는 광합성 장소이다 97
5.3 광합성은 두 단계로 일어난다 98
5.4 명반응이 광합성을 시작한다 99
A. ‌광계 II에 도달하는 빛은 ATP를 생산하는 에너지를 제공한다 100
B. 광계 I에서 전자는 NADP+를 NADPH로 환원시킨다 101
5.5 탄소반응이 탄수화물을 만든다 101
5.6 ‌C3, C4 및 CAM 식물은 탄소고정에 각각 다른 경로를 이용한다 102
5.7 생명 탐구: 광합성을 하는 도롱뇽 105

6│세포호흡과 발효 108
6.1 세포는 음식물 에너지를 사용하여 ATP를 만든다 110
6.2 세포호흡은 세 가지 주요 과정을 포함한다 111
6.3 진핵세포에서 미토콘드리아는 가장 많은 ATP를 생산한다 112
6.4 해당과정은 포도당을 피루브산으로 분해한다 113
6.5 산소호흡은 해당작용보다 훨씬 많은 ATP를 생성한다 114
A. 피루브산은 아세틸 CoA로 산화된다 114
B. 크렙스 회로는 ATP와 전자운반체를 생성한다 114
C. 전자전달계가 ATP 합성을 추진한다 114
6.6 포도당 한 분자는 얼마나 많은 ATP를 생성하는가? 116
6.7 음식물 분자는 에너지 추출 경로로 들어간다 117
6.8 일부 에너지 경로는 산소를 필요로 하지 않는다 118
A. 무산소호흡은 대체 전자수용체를 사용한다 118
B. 발효생물은 해당과정에서만 ATP를 얻는다 119
6.9 호흡과 광합성은 오래된 경로이다 120
6.10 생명 탐구: 열을 발산하는 식물은 이를 모두와 나눈다 121




제2부 생명공학, 유전학, 그리고 유전

7│DNA 구조와 유전자 기능 124
7.1 유전물질을 확인한 실험들 126
A. 세균은 유전정보를 전달한다 126
B. 허시와 체이스는 DNA의 유전적 역할을 확인하였다 127
7.2 DNA는 뉴클레오타이드의 이중나선구조이다 128
7.3 DNA는 세포의 단백질 ‘제조법’을 간직한다 130
A. 단백질 합성은 전사와 번역을 요구한다 130
B. RNA는 DNA와 단백질 사이의 중개자이다 131
7.4 전사는 RNA 생산에 DNA 주형을 이용한다 132
A. 전사는 세 단계로 일어난다 132
B. mRNA는 진핵세포의 핵에서 변형된다 133
7.5 번역은 단백질을 제조한다 134
A. 유전암호는 mRNA를 단백질에 연관시킨다 134
B. 번역은 mRNA, tRNA 및 리보솜을 필요로 한다 135
C. 번역은 세 단계로 일어난다 136
D. 단백질은 번역 후 올바르게 접혀야 한다 137
7.6 세포는 유전자 발현을 조절한다 138
A. 오페론은 하나의 프로모터를 공유하는 세균 유전자 집단이다 138
B. 진핵생물은 많은 조절 메커니즘을 사용한다 139
7.7 돌연변이는 DNA 서열을 변화시킨다 142
A. 돌연변이의 범위는 침묵에서 치명적인 것까지 다양하다 142
B. 무엇이 돌연변이를 일으키는가? 143
C. 돌연변이는 다음 세대로 전달될 수 있다 144
D. 돌연변이는 중요하다 144
7.8 생명 탐구: 언어의 기원에 대한 단서 145
8│DNA 복제, 이분법, 그리고 유사분열 150
8.1 세포의 분열과 죽음 152
A. 유성생식 생활사는 유사분열, 감수분열 및 수정을 포함한다 152
B. 세포죽음은 생명의 일부이다 152
8.2 DNA 복제는 세포분열에 선행한다 154
8.3 원핵생물은 이분법으로 분열한다 156
8.4 염색체는 세포분열 전에 응축된다 156
8.5 유사분열은 정확한 세포 복사본을 생성한다 157
A. DNA는 간기 동안 복제된다 158
B. 염색체는 유사분열 동안 나누어진다 159
C. 세포질분열은 세포질을 분배한다 160
8.6 암은 세포가 통제에서 벗어나 분열할 때 생긴다 160
A. 화학신호가 세포분열을 조절한다 160
B. 암세포는 세포주기의 통제를 벗어난다 161
C. 암세포는 여러 면에서 정상 세포와 다르다 161
D. 암 치료는 비정상적인 세포를 제거하거나 죽인다 163
E. 유전과 환경이 암의 위험성을 증가시킨다 164
8.7 세포자살은 계획된 세포죽음이다 166
8.8 생명 탐구: 암과의 전쟁에서 종양의 보급로 차단 167

9│유성생식과 감수분열 170
9.1 왜 성인가? 172
9.2 2배체 세포는 두 벌의 상동염색체 조합을 가진다 173
9.3 감수분열은 유성생식에서 필수적이다 174
A. 배우자는 반수체 성세포이다 174
B. 특수화된 생식세포가 감수분열을 한다 174
C. 감수분열은 염색체 수를 반분하고 대립유전자를 뒤섞는다 175
9.4 감수분열에서 DNA는 한 번 복제되고 핵은 두 번 분열한다 176
A. 감수 1분열에서 상동염색체는 정렬하고 분리된다 176
B. 감수 2분열은 4개의 반수체 핵을 만든다 177
9.5 감수분열은 엄청난 다양성을 생성한다 178
A. 교차는 대립유전자를 뒤섞는다 178
B. 상동 쌍은 중기 I 동안에 무작위로 정렬한다 178
C. 수정은 다양성을 배가한다 179
9.6 유사분열과 감수분열은 기능이 서로 다르다: 요약 180

9.7 가끔씩 감수분열에서 오류가 일어난다 181
A. 세포는 너무 많거나 너무 적은 염색체를 물려받을 수 있다 181
B. 작은 규모의 염색체 이상도 일어난다 182
9.8 반수체 핵은 배우자로 포장된다 184
A. 사람의 배우자는 정소와 난소에서 형성된다 184
B. 식물에서는 배우체가 배우자를 만든다 185
9.9 생명 탐구: 곤충의 성을 위해 진화하는 세균의 선택 186

10│유전양상 190
10.1 염색체는 유전정보의 포장이다: 복습 192
10.2 멘델의 실험은 유전의 기본법칙을 밝혔다 193
A. 왜 완두인가? 193
B. 우성 대립유전자는 열성 대립유전자를 감춘다 193
C. ‌각 유전자에 대한 세포의 두 대립유전자는 같거나 다를 수 있다 194
D. 각 세대는 고유한 명칭을 가진다 195
10.3 ‌각 유전자의 두 대립유전자는 서로 다른 배우자로 끝을 맺는다 196
A. 가장 간단한 퍼넷사각형은 한 유전자의 유전을 추적한다 196
B. 감수분열이 멘델의 분리의 법칙을 설명한다 197
10.4 다른 염색체에 있는 유전자는 독립적으로 유전된다 198
A. 두 유전자의 유전을 추적하기 위해 큰 퍼넷사각형이 필요하다 198
B. 감수분열은 멘델의 독립의 법칙을 설명한다 198
C. 곱의 법칙은 유용한 쉬운 방법이다 200
10.5 동일 염색체에 있는 유전자는 함께 유전될 수 있다 200
A. 동일 염색체에 있는 유전자는 연관되어 있다 200
B. 연관유전자의 연구는 염색체 지도를 탄생시켰다 201
10.6 우성 관계는 좀처럼 간단하지 않다 203
A. 불완전우성과 공동우성은 표현형의 종류를 증가시킨다 203
B. 일부 유전양상은 특별히 해석하기가 어렵다 204
10.7 반성유전자는 독특한 유전양상을 보여준다 205
A. X와 Y 염색체가 사람의 성을 결정한다 205
B. X-연관 열성 질환은 여성보다 남성에게 더 큰 영향을 미친다 206
C. ‌X 염색체 불활성화는 단백질의 '양적 배가'를 차단한다 207
10.8 가계도는 유전의 방식을 보여준다 209
10.9 대부분의 형질은 환경과 여러 유전자의 영향을 받는다 211
A. 환경은 표현형을 변화시킨다 211
B. 다인자유전 형질은 하나 이상의 유전자에 의존한다 211
10.10 생명 탐구: 유전과 굶주린 무리 213
11│DNA 기술 218
11.1 DNA 기술은 세상을 변화시킨다 220
11.2 ‌DNA 기술의 도구는 개별 유전자나 전체 유전자에 적용된다 221
A. 다른 종의 DNA를 포함하는 유전자변형 생물 221
B. DNA 염기서열결정(sequencing)은 염기들의 순서를 밝힌다 224
C. PCR이 시험관에서 DNA를 복제한다 225
D. DNA 감식은 유전적 차이를 감지한다 227
11.3 ‌줄기세포와 줄기세포 복제는 세포와 생명체를 복제하는 새로운 방법을 제시했다 228
A. 줄기세포는 분열하여 여러 유형의 세포를 형성한다 228
B. 클로닝(cloning)은 생명체의 동일한 복사본을 생성한다 229
11.4 DNA 기술을 사용하는 많은 의료 검사 및 절차 231
A. DNA 탐침이 특정 서열을 감지한다 231
B. ‌착상 전 유전자 진단으로 일부 질병에 걸린 배아를 가려낼 수 있다 231
C. 유전자 검사가 기존 질병을 감지할 수 있다 232
D. 유전자 치료는 질병을 치료하기 위해 DNA를 이용한다 232
E. DNA 기술의 의학적인 이용은 많은 윤리적 문제를 제기한다 233
11.5 생명 탐구: 유전자변형 사촌에 의해 발생하는 잡초 234




제3부 식물의 생명

12│식물의 형태와 기능 238
12.1 식물의 영양기관에는 줄기, 잎, 뿌리 등이 포함된다 240
12.2 식물세포가 조직을 구성한다 243
A. 식물은 몇 종류의 세포를 가진다 243
B. 식물세포는 세 종류의 주요 조직계를 형성한다 245
12.3 조직은 줄기, 잎, 뿌리를 구성한다 247
A. 줄기는 잎을 지탱한다 247
B. 잎은 광합성을 하는 1차 기관이다 247
C. 뿌리는 물과 무기질을 흡수하며 식물을 고정시킨다 248

12.4 식물은 분열조직 덕분에 유연한 생장패턴을 가진다 251
A. 식물은 새로운 모듈을 첨가하는 방식으로 자란다 251
B. 식물의 생장은 분열조직에서 일어난다 251
C. 1기생장에서 정단분열조직은 줄기와 뿌리를 신장시킨다 252
D. 2기생장에서 측생분열조직이 줄기와 뿌리를 두껍게 만든다 252
12.5 생명 탐구: 한 무리의 작은 감시자들 255

13│식물의 영양과 수송 260
13.1 토양과 공기는 물과 영양소를 제공한다 262
A. 식물은 16가지 필수원소를 필요로 한다 262
B. 토양은 독특한 층으로 되어 있다 262
C. 잎과 뿌리는 필수원소를 흡수한다 263
13.2 물과 무기질은 물관부를 통해 잎까지 상승한다 265
A. 물은 증산작용을 통해 잎에서 증발한다 265
B. 물과 용해된 무기질은 뿌리로 들어간다 266
C. 물관부 수송은 응집력에 의존한다 266
D. 큐티클과 기공은 수분 보존을 돕는다 267
13.3 당은 비광합성 세포로 보내진다 268
A. 체관부 수액은 당과 다른 유기화합물을 포함한다 268
B. 압류 이론은 체관부 기능을 설명한다 268
13.4 기생식물은 다른 식물의 관다발조직에 관을 연결한다 270
13.5 생명 탐구: 덫에 숨겨진 대가 270

14│꽃식물의 생식과 발생 274
14.1 속씨식물은 무성생식과 유성생식으로 생식한다 276
A. 무성생식은 클론을 만든다 276
B. 유성생식은 다양성을 생성한다 277
14.2 속씨식물 생활사는 꽃, 열매, 종자를 포함한다 278
A. 꽃은 생식기관이다 278
B. 꽃가루와 배낭은 배우체이다 279
C. 수분은 암술머리로 꽃가루를 가져온다 280
D. 중복수정은 접합자와 배젖을 생성한다 280
E. 종자는 배와 양분으로 구성된다 281
F. 열매는 씨방에서 발달한다 282
G. 열매는 종자를 보호하고 분산시킨다 282
14.3 식물의 생장은 종자 발아로 시작된다 284
14.4 호르몬은 식물의 생장과 발달을 조절한다 285
A. 옥신과 시토키닌은 식물 생장에 필수적이다 285
B. ‌지베렐린, 에틸렌 및 앱시스산은 여러 방식으로 식물의 발달에 영향을 준다 286
C. 생물학자들은 새로운 식물 호르몬을 계속 발견 중이다 287
14.5 빛은 식물의 삶에 절대적이다 288
A. 굴광성은 빛을 향한 생장이다 288
B. 피토크롬은 종자 발아, 하루주기리듬, 개화를 조절한다 289
14.6 식물은 중력과 접촉에 반응한다 291
14.7 식물 부위는 죽거나 휴면한다 292
14.8 생명 탐구: 매운 고추의 역설 293




제4부 동물의 생명

15│동물의 조직과 기관계 296
15.1 특수화된 세포가 동물의 몸을 만든다 298
15.2 동물은 네 종류의 조직으로 구성된다 300
A. 상피조직은 표면을 덮는다 300
B. 대부분의 결합조직은 다른 조직을 묶어준다 301
C. 근육조직은 운동을 제공한다 302
D. 신경조직은 빠른 통신망을 형성한다 303
15.3 기관계는 상호 연결되어 있다 304
A. 신경계와 내분비계는 소통을 조율한다 304
B. 골격계와 근육계는 몸을 지탱하고 움직인다 304
C. 소화계, 순환계 및 호흡계는 에너지 획득을 위해 함께 작용한다 304
D. 피부계, 비뇨계, 면역체계, 그리고 림프계는 몸을 보호한다 305
E. 생식계는 다음 세대를 만든다 305
15.4 기관계 상호작용은 항상성을 촉진한다 306
15.5 피부계는 체온을 조절하고 수분을 보존한다 307
15.6 생명 탐구: 비타민과 인간의 피부 색소의 진화 309
16│신경계 312
16.1 신경계는 빠른 통신망을 형성한다 314
A. 무척추동물은 신경망, 신경사다리, 혹은 신경삭을 가진다 314
B. 척추동물의 신경계는 고도로 집중화되어 있다 315
16.2 뉴런은 신경계의 기능적 단위이다 316
A. 전형적인 뉴런은 세포체, 수상돌기 및 축삭으로 구성된다 316
B. 신경계는 3종류의 뉴런으로 구성된다 317
16.3 활동전위가 정보를 운반한다 318
A. 휴지 상태의 뉴런은 음전하를 띠고 있다 318
B. 뉴런의 막전위는 활동전위 동안 뒤집힌다 318
C. 수초는 신경충격의 전도를 빠르게 한다 321
16.4 신경전달물질은 세포 사이에 신호를 전달한다 322
A. 뉴런은 시냅스에서 소통한다 322
B. 시냅스후세포는 다수의 시냅스에서 오는 정보를 통합한다 323
16.5 ‌말초신경계는 중추신경계의 바깥에 있는 신경세포들로 구성된다 324
16.6 중추신경계는 뇌와 척수로 이루어진다 326
A. 척수는 몸과 뇌 사이에 정보를 전달한다 326
B. 사람의 뇌는 몇몇 부위로 나누어진다 326
C. 많은 뇌 부위가 기억형성에 참여한다 328
D. 중추신경계의 손상은 매우 치명적이다 329
16.7 생명 탐구: 전갈의 독침은 메뚜기쥐를 놀라게 하지 않는다 332

17│감각 336
17.1 다양한 감각은 동일 원리로 작동한다 338
A. 감각수용기는 자극에 반응하여 활동전위를 생성한다 338
B. 지속적인 자극은 감각적응을 유발한다 339
17.2 일반감각은 촉각, 온도, 통각 및 위치를 탐지한다 340
17.3 후각과 미각은 화학물질을 탐지한다 341
A. 코의 화학수용기는 냄새 분자를 감지한다 341
B. 입에 있는 화학수용기는 맛을 감지한다 342
17.4 시각은 빛 감지세포에 의존한다 343
A. 무척추동물의 눈은 여러 형태가 있다 343
B. 척추동물 눈에서 빛은 망막에 초점을 맞춘다 343
C. 신호는 망막에서부터 시신경을 거쳐 뇌로 전달된다 344
17.5 청각과 평형감각은 귀에서 시작한다 346
A. 내이의 기계수용기가 음파를 탐지한다 346
B. 내이는 평형감각을 제공한다 347
17.6 생명 탐구: 고래는 어떻게 맛을 느끼는가? 348
18│내분비계 352
18.1 내분비계는 호르몬을 사용하여 소통한다 354
A. 내분비샘은 표적세포와 상호작용하는 호르몬을 분비한다 354
B. 신경계와 내분비계는 함께 작용한다 355
18.2 호르몬은 표적세포에서 반응을 자극한다 356
A. 수용성 호르몬은 2차 전달체계를 촉발한다 356
B. 지용성 호르몬은 직접 유전자 발현을 변화시킨다 357
18.3 시상하부와 뇌하수체는 내분비 조절을 감독한다 358
A. 뇌하수체 후엽은 2종류의 호르몬을 저장하고 분비한다 359
B. 뇌하수체 전엽은 6종류의 호르몬을 생성하고 분비한다 359
18.4 많은 분비샘의 호르몬은 물질대사를 조절한다 360
A. 갑상샘은 물질대사 속도를 설정한다 360
B. 부갑상샘은 혈중 칼슘농도를 조절한다 361
C. 부신은 스트레스 반응을 조율한다 361
D. 이자는 혈당을 조절한다 362
E. 송과샘은 멜라토닌을 분비한다 363
18.5 난소와 정소에서 분비되는 호르몬은 생식을 조절한다 364
18.6 애정에 중독되다 364

19│근골격계 368
19.1 골격은 여러 형태가 있다 370
19.2 척추동물 골격은 등뼈로 특징지어진다 371
19.3 ‌뼈는 지지를 제공하고 내부기관을 보호하며 칼슘을 공급한다 372
A. 뼈는 거의 대부분이 뼈조직과 연골로 구성된다 372
B. 뼈는 끊임없이 만들어지고 분해된다 374
C. 뼈는 칼슘 항상성의 조절을 돕는다 374
D. 뼈와 뼈는 관절에서 만난다 375
19.4 근육운동은 수축단백질, 칼슘 및 ATP를 필요로 한다 376
A. 액틴 및 미오신 미세섬유가 근육세포를 채운다 376
B. 활주섬유는 근섬유 수축의 토대이다 377
C. 운동뉴런이 근섬유의 수축을 자극한다 378
19.5 근육은 여러 방식으로 ATP를 생성한다 380
19.6 많은 근섬유가 조합되어 하나의 근육을 형성한다 381
A. 개별 근육은 다양한 힘으로 수축한다 381
B. 근육은 지근섬유와 속근섬유를 가진다 381
C. 운동은 근육을 강화한다 382
19.7 ‌생명 탐구: 미오신 유전자 돌연변이가 사람을 더 영리하게 만드는가? 382
20│순환계 386
20.1 순환계는 영양소를 운반하고 노폐물을 제거한다 388
A. 순환계는 개방되어 있거나 닫혀 있다 388
B. 척추동물의 순환계는 점점 복잡하게 진화하였다 389
20.2 혈액은 복합 혼합물이다 390
A. 혈장은 많은 용해된 물질을 운반한다 390
B. 적혈구는 산소를 운반한다 391
C. 백혈구는 감염과 싸운다 391
D. 혈액응고는 혈소판과 혈장단백질을 필요로 한다 392
20.3 혈액은 심장과 혈관을 거쳐 순환한다 393
20.4 사람의 심장은 근육 펌프이다 394
A. 심장은 4개의 방을 가진다 394
B. 심장의 좌우 절반은 각각 다른 경로를 따라 혈액을 보낸다 394
C. 심근세포가 심장박동을 생성한다 395
D. 운동은 심장을 강화시킨다 396
20.5 혈관은 순환경로를 형성한다 397
A. 동맥과 정맥 및 모세혈관의 구조는 서로 다르다 397
B. 혈압과 혈류속도는 혈관의 종류에 따라 다양하다 398
20.6 림프계는 순환을 유지하고 감염으로부터 보호한다 400
20.7 생명 탐구: 극한의 환경 속 차가운 피 402

21│호흡계 406
21.1 기체는 호흡표면을 통해 확산한다 408
A. ‌일부 무척추동물은 체벽이나 내부 관을 가로질러 기체를 교환한다 409
B. 아가미는 물과 기체를 교환한다 409
C. 육상 척추동물은 폐에서 기체를 교환한다 410
21.2 사람의 호흡계는 공기를 폐로 운반한다 411
A. 코, 인두 및 후두는 상기도를 형성한다 412
B. 하기도는 기관과 폐로 구성된다 413
21.3 호흡은 폐의 압력 변화를 필요로 한다 414
21.4 혈액은 산소를 운반하고 이산화탄소를 제거한다 416
A. 혈액은 몇 가지 형태로 기체를 운반한다 416
B. 혈중 기체 농도는 호흡속도를 조절한다 416
21.5 생명 탐구: 왜 곤충들은 숨죽이는가? 418

22│소화와 영양 422
22.1 소화계는 음식물에서 영양소를 추출한다 424
A. 동물은 에너지와 조립 단위를 얻기 위해 먹는다 424
B. 동물은 얼마나 많은 음식물을 필요로 하는가? 424
C. 동물은 음식물을 네 단계로 처리한다 424
D. 동물의 섭식 전략은 매우 다양하다 425
22.2 동물 소화관의 형태는 다양하다 426
22.3 사람의 소화계는 몇몇 기관으로 구성된다 428
A. 소화는 입에서 시작된다 428
B. 위는 음식물을 저장하고 소화하며 밀어낸다 429
C. 작은창자는 영양소를 소화하고 흡수한다 430
D. 큰창자는 영양소와 물의 흡수를 완료한다 432
22.4 건강한 식단은 필수영양소와 적절한 칼로리를 포함한다 434
A. 다양한 식사는 건강에 필수적이다 434
B. 체중은 음식물 섭취와 활동량을 반영한다 436
C. 기아: 필요한 양보다 너무 적은 열량 437
D. 비만: 필요한 양보다 더 많은 열량 438
22.5 생명 탐구: 달콤한 음식의 대가 439

23│체온조절 및 배설 442
23.1 동물은 자신의 내부 체온을 조절한다 444
A. 열의 획득과 손실이 동물의 체온을 결정한다 444
B. 동물은 몇 가지 적응으로 체온을 조절한다 445
23.2 동물은 체액의 물과 이온을 조절한다 446
23.3 질소노폐물로는 암모니아, 요소 및 요산이 있다 448
23.4 비뇨계는 오줌을 생성, 보관 및 제거한다 449
23.5 네프론은 콩팥의 기능단위이다 450
A. 네프론은 혈관과 밀접하게 상호작용한다 450
B. 오줌은 여과, 재흡수 및 분비를 거치면서 형성된다 450
C. 사구체 주머니는 혈액을 여과한다 452
D. 재흡수와 분비는 세뇨관에서 일어난다 452
E. 집합관은 더 많은 물을 보존한다 453
F. 호르몬이 콩팥의 기능을 조절한다 453
23.6 생명 탐구: 털과 깃털의 기원에 대해서 454


24│면역체계 458
24.1 여러 종류의 세포, 조직 및 기관이 몸을 방어한다 460
A. 백혈구는 면역체계에서 주된 역할을 한다 460
B. 림프계는 몇몇 조직과 기관으로 구성된다 461
C. 면역체계는 크게 두 범주로 나누어진다 461
24.2 선천성 방어는 비특이적이며 초반에 작용한다 462
A. 장벽은 첫 번째 방어선을 형성한다 462
B. 내부의 선천성 방어가 침입자를 파괴한다 462
24.3 적응면역은 특정 병원체를 방어한다 464
A. 대식세포가 세포성 면역과 체액성 면역을 촉발한다 464
B. 세포독성 T 세포는 세포성 면역을 조율한다 465
C. B 세포가 체액성 면역반응을 이끈다 465
D. 면역반응은 위험이 사라지면 꺼진다 468
E. 2차 면역반응은 1차 면역반응보다 빠르다 469
24.4 백신은 면역성을 활성화시킨다 470
24.5 면역체계에 영향을 주는 몇 가지 질환 471
A. 자가면역질환은 파괴적이고 불가사의하다 471
B. 면역결핍은 기회감염으로 이어진다 471
C. 알레르기는 면역반응을 잘못 인도한다 472
D. 임신한 여성의 면역체계는 가끔씩 발생 중인 태아를 공격한다 473
24.6 생명 탐구: 위생학의 숨겨진 대가 474

25│동물의 생식과 발생 478
25.1 동물의 발생은 생식으로 시작한다 480
A. 동물은 무성생식 혹은 유성생식을 한다 480
B. 유전자 발현이 배아 발생을 지시한다 480
C. 발생은 직접적이거나 간접적이다 481
25.2 남성은 정자를 생산한다 482
A. 남성 생식기관은 몸의 내외부에 위치한다 482
B. 정자형성과정은 정자를 만든다 483
C. 남성의 생식기능은 호르몬의 조절을 받는다 484
25.3 여성은 난자를 만든다 485
A. 여성 생식기관은 몸 내부에 위치한다 485
B. 난자형성과정은 난자를 생성한다 486
C. 호르몬이 여성의 생식기능을 조절한다 487
D. 호르몬의 변화가 불편함을 유발한다 488
25.4 생식건강은 피임과 질병을 고려한다 489
25.5 신생아는 접합자로서 생명을 시작한다 491
A. 수정은 유전물질을 합치고 임신을 시작한다 491
B. ‌초기 배아의 발생과정은 난할, 착상 및 낭배형성으로 이루어진다 492
C. 기관은 배아기에 모양을 갖춘다 493
D. 기관은 태아기부터 작동한다 496
E. 자궁근육의 수축이 진통과 출산을 이끈다 498
25.6 출생결함은 여러 가지 원인으로 일어난다 499
25.7 생명 탐구: 궁극의 희생 500

26│동물의 행동 506
26.1 동물 행동에는 근접원인과 궁극원인이 있다 508
26.2 동물 행동은 선천적 및 학습적 요소를 조합한다 509
A. 선천적 행동은 경험을 필요로 하지 않는다 509
B. 학습은 경험을 필요로 한다 510
C. 유전자와 환경이 상호작용하여 행동을 결정한다 511
26.3 많은 행동은 생존을 향상시킨다 512
A. 일부 동물은 특정 장소를 찾아간다 512
B. 동물은 먹이의 에너지와 찾는 비용의 균형을 추구한다 513
C. 포식 피하기는 생존의 핵심이다 514
26.4 많은 행동은 번식성공을 촉진한다 516
A. 구애는 교미 무대를 설정한다 516
B. 성적 선택은 성 간의 차이로 이어진다 516
C. 동물은 교미체계와 돌보기 정도에서 다르다 517
D. 사람의 생식선택은 자연선택을 반영하는 것 같다 518
26.5 사회적 행동은 종종 집단에서 일어난다 519
A. 집단으로 서식하는 것은 손익을 가진다 519
B. 지배계급과 영역성은 경쟁을 감소시킨다 520
C. 혈연선택과 상호이타주의는 일부 협력행동을 설명한다 520
D. 진사회성 동물은 고도로 발달한 사회를 가진다 521
26.6 생명 탐구: 암초의 ‘복장도착자’ 522



제5부 생명의 다양성

27│생명의 다양성 526
27.1 바이러스 528
A. 바이러스는 세포보다 작고 더 단순하다 528
B. 바이러스의 증식 529
C. 바이러스의 감염에 따른 세포의 죽음 530
D. 바이러스는 살아 있는가? 530
27.2 원핵생물(세균과 고균) 532
A. ‌원핵생물 종 분류는 전통적으로 세포 구조와 물질대사에 기초한다 533
B. 물질대사 경로는 원핵생물의 분류에 유용하다 534
C. 세균역은 친숙한 많은 집단을 포함하고 있다 535
D. 대다수의 고균은 ‘극한생물’이다 537
27.3 원생생물 537
A. 원생생물은 긴 진화 역사를 가진다 538
B. 급변하는 원생생물의 분류 538
C. 원생생물은 다방면에서 중요하다 539
27.4 식물 541
A. 녹조류는 식물과 가장 가까운 친척이다 541
B. 식물은 육상생활에 적응하였다 542
27.5 균류 545
A. 균류는 외부 소화를 하는 종속영양생물이다 546
B. 균류의 분류는 전통적으로 생식구조에 기초한다 548
27.6 동물 549
A. 동물의 생명은 물에서 시작되었다 549
B. 동물이란 무엇인가? 550
C. 동물의 특징은 공통조상을 반영한다 550
D. 다른 추가적인 특징이 분류에 이용된다 552
E. 대부분의 척삭동물은 척추동물이다 554

부록 A B C D 565
용어풀이 569
찾아보기 585