[동아일보]
■2008학년도 고려대 정시논술 문제 5
■2008학년도 연세대 정시논술 문제 3-1, 3-2
(문제는 연세대 홈페이지에서 내려받을 수 있습니다)
열사병, 왜 뇌를 손상시킬까
■문제 3-1
○ 출제의도
―생체 화학 반응에 관여하는 효소의 특성을 알고 있는지 평가한다.
―체온변화에 따른 효소의 특성을 이해하고 이를 생물학적 현상에 응용하는 능력을 평가한다.
―수분이 우리 몸에서 하는 역할을 잘 설명할 수 있는지 평가한다.
○ 배경이론
(인체의 항상성과 체온)
인체는 항상성의 유지로 체온을 항상 일정하게 유지한다. 추울 때는 체열을 보온하기 위해 땀구멍을 닫고 몸을 움츠리게 된다. 반면, 더울 때는 땀구멍을 열어 땀을 흘려서 체온을 정상수준으로 조절하게 된다.
(효소의 작용범위)
효소는 단백질로 이루어져 있기 때문에 특정 온도 범위를 벗어나면 단백질의 변형으로 반응속도가 현저하게 떨어진다.
○ 해설
열사병의 원인을 두 가지로 보면 첫 번째 원인은 뇌척수액(뇌실과 척수의 빈 공간을 채우는 액)의 온도가 높아지는 현상이다. 우리 몸은 항상성을 유지하기 때문에 아무리 더운 날이라도 표피는 37도 이상 올라갈 수 있으나 뇌척수액은 어지간해서는 37도 이상 올라가지 않는다. 그러나 뜨거운 온도에 심하게 노출될 경우 뇌척수액의 온도 또한 항상성을 벗어나 버린다. 사람 몸의 66%가 물인 만큼 뇌척수액도 뇌에서 상당한 양을 차지한다. 이 뇌척수액이 뜨거워진 채로 뇌 속을 흐르면 뇌의 내부 온도도 올라간다. 그러면 뇌에 있는 각종 효소들이 최적 온도범위를 벗어나게 되어 인체가 손상을 입는다.
두 번째 원인은 땀을 지나치게 많이 흘려서 체내 혈류량이 감소하는 현상이다. 땀은 우리 몸의 혈액에 있는 수분과 일부 노폐물이 걸러진 것이다. 더위로 땀이 과도하게 흐르면 혈액의 혈류량이 부족해진다. 따라서 지문에서와 같이 땀의 양이 줄어든다. 땀에 있는 물은 화학 반응의 매체가 되며 몸 안의 다양한 화학 반응과 관계하여 물질 대사를 유지시키는 역할을 한다. 그래서 이러한 물이 부족하면 물질 대사를 유지할 수 없어 몸의 항상성이 깨진다. 땀을 지나치게 흘리면 혈류량이 감소해 혈압이 떨어지고, 뇌로 가는 혈액이 줄어들어서 뇌의 기능이 저하된다.
■문제 3-2
○ 출제의도
―체온 유지의 생물학적 작용 원리를 아는지 평가한다.
―천연 의약품이 갖춰야 할 화학적 특성을 다양한 각도에서 유추하는 능력을 평가한다.
○ 배경이론
(인체와 무기염류와의 관계)
인체는 적절량의 무기 염류가 있어야만 세포의 삼투압과 pH를 유지할 수 있다. 우리 몸의 무기염류 농도는 0.9% 정도다.
(효소의 변성)
단백질은 20가지의 아미노산이 긴 사슬 모양으로 연결된 고분자 화합물이다. 단백질의 특성은 아미노산의 종류와 배열 순서에 따라 결정된다. 한 예로 효소를 구성하는 단백질은 입체 구조를 가지고 있어 그 입체 구조에 맞는 특정 기질에 대해서만 작용한다. 그런데 단백질은 열에 쉽게 변형되기 때문에 적정 온도를 벗어나면 입체 구조가 변해 특정 기질에 작용하지 못한다.
○ 해설
열사병은 제시문에서 주어진 바와 같이 효소의 단백질 구조 변형과 체내의 수분 부족 때문에 일어난다.
따라서 잉어 성분에는 수분 흡수를 도우는 치료성분이 있었다고 할 수 있다. 예를 들어 우리 몸은 물만 있으면 수분흡수를 제대로 하지 못하고 무기염류도 있어야 수분흡수를 할 수 있다. 운동 후에 이온음료를 마시는 것은 이 때문이다. 잉어 육수에는 무기염류가 적절히 들어 있어 마시면 수분 흡수가 촉진된다는 것을 알 수 있다.
효소는 특정 온도 범위를 벗어나면 단백질 변형이 일어나 반응 속도가 급격히 떨어지고 그 기능을 잃어버린다. 잉어 육수에는 이 효소의 변형을 막거나 구조가 변형된 효소를 원래의 모양대로 복수시켜 주는 치료제 성분이 있었다고 볼 수 있다.
이상조 스카이에듀 과학논술 강사
▶easynonsul.com 및 스카이에듀 홈페이지(www.skyedu.com)에 풀이 및 동영상 해설
■2008학년도 고려대 정시논술 문제 5
■2008학년도 연세대 정시논술 문제 3-1, 3-2
(문제는 연세대 홈페이지에서 내려받을 수 있습니다)
열사병, 왜 뇌를 손상시킬까
■문제 3-1
○ 출제의도
―생체 화학 반응에 관여하는 효소의 특성을 알고 있는지 평가한다.
―체온변화에 따른 효소의 특성을 이해하고 이를 생물학적 현상에 응용하는 능력을 평가한다.
―수분이 우리 몸에서 하는 역할을 잘 설명할 수 있는지 평가한다.
○ 배경이론
(인체의 항상성과 체온)
인체는 항상성의 유지로 체온을 항상 일정하게 유지한다. 추울 때는 체열을 보온하기 위해 땀구멍을 닫고 몸을 움츠리게 된다. 반면, 더울 때는 땀구멍을 열어 땀을 흘려서 체온을 정상수준으로 조절하게 된다.
(효소의 작용범위)
효소는 단백질로 이루어져 있기 때문에 특정 온도 범위를 벗어나면 단백질의 변형으로 반응속도가 현저하게 떨어진다.
○ 해설
열사병의 원인을 두 가지로 보면 첫 번째 원인은 뇌척수액(뇌실과 척수의 빈 공간을 채우는 액)의 온도가 높아지는 현상이다. 우리 몸은 항상성을 유지하기 때문에 아무리 더운 날이라도 표피는 37도 이상 올라갈 수 있으나 뇌척수액은 어지간해서는 37도 이상 올라가지 않는다. 그러나 뜨거운 온도에 심하게 노출될 경우 뇌척수액의 온도 또한 항상성을 벗어나 버린다. 사람 몸의 66%가 물인 만큼 뇌척수액도 뇌에서 상당한 양을 차지한다. 이 뇌척수액이 뜨거워진 채로 뇌 속을 흐르면 뇌의 내부 온도도 올라간다. 그러면 뇌에 있는 각종 효소들이 최적 온도범위를 벗어나게 되어 인체가 손상을 입는다.
두 번째 원인은 땀을 지나치게 많이 흘려서 체내 혈류량이 감소하는 현상이다. 땀은 우리 몸의 혈액에 있는 수분과 일부 노폐물이 걸러진 것이다. 더위로 땀이 과도하게 흐르면 혈액의 혈류량이 부족해진다. 따라서 지문에서와 같이 땀의 양이 줄어든다. 땀에 있는 물은 화학 반응의 매체가 되며 몸 안의 다양한 화학 반응과 관계하여 물질 대사를 유지시키는 역할을 한다. 그래서 이러한 물이 부족하면 물질 대사를 유지할 수 없어 몸의 항상성이 깨진다. 땀을 지나치게 흘리면 혈류량이 감소해 혈압이 떨어지고, 뇌로 가는 혈액이 줄어들어서 뇌의 기능이 저하된다.
■문제 3-2
○ 출제의도
―체온 유지의 생물학적 작용 원리를 아는지 평가한다.
―천연 의약품이 갖춰야 할 화학적 특성을 다양한 각도에서 유추하는 능력을 평가한다.
○ 배경이론
(인체와 무기염류와의 관계)
인체는 적절량의 무기 염류가 있어야만 세포의 삼투압과 pH를 유지할 수 있다. 우리 몸의 무기염류 농도는 0.9% 정도다.
(효소의 변성)
단백질은 20가지의 아미노산이 긴 사슬 모양으로 연결된 고분자 화합물이다. 단백질의 특성은 아미노산의 종류와 배열 순서에 따라 결정된다. 한 예로 효소를 구성하는 단백질은 입체 구조를 가지고 있어 그 입체 구조에 맞는 특정 기질에 대해서만 작용한다. 그런데 단백질은 열에 쉽게 변형되기 때문에 적정 온도를 벗어나면 입체 구조가 변해 특정 기질에 작용하지 못한다.
○ 해설
열사병은 제시문에서 주어진 바와 같이 효소의 단백질 구조 변형과 체내의 수분 부족 때문에 일어난다.
따라서 잉어 성분에는 수분 흡수를 도우는 치료성분이 있었다고 할 수 있다. 예를 들어 우리 몸은 물만 있으면 수분흡수를 제대로 하지 못하고 무기염류도 있어야 수분흡수를 할 수 있다. 운동 후에 이온음료를 마시는 것은 이 때문이다. 잉어 육수에는 무기염류가 적절히 들어 있어 마시면 수분 흡수가 촉진된다는 것을 알 수 있다.
효소는 특정 온도 범위를 벗어나면 단백질 변형이 일어나 반응 속도가 급격히 떨어지고 그 기능을 잃어버린다. 잉어 육수에는 이 효소의 변형을 막거나 구조가 변형된 효소를 원래의 모양대로 복수시켜 주는 치료제 성분이 있었다고 볼 수 있다.
이상조 스카이에듀 과학논술 강사
▶easynonsul.com 및 스카이에듀 홈페이지(www.skyedu.com)에 풀이 및 동영상 해설
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