#62 동물 및 식물 세포의 삼투 현상

문제 1 · OX 문제

동물 세포를 세포 안보다 농도가 낮은 용액(저장액)에 넣으면, 세포 안으로 물이 많이 들어와 결국 세포가 터지고 만다. ( )

정답: O

동물 세포는 마치 껍데기 없는 풍선과 같아요! 주변에 물이 많으면 세포 안으로 물이 콸콸 쏟아져 들어오는데, 이를 막아줄 튼튼한 갑옷(세포벽)이 없어서 한계치를 넘으면 펑 하고 터지는 용혈 현상이 일어난답니다.

문제 2 · OX 문제

동물 세포를 세포 안보다 농도가 높은 용액(고장액)에 넣으면, 세포 밖으로 물이 빠져나가 세포의 부피가 커진다. ( )

정답: X

이건 건포도를 생각해보면 쉬워요! 세포 밖의 농도가 더 높으면, 삼투 현상에 의해 세포 안의 소중한 물을 밖으로 뺏기게 됩니다. 결국 세포는 쭈글쭈글하게 쪼그라들게 되죠.

문제 3 · OX 문제

식물 세포를 세포 안보다 농도가 낮은 용액에 넣으면 물이 안으로 들어오지만, 세포벽 덕분에 터지지 않고 팽팽해진다. ( )

정답: O

식물 세포는 아주 든든한 세포벽이라는 갑옷을 입고 있어요. 물이 들어와서 세포가 빵빵하게 부풀어 올라도, 세포벽이 밖에서 꽉 잡아주니 터지지 않고 예쁘게 팽팽한 상태를 유지하는 것이랍니다.

문제 4 · OX 문제

식물 세포를 세포 안보다 농도가 높은 용액에 넣으면, 세포막이 세포벽에서 떨어져 나오는 원형질 분리 현상이 일어난다. ( )

정답: O

고장액에 놓인 식물 세포는 물을 잃고 홀쭉해지죠? 그러면 단단한 세포벽은 그대로인데, 그 안의 알맹이(세포질)만 쏙 오그라들면서 벽과 분리되는데, 이를 원형질 분리라고 불러요. 마치 껍질은 그대로인데 내용물만 쏙 줄어든 귤 같죠!

문제 5 · OX 문제

세포질 용액보다 농도가 낮은 용액을 고장액(高張液)이라고 한다. ( )

정답: X

이름의 뜻을 생각해보면 쉬워요! 고장액(高張液)의 고(高)는 높다는 뜻이죠. 농도가 높은 용액을 말해요. 반대로 농도가 낮은 용액은 저(低)를 써서 저장액이라고 한답니다.

문제 6 · OX 문제

등장액에 세포를 두면, 농도가 같기 때문에 물의 이동이 아예 멈춘 상태가 된다. ( )

정답: X

이동이 없다는 말이 가장 큰 함정이에요! 물은 멈추지 않고 안팎으로 계속 드나들고 있어요. 다만, 들어오는 양과 나가는 양이 똑같아서 겉으로 보기엔 아무 변화가 없는 것처럼 보일 뿐, 실제로는 활발하게 움직이는 동적 평형 상태랍니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

세포질보다 농도가 낮아 물이 세포 안으로 유입되어 세포가 팽팽해지거나, 동물 세포의 경우 터질 수 있는 용액을 ( )이라 한다. (3글자)

정답: 저장액

저장액은 용질의 농도가 세포보다 낮은 상태를 말합니다. 삼투 현상에 의해 물은 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하려는 성질이 있죠. 따라서 저장액 속에 있는 세포는 외부의 물을 계속 빨아들여 팽팽해집니다. 동물 세포는 이를 버틸 세포벽이 없어 터질 수 있지만, 식물 세포는 세포벽이 버텨줘서 팽팽한 상태를 유지합니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

세포 안과 밖의 농도가 같아 물의 이동량이 안팎으로 동일하여, 겉보기에는 아무런 변화가 없는 용액을 ( )이라 한다. (3글자)

정답: 등장액

등장액은 세포와 외부 용액의 농도가 평형을 이룬 상태입니다. 중요한 점은 물이 이동을 멈춘 것이 아니라는 사실입니다. 안에서 밖으로 나가는 물의 양과 밖에서 안으로 들어오는 물의 양이 정확히 일치하여 동적 평형 상태에 있는 것이죠. 우리 몸의 혈액과 농도가 비슷한 생리식염수를 주사할 때 적혈구가 터지거나 쪼그라들지 않는 이유가 바로 이 등장액 조건을 맞추기 때문입니다.

문제 9 · 빈칸 채우기

세포보다 농도가 높아 세포 내부의 물이 밖으로 빠져나가게 함으로써 세포의 부피가 줄어들게 만드는 용액을 ( )이라 한다. (3글자)

정답: 고장액

고장액은 세포 내부보다 용질의 농도가 높은 용액입니다. 삼투압의 원리에 따라 물은 농도가 낮은 세포 내부에서 농도가 높은 외부 환경으로 급격히 빠져나가게 됩니다. 배추를 소금물(고장액)에 절이면 배추 세포의 물이 빠져나가 배추가 숨이 죽고 부드러워지는 것이 바로 이 현상 때문입니다.

문제 10 · 빈칸 채우기

식물 세포는 삼투 현상에 의해 물이 많이 들어와도 ( )이/가 존재하여 세포가 터지지 않고 팽팽함을 유지할 수 있다. (3글자)

정답: 세포벽

식물 세포는 셀룰로오스로 구성된 단단한 세포벽이라는 갑옷을 입고 있습니다. 세포가 저장액에 놓여 물을 잔뜩 흡수하면 내부 압력(팽압)이 커지는데, 세포벽은 이 압력을 견고하게 지지하여 세포가 파열되는 것을 막아줍니다. 이 팽팽한 상태는 식물이 시들지 않고 꼿꼿하게 서 있을 수 있게 하는 원동력이 됩니다.

문제 11 · 빈칸 채우기

식물 세포를 고장액에 넣으면 삼투에 의해 물이 빠져나가면서 세포막이 세포벽에서 떨어지는 ( ) 현상이 일어난다. (5글자)

정답: 원형질분리

식물 세포를 고장액에 담그면, 세포 내부의 물이 급격히 빠져나가며 부피가 줄어듭니다. 하지만 단단한 세포벽은 부피가 변하지 않고 그대로 고정되어 있죠. 그 결과, 내부의 세포질과 세포막(원형질)이 쪼그라들면서 세포벽으로부터 안쪽으로 쏙 분리되는 원형질 분리가 나타납니다. 다시 저장액에 넣으면 물이 들어오면서 세포막이 다시 팽팽해지는 원형질 복귀가 일어나기도 합니다.

문제 12 · 빈칸 채우기

적혈구를 저장액에 넣었을 때 물이 과도하게 유입되어 세포막이 파열되는 현상을 ( )이라 합니다. (2글자)

정답: 용혈

용혈(Hemolysis)은 혈액 세포가 파괴되어 내용물이 밖으로 쏟아지는 현상입니다. 적혈구는 고도로 특수화된 세포로서, 스스로 형태를 유지하는 단단한 벽이 없습니다. 따라서 주변 농도가 낮은 저장액 환경이 조성되면, 삼투 현상에 의해 쉴 새 없이 물이 들어오고, 결국 이를 견디지 못한 세포막이 풍선처럼 터져버리게 됩니다. 이로 인해 헤모글로빈이 혈장으로 유출되며 심각한 생리적 문제를 야기할 수 있습니다.

문제 13 · 단답형

세포 안팎으로 물질이 드나드는 통로이자, 세포의 경계면 역할을 하는 구조물은 무엇인가? (3글자)

정답: 세포막

우리 집의 문이나 담장과 같은 존재예요! 외부의 나쁜 침입자는 막고, 필요한 영양소는 들여보내는 아주 똑똑한 경계선이죠. 이 막의 성질 덕분에 세포는 내부 환경을 일정하게 유지할 수 있답니다.

문제 14 · 단답형

삼투 현상을 일으키는 원동력이 되는, 반투과성 막을 사이에 둔 농도 차이에 의한 압력을 무엇이라 하는가? (3글자)

정답: 삼투압

물을 끌어당기는 힘이라고 생각하면 쉬워요! 농도가 높은 곳은 물을 자기 쪽으로 더 세게 당기려는 성질이 있는데, 이 당기는 힘의 크기를 삼투압이라고 합니다. 농도 차이가 클수록 이 힘도 더욱 강력해지죠.

문제 15 · 단답형

삼투 현상에서 물과 섞여 농도를 결정하는, 용액 속에 녹아있는 물질을 무엇이라 하는가? (2글자)

정답: 용질

설탕물에서의 설탕, 소금물에서의 소금처럼 물에 녹아 있는 알맹이들이에요! 이 알맹이(용질)들이 얼마나 많이 녹아 있느냐에 따라 농도가 결정되고, 그 농도 차이가 결국 물을 움직이게 만드는 마법을 부리는 것이죠.

문제 16 · 단답형

고장액 환경에서 세포질이 수축하며 세포벽으로부터 분리되는 특징을 가진 세포 종류는 무엇인가? (4글자)

정답: 식물세포

단단한 세포벽을 가진 식물들만이 보여주는 독특한 모습이에요! 고장액에 들어가 물을 뺏기면, 알맹이(세포질)는 쭈글쭈글해지는데 세포벽은 그대로 있어서 둘 사이가 톡 떨어지는 원형질 분리가 일어나죠. 동물 세포는 세포벽이 없으니 이런 현상이 나타나지 않아요!

문제 17 · 보기 선택

동물 세포를 세포 안보다 농도가 낮은 저장액에 넣었을 때 일어나는 현상으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 세포 안으로 물이 유입되어 세포가 팽팽해진다.
• ㄴ. 세포벽이 있어 세포가 터지는 것을 막아준다.
• ㄷ. 과도한 물 유입으로 세포막이 터지는 용혈 현상이 일어난다.
• ㄹ. 삼투 현상에 의해 물이 고농도에서 저농도로 이동한다.

정답: ㄱ, ㄷ

동물 세포는 껍데기 없는 풍선과 같습니다. 주변에 물이 많으면 삼투 현상에 의해 세포 안으로 물이 쏟아져 들어와 팽팽해집니다(ㄱ). 하지만 식물 세포와 달리 튼튼한 세포벽이 없어 외부 압력을 견디지 못하고 터지는데, 이를 용혈 현상이라고 합니다(ㄷ).

문제 18 · 보기 선택

식물 세포를 세포 안보다 농도가 높은 고장액에 넣었을 때의 반응으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 세포 밖으로 물이 빠져나가 세포의 부피가 줄어든다.
• ㄴ. 세포막이 세포벽에서 분리되는 원형질 분리가 일어난다.
• ㄷ. 세포벽 때문에 세포의 부피는 변하지 않는다.
• ㄹ. 세포 안으로 물이 들어와 세포가 팽팽해진다.

정답: ㄱ, ㄴ

식물 세포를 고장액에 담그면 배추가 소금물에 절여지듯, 삼투 현상으로 세포 안의 물을 밖으로 뺏기게 됩니다(ㄱ). 단단한 세포벽은 형태를 그대로 유지하려 하지만, 안쪽의 세포질(원형질)은 수분이 빠져나가 쭈그러들면서 벽에서 떨어지는 원형질 분리가 일어납니다(ㄴ).

문제 19 · 보기 선택

등장액 환경에서의 세포 상태에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 세포 안팎으로 물의 이동이 완전히 멈춘 상태이다.
• ㄴ. 물이 세포 안으로 들어오는 양과 밖으로 나가는 양이 같다.
• ㄷ. 겉보기에는 세포의 모양이나 부피 변화가 없다.
• ㄹ. 물 분자는 전혀 이동하지 않는 정지 상태이다.

정답: ㄴ, ㄷ

등장액은 농도가 같아 정지된 것처럼 보이지만, 사실 물 분자들은 엄청나게 바쁘게 움직이고 있습니다. 안으로 들어가는 물과 밖으로 나오는 물의 양이 정확히 일치하여 동적 평형 상태를 이루고 있는 것이죠(ㄴ). 그래서 우리 눈에는 세포 모양이 그대로 유지되는 것처럼 보입니다(ㄷ).

문제 20 · 보기 선택

세포막을 통한 물질 투과성에 대한 설명으로 옳은 것만 고르시오.

• ㄱ. 지질 성분과 친한 비극성 분자는 인지질 2중층을 직접 통과하기 쉽다.
• ㄴ. 세포막은 모든 물질을 똑같은 비율로 통과시키는 반투과성 막이다.
• ㄷ. 분자의 크기가 작고 전하를 띠지 않을수록 투과가 빠르다.
• ㄹ. 막단백질은 크기가 크거나 전하를 띠는 물질의 통로 역할을 한다.

정답: ㄱ, ㄷ, ㄹ

세포막은 깐깐한 보안요원과 같습니다. 기름과 친한 비극성 분자를 선호하고(ㄱ), 덩치가 작고 전하가 없는 날렵한 분자들을 빠르게 통과시킵니다(ㄷ). 덩치가 크거나 전하를 띠어 혼자 못 들어오는 물질들은 막에 박혀 있는 전용 통로인 막단백질을 통해 입장할 수 있습니다(ㄹ).

문제 21 · 보기 선택

식물 세포와 동물 세포의 삼투 현상 반응 차이에 대해 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 식물 세포는 세포벽이 있어 저장액에서 터지지 않는다.
• ㄴ. 동물 세포는 저장액에서 항상 원형질 분리가 일어난다.
• ㄷ. 두 세포 모두 고장액에 넣으면 물을 뺏겨 부피가 줄어든다.
• ㄹ. 세포벽은 동물 세포에서 삼투압 조절을 돕는다.

정답: ㄱ, ㄷ

식물 세포의 핵심 비결은 바로 세포벽이라는 단단한 갑옷입니다. 이 덕분에 물이 아무리 많이 들어와도 터지지 않고 팽팽하게 견딜 수 있죠(ㄱ). 반면 고장액에 들어가면 두 세포 모두 삼투 현상에 의해 세포 안의 물을 뺏기게 되어 쪼그라들게 됩니다(ㄷ).

문제 22 · 보기 선택

삼투 현상의 정의와 조건에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 반투과성 막을 경계로 물이 이동하는 현상이다.
• ㄴ. 물 분자는 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다.
• ㄷ. 세포의 에너지 소모 없이 일어나는 수동 이동이다.
• ㄹ. 고장액은 세포보다 용질의 농도가 낮은 용액을 말한다.

정답: ㄱ, ㄷ

삼투는 세포가 에너지를 따로 쓰지 않아도 자연스럽게 일어나는 수동 이동입니다(ㄷ). 반투과성 막을 사이에 두고 물이 이동하는 현상이죠(ㄱ). 물은 농도 균형을 맞추기 위해 용질 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동합니다.

문제 23 · 객관식

삼투 현상의 원리에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

• ① 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 용질이 이동하는 현상이다.
• ② 세포가 에너지를 소모하여 물질을 능동적으로 이동시킨다.
• ③ 반투과성 막을 경계로 물 분자가 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동한다.
• ④ 세포 안팎의 농도가 같아지면 물 분자의 이동이 완전히 멈춘다.
• ⑤ 용질의 농도와 관계없이 무작위로 물이 확산하는 현상이다.

정답: ③

삼투 현상은 반투과성 막을 통해 용매인 물이 직접 이동하여 농도 균형을 맞추는 원리입니다. 에너지를 소모하지 않으며, 물 분자가 상대적으로 많은 곳(저농도)에서 적은 곳(고농도)으로 이동하는 수동적인 현상입니다.

문제 24 · 객관식

동물 세포(적혈구)를 저장액에 넣었을 때 일어나는 현상으로 옳은 것은?

• ① 세포 안으로 물이 유입되어 세포막이 팽창하다 파열된다.
• ② 세포 내부의 물이 밖으로 빠져나와 세포가 쪼그라든다.
• ③ 세포벽이 세포의 팽창을 지지하여 모양이 유지된다.
• ④ 세포막이 세포벽과 분리되는 원형질 분리가 일어난다.
• ⑤ 세포 안팎으로 물의 이동이 없어 아무런 변화가 없다.

정답: ①

적혈구 같은 동물 세포는 형태를 지지해 줄 세포벽이 없습니다. 따라서 농도가 묽은 저장액에 넣으면 삼투압에 의해 물이 쏟아져 들어오고, 결국 세포막이 버티지 못해 터지는 용혈 현상이 발생합니다.

문제 25 · 객관식

식물 세포를 고장액에 넣었을 때 나타나는 가장 특징적인 변화는?

• ① 세포벽이 파괴되어 내부 물질이 밖으로 방출된다.
• ② 세포가 물을 급격히 흡수하여 세포벽을 강하게 밀어낸다.
• ③ 세포막이 세포벽에서 떨어지는 원형질 분리가 일어난다.
• ④ 세포막이 파괴되어 용혈 현상이 나타난다.
• ⑤ 세포의 크기가 커지면서 내부의 팽압이 증가한다.

정답: ③

식물 세포를 고장액에 넣으면 삼투 현상으로 세포 내 수분이 밖으로 빠져나갑니다. 이때 단단한 세포벽은 형태를 유지하지만, 내부의 세포질은 쪼그라들어 세포벽에서 떨어지게 되는데 이를 원형질 분리라고 합니다.

문제 26 · 객관식

등장액에 세포를 두었을 때의 상태에 대한 설명으로 옳은 것은?

• ① 세포 안으로 물이 들어오기만 한다.
• ② 세포 밖으로 물이 빠져나가기만 한다.
• ③ 세포 안으로 들어오는 물의 양과 밖으로 나가는 물의 양이 같다.
• ④ 세포 전체의 크기가 급격히 변하며 농도가 변한다.
• ⑤ 세포막의 구멍이 막혀 물질 이동이 전혀 일어나지 않는다.

정답: ③

등장액은 세포 안팎의 농도가 똑같은 상태입니다. 물의 이동이 멈춘 것이 아니라, 안으로 들어오는 물과 밖으로 나가는 물의 양이 정확히 일치하는 동적 평형 상태를 유지하여 겉보기 부피 변화가 없는 것입니다.

문제 27 · 객관식

세포벽이 식물 세포에서 하는 가장 중요한 역할은?

• ① 에너지를 생산하여 세포 활동을 돕는다.
• ② 저장액에서 물이 과도하게 들어올 때 세포의 파열을 방지한다.
• ③ 농도가 높은 물질을 선택적으로 흡수한다.
• ④ 고장액에서 원형질 분리를 억제하는 역할을 한다.
• ⑤ 세포 안팎의 농도를 인위적으로 조절한다.

정답: ②

식물 세포 바깥쪽에는 단단한 세포벽이 있습니다. 저장액 환경에서 삼투압에 의해 물이 밀려 들어오더라도, 세포벽이 내부의 팽창력(팽압)을 밖에서 꽉 잡아주어 세포가 터지는 것을 막아줍니다.

문제 28 · 객관식

막단백질(막 통로)의 주요 기능으로 옳은 것은?

• ① 인지질 2중층을 구성하여 막의 틀을 만든다.
• ② 에너지를 사용하여 세포를 밖으로 이동시킨다.
• ③ 크기가 크거나 극성을 띠어 막을 직접 통과하지 못하는 물질의 이동을 돕는다.
• ④ 모든 물질이 자유롭게 드나들 수 있도록 구멍을 크게 넓힌다.
• ⑤ 세포 안의 노폐물을 소화하는 효소 역할을 한다.

정답: ③

포도당, 아미노산 등 덩치가 크거나 전하(이온)를 띠는 필수 영양소들은 기름 성분인 인지질 2중층을 직접 통과할 수 없습니다. 막단백질은 이런 특정 물질들이 세포막을 안전하게 지나갈 수 있도록 선택적인 전용 통로 역할을 해줍니다.

문제 29 · 보기 선택

세포막의 구조와 물질 투과성에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 인지질 2중층은 세포막의 기본적인 구조적 틀을 형성한다.
• ㄴ. 전하를 띤 이온은 인지질 층을 통해 확산으로 직접 통과한다.
• ㄷ. 막단백질은 특정 물질이 선택적으로 통과하는 통로 역할을 한다.
• ㄹ. 세포막은 유동성이 없는 딱딱한 고체 형태의 구조물이다.

정답: ㄱ, ㄷ

우리 세포막은 인지질 2중층이라는 아주 튼튼하면서도 유연한 골격을 가지고 있습니다(ㄱ). 그리고 막 군데군데 박혀있는 막단백질들이 마치 특정 물질만 통과시키는 비밀 통로 역할을 합니다(ㄷ). 덕분에 세포는 내부 환경을 일정하게 지키는 스마트한 방어막을 갖게 됩니다.