#59 세포막을 통한 물질의 이동 (1)

문제 1 · OX 문제

세포막은 우리 몸에 필요한 물질이라면 크기나 성질에 상관없이 모두 자유롭게 통과시키는 프리패스 구역이다. ( )

정답: X

세포막은 아무나 들여보내지 않는 고급 클럽의 깐깐한 보안요원과 같습니다. 물질의 종류, 크기, 전하를 띠는지 여부를 꼼꼼하게 검사해서 통과 여부를 결정해요. 이를 선택적 투과성이라고 합니다. 만약 모든 물질을 자유롭게 통과시킨다면 세포 내부는 엉망이 되고 세포의 생명 유지도 불가능해지겠죠.

문제 2 · OX 문제

O₂와 같은 기체 분자는 크기가 매우 작고 지질과 친하기 때문에, 세포막의 인지질 2중층을 직접 뚫고 지나가는 단순 확산을 한다. ( )

정답: O

맞습니다. O₂는 아주 작고 날렵하며 기름 성분과 친한 성질이 있어요. 좁은 인파 사이를 요리조리 잘 빠져나가는 날씬한 사람처럼, 인지질 틈새를 아무런 장애 없이 슥 통과합니다. 이렇게 막단백질의 도움 없이 인지질 2중층을 직접 통과하는 것을 단순 확산이라고 합니다.

문제 3 · OX 문제

포도당이나 나트륨 이온은 덩치가 크거나 전하를 띠고 있어 인지질 2중층을 쉽게 직접 통과할 수 있다. ( )

정답: X

인지질 2중층은 기름 성분으로 되어 있어서, 물과 친하거나 전하를 띤 물질을 아주 싫어하고 밀어냅니다. 덩치가 큰 포도당 역시 좁은 틈새를 통과하지 못하죠. 그래서 이들은 마치 VIP 전용 통로인 막단백질이라는 터널을 이용해야만 세포 안팎으로 이동할 수 있습니다.

문제 4 · OX 문제

확산은 에너지를 소모하여 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 물질을 억지로 이동시키는 현상이다. ( )

정답: X

확산은 에너지를 쓰지 않는 자발적인 현상입니다. 높은 산 위에서 아래로 공이 저절로 굴러 내려가는 것과 같아요. 물질은 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 자연스럽게 퍼져 나가는 것이죠. 에너지를 쓰지 않고도 농도 차이만으로 이동하는 것이 확산의 핵심입니다.

문제 5 · OX 문제

세포막에 박혀 있는 막단백질을 통로로 삼아 물질이 이동하는 방식을 촉진 확산이라고 한다. ( )

정답: O

맞습니다. 스스로 인지질 벽을 통과하기 힘든 물질들을 위해 세포막은 막단백질이라는 전용 터널을 만들어 두었습니다. 이 터널을 통해 물질이 좀 더 쉽게 이동한다고 해서 촉진 확산이라고 불러요. 단순 확산이 담장을 넘는 것이라면, 촉진 확산은 문을 열고 들어가는 것으로 비유할 수 있습니다.

문제 6 · OX 문제

지질에 대한 용해도가 높은 물질(지질과 잘 섞이는 물질)일수록 세포막의 인지질 2중층을 통과하기가 더 힘들어진다. ( )

정답: X

반대입니다. 세포막의 주인공인 인지질 2중층은 기름 성분으로 되어 있어요. 따라서 기름과 잘 섞이는 물질은 마치 자기 집 안방처럼 세포막을 아주 쉽고 빠르게 통과합니다. 즉, 지질 용해도가 높을수록 세포막 투과 성능도 좋아진답니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

물질이 스스로 운동하여 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 퍼져 나가는 현상을 ( )이라고 한다. (2글자)

정답: 확산

확산은 외부의 에너지 사용 없이 물질이 스스로 운동하여 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 현상입니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

지질에 대한 용해도가 높고 크기가 작은 O₂나 CO₂와 같은 물질은 세포막의 ( ) 이중층을 직접 통과하는 단순 확산을 한다. (3글자)

정답: 인지질

O₂나 CO₂와 같이 크기가 작고 지질과 친한 물질은 막단백질의 도움 없이 인지질 2중층을 직접 통과할 수 있습니다.

문제 9 · 빈칸 채우기

전하를 띤 이온, 포도당이나 아미노산 등은 막에 박혀 있는 ( )을 통해 이동하는 촉진 확산을 한다. (4글자)

정답: 막단백질

포도당이나 이온과 같이 크기가 크거나 전하를 띤 물질은 인지질 2중층을 통과하기 어렵기 때문에, 세포막에 박혀 있는 막단백질이라는 통로를 이용합니다.

문제 10 · 빈칸 채우기

확산은 에너지를 사용하지 않으며, 물질이 ( ) 차이에 의해 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 현상이다. (2글자)

정답: 농도

확산은 물질이 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 현상으로, 분자 운동에 의해 일어나며 에너지가 소모되지 않습니다.

문제 11 · 단답형

O₂나 CO₂와 같이 지질과 친하고 크기가 작은 기체 분자가 인지질 2중층을 통해 직접 이동하는 방식을 무엇이라 하는가? (4글자)

정답: 단순확산

크기가 매우 작고 지질과 친한 기체 분자들은 막단백질의 도움 없이 인지질 2중층을 직접 뚫고 지나가는 단순 확산을 통해 이동합니다.

문제 12 · 단답형

세포막에 있는 단백질 통로를 통해 물질이 확산하는 방식을 무엇이라 하는가? (4글자)

정답: 촉진확산

포도당이나 이온과 같이 크기가 크거나 전하를 띤 물질은 스스로 인지질 2중층을 통과하기 어렵기 때문에, 세포막의 막단백질이라는 통로를 이용해 이동합니다.

문제 13 · 단답형

세포막의 구조 중 인지질 2중층을 관통하고 있어 이온이나 포도당과 같은 물질이 이동할 수 있게 돕는 구조물은 무엇인가? (4글자)

정답: 막단백질

막단백질은 세포막의 인지질 2중층에 박혀 있으며, 스스로 막을 통과하기 힘든 물질들이 지나갈 수 있는 전용 터널 역할을 합니다.

문제 14 · 단답형

세포막이 물질의 종류, 크기, 성질에 따라 투과도를 다르게 조절하는 특성을 무엇이라 하는가? (6글자)

정답: 선택적투과성

세포막은 물질을 가리지 않고 무조건 통과시키는 것이 아니라, 물질의 크기나 성질에 따라 투과 여부를 결정하는 선택적 투과성을 가지고 있습니다.

문제 15 · 보기 선택

세포막의 선택적 투과성에 대해 가장 잘 설명한 것을 모두 골라보세요.

• ㄱ. 세포막은 마치 프리패스 통행증이 있는 것처럼 모든 물질을 자유롭게 통과시킵니다.
• ㄴ. 세포막은 입구에서 까다로운 조건을 따지는 보안요원과 같아서, 물질의 종류나 크기에 따라 통과 여부를 결정합니다.
• ㄷ. 일반적으로 크기가 아주 작고 기름과 잘 섞이는 물질일수록 보안요원의 제지를 덜 받고 쉽게 통과합니다.
• ㄹ. 전하를 띠고 있는 물질은 세포막을 아주 쉽게 통과할 수 있습니다.

정답: ㄴ, ㄷ

세포막은 아무나 들여보내지 않는 까다로운 보안요원입니다. 크기가 크거나 전하를 띤 물질은 쉽게 통과하기 어렵죠.

문제 16 · 보기 선택

확산이라는 현상의 특징을 잘 설명한 것을 모두 골라보세요.

• ㄱ. 사람이 많은 곳에서 적은 곳으로 이동하듯, 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 물질이 퍼져 나가는 현상입니다.
• ㄴ. 물건을 옮길 때 짐꾼에게 돈을 지불하듯, 확산 과정에서도 세포는 에너지를 반드시 사용합니다.
• ㄷ. 분자가 스스로 꼼지락거리며 운동하기 때문에 별도의 에너지가 필요 없는 자연스러운 흐름입니다.
• ㄹ. 농도 차이가 없어도 분자들은 아주 빠르게 이동합니다.

정답: ㄱ, ㄷ

확산은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 물처럼 자연스러운 현상이라 에너지가 들지 않습니다.

문제 17 · 보기 선택

단순 확산에 대해 올바르게 설명한 것을 모두 골라보세요.

• ㄱ. 크기가 매우 작고 기름과 친한 O₂나 CO₂ 같은 기체들이 이용하는 지름길입니다.
• ㄴ. 좁은 문을 통과해야 하므로 막단백질이라는 특별한 통로가 꼭 필요합니다.
• ㄷ. 세포막이라는 울타리를 담장 넘듯 직접 뚫고 지나가는 방식입니다.
• ㄹ. 덩치가 큰 포도당 분자가 주로 사용하는 방식입니다.

정답: ㄱ, ㄷ

단순 확산은 날씬한 기체 분자들이 울타리 틈(인지질 2중층)을 슥 지나가는 것과 같습니다.

문제 18 · 보기 선택

촉진 확산에 대해 올바르게 설명한 것을 모두 골라보세요.

• ㄱ. 덩치가 크거나 전하를 띠어 혼자 통과하기 힘든 물질들이 막단백질이라는 전용 통로를 이용하는 방식입니다.
• ㄴ. 인지질 2중층을 직접 뚫고 지나가는 가장 빠른 방법입니다.
• ㄷ. 마치 열쇠 구멍에 맞는 열쇠를 넣어야 문이 열리듯, 물질마다 전용 통로가 따로 존재합니다.
• ㄹ. 에너지를 사용하여 억지로 물질을 이동시킵니다.

정답: ㄱ, ㄷ

촉진 확산은 덩치 큰 VIP 손님을 위해 전용 문(막단백질)을 열어주는 것과 같습니다.

문제 19 · 보기 선택

확산 속도에 영향을 주는 요인에 대해 올바르게 설명한 것을 모두 골라보세요.

• ㄱ. 안쪽과 바깥쪽의 농도 차이가 클수록, 더 급한 마음으로 더 빨리 이동합니다.
• ㄴ. 온도가 높을수록 분자들이 더 활발하게 움직여서 확산이 빨라집니다.
• ㄷ. 분자의 크기가 클수록, 몸집이 가벼운 사람보다 더 빨리 이동합니다.
• ㄹ. 별도의 요인 없이 확산 속도는 항상 일정합니다.

정답: ㄱ, ㄴ

농도 차이가 클수록, 온도가 높을수록 분자들의 움직임이 활발해져 확산이 가속됩니다.

문제 20 · 보기 선택

단순 확산과 촉진 확산의 공통점을 모두 골라보세요.

• ㄱ. 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다.
• ㄴ. 에너지를 소모하지 않는 자발적인 이동이다.
• ㄷ. 반드시 막단백질을 사용해야 한다.
• ㄹ. 지용성 물질만 이동할 수 있다.

정답: ㄱ, ㄴ

두 방식 모두 억지로 밀어넣는 것이 아니라 자연스러운 흐름(확산)을 따르므로 에너지가 필요 없습니다.

문제 21 · 객관식

세포막의 선택적 투과성에 대한 설명으로 가장 적절한 것은 무엇인가요?

• ① 세포막은 물질의 종류와 상관없이 크기가 작으면 무조건 통과시키는 만능 통과 구역입니다.
• ② 세포 내외의 환경을 일정하게 유지하기 위해 필요한 물질과 불필요한 물질을 선별적으로 받아들이는 특성을 말합니다.
• ③ 세포막은 물질의 화학적 성질보다는 무조건 세포의 에너지를 사용하여 능동적으로만 물질을 이동시킵니다.
• ④ 세포막은 지질 성분으로만 구성되어 있어 전하를 띤 물질을 가장 빠르고 효과적으로 통과시킵니다.
• ⑤ 물질의 투과도는 세포의 상태와 관계없이 항상 일정하게 유지됩니다.

정답: ②

세포막은 마치 아주 꼼꼼한 공항 보안 검색대와 같습니다. 공항 보안 요원이 승객의 소지품을 샅샅이 검사하여 위험물을 걸러내듯, 세포막도 세포에 필요한 영양소는 통과시키고 유해물질은 차단하는 선택적 투과성을 가지고 있습니다.

문제 22 · 객관식

세포막을 가장 빠르고 쉽게 통과할 수 있는 물질의 조건은 무엇일까요?

• ① 분자량이 매우 크고 물에 잘 녹는 수용성 물질
• ② 분자량이 작고 지질(기름)에 대한 용해도가 높으며 전하를 띠지 않는 물질
• ③ 분자량이 작지만 강력한 전하를 띠고 있어 세포막과 반응하는 물질
• ④ 단백질 성분으로 구성되어 있어 세포막과 친화력이 높은 물질
• ⑤ 세포막을 뚫고 지나가기 위해 반드시 에너지를 스스로 소비하는 물질

정답: ②

세포막의 인지질 2중층은 기름 성분(지질)으로 이루어져 있습니다. 마치 물과 기름이 섞이지 않듯, 기름막인 인지질 2중층을 가장 잘 통과하려면 기름과 친한(지용성) 성질을 가져야 합니다. 여기에 크기까지 작다면 마치 좁은 틈을 잘 빠져나가는 뱀처럼 아주 수월하게 이동할 수 있습니다.

문제 23 · 객관식

단순 확산에 대한 설명으로 올바르지 않은 것은?

• ① 막단백질과 같은 별도의 통로 도움 없이 인지질 2중층을 직접 뚫고 지나갑니다.
• ② 산소(O₂)나 이산화 탄소(CO₂)와 같은 작은 기체 분자들이 주로 이용합니다.
• ③ 세포막을 경계로 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 물질이 이동합니다.
• ④ 촉진 확산과 마찬가지로 세포의 에너지를 전혀 소비하지 않는 자발적인 현상입니다.
• ⑤ 물질이 이동할 때 반드시 특정한 모양의 단백질 통로가 열려야만 이동할 수 있습니다.

정답: ⑤

단순 확산은 아무런 도움 없이 울타리를 그냥 넘어가는 것과 같습니다. 즉, 인지질 2중층이라는 막 사이를 스스로 비집고 나가는 방식이라 특별한 통로가 필요 없습니다.

문제 24 · 객관식

확산의 속도에 영향을 주는 요인에 대한 설명으로 옳은 것은?

• ① 농도 차이가 작을수록 확산 속도는 훨씬 빨라집니다.
• ② 온도가 높을수록 분자들의 운동 에너지가 커져 확산 속도가 빨라집니다.
• ③ 분자의 크기가 클수록 좁은 세포막 틈을 더 빨리 통과합니다.
• ④ 세포막의 두께가 두꺼워질수록 물질은 더 빨리 이동합니다.
• ⑤ 주위 환경의 온도가 0도(절대영도)에 가까워질수록 확산은 최고 속도에 도달합니다.

정답: ②

분자들은 온도가 높을수록 더 활발하게 움직이는 성질이 있습니다. 우리가 뜨거운 물에 잉크를 떨어뜨렸을 때 더 빨리 퍼지는 것을 생각하면 쉽습니다.

문제 25 · 객관식

우리 몸에서 일어나는 물질 이동 예시에 대한 연결로 옳은 것은?

• ① 허파꽈리와 모세혈관 사이의 산소 이동: 촉진 확산
• ② 신경세포 막을 통한 나트륨 이온의 이동: 단순 확산
• ③ 혈액 속 포도당이 세포로 흡수될 때: 촉진 확산
• ④ 세포막을 통한 지용성 물질의 이동: 막단백질 이동
• ⑤ 포도당이 인지질 2중층을 직접 통과하는 현상

정답: ③

혈액 속의 포도당은 덩치가 커서 혼자 힘으로는 세포막을 통과할 수 없습니다. 그래서 세포막에 박혀 있는 전용 문인 막단백질을 이용하는 촉진 확산을 통해 세포 안으로 들어옵니다.

문제 26 · 객관식

다음 중 단순 확산과 촉진 확산의 공통점을 가장 잘 설명한 것은 무엇인가요?

• ① 두 방식 모두 세포막에 박혀 있는 막단백질이라는 전용 통로를 반드시 사용합니다.
• ② 두 방식 모두 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 물질을 강제로 이동시킵니다.
• ③ 두 방식 모두 에너지를 소비하지 않으며, 농도 기울기에 따라 자연스럽게 이동합니다.
• ④ 두 방식 모두 포도당과 같은 큰 분자를 이동시키는 데에만 사용됩니다.
• ⑤ 두 방식 모두 외부의 자극이 있을 때만 물질 이동이 일어납니다.

정답: ③

확산이라는 이름이 붙은 모든 이동은 기본적으로 고농도에서 저농도로 퍼져 나가는 자연스러운 현상입니다. 언덕 위에서 공을 굴릴 때 힘이 들지 않는 것과 같아서, 세포는 이 과정에서 어떠한 에너지도 쓰지 않습니다.