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생명과학개론 · 기말 · 챕터별 과제

생명과학개론 기말 — 챕터별 과제 모음

Ch13~27 과제: 단어장 + Self-Quiz + 주요 테마 + 교과서 요약

Contents

  1. §1 Chapter 13 — How Populations Evolve 집단은 어떻게 진화하는가
  2. §2 Chapter 14 — How Biological Diversity Evolves 생물 다양성은 어떻게 진화하는가
  3. §3 Chapter 15 — The Evolution of Microbial Life 미생물의 진화
  4. §4 Chapter 16 — The Evolution of Plants and Fungi 식물과 균류의 진화
  5. §5 Chapter 17 — The Evolution of Animals 동물의 진화
  6. §6 Chapter 21 — Unifying Concepts of Animal Structure and Function 동물의 구조와 기능을 아우르는 개념
  7. §7 Chapter 22 — Nutrition and Digestion 영양과 소화
  8. §8 Chapter 23 — Circulation and Respiration 순환과 호흡
  9. §9 Chapter 24 — The Immune System 면역계
  10. §10 Chapter 25 — Hormones and the Endocrine System 호르몬과 내분비계
  11. §11 Chapter 26 — Reproduction and Development 생식과 발생
  12. §12 Chapter 27 — Nervous Systems 신경계

§1 Chapter 13 — How Populations Evolve 집단은 어떻게 진화하는가

📖 Vocabulary

용어 taxonomy — The branch of biology concerned with naming and classifying the diverse forms of life.
→ 생물의 다양한 형태에 이름을 붙이고 분류하는 것을 다루는 생물학의 한 분야.
용어 binomial — The two-part format for naming a species; for example, Homo sapiens.
→ 종의 이름을 두 부분으로 붙이는 명명 방식. 예: Homo sapiens(이명법).
용어 genus — In classification, the taxonomic category above species; the first part of a species' binomial; for example, Homo.
→ 분류에서 종(species) 바로 위의 분류 범주이며, 종 이명의 첫 부분. 예: Homo(속).
용어 family — In classification, the taxonomic category above genus.
→ 분류에서 속(genus) 위의 분류 범주(과).
용어 order — In classification, the taxonomic category above family.
→ 분류에서 과(family) 위의 분류 범주(목).
용어 class — In classification, the taxonomic category above order.
→ 분류에서 목(order) 위의 분류 범주(강).
용어 phylum — In classification, the taxonomic category above class.
→ 분류에서 강(class) 위의 분류 범주(문).
용어 kingdom — In classification, the broad taxonomic category above phylum.
→ 분류에서 문(phylum) 위의 넓은 분류 범주(계).
용어 domain — A taxonomic category above the kingdom level. The three domains of life are Archaea, Bacteria, and Eukarya.
→ 계(kingdom)보다 상위의 분류 범주. 생물의 3역은 고세균(Archaea)·세균(Bacteria)·진핵생물(Eukarya)이다.
용어 natural selection — A process in which individuals with certain inherited traits are more likely to survive and reproduce than are individuals that do not have those traits.
→ 특정 유전 형질을 가진 개체가 그렇지 않은 개체보다 생존·번식할 가능성이 더 높은 과정(자연선택).
용어 homology — Similarity in characteristics resulting from a shared ancestry.
→ 공통 조상으로부터 유래하여 나타나는 특징의 유사성(상동).
용어 Hardy-Weinberg equilibrium — The condition describing a nonevolving population (one that is in genetic equilibrium).
→ 진화하지 않는(유전적 평형 상태에 있는) 집단을 기술하는 조건.
용어 genetic drift — A change in the gene pool of a population due to chance. Effects of genetic drift are most pronounced in small populations.
→ 우연에 의해 집단의 유전자풀이 변화하는 것. 작은 집단에서 효과가 가장 뚜렷하다(유전적 부동).
용어 disruptive selection — Natural selection that favors extreme over intermediate phenotypes.
→ 중간 표현형보다 극단적 표현형을 선호하는 자연선택(분단성 선택).

✏️ Self-Quiz

Q1★
Place these levels of classification in order from least inclusive to most inclusive (class, domain, family, genus, kingdom, order, phylum, species).
→ 다음 분류 단계들을 가장 덜 포괄적인 것부터 가장 포괄적인 것 순으로 배열하시오 (class강, domain역, family과, genus속, kingdom계, order목, phylum문, species종).
From least inclusive to most inclusive: species → genus → family → order → class → phylum → kingdom → domain. Each level nests inside the one above it; a species sits within a genus, a genus within a family, and so on up to the all-encompassing domain.
→ 가장 덜 포괄적인 것부터 가장 포괄적인 것 순으로: 종(species) → 속(genus) → 과(family) → 목(order) → 강(class) → 문(phylum) → 계(kingdom) → 역(domain). 각 단계는 바로 위 단계 안에 포함되며, 종은 속 안에, 속은 과 안에 들어가는 식으로 가장 포괄적인 역(domain)까지 이어진다.
Q2★
Which of the following is a true statement about Charles Darwin?
→ 다음 중 찰스 다윈에 대한 옳은 진술은 무엇인가?
a. He was the first to discover that living things can change, or evolve. → a. 그는 생물이 변화할 수 있다, 즉 진화할 수 있다는 것을 처음으로 발견했다.
b. He based his theory on the inheritance of acquired traits. → b. 그는 자신의 이론을 획득 형질의 유전에 기초하였다.
c. He proposed natural selection as the mechanism of evolution. → c. 그는 진화의 메커니즘으로 자연선택을 제안했다.
d. He was the first to realize that Earth is more than 6,000 years old. → d. 그는 지구의 나이가 6,000년보다 많다는 것을 처음으로 깨달았다.
The correct answer is c. Darwin's central contribution was proposing natural selection as the mechanism that drives evolution. The idea that life evolves predated Darwin (a is false), he rejected the Lamarckian inheritance of acquired traits (b is false), and an old Earth had already been argued by geologists such as Lyell (d is false).
→ 정답은 c이다. 다윈의 핵심 기여는 진화를 이끄는 메커니즘으로 자연선택을 제안한 것이다. 생물이 진화한다는 생각 자체는 다윈 이전에도 있었고(a 오답), 그는 라마르크식 획득형질 유전을 받아들이지 않았으며(b 오답), 지구가 오래되었다는 주장은 라이엘 같은 지질학자들이 이미 제기했다(d 오답).
Q3★
How did the insights of Lyell and other geologists influence Darwin's thinking about evolution?
→ 라이엘과 다른 지질학자들의 통찰은 다윈의 진화에 대한 사고에 어떤 영향을 주었는가?
Geologists such as Lyell argued that Earth is very old and that slow, gradual processes (like erosion) acting over immense spans of time can produce large changes. This gave Darwin two key ideas: that Earth is ancient enough to allow gradual evolutionary change, and that small changes accumulating over long periods can yield major results — directly supporting evolution by natural selection.
→ 라이엘 등 지질학자들은 지구가 매우 오래되었으며, 침식과 같은 느리고 점진적인 과정이 엄청나게 긴 시간에 걸쳐 작용하면 큰 변화를 만들어낼 수 있다고 주장했다. 이는 다윈에게 두 가지 핵심 아이디어를 주었다. 지구가 점진적 진화 변화를 허용할 만큼 충분히 오래되었다는 점, 그리고 작은 변화가 오랜 시간 누적되면 큰 결과를 낳을 수 있다는 점이며, 이는 자연선택에 의한 진화를 직접 뒷받침한다.
Q4★
In a population with two alleles for a particular genetic locus, B and b, the allele frequency of B is 0.7. If this population is in Hardy-Weinberg equilibrium, what percentage of the population is heterozygous for this locus? (Hint: The frequency of "homozygous dominant" is what fraction of the population?)
→ 어떤 유전자 자리(locus)에 두 대립유전자 B와 b가 있는 집단에서 B의 대립유전자 빈도가 0.7이다. 이 집단이 하디-바인베르크 평형 상태라면, 이 자리에 대해 이형접합인 개체는 집단의 몇 퍼센트인가? (힌트: "동형접합 우성"의 빈도는 집단의 어느 정도 분율인가?)
Let p = frequency of B = 0.7 and q = frequency of b = 0.3. The heterozygote frequency is 2pq = 2(0.7)(0.3) = 0.42 = 42%. (For reference, homozygous dominant BB = p² = 0.49 = 49%, and homozygous recessive bb = q² = 0.09 = 9%.)
→ B의 빈도 p = 0.7, b의 빈도 q = 0.3이라 하자. 이형접합 빈도는 2pq = 2(0.7)(0.3) = 0.42 = 42%이다. (참고로 동형접합 우성 BB = p² = 0.49 = 49%, 동형접합 열성 bb = q² = 0.09 = 9%이다.)
Q5★
Define fitness from an evolutionary perspective.
→ 진화적 관점에서 적합도(fitness)를 정의하시오.
In evolutionary terms, fitness is an individual's relative contribution of fertile offspring to the next generation's gene pool, compared with the contributions of other individuals. It is not about strength or health per se but about reproductive success — those whose heritable traits help them survive and reproduce more leave more copies of their genes.
→ 진화적 의미에서 적합도란 한 개체가 다음 세대의 유전자풀에 기여하는 번식 가능한 자손의 상대적 기여도를 다른 개체들의 기여도와 비교한 것이다. 단순한 힘이나 건강이 아니라 번식 성공도에 관한 것으로, 생존·번식에 유리한 유전 형질을 가진 개체가 자신의 유전자 사본을 더 많이 남긴다.
Q6★
Which of the following processes is the ultimate source of genetic variation that serves as raw material for natural selection?
→ 다음 과정 중 자연선택의 원료가 되는 유전적 변이의 궁극적 원천은 무엇인가?
a. sexual reproduction → a. 유성생식
b. mutation → b. 돌연변이
c. genetic drift → c. 유전적 부동
d. natural selection → d. 자연선택
The correct answer is b. mutation. Mutations are the ultimate, original source of new alleles and therefore of all genetic variation. Sexual reproduction (a) reshuffles existing alleles into new combinations but creates no new ones; genetic drift (c) and natural selection (d) change the frequencies of existing variation rather than generate it.
→ 정답은 b. 돌연변이이다. 돌연변이는 새로운 대립유전자, 따라서 모든 유전적 변이의 궁극적이고 본래적인 원천이다. 유성생식(a)은 기존 대립유전자를 새로운 조합으로 재배열할 뿐 새 대립유전자를 만들지 못하며, 유전적 부동(c)과 자연선택(d)은 변이를 만들어내는 것이 아니라 기존 변이의 빈도를 변화시킨다.
Q7★
Which of the following is not a requirement of natural selection?
→ 다음 중 자연선택의 요건이 아닌 것은 무엇인가?
a. genetic variation → a. 유전적 변이
b. catastrophic events → b. 격변적 사건(대재앙)
c. differential reproductive success → c. 차등적 번식 성공
d. overproduction of offspring → d. 자손의 과잉 생산
The correct answer is b. catastrophic events. Natural selection requires heritable genetic variation (a), overproduction of offspring (d) that creates a struggle for limited resources, and differential reproductive success (c) so that some variants leave more offspring than others. Catastrophic events are not a requirement of natural selection — sudden, non-selective disasters relate to genetic drift (the bottleneck effect), not to selection.
→ 정답은 b. 격변적 사건이다. 자연선택에는 유전 가능한 유전적 변이(a), 한정된 자원을 둘러싼 경쟁을 만드는 자손의 과잉 생산(d), 그리고 일부 변이체가 다른 변이체보다 더 많은 자손을 남기는 차등적 번식 성공(c)이 필요하다. 격변적 사건은 자연선택의 요건이 아니며, 갑작스러운 비선택적 재해는 자연선택이 아니라 유전적 부동(병목 효과)과 관련된다.
Q8★
Compare and contrast how the bottleneck effect and the founder effect can lead to genetic drift.
→ 병목 효과(bottleneck effect)와 창시자 효과(founder effect)가 어떻게 유전적 부동(genetic drift)으로 이어질 수 있는지 비교·대조하시오.
Both are forms of genetic drift that produce a small population whose gene pool is not representative of the original, large population. The bottleneck effect occurs when a population is drastically reduced in size by a non-selective event (disaster, disease, overharvesting); the survivors carry only a chance subset of the original alleles. The founder effect occurs when a few individuals colonize a new, isolated place (e.g., an island); the new population's gene pool reflects only the alleles those few founders happened to carry. The difference is the trigger — a crash in an existing population (bottleneck) versus the establishment of a new population by a few migrants (founder) — but both reduce genetic diversity by chance.
→ 둘 다 작은 집단을 만들어 그 유전자풀이 원래의 큰 집단을 대표하지 못하게 되는 유전적 부동의 한 형태이다. 병목 효과는 재해·질병·남획 같은 비선택적 사건으로 집단 크기가 급격히 줄 때 일어나며, 생존자들은 원래 대립유전자의 우연한 일부만을 가진다. 창시자 효과는 소수의 개체가 새로운 고립된 장소(예: 섬)에 정착할 때 일어나며, 새 집단의 유전자풀은 그 소수 창시자가 우연히 지녔던 대립유전자만을 반영한다. 차이는 계기(이미 존재하던 집단의 급감 대 소수 이주자에 의한 새 집단 형성)에 있지만, 둘 다 우연에 의해 유전적 다양성을 감소시킨다.
Q9★
Garter snakes with different color patterns behave differently when threatened. Of the three general outcomes of natural selection (directional, disruptive, or stabilizing), this example illustrates ______.
→ 서로 다른 색 무늬를 가진 가터뱀(garter snake)은 위협받을 때 서로 다르게 행동한다. 자연선택의 세 가지 일반적 결과(방향성·분단성·안정화) 중 이 예가 보여 주는 것은 ______이다.
This is disruptive selection. Disruptive selection favors individuals at both extremes of a trait range while selecting against intermediate phenotypes. Here, snakes whose patterns support one defensive behavior or the other survive better, but intermediate patterns (which support neither behavior well) are disadvantaged — exactly the pattern that defines disruptive selection.
→ 이는 분단성 선택(disruptive selection)이다. 분단성 선택은 형질 범위의 양쪽 극단에 있는 개체를 선호하고 중간 표현형을 불리하게 한다. 여기서는 한쪽 또는 다른 쪽 방어 행동을 돕는 무늬를 가진 뱀이 더 잘 생존하지만, 어느 행동에도 잘 맞지 않는 중간 무늬는 불리하므로, 분단성 선택의 정의에 정확히 부합한다.

🎯 주요 테마

Q10★
If two species have homologous genes with sequences that match closely, biologists conclude that those sequences must have been inherited from a relatively recent common ancestor.
→ 두 종이 서열이 매우 비슷하게 일치하는 상동 유전자를 가진다면, 생물학자들은 그 서열이 비교적 최근의 공통 조상으로부터 유전되었음에 틀림없다고 결론짓는다.
Major Theme: Evolution → 주요 주제: 진화(Evolution)
Homologous sequences shared by two species are explained by common descent — the more closely the sequences match, the more recently the two species diverged from a shared ancestor. This use of inherited similarity to infer evolutionary relationships is a direct expression of the Evolution theme.
→ 두 종이 공유하는 상동 서열은 공통 유래(common descent)로 설명된다. 서열이 더 비슷하게 일치할수록 두 종이 공통 조상에서 더 최근에 갈라졌다는 뜻이다. 유전된 유사성을 이용해 진화적 유연관계를 추론하는 이러한 방식은 진화 주제의 직접적 표현이다.
Q11★
The body and bill of a diving bird, the blue-footed booby, is streamlined like a torpedo.
→ 잠수하는 새인 푸른발부비(blue-footed booby)의 몸과 부리는 어뢰처럼 유선형이다.
Major Theme: The relationship of structure to function → 주요 주제: 구조와 기능의 관계(Structure–Function)
The streamlined, torpedo-like body and bill are anatomical structures whose shape directly serves a function — reducing drag so the booby can dive and shoot through water efficiently to catch fish. Matching a body shape to the task it performs is a textbook illustration of the structure-function theme.
→ 어뢰처럼 유선형인 몸과 부리는 그 형태(구조)가 곧 기능을 수행하는 해부학적 구조이다. 물의 저항을 줄여 부비가 효율적으로 잠수해 물속을 가르며 물고기를 잡을 수 있게 한다. 몸의 형태가 수행하는 과제에 들어맞는다는 점에서 구조–기능 주제를 보여 주는 전형적 예이다.
Q12★
Darwin hypothesized that as descendants of a remote ancestor spread out into various habitats, natural selection resulted in diverse modifications that fit them to their environment.
→ 다윈은 어떤 먼 조상의 후손들이 다양한 서식지로 퍼져 나가면서, 자연선택이 각 환경에 맞는 다양한 변형을 만들어 냈다고 가설을 세웠다.
Major Theme: Evolution → 주요 주제: 진화(Evolution)
This statement describes descent with modification — a single ancestral lineage diversifying as natural selection adapts populations to different environments. The branching of one ancestor into many environmentally fitted descendants is the core idea of evolution by natural selection.
→ 이 진술은 변이를 동반한 유래(descent with modification), 즉 하나의 조상 계통이 자연선택에 의해 서로 다른 환경에 적응하면서 다양화되는 것을 기술한다. 한 조상이 환경에 맞춰진 여러 후손으로 갈라지는 것이 자연선택에 의한 진화의 핵심 개념이다.

📝 교과서 요약

The Diversity of Life

Charles Darwin and The Origin of Species

Evidence of Evolution

Natural Selection as the Mechanism for Evolution

The Evolution of Populations

Mechanisms of Evolution

§2 Chapter 14 — How Biological Diversity Evolves 생물 다양성은 어떻게 진화하는가

📖 Vocabulary

용어 speciation — An evolutionary process in which one species splits into two or more species.
→ 한 종이 둘 이상의 종으로 분리되는 진화 과정(종분화).
용어 species — A group of populations the members of which have the potential to interbreed and produce viable, fertile offspring.
→ 구성원들이 서로 교배하여 생존·번식 가능한 자손을 낳을 잠재력을 가진 집단들의 무리(종).
용어 reproductive barrier — A factor that prevents individuals of closely related species from interbreeding.
→ 가까운 근연종 개체들이 서로 교배하는 것을 막는 요인(생식 장벽).
용어 prezygotic barrier — A reproductive barrier that prevents mating between species or hinders fertilization of eggs if members of different species attempt to mate.
→ 종 간 교배 자체를 막거나, 교배를 시도해도 수정을 방해하는 생식 장벽(접합 전 장벽).
용어 postzygotic barrier — A reproductive barrier that prevents development of fertile adults if hybridization occurs.
→ 잡종이 형성되더라도 번식 가능한 성체로 발달하지 못하게 하는 생식 장벽(접합 후 장벽).
용어 allopatric speciation — The formation of a new species in populations that are geographically isolated from one another.
→ 지리적으로 격리된 집단에서 새로운 종이 형성되는 것(이소적 종분화).
용어 sympatric speciation — The formation of a new species in populations that live in the same geographic area.
→ 같은 지역에 사는 집단에서 새로운 종이 형성되는 것(동소적 종분화).
용어 polyploid — An organism that has more than two complete sets of chromosomes as a result of an accident of cell division.
→ 세포분열의 오류로 두 벌을 초과하는 완전한 염색체 세트를 가진 생물(배수체/다배수체).
용어 convergent evolution — The evolution of similar features in different evolutionary lineages, which can result from living in very similar environments.
→ 서로 다른 진화 계통에서 유사한 형질이 진화하는 것으로, 매우 비슷한 환경에 사는 데서 비롯될 수 있다(수렴 진화).
용어 three-domain system — A system of taxonomic classification based on three basic groups: Bacteria, Archaea, and Eukarya.
→ 세균·고세균·진핵생물의 세 기본 집단에 기반한 분류 체계(3역 분류 체계).

✏️ Self-Quiz

Q1★
Distinguish between microevolution, speciation, and macroevolution.
→ 미시진화(microevolution), 종분화(speciation), 거시진화(macroevolution)를 구별하라.
Microevolution is a change in the gene pool (allele frequencies) of a single population over generations. Speciation is the origin of a new species — the point at which one species splits into two, when a population accumulates enough differences (and reproductive barriers) to become reproductively isolated. Macroevolution refers to the broad pattern of evolution above the species level, encompassing the major changes that produce new groups, body plans, and the diversity of life over long spans of time.
→ 미시진화는 한 집단의 유전자풀(대립유전자 빈도)이 세대를 거치며 변하는 것이다. 종분화는 새로운 종의 기원으로, 한 집단이 충분한 차이(와 생식 장벽)를 축적하여 생식적으로 격리되면서 한 종이 둘로 갈라지는 시점이다. 거시진화는 종 수준을 넘어선 진화의 큰 양상으로, 새로운 분류군·체제(body plan)와 오랜 시간에 걸친 생명의 다양성을 만들어내는 주요 변화를 아우른다.
Q2★
Identify each of the following reproductive barriers as prezygotic or postzygotic:
a. One lilac species lives on acidic soil, another on basic soil
b. Mallard and pintail ducks mate at different times of the year.
c. Two species of leopard frogs have different mating calls.
d. Hybrid offspring of two species of jimsonweed always die before reproducing.
e. Pollen of one kind of pine tree cannot fertilize another kind.
→ 다음 각 생식 장벽이 접합 전(prezygotic) 장벽인지 접합 후(postzygotic) 장벽인지 구별하라:
a. 한 라일락 종은 산성 토양에, 다른 종은 염기성 토양에 산다.
b. 청둥오리(mallard)와 고방오리(pintail)는 한 해 중 서로 다른 시기에 짝짓기를 한다.
c. 두 표범개구리(leopard frog) 종은 짝짓기 울음소리가 다르다.
d. 두 흰독말풀(jimsonweed) 종의 잡종 자손은 항상 번식하기 전에 죽는다.
e. 한 종류의 소나무(pine tree) 꽃가루는 다른 종류를 수정시키지 못한다.
All are prezygotic except (d). (a) Habitat isolation — prezygotic. (b) Temporal isolation (different breeding times) — prezygotic. (c) Behavioral isolation (different mating calls) — prezygotic. (d) Reduced hybrid viability (hybrids die before reproducing) — postzygotic. (e) Gametic isolation (pollen cannot fertilize the eggs/ovules) — prezygotic. Prezygotic barriers block mating or fertilization before a zygote forms; postzygotic barriers act after fertilization by impairing the hybrid.
→ (d)를 제외한 나머지는 모두 접합 전 장벽이다. (a) 서식지 격리 — 접합 전. (b) 시간적 격리(번식 시기가 다름) — 접합 전. (c) 행동적 격리(짝짓기 울음소리가 다름) — 접합 전. (d) 잡종 생존력 저하(잡종이 번식 전에 죽음) — 접합 후. (e) 배우자 격리(꽃가루가 수정시키지 못함) — 접합 전. 접합 전 장벽은 접합자가 만들어지기 전 교배나 수정을 막고, 접합 후 장벽은 수정 이후 잡종을 손상시켜 작용한다.
Q3★
Why is a small, isolated population more likely to undergo speciation than a large one?
→ 왜 작고 격리된 집단이 큰 집단보다 종분화를 겪을 가능성이 더 높은가?
In a small, isolated population, genetic drift and natural selection can change the gene pool quickly because chance events and local selection pressures have a proportionally larger effect on few individuals. Gene flow from the parent population is cut off by isolation, so the population is free to diverge genetically without being "averaged back" toward the larger gene pool. These conditions let reproductive barriers accumulate rapidly, making speciation more likely.
→ 작고 격리된 집단에서는 유전적 부동(genetic drift)과 자연선택이 유전자풀을 빠르게 바꿀 수 있는데, 우연한 사건과 국지적 선택압이 적은 수의 개체에게 상대적으로 더 큰 영향을 주기 때문이다. 격리로 인해 원래 집단으로부터의 유전자 흐름(gene flow)이 차단되므로, 집단은 더 큰 유전자풀 쪽으로 "다시 평균화"되지 않고 자유롭게 유전적으로 분기할 수 있다. 이런 조건은 생식 장벽이 빠르게 축적되게 하여 종분화 가능성을 높인다.
Q4★
Many species of plants and animals adapted to desert conditions probably did not arise there. Their success in living in deserts could be due to _____, structures that originally had one use but became adapted for different functions.
→ 사막 조건에 적응한 많은 식물·동물 종은 아마 사막에서 처음 생겨난 것이 아닐 것이다. 사막에서 잘 사는 이들의 성공은 원래 한 가지 용도였다가 다른 기능에 맞게 적응된 구조인 _____ 덕분일 수 있다.
exaptations (적응전용/굴절적응). An exaptation is a structure that evolved in one context and was later co-opted for a different function — for example, feathers that first aided insulation later becoming useful for flight, or structures originally serving one purpose becoming useful for surviving desert conditions.
→ exaptations(굴절적응/적응전용). 굴절적응은 어떤 맥락에서 진화한 구조가 나중에 다른 기능으로 전용되는 것이다. 예를 들어 처음에는 단열을 돕던 깃털이 나중에 비행에 유용해지거나, 원래 다른 목적이던 구조가 사막 환경에서 생존하는 데 유용해지는 경우이다.
Q5★
Mass extinctions
a. cut the number of species to the few survivors left today.
b. resulted mainly from the separation of the continents.
c. occurred regularly about every million years.
d. were followed by diversification of the survivors.
→ 대량 멸종(mass extinction)은
a. 종의 수를 오늘날 남아 있는 소수의 생존자까지 줄였다.
b. 주로 대륙의 분리에서 비롯되었다.
c. 약 백만 년마다 규칙적으로 일어났다.
d. 그 뒤에 생존자들의 다양화가 뒤따랐다.
The correct answer is d. Mass extinctions emptied many ecological niches, and the surviving lineages subsequently underwent adaptive radiation, diversifying to fill those vacated roles. They were not regular (a, b, c are wrong: they did not leave only "the few survivors of today," were not caused mainly by continental separation, and were not periodic every million years).
→ 정답은 d이다. 대량 멸종은 많은 생태적 지위(niche)를 비웠고, 살아남은 계통들은 그 뒤 적응방산(adaptive radiation)을 통해 비워진 역할을 채우며 다양화되었다. (a·b·c는 틀림: 오늘날의 소수 생존자만 남긴 것도 아니고, 주로 대륙 분리 때문도 아니며, 백만 년마다 주기적으로 일어난 것도 아니다.)
Q6★
The animals and plants of India are almost completely different from the species in nearby Southeast Asia. Why might this be true?
a. They have become separated by convergent evolution.
b. The climates of the two regions are completely different.
c. India is in the process of separating from the rest of Asia.
d. India was a separate continent until relatively recently.
→ 인도의 동물과 식물은 인근 동남아시아의 종들과 거의 완전히 다르다. 왜 그럴 수 있는가?
a. 수렴 진화에 의해 분리되었다.
b. 두 지역의 기후가 완전히 다르다.
c. 인도는 아시아의 나머지 부분에서 분리되는 중이다.
d. 인도는 비교적 최근까지 별개의 대륙이었다.
The correct answer is d. India rode on a separate tectonic plate that drifted across the ocean and collided with Asia only relatively recently (geologically). Its long isolation as a separate landmass allowed its biota to evolve independently, so its species differ markedly from those of neighboring Southeast Asia.
→ 정답은 d이다. 인도는 별개의 지각판을 타고 바다를 가로질러 이동하다가 지질학적으로 비교적 최근에야 아시아와 충돌했다. 별개의 대륙으로 오래 격리되어 있었기 때문에 그 생물상이 독립적으로 진화할 수 있었고, 그래서 인접한 동남아시아의 종들과 뚜렷하게 다르다.
Q7★
A paleontologist estimates that when a particular rock formed, it contained 12 mg of the radioactive isotope potassium-40. The rock now contains 3 mg of potassium-40. The half-life of potassium-40 is 1.3 billion years. From this information, you can conclude that the rock is approximately _____ billion years old.
→ 어떤 고생물학자가 특정 암석이 생성될 당시 방사성 동위원소 칼륨-40을 12 mg 함유했다고 추정한다. 그 암석은 현재 칼륨-40을 3 mg 함유하고 있다. 칼륨-40의 반감기는 13억 년이다. 이 정보로부터 그 암석이 약 _____ 십억 년 되었다고 결론지을 수 있다.
2.6 billion years. Going from 12 mg → 6 mg is one half-life (1.3 billion yr), and 6 mg → 3 mg is a second half-life (another 1.3 billion yr). Two half-lives = 2 × 1.3 = 2.6 billion years.
→ 2.6 십억 년(26억 년). 12 mg → 6 mg는 반감기 1번(13억 년), 6 mg → 3 mg는 반감기 2번째(다시 13억 년)이다. 반감기 두 번 = 2 × 1.3 = 26억 년.
Q8★
Why are biologists careful to distinguish similarities due to homology from similarities due to analogy when constructing phylogenetic trees?
→ 계통수(phylogenetic tree)를 작성할 때 생물학자들이 상동(homology)에 의한 유사성과 상사(analogy)에 의한 유사성을 구별하려고 주의하는 이유는 무엇인가?
Only homologous similarities — features inherited from a shared common ancestor — reveal true evolutionary relationships. Similarities produced by convergent evolution (analogous features, or homoplasy) arise independently in unrelated lineages adapting to similar environments and do not indicate common ancestry. If such analogous traits were mistaken for homologies, the evolutionary tree would group unrelated species together and misrepresent the actual history of descent.
→ 상동(공통 조상에서 물려받은 특징)에 의한 유사성만이 진정한 진화적 관계를 드러낸다. 수렴 진화로 생긴 유사성(상사 형질, homoplasy)은 비슷한 환경에 적응하는 서로 무관한 계통에서 독립적으로 생긴 것이라 공통 조상을 의미하지 않는다. 이런 상사 형질을 상동으로 착각하면 계통수가 무관한 종들을 한데 묶어 실제 유래의 역사를 잘못 나타내게 된다.
Q9★
In the three-domain system, which domain contains eukaryotic organisms?
→ 3역 분류 체계에서 진핵생물을 포함하는 역(domain)은 무엇인가?
Eukarya (Domain Eukarya). It contains all organisms made of eukaryotic cells — protists, plants, fungi, and animals. The other two domains, Bacteria and Archaea, consist of prokaryotes.
→ 진핵생물역(Eukarya). 진핵세포로 이루어진 모든 생물 — 원생생물·식물·균류·동물 — 을 포함한다. 나머지 두 역인 세균(Bacteria)과 고세균(Archaea)은 원핵생물로 이루어진다.

🎯 주요 테마

For each statement below, identify which major theme is evident (the relationship of structure to function, information flow, pathways that transform energy and matter, interactions within biological systems, or evolution), and explain how the statement relates to the theme. (Themes: Evolution / Information Flow / Structure-Function / Pathways That Transform Energy and Matter / Interactions within Biological Systems)

Q10★
In the course of giraffe evolution, increased growth rates during development produced extra-long (11-in.) neck vertebrae.
→ 기린의 진화 과정에서, 발생 중 성장 속도가 빨라지면서 유난히 긴(11인치) 목 척추뼈가 만들어졌다.
Major Theme: Evolution (진화)
A small change in a developmental process — an increased rate of growth during the period when the vertebrae are forming — produced a large evolutionary change in body form (the giraffe's extra-long neck). This illustrates how minor genetic changes affecting development can have major effects over evolutionary time, a key mechanism of macroevolution. The lengthened neck is an inherited adaptation that arose and spread through descent with modification, so the statement directly reflects the theme of evolution.
→ 발생 과정에서의 작은 변화 — 척추뼈가 형성되는 시기에 성장 속도가 빨라진 것 — 이 몸 형태의 큰 진화적 변화(기린의 유난히 긴 목)를 만들어냈다. 이는 발생에 영향을 주는 작은 유전적 변화가 진화적 시간 동안 큰 효과를 낼 수 있음을 보여주며, 이는 거시진화의 핵심 메커니즘이다. 길어진 목은 변형을 동반한 유전(descent with modification)을 통해 생겨나 퍼진 유전적 적응이므로, 이 진술은 진화 주제를 직접 반영한다.
Q11★
The thin membrane of skin stretched between the long "finger" bones of bats is an adaptation for flight.
→ 박쥐의 길게 늘어난 "손가락" 뼈들 사이에 펼쳐진 얇은 피부막은 비행을 위한 적응이다.
Major Theme: Structure-Function (구조-기능)
The thin skin membrane stretched across the elongated, spread "finger" bones forms the airfoil surface of the bat's wing; its broad, lightweight form is precisely what makes powered flight possible. The structure (a thin membrane on a framework of long finger bones) directly determines its function (generating lift and flight), which is the essence of the structure-function theme. (These finger bones are also homologous to the limb bones of other mammals, showing how an existing structure was modified for a new function.)
→ 길게 늘어나 벌어진 "손가락" 뼈들 위에 펼쳐진 얇은 피부막은 박쥐 날개의 비행면(airfoil)을 이루며, 그 넓고 가벼운 형태가 바로 능동적 비행을 가능하게 한다. 구조(긴 손가락뼈 틀 위의 얇은 막)가 그 기능(양력 발생과 비행)을 직접 결정하므로 이는 구조-기능 주제의 핵심이다. (이 손가락뼈들은 다른 포유류의 사지 뼈와 상동이기도 하여, 기존 구조가 새로운 기능에 맞게 변형되었음을 보여준다.)
Q12★
Plants make their own organic matter from inorganic nutrients by photosynthesis.
→ 식물은 광합성을 통해 무기 영양분으로부터 자신의 유기물을 스스로 만든다.
Major Theme: Pathways That Transform Energy and Matter (에너지와 물질을 변환하는 경로)
In photosynthesis, plants capture light energy and use it to convert inorganic raw materials (CO₂ and H₂O) into energy-rich organic molecules. This is a clear case of a biological pathway transforming both energy (light → chemical energy stored in sugars) and matter (inorganic → organic compounds), the defining idea of the energy-and-matter theme.
→ 광합성에서 식물은 빛 에너지를 포획하여 무기 원료(CO₂와 H₂O)를 에너지가 풍부한 유기 분자로 변환한다. 이는 에너지(빛 → 당에 저장된 화학 에너지)와 물질(무기물 → 유기 화합물)을 모두 변환하는 생물학적 경로의 명확한 예로, 에너지·물질 변환 주제의 핵심 개념이다.

📝 교과서 요약

The Origin of Species

Earth History and Macroevolution

Mechanisms of Macroevolution

Classifying the Diversity of Life

§3 Chapter 15 — The Evolution of Microbial Life 미생물의 진화

📖 Vocabulary

용어 prokaryotes — An organism characterized by prokaryotic cells.
→ 원핵세포로 이루어진 생물(원핵생물).
용어 ribozymes — An RNA molecule that functions as an enzyme.
→ 효소로 작용하는 RNA 분자(리보자임).
용어 microbiome — The collection of genomes of individual microbial species present in a particular environment, such as the human intestinal tract.
→ 인간의 장관 등 특정 환경에 존재하는 개별 미생물 종들의 유전체 전체(미생물군유전체).
용어 microbiota — The community of microorganisms that live in and on the body of an animal.
→ 동물의 몸 안과 표면에 사는 미생물 군집(미생물상).
용어 cocci — A spherical prokaryotic cell.
→ 구형의 원핵세포(구균).
용어 bacilli — A rod-shaped prokaryotic cell.
→ 막대 모양의 원핵세포(간균).
용어 symbiosis — An interaction between organisms of different species in which one species, the symbiont, lives in or on another species, the host.
→ 한 종(공생자)이 다른 종(숙주)의 안이나 표면에 사는, 서로 다른 종 간의 상호작용(공생).
용어 archaea — One of two prokaryotic domains of life, the other being Bacteria.
→ 두 원핵생물 역 중 하나(나머지 하나는 세균)(고세균).
용어 protist — Any eukaryote that is not a plant, animal, or fungus.
→ 식물·동물·균류가 아닌 모든 진핵생물(원생생물).
용어 protozoan — A protist that lives primarily by ingesting food; a heterotrophic, animal-like protist.
→ 주로 먹이를 섭취하여 사는 원생생물; 종속영양의 동물형 원생생물(원생동물).

✏️ Self-Quiz

Q1★
Place these events in the history of life on Earth in order.
a. accumulation of O₂ in Earth's atmosphere
b. colonization of land by plants and fungi
c. diversification of animals (Cambrian explosion)
d. origin of eukaryotes
e. origin of humans
f. origin of multicellular organisms
g. origin of prokaryotes
→ 지구상 생명의 역사에서 다음 사건들을 순서대로 배열하시오.
a. 지구 대기 중 O₂의 축적
b. 식물과 균류의 육상 진출(정착)
c. 동물의 다양화(캄브리아기 대폭발)
d. 진핵생물의 기원
e. 인간의 기원
f. 다세포 생물의 기원
g. 원핵생물의 기원
Correct order: g → a → d → f → c → b → e. Prokaryotes arose first (~3.5 billion years ago). Photosynthetic prokaryotes then released O₂, which accumulated in the atmosphere. Eukaryotes (by endosymbiosis) followed, then multicellular organisms, then the Cambrian explosion of animal diversity, then the colonization of land by plants and fungi, and finally humans (the most recent).
→ 올바른 순서: g → a → d → f → c → b → e. 원핵생물이 약 35억 년 전 가장 먼저 출현했다. 이후 광합성 원핵생물이 O₂를 방출하여 대기에 축적되었다. 그 다음 (세포내공생으로) 진핵생물이 생겼고, 이어 다세포 생물, 캄브리아기 동물 다양화, 식물·균류의 육상 진출이 일어났으며, 마지막으로 가장 최근에 인간이 출현했다.
Q2★
Why is the formation of membranes of fundamental importance in the evolution of cells?
→ 막의 형성이 세포 진화에서 근본적으로 중요한 이유는 무엇인가?
A membrane creates an internal environment that is distinct and separate from the surroundings. This boundary concentrates molecules together so reactions can occur, protects the internal contents, and allows the cell to control which substances enter and leave. Such compartmentalization was essential for the first self-replicating, self-maintaining cells (pre-cells/protocells) to arise.
→ 막은 주변과 구별되는 분리된 내부 환경을 만든다. 이 경계는 분자들을 한곳에 모아 반응이 일어나게 하고, 내부 내용물을 보호하며, 어떤 물질이 드나들지를 세포가 조절할 수 있게 한다. 이러한 구획화는 스스로 복제·유지하는 최초의 세포(원시세포/protocell)가 생겨나는 데 필수적이었다.
Q3★
What are some of the extreme environments that could have provided the organic chemicals crucial for the evolution of life?
→ 생명 진화에 핵심적인 유기 화합물을 제공했을 수 있는 극한 환경에는 어떤 것들이 있는가?
Likely sites include deep-sea hydrothermal vents (where mineral-rich, hot water emerges from the seafloor) and volcanic/geothermal regions. The energy and reactive inorganic molecules at these "extreme" sites could have driven the abiotic synthesis of organic monomers (amino acids, nucleotides). Meteorites that struck early Earth also delivered organic compounds.
→ 가능한 장소로는 심해 열수공(광물이 풍부한 뜨거운 물이 해저에서 분출되는 곳)과 화산/지열 지역이 있다. 이런 "극한" 환경의 에너지와 반응성 무기 분자들이 유기 단위체(아미노산·뉴클레오타이드)의 무생물적(비생물적) 합성을 일으켰을 수 있다. 초기 지구에 떨어진 운석도 유기 화합물을 전달했다.
Q4★
Humans have symbiotic relationships with prokaryotes. E. coli, the main constituent of the gut flora, provides its host with vitamin K. What benefit does E. coli derive?
→ 인간은 원핵생물과 공생 관계를 맺는다. 장내 세균의 주된 구성원인 E. coli는 숙주에게 비타민 K를 제공한다. E. coli는 어떤 이익을 얻는가?
E. coli gains a stable, nutrient-rich habitat: the human intestine supplies a warm, constant environment and a steady supply of food (undigested nutrients) for the bacteria to live on. This is mutualism, in which both the host and the symbiont benefit.
→ E. coli는 안정적이고 영양이 풍부한 서식지를 얻는다. 사람의 장은 따뜻하고 일정한 환경과 (소화되지 않은 영양분이라는) 꾸준한 먹이 공급을 세균에게 제공한다. 이는 숙주와 공생자가 모두 이익을 보는 상리공생이다.
Q5★
The bacteria that cause tetanus can be killed only by prolonged heating at temperatures considerably above boiling. What does this suggest about tetanus bacteria?
→ 파상풍을 일으키는 세균은 끓는점보다 상당히 높은 온도에서 오래 가열해야만 죽일 수 있다. 이는 파상풍 세균에 대해 무엇을 시사하는가?
It suggests that tetanus bacteria (Clostridium) form endospores — extremely tough, dormant, resistant cells. The thick-coated endospore protects the bacterium's DNA and survives harsh conditions such as heat, drying, and chemicals, so normal boiling is not enough to destroy it.
→ 파상풍 세균(Clostridium)이 내생포자(endospore) 를 형성한다는 것을 시사한다. 내생포자는 매우 단단하고 휴면 상태이며 저항성이 강한 세포로, 두꺼운 외피가 세균의 DNA를 보호하여 열·건조·화학물질 같은 가혹한 조건에서도 살아남는다. 그래서 일반적인 끓임만으로는 죽일 수 없다.
Q6★
Name the three types of archaea found in extreme environments and identify the one that is a source of energy.
→ 극한 환경에서 발견되는 세 가지 종류의 고세균을 들고, 그중 에너지원이 되는 것을 지목하시오.
The three are: methanogens (produce methane), extreme halophiles (salt-lovers), and extreme thermophiles (heat-lovers). The methanogens are a source of energy, because the methane (natural gas) they produce can be used as fuel.
→ 세 가지는 메탄생성균(methanogens, 메탄 생성), 극호염성균(extreme halophiles, 소금을 좋아함), 극호열성균(extreme thermophiles, 열을 좋아함) 이다. 이 중 메탄생성균이 에너지원이 되는데, 이들이 만드는 메탄(천연가스)을 연료로 사용할 수 있기 때문이다.
Q7★
Besides algae, what other group of organisms can undergo photosynthesis like plants?
→ 조류(algae) 외에, 식물처럼 광합성을 할 수 있는 또 다른 생물 무리는 무엇인가?
Cyanobacteria (photosynthetic bacteria, formerly called blue-green algae). They carry out oxygen-producing (oxygenic) photosynthesis just like plants and were responsible for adding O₂ to Earth's early atmosphere.
→ 남세균(cyanobacteria, 광합성 세균; 예전에는 남조류라 불림) 이다. 이들은 식물처럼 산소를 발생시키는(산소 발생형) 광합성을 하며, 초기 지구 대기에 O₂를 더한 주역이었다.
Q8★
Which of the following can exist in both unicellular and multicellular forms?
a. dinoflagellates
b. Volvox
c. Paramecium
d. diatoms
→ 다음 중 단세포와 다세포 형태로 모두 존재할 수 있는 것은?
a. 와편모조류(dinoflagellates)
b. Volvox(볼복스)
c. Paramecium(짚신벌레)
d. 규조류(diatoms)
The answer is b, Volvox. Volvox is a green alga that forms a hollow, spherical colony made up of many flagellated cells, representing a form intermediate between unicellular and truly multicellular life. Dinoflagellates, Paramecium, and diatoms are unicellular protists.
→ 정답은 b, Volvox이다. Volvox는 편모를 가진 여러 세포가 모여 속이 빈 공 모양의 군체를 이루는 녹조류로, 단세포와 진정한 다세포 생명의 중간 형태를 나타낸다. 와편모조류·짚신벌레·규조류는 모두 단세포 원생생물이다.
Q9★
Which protozoan group consists solely of parasitic forms?
a. apicomplexans
b. flagellates
c. ciliates
d. amoebas
→ 어떤 원생동물 무리가 오로지 기생 형태로만 이루어져 있는가?
a. 정단복합체충류(apicomplexans)
b. 편모충류(flagellates)
c. 섬모충류(ciliates)
d. 아메바류(amoebas)
The answer is a, apicomplexans. All apicomplexans are parasites of animals; this group includes Plasmodium, the protozoan that causes malaria. Flagellates, ciliates, and amoebas include many free-living (non-parasitic) members.
→ 정답은 a, 정단복합체충류이다. 정단복합체충류는 모두 동물의 기생충이며, 말라리아를 일으키는 원생동물인 Plasmodium(열원충)이 이 무리에 속한다. 편모충류·섬모충류·아메바류에는 자유 생활을 하는(기생하지 않는) 종이 많이 포함된다.

🎯 주요 테마

For each statement below, identify which major theme is evident (the relationship of structure to function, information flow, pathways that transform energy and matter, interactions within biological systems, or evolution) and explain how the statement relates to the theme.
→ 아래 각 진술에 대해 어떤 주요 주제(구조와 기능의 관계, 정보 흐름, 에너지와 물질을 변환하는 경로, 생물학적 시스템 내 상호작용, 진화)가 드러나는지 식별하고, 그 진술이 그 주제와 어떻게 연관되는지 설명하시오.

Q10★
DNA in cells is transcribed into RNA and then translated to produce specific enzymes and other proteins.
→ 세포 내 DNA는 RNA로 전사된 다음 번역되어 특정 효소와 다른 단백질을 만든다.
Major Theme: Information Flow → 주요 주제: 정보 흐름
This describes the central dogma: genetic information stored in DNA is copied into RNA (transcription) and then decoded into the amino acid sequence of proteins (translation). Information flows DNA → RNA → protein, the universal way cells express their inherited instructions.
→ 이는 중심원리(central dogma)를 기술한다. DNA에 저장된 유전 정보가 RNA로 복사되고(전사) 단백질의 아미노산 서열로 해독된다(번역). 정보는 DNA → RNA → 단백질로 흐르며, 이는 세포가 물려받은 명령을 발현하는 보편적 방식이다.
Q11★
Prokaryotic metabolic processes are far more diverse than those of eukaryotes.
→ 원핵생물의 대사 과정은 진핵생물의 것보다 훨씬 더 다양하다.
Major Theme: Pathways That Transform Energy and Matter → 주요 주제: 에너지와 물질을 변환하는 경로
Prokaryotes use an enormous variety of metabolic pathways to obtain energy and carbon — photosynthesis, chemosynthesis (using inorganic chemicals), and diverse modes of respiration and fermentation, including ones that work without oxygen. This diversity of energy- and matter-transforming pathways far exceeds that of eukaryotes.
→ 원핵생물은 에너지와 탄소를 얻기 위해 광합성, 화학합성(무기 화학물질 이용), 산소 없이도 작동하는 것을 포함한 다양한 호흡·발효 등 엄청나게 다양한 대사 경로를 사용한다. 이러한 에너지·물질 변환 경로의 다양성은 진핵생물의 것을 훨씬 능가한다.
Q12★
The weblike form of the plasmodium enlarges the organism's surface area, increasing its contact with food, water, and oxygen.
→ 변형체(plasmodium)의 거미줄 같은 형태는 생물의 표면적을 넓혀 먹이·물·산소와의 접촉을 늘린다.
Major Theme: Structure-Function (the relationship of structure to function) → 주요 주제: 구조-기능 (구조와 기능의 관계)
The plasmodial slime mold's branching, weblike shape is a structural feature that directly serves a function: a large surface area maximizes contact with the environment so the organism can take in more food, water, and oxygen. Form fits function.
→ 변형균(점균류)의 가지를 친 거미줄 같은 형태는 기능에 직접 봉사하는 구조적 특징이다. 넓은 표면적은 환경과의 접촉을 극대화하여 생물이 더 많은 먹이·물·산소를 받아들일 수 있게 한다. 형태가 기능에 맞춰져 있다.

📝 교과서 요약

Major Episodes in the History of Life

The Origin of Life

Prokaryotes

Protists

§4 Chapter 16 — The Evolution of Plants and Fungi 식물과 균류의 진화

📖 Vocabulary

용어 mycorrhizae — A mutually beneficial symbiotic association of a plant root and fungus.
→ 식물 뿌리와 균류가 서로 이익을 주는 공생 결합(균근).
용어 stomata — A pore surrounded by guard cells in the epidermis of a leaf. When stomata are open, CO₂ enters the leaf, and water and O₂ exit.
→ 잎 표피에서 공변세포로 둘러싸인 구멍. 열리면 CO₂가 들어오고 물과 O₂가 나간다(기공).
용어 bryophyte — A type of plant that lacks xylem and phloem; a nonvascular plant. Bryophytes include mosses and their close relatives.
→ 물관·체관이 없는 비관다발 식물. 이끼류와 그 근연종을 포함한다(선태식물).
용어 gymnosperm — A naked-seed plant. Its seed is said to be naked because it is not enclosed in an ovary.
→ 밑씨가 씨방에 싸여 있지 않아 씨가 "벗겨진" 종자식물(겉씨식물).
용어 gametophyte — The multicellular haploid form in the life cycle of organisms undergoing alternation of generations; results from a union of spores and mitotically produces haploid gametes that unite and grow into the sporophyte generation.
→ 세대교번을 하는 생물의 생활사에서 다세포 반수체 형태. 포자에서 생기며 체세포분열로 반수체 배우자를 만들고, 그 배우자가 결합해 포자체 세대로 자란다(배우체).
용어 sporophyte — The multicellular diploid form in the life cycle of organisms undergoing alternation of generations; results from a union of gametes and meiotically produces haploid spores that grow into the gametophyte generation.
→ 세대교번 생활사에서 다세포 2배체 형태. 배우자의 결합으로 생기며 감수분열로 반수체 포자를 만들고, 그 포자가 배우체 세대로 자란다(포자체).
용어 carpel — The egg-producing part of a flower, consisting of a stalk with an ovary at the base and a stigma, which traps pollen, at the tip.
→ 꽃에서 밑씨를 만드는 부분. 기부의 씨방과 끝의 암술머리(꽃가루를 받음)로 이루어진다(심피/암술).
용어 stamen — A pollen-producing part of a flower, consisting of a stalk (filament) and an anther.
→ 꽃에서 꽃가루를 만드는 부분. 수술대(filament)와 꽃밥(anther)으로 이루어진다(수술).
용어 angiosperm — A flowering plant, which forms seeds inside a protective chamber called an ovary.
→ 씨방이라는 보호 공간 안에 씨를 만드는 꽃 피는 식물(속씨식물).
용어 mycelium — The densely branched network of hyphae in a fungus.
→ 균류에서 균사가 빽빽하게 가지를 친 그물망(균사체).

✏️ Self-Quiz

Q1★
Which of the following structures is common to all four major plant groups? vascular tissue, flowers, seeds, cuticle, pollen
→ 다음 구조 중 네 가지 주요 식물군 모두에 공통인 것은? 관다발 조직, 꽃, 씨, 큐티클(cuticle), 꽃가루
cuticle — Vascular tissue is absent in bryophytes; flowers and pollen occur only in seed plants; seeds occur only in gymnosperms and angiosperms. The waxy cuticle, which limits water loss, is a terrestrial adaptation shared by all land plants (bryophytes, ferns, gymnosperms, angiosperms).
→ 정답은 cuticle(큐티클). 관다발 조직은 선태식물에 없고, 꽃·꽃가루는 종자식물에만, 씨는 겉씨·속씨식물에만 있다. 수분 손실을 막는 왁스질 큐티클은 모든 육상식물(선태·양치·겉씨·속씨)이 공유하는 육상 적응이다.
Q2★
Multicellular eukaryotic photosynthetic algae are classified as protists rather than plants because most of them lack ________ adaptations.
→ 다세포 진핵 광합성 조류는 대부분 ________ 적응을 결여하기 때문에 식물이 아니라 원생생물로 분류된다.
terrestrial (land) — Algae live in water and lack the adaptations for life on land (cuticle, vascular tissue, protected embryos, etc.) that define plants.
→ 정답은 terrestrial(육상/육지) 적응. 조류는 물속에 살며 식물을 정의하는 육상 적응(큐티클·관다발·보호된 배아 등)을 갖추지 못했다.
Q3★
Complete the following analogies:
a. Gametophyte is to haploid as ________ is to diploid.
b. ________ are to conifers as flowers are to ________.
c. Ovule is to seed as ovary is to ________.
→ 다음 유추를 완성하시오:
a. 배우체가 반수체에 대응하듯, ________은(는) 2배체에 대응한다.
b. ________이(가) 침엽수에 대응하듯, 꽃은 ________에 대응한다.
c. 밑씨가 씨에 대응하듯, 씨방은 ________에 대응한다.
a. sporophyte (gametophyte=haploid, sporophyte=diploid). b. cones are to conifers as flowers are to angiosperms (flowering plants) — cones bear the reproductive structures of conifers just as flowers do for angiosperms. c. ovule develops into a seed, so ovary develops into a fruit.
→ a. 포자체(배우체=반수체, 포자체=2배체). b. 구과(cone)가 침엽수에 대응하듯 꽃은 속씨식물(꽃 피는 식물)에 대응한다 — 구과는 침엽수의 생식 구조를, 꽃은 속씨식물의 생식 구조를 담는다. c. 밑씨가 씨로 발달하듯, 씨방은 열매(과실)로 발달한다.
Q4★
The carpel of the flower of an angiosperm does not contain
a. a stigma.
b. a style.
c. an ovary.
d. an anther.
→ 속씨식물 꽃의 심피(carpel)가 포함하지 않는 것은? a. 암술머리 b. 암술대 c. 씨방 d. 꽃밥
d. an anther — The carpel (female part) consists of stigma, style, and ovary. The anther is part of the stamen (male part), not the carpel.
→ 정답은 d. 꽃밥(anther). 심피(암컷 부분)는 암술머리·암술대·씨방으로 이루어진다. 꽃밥은 수술(수컷 부분)의 일부로, 심피에 속하지 않는다.
Q5★
Of the following, which is the earliest step in the formation of fossil fuels?
a. subjecting organic matter to extreme pressure
b. fungi and bacteria converting the remains of organisms to inorganic nutrients
c. incomplete decomposition of organic matter
d. subjecting organic matter to extreme heat
→ 다음 중 화석 연료 형성에서 가장 이른 단계는? a. 유기물에 극한 압력을 가하기 b. 균류·세균이 생물 유해를 무기 양분으로 전환하기 c. 유기물의 불완전 분해 d. 유기물에 극한 열을 가하기
c. incomplete decomposition of organic matter — Fossil fuels form when organic matter (e.g., ancient plant remains) is only incompletely decomposed; this material then accumulates and is later subjected to heat and pressure. (Option b, complete conversion to inorganic nutrients, would prevent fossil fuel formation.)
→ 정답은 c. 유기물의 불완전 분해. 화석 연료는 유기물(예: 고대 식물 유해)이 불완전하게만 분해될 때 만들어진다 — 이 물질이 쌓인 뒤 나중에 열과 압력을 받는다. (b처럼 무기 양분으로 완전히 전환되면 오히려 화석 연료가 형성되지 못한다.)
Q6★
You discover a new species of plant. Under the microscope, you find that it produces flagellated sperm. A genetic analysis shows that its dominant generation has diploid cells. What kind of plant do you have?
→ 새로운 식물 종을 발견했다. 현미경으로 보니 편모가 있는 정자를 만든다. 유전 분석 결과 우점 세대가 2배체 세포를 가진다. 어떤 종류의 식물인가?
A fern (seedless vascular plant). Flagellated (swimming) sperm, requiring water for fertilization, occur in bryophytes and ferns. But a dominant diploid (sporophyte) generation rules out bryophytes (whose gametophyte dominates). So it is a fern.
→ 정답은 양치식물(종자 없는 관다발식물). 물이 있어야 수정하는 편모 정자는 선태식물과 양치식물에 나타난다. 그러나 우점 세대가 2배체(포자체)라는 점은 (배우체가 우점하는) 선태식물을 배제한다. 따라서 양치식물이다.
Q7★
Why are many fruits green when their seeds are immature?
→ 많은 열매가 씨가 미숙할 때 녹색인 이유는 무엇인가?
Immature fruits contain chlorophyll and remain green so that they blend in with the foliage and are inconspicuous to animals; this discourages animals from eating the fruit and dispersing the seeds before the seeds are mature and ready for dispersal.
→ 미숙한 열매는 엽록소를 가져 녹색을 띠며 잎과 어우러져 동물 눈에 잘 띄지 않는다. 이렇게 하면 씨가 성숙해 산포될 준비가 되기 전에 동물이 열매를 먹어 씨를 퍼뜨리는 것을 막을 수 있다.
Q8★
Which of the following terms includes all others in the list? angiosperm, fern, vascular plant, gymnosperm, seed plant
→ 다음 용어 중 나머지 모두를 포함하는 것은? 속씨식물, 양치식물, 관다발식물, 겉씨식물, 종자식물
vascular plant — Ferns, gymnosperms, and angiosperms are all vascular plants; seed plants (gymnosperms + angiosperms) are a subset of vascular plants. So "vascular plant" is the broadest term.
→ 정답은 관다발식물(vascular plant). 양치·겉씨·속씨식물은 모두 관다발식물이고, 종자식물(겉씨+속씨)도 관다발식물의 하위 집합이다. 따라서 "관다발식물"이 가장 포괄적인 용어다.
Q9★
A nonvascular plant with no true roots or lignified walls is a
a. fern.
b. bryophyte.
c. charophyte.
d. green alga.
→ 관다발 조직이 없고 참뿌리나 리그닌화된 세포벽이 없는 식물은? a. 양치식물 b. 선태식물 c. 차축조류 d. 녹조류
b. bryophyte — Bryophytes (mosses, etc.) are nonvascular plants lacking true roots and lignified (lignin-reinforced) cell walls. Ferns are vascular; charophytes/green algae are algae (protists), not plants.
→ 정답은 b. 선태식물(bryophyte). 선태식물(이끼 등)은 참뿌리와 리그닌으로 강화된 세포벽이 없는 비관다발 식물이다. 양치식물은 관다발식물이고, 차축조류·녹조류는 식물이 아니라 조류(원생생물)다.
Q10★
What is a pollen grain?
→ 꽃가루 알갱이(pollen grain)란 무엇인가?
A pollen grain is the tiny structure that contains the immature male gametophyte of a seed plant. It produces and carries the sperm and can be transported by wind or animals without requiring water for fertilization.
→ 꽃가루 알갱이는 종자식물의 미성숙한 수배우체를 담은 작은 구조이다. 정자를 만들어 운반하며, 수정에 물이 필요 없이 바람이나 동물에 의해 옮겨질 수 있다.
Q11★
Mycorrhizae are symbiotic associations between ________ and ________.
→ 균근(mycorrhizae)은 ________와(과) ________ 사이의 공생 결합이다.
fungi and plant roots — Mycorrhizae are mutualistic associations between a fungus and the roots of a plant; the fungus supplies water and minerals while the plant supplies sugars.
→ 정답은 균류와 식물 뿌리. 균근은 균류와 식물 뿌리 사이의 상리공생으로, 균류는 물과 무기질을 공급하고 식물은 당을 공급한다.
Q12★
Contrast the heterotrophic nutrition of a fungus with your own heterotrophic nutrition.
→ 균류의 종속영양 방식을 사람 자신의 종속영양 방식과 대조하시오.
Both fungi and humans are heterotrophs that obtain carbon from organic molecules. But a fungus digests food externally: it secretes enzymes into its surroundings, breaking down organic matter outside its body, then absorbs the resulting small nutrients across its cell membranes (absorptive nutrition). Humans ingest food first, taking it into the body, and then digest it internally within a digestive tract before absorbing nutrients.
→ 균류와 사람 모두 유기물에서 탄소를 얻는 종속영양생물이다. 그러나 균류는 음식을 몸 밖에서 소화한다 — 효소를 주위로 분비해 몸 바깥에서 유기물을 분해한 뒤 생긴 작은 양분을 세포막을 통해 흡수한다(흡수 영양). 사람은 먼저 음식을 섭취해 몸 안으로 들인 다음, 소화관 내부에서 소화하고 양분을 흡수한다.

🎯 주요 테마

For each statement below, identify which major theme is evident (the relationship of structure to function, information flow, pathways that transform energy and matter, interactions within biological systems, or evolution) and explain how the statement relates to the theme.

Q13★
Gametophytes produce gametes that unite to form zygotes, which develop into new sporophytes. And sporophytes produce spores that give rise to new gametophytes, transmitting DNA through an alternation of generations.
→ 배우체는 배우자를 만들어 이들이 결합해 접합자를 형성하고, 접합자는 새로운 포자체로 발달한다. 또한 포자체는 포자를 만들어 새로운 배우체를 낳으며, 세대교번을 통해 DNA를 전달한다.
Major Theme: Information Flow (정보 흐름)
This statement highlights the passing of genetic information (DNA) across generations. In alternation of generations, hereditary information flows from gametophyte to sporophyte and back again, so genetic instructions are continuously transmitted to offspring — the essence of information flow in living systems.
→ 이 진술은 세대를 거쳐 유전 정보(DNA)가 전달되는 점을 강조한다. 세대교번에서 유전 정보는 배우체에서 포자체로, 다시 배우체로 흐르며, 유전적 지시가 끊임없이 자손에게 전달된다 — 생물계 정보 흐름의 본질이다.
Q14★
Roots typically have many fine branches that thread among the grains of soil, providing a large surface area that maximizes contact with mineral-bearing water in the soil.
→ 뿌리는 흙 알갱이 사이로 뻗는 가는 가지가 많아, 토양 속 무기질을 함유한 물과의 접촉을 극대화하는 넓은 표면적을 제공한다.
Major Theme: Structure-Function (구조-기능 관계)
The fine, highly branched structure of roots gives them a large surface area, and this form directly serves the function of absorbing water and minerals efficiently — a clear example of structure suiting function.
→ 뿌리의 가늘고 많이 갈라진 구조는 넓은 표면적을 만들며, 이 형태는 물과 무기질을 효율적으로 흡수하는 기능에 직접 기여한다 — 구조가 기능에 부합하는 전형적 예다.
Q15★
Vascular tissue was an adaptation that allowed ferns to colonize a greater variety of habitats than mosses.
→ 관다발 조직은 양치식물이 이끼보다 더 다양한 서식지에 정착할 수 있게 한 적응이었다.
Major Theme: Evolution (진화)
Vascular tissue is described as an adaptation that arose over evolutionary time and conferred a survival/colonization advantage, letting ferns spread into habitats unavailable to nonvascular mosses. The appearance and spread of such an advantageous trait is evolution.
→ 관다발 조직은 진화적 시간에 걸쳐 생겨나 생존·정착에 유리함을 준 적응으로 서술되며, 양치식물이 비관다발 이끼가 들어가지 못하는 서식지로 퍼지게 했다. 이런 유리한 형질의 출현과 확산은 곧 진화다.

📝 교과서 요약

Colonizing Land — Terrestrial Adaptations of Plants

Plants are multicellular photosynthetic eukaryotes with adaptations for living on land.
→ 식물은 육상 생활에 적응한 다세포 광합성 진핵생물이다.
(Adaptations include cuticle, stomata, vascular tissue, roots, and protected embryos.)
→ (적응에는 큐티클·기공·관다발 조직·뿌리·보호된 배아 등이 포함된다.)

The Origin of Plants from Green Algae

Plants evolved from a group of multicellular green algae called charophytes.
→ 식물은 차축조류(charophytes)라 불리는 다세포 녹조류 무리에서 진화했다.

Plant Diversity — Highlights of Plant Evolution

Four periods of plant evolution are marked by terrestrial adaptations in major plant groups (bryophytes → ferns → gymnosperms → angiosperms).
→ 식물 진화는 주요 식물군의 육상 적응으로 표시되는 네 시기(선태식물→양치식물→겉씨식물→속씨식물)로 나뉜다.

Plant Diversity — Bryophytes

Mosses (bryophytes) are nonvascular plants in which the gametophyte is dominant and sperm must swim through water for fertilization.
→ 이끼(선태식물)는 배우체가 우점하고 정자가 수정을 위해 물속을 헤엄쳐야 하는 비관다발 식물이다.

Plant Diversity — Ferns

Ferns are seedless vascular plants whose dominant sporophyte still needs water for swimming sperm; they helped form coal deposits.
→ 양치식물은 우점 포자체가 헤엄치는 정자 때문에 여전히 물이 필요한 종자 없는 관다발 식물로, 석탄층 형성에 기여했다.

Plant Diversity — Gymnosperms

Gymnosperms (e.g., conifers) are seed plants with three key dry-land adaptations: reduced gametophyte/dominant sporophyte, pollen (no water needed), and seeds.
→ 겉씨식물(예: 침엽수)은 세 가지 핵심 건조지 적응(축소된 배우체·우점 포자체, 물이 필요 없는 꽃가루, 씨)을 가진 종자식물이다.

Plant Diversity — Angiosperms

Angiosperms are flowering plants whose flowers and efficient water transport, plus seeds enclosed in fruits, account for their dominance; they supply most of our food and fiber.
→ 속씨식물은 꽃과 효율적 물 수송, 열매에 싸인 씨로 번성한 꽃 피는 식물로, 우리 식량과 섬유 대부분을 공급한다.

Plant Diversity as a Nonrenewable Resource

Deforestation destroys plant diversity and is a nonrenewable loss, since habitat destruction causes the extinction of plant species, people, and other animals.
→ 삼림 파괴는 식물 다양성을 없애는 재생 불가능한 손실로, 서식지 파괴는 식물 종과 사람·동물의 멸종을 초래한다.

Fungi — Characteristics of Fungi

Fungi are unicellular or multicellular eukaryotes; they are heterotrophs that digest food externally and absorb the nutrients, with bodies made of thread-like hyphae forming a mycelium.
→ 균류는 단세포 또는 다세포 진핵생물로, 음식을 몸 밖에서 소화한 뒤 양분을 흡수하는 종속영양생물이며, 실 같은 균사가 균사체를 이룬다.

Fungi — The Ecological Impact of Fungi

Fungi are vital decomposers and form symbioses (e.g., mycorrhizae) with plants, but some are parasites that harm plants, animals, and people.
→ 균류는 중요한 분해자이며 식물과 공생(예: 균근)을 이루지만, 일부는 식물·동물·사람에게 해를 끼치는 기생자다.

Fungi — Commercial Uses of Fungi

A variety of fungi are eaten or used in food production; fungi also provide antibiotics and other useful products.
→ 다양한 균류가 식품으로 먹히거나 식품 생산에 쓰이며, 항생제 등 유용한 산물도 제공한다.

§5 Chapter 17 — The Evolution of Animals 동물의 진화

📖 Vocabulary

용어 blastula — An embryonic stage that marks the end of cleavage during animal development; a hollow ball of cells in many species.
→ 동물 발생에서 난할의 끝을 나타내는 배아 단계. 많은 종에서 속이 빈 세포 공 형태이다(포배).
용어 gastrula — The embryonic stage resulting from gastrulation in animal development. Most animals have a gastrula made up of three layers of cells: ectoderm, endoderm, and mesoderm.
→ 동물 발생에서 낭배 형성으로 생기는 배아 단계. 대부분 외배엽·내배엽·중배엽 세 층으로 이루어진다(낭배).
용어 metamorphosis — The transformation of a larva into an adult.
→ 유생이 성체로 변하는 것(변태).
용어 body cavity — A fluid-filled space separating the digestive tract from the outer body wall.
→ 소화관과 바깥 체벽을 분리하는, 액체로 찬 공간(체강).
용어 invertebrate — An animal that does not have a backbone.
→ 척추(등뼈)가 없는 동물(무척추동물).
용어 gastrovascular cavity — A digestive compartment with a single opening that serves as both the entrance for food and the exit for undigested wastes; may also function in circulation, body support, and gas exchange.
→ 입구가 하나뿐이어서 먹이 입구와 소화되지 않은 노폐물 출구를 겸하는 소화 공간. 순환·지지·기체교환도 담당할 수 있다(위강).
용어 body segmentation — Subdivision of an animal's body into a series of repeated parts called segments.
→ 동물의 몸이 체절이라는 반복된 부분들로 나뉘는 것(체절화).
용어 exoskeleton — A hard, external skeleton that protects an animal and provides points of attachment for muscles.
→ 동물을 보호하고 근육이 붙는 자리를 제공하는 단단한 외부 골격(외골격).
용어 chordate — An animal that at some point during its development has a dorsal, hollow nerve cord, a notochord, pharyngeal slits, and a post-anal tail.
→ 발생의 어느 시점에 등쪽 속빈 신경삭·척삭·인두열·항문뒤 꼬리를 갖는 동물(척삭동물).
용어 dorsal, hollow nerve cord — A hollow nerve cord running along the dorsal (back) side of a chordate's body, derived from ectoderm; in vertebrates it develops into the brain and spinal cord (central nervous system).
→ 척삭동물의 몸 등쪽을 따라 뻗은 속이 빈 신경삭으로, 외배엽에서 유래한다. 척추동물에서는 뇌와 척수(중추신경계)로 발달한다(등쪽 속빈 신경삭).
용어 notochord — A flexible, cartilage-like, longitudinal rod located between the digestive tract and nerve cord in chordate animals, present only in embryos in many species.
→ 척삭동물에서 소화관과 신경삭 사이에 있는, 연골과 비슷한 유연한 세로 막대. 많은 종에서 배아에만 존재한다(척삭).
용어 pharyngeal slits — A gill structure in the pharynx, found in chordate embryos and some adult chordates.
→ 인두에 있는 아가미 구조로, 척삭동물 배아와 일부 성체에서 발견된다(인두열).
용어 post-anal tail — A tail posterior to the anus, found in chordate embryos and most adult chordates.
→ 항문보다 뒤쪽에 있는 꼬리로, 척삭동물 배아와 대부분의 성체에서 발견된다(항문뒤 꼬리).

✏️ Self-Quiz

Q1★
Bilateral symmetry in the animal kingdom is best correlated with
→ 동물계에서 좌우대칭은 다음 중 무엇과 가장 잘 연관되는가?
a. an ability to sense equally in all directions. → a. 모든 방향을 똑같이 감지하는 능력.
b. the presence of a skeleton. → b. 골격의 존재.
c. motility and active predation and escape. → c. 운동성, 그리고 능동적 포식과 도피.
d. development of a body cavity. → d. 체강의 발달.
The correct choice is c. Bilaterally symmetrical animals typically have a distinct head (cephalization) and move in a directed, forward manner, which suits active locomotion, hunting prey, and escaping predators. Radial symmetry, by contrast, suits sessile or drifting animals that must sense the environment in all directions equally.
→ 정답은 c이다. 좌우대칭 동물은 보통 뚜렷한 머리(두화)를 가지고 한 방향으로 나아가며 이동하는데, 이는 능동적 이동·먹이 사냥·포식자 회피에 적합하다. 반대로 방사대칭은 모든 방향을 똑같이 감지해야 하는 고착성 또는 표류성 동물에 적합하다.
Q2★
Identify which of the following categories includes all others in the list: arthropod, arachnid, insect, butterfly, crustacean, millipede.
→ 다음 목록에서 나머지 모두를 포함하는 범주를 찾으시오: 절지동물(arthropod), 거미류(arachnid), 곤충(insect), 나비(butterfly), 갑각류(crustacean), 노래기(millipede).
The most inclusive category is arthropod. Arachnids, insects, crustaceans, and millipedes are all subgroups of the phylum Arthropoda, and a butterfly is a kind of insect. So "arthropod" contains all of the others.
→ 가장 포괄적인 범주는 절지동물(arthropod)이다. 거미류·곤충·갑각류·노래기는 모두 절지동물문(Arthropoda)의 하위 그룹이며, 나비는 곤충의 일종이다. 따라서 "절지동물"이 나머지 모두를 포함한다.
Q3★
The oldest group of tetrapods is the _____.
→ 가장 오래된 사지동물(tetrapod) 무리는 _____이다.
The answer is amphibians. Amphibians were the first tetrapods (four-limbed vertebrates) to evolve and to move onto land, descending from lobe-finned fishes; reptiles, birds, and mammals evolved later.
→ 정답은 양서류(amphibians)이다. 양서류는 처음으로 진화하여 육지로 올라온 사지동물(네 다리를 가진 척추동물)로, 육기어류에서 유래했다. 파충류·조류·포유류는 그 뒤에 진화했다.
Q4★
Reptiles are much more extensively adapted to life on land than amphibians because reptiles
→ 파충류가 양서류보다 육상 생활에 훨씬 더 광범위하게 적응한 이유는 파충류가
a. have a complete digestive tract. → a. 완전한 소화관을 가지기 때문이다.
b. lay eggs that are enclosed in shells. → b. 껍데기에 둘러싸인 알을 낳기 때문이다.
c. are endothermic. → c. 내온성이기 때문이다.
d. go through a larval stage. → d. 유생 단계를 거치기 때문이다.
The correct choice is b. Reptiles produce amniotic eggs with a shell and internal membranes that protect the embryo and keep it from drying out, allowing reproduction entirely on land. Amphibians must return to water to reproduce.
→ 정답은 b이다. 파충류는 껍데기와 내부 막을 가진 양막란을 낳는데, 이 막들이 배아를 보호하고 건조를 막아 완전히 육상에서 번식할 수 있게 한다. 양서류는 번식을 위해 물로 돌아가야 한다.
Q5★
What is the name of the phylum to which humans belong? For what anatomical structure is the phylum named? Where in your body is a derivative of this anatomical structure found?
→ 인간이 속한 문(phylum)의 이름은 무엇인가? 그 문은 어떤 해부학적 구조의 이름을 따서 명명되었는가? 당신의 몸 어디에서 이 해부학적 구조의 파생물이 발견되는가?
Humans belong to the phylum Chordata, which is named for the notochord. In humans the notochord is present only in the embryo; its remnants persist in the adult as the gelatinous cores (nuclei pulposi) of the intervertebral discs between the vertebrae of the backbone.
→ 인간은 척삭동물문(Chordata)에 속하며, 이 문은 척삭(notochord)의 이름을 따서 명명되었다. 인간에서 척삭은 배아 때만 존재하고, 그 잔재는 성인에서 척추뼈 사이 추간판의 젤리 같은 중심(수핵)으로 남아 있다.
Q6★
Which of the following types of animals is not included in the human ancestry? (Hint: See Figure 17.30.)
→ 다음 중 인간의 조상 계통에 포함되지 않는 동물 유형은? (힌트: 그림 17.30 참고)
a. a bird → a. 조류
b. a bony fish → b. 경골어류
c. an amphibian → c. 양서류
d. a primate → d. 영장류
The correct choice is a, a bird. Human ancestry runs through bony fishes → amphibians → reptilian (amniote) ancestors → mammals → primates. Birds branch off from the reptilian (archosaur/dinosaur) line and are not on the lineage leading to humans.
→ 정답은 a, 조류이다. 인간의 조상 계통은 경골어류 → 양서류 → 파충류(양막류) 조상 → 포유류 → 영장류로 이어진다. 조류는 파충류(지배파충류/공룡) 계통에서 갈라져 나온 곁가지로, 인간으로 이어지는 계통에는 속하지 않는다.
Q7★
Put the following list of species in order, from the oldest to the most recent: Homo erectus, Australopithecus species, Homo habilis, Homo sapiens.
→ 다음 종 목록을 가장 오래된 것부터 가장 최근의 것 순서로 배열하시오: Homo erectus, Australopithecus 종, Homo habilis, Homo sapiens.
Oldest to most recent: Australopithecus species → Homo habilis → Homo erectus → Homo sapiens.
→ 가장 오래된 것부터 가장 최근 순서: Australopithecus 종 → Homo habilis → Homo erectus → Homo sapiens.
Q8★
Match each of the following animals to its phylum:
→ 다음 동물들을 각각의 문(phylum)과 짝지으시오:
a. lancelet → a. 창고기(lancelet)
b. clam → b. 조개(clam)
c. tapeworm → c. 촌충(tapeworm)
d. dust mite → d. 집먼지진드기(dust mite)
e. sponge → e. 해면(sponge)
1. Platyhelminthes → 1. 편형동물문(Platyhelminthes)
2. Arthropoda → 2. 절지동물문(Arthropoda)
3. Porifera → 3. 해면동물문(Porifera)
4. Chordata → 4. 척삭동물문(Chordata)
5. Mollusca → 5. 연체동물문(Mollusca)
a–4 (lancelet → Chordata), b–5 (clam → Mollusca), c–1 (tapeworm → Platyhelminthes), d–2 (dust mite → Arthropoda), e–3 (sponge → Porifera).
→ a–4 (창고기 → 척삭동물문), b–5 (조개 → 연체동물문), c–1 (촌충 → 편형동물문), d–2 (집먼지진드기 → 절지동물문), e–3 (해면 → 해면동물문).

🎯 주요 테마

For each statement below, identify which major theme is evident (the relationship of structure to function, information flow, pathways that transform energy and matter, interactions within biological systems, or evolution) and explain how the statement relates to the theme. If necessary, review the themes (Chapter 1) and review the examples highlighted in blue in this chapter.
→ 아래 각 진술에 대해, 어떤 주요 주제(구조와 기능의 관계, 정보 흐름, 에너지와 물질을 변환하는 경로, 생물학적 시스템 내 상호작용, 진화)가 드러나는지 찾고, 그 진술이 주제와 어떻게 관련되는지 설명하시오.

Q9★
It is likely that the set of "master control" genes that allow building complex bodies was in place before rapid diversification.
→ 복잡한 몸을 만들 수 있게 하는 "마스터 조절" 유전자 집합이 급격한 다양화 이전에 이미 갖추어져 있었을 가능성이 크다.
Major Theme: Evolution → 주요 주제: 진화
This statement is about evolution. The presence of a shared toolkit of body-building (Hox/master control) genes in a common ancestor, before the Cambrian explosion, helps explain how so many animal body plans could diversify so rapidly. New diversity arose by redeploying pre-existing developmental genes rather than inventing genes anew, illustrating descent with modification.
→ 이 진술은 진화에 관한 것이다. 캄브리아기 대폭발 이전, 공통 조상에 몸을 만드는 (Hox/마스터 조절) 유전자 도구상자가 공유되어 있었다는 점은 그토록 많은 동물의 체제(body plan)가 어떻게 그렇게 빠르게 다양화될 수 있었는지를 설명해 준다. 새로운 다양성은 유전자를 새로 만든 것이 아니라 기존 발생 유전자를 재배치하여 생겨났으며, 이는 변형을 동반한 유래를 보여준다.
Q10★
The head of a tapeworm is equipped with suckers and hooks that lock the worm to the intestinal lining of the host.
→ 촌충의 머리에는 그 벌레를 숙주의 장 내벽에 단단히 고정시키는 빨판과 갈고리가 갖추어져 있다.
Major Theme: Structure-Function → 주요 주제: 구조와 기능
(Also relates to Interactions within Biological Systems — the parasitic interaction) → (또한 Interactions within Biological Systems도 관련됨 — 기생 상호작용)
This statement is about the relationship of structure to function. The specific anatomy of the tapeworm's head (suckers and hooks) directly enables its function: anchoring the parasite firmly against the host's intestinal lining so it is not swept away and can absorb nutrients. Form fits function. It also reflects an interaction (host–parasite) within a biological system.
→ 이 진술은 구조와 기능의 관계에 관한 것이다. 촌충 머리의 특정 해부 구조(빨판과 갈고리)는 그 기능을 직접적으로 가능하게 한다. 즉 기생충을 숙주의 장 내벽에 단단히 고정해 쓸려 나가지 않고 영양분을 흡수하게 한다. 형태가 기능에 들어맞는다. 또한 이는 생물학적 시스템 내의 상호작용(숙주–기생충)도 반영한다.
Q11★
Bees and flies pollinate our crops and orchards. Other insects are carriers of the microbes that cause many human diseases. Insects also compete with people for food by eating our crops.
→ 벌과 파리는 우리의 작물과 과수원을 수분한다. 다른 곤충들은 많은 인간 질병을 일으키는 미생물의 매개체이다. 또 곤충들은 우리의 작물을 먹어 식량을 두고 사람과 경쟁한다.
Major Theme: Interactions within Biological Systems → 주요 주제: 생물학적 시스템 내 상호작용
This statement is about interactions within biological systems. It describes several ways insects interact with humans, plants, and microbes—mutualistic pollination of crops, transmission (vector) of disease-causing pathogens, and competition for food. These interconnections show how organisms affect one another within ecological and human systems.
→ 이 진술은 생물학적 시스템 내 상호작용에 관한 것이다. 곤충이 인간·식물·미생물과 상호작용하는 여러 방식—작물에 대한 상리공생적 수분, 병원체의 전파(매개) 역할, 식량을 둘러싼 경쟁—을 묘사한다. 이러한 상호연결은 생물들이 생태적·인간적 시스템 안에서 서로에게 어떻게 영향을 미치는지를 보여준다.

📝 교과서 요약

The Origins of Animal Diversity

Major Invertebrate Phyla

Vertebrate Evolution and Diversity

The Human Ancestry

§6 Chapter 21 — Unifying Concepts of Animal Structure and Function 동물의 구조와 기능을 아우르는 개념

📖 Vocabulary

용어 anatomy — The study of the structure of an organism and its parts.
→ 생물과 그 부분들의 구조를 연구하는 학문(해부학).
용어 physiology — The study of the function of an organism's structural equipment.
→ 생물의 구조적 장치가 하는 기능을 연구하는 학문(생리학).
용어 tissue — An integrated group of similar cells that performs a specific function within a multicellular organism.
→ 다세포 생물에서 특정 기능을 수행하는, 유사한 세포들의 통합된 집단(조직).
용어 epithelium (epithelial tissue) — A sheet of tightly packed cells lining organs and cavities; also called epithelium.
→ 기관과 체강의 안쪽을 싸는, 빽빽이 모인 세포의 판; epithelium이라고도 한다(상피 조직).
용어 connective tissue — Tissue consisting of cells held in an abundant extracellular matrix.
→ 풍부한 세포외 기질 속에 세포가 들어 있는 조직(결합 조직).
용어 extracellular matrix — The meshwork that surrounds animal cells, consisting of a web of protein and polysaccharide fibers embedded in a liquid, jelly, or solid.
→ 동물 세포를 둘러싼 그물망. 단백질·다당류 섬유가 액체·젤·고체에 박혀 있다(세포외 기질).
용어 adipose tissue — A type of connective tissue in which the cells contain fat.
→ 세포 안에 지방을 담고 있는 결합 조직의 한 종류(지방 조직).
용어 skeletal muscle — Striated muscle attached to the skeleton. The contraction of striated muscle produces voluntary movements of the body.
→ 골격에 붙은 가로무늬근. 수축하면 몸의 수의 운동이 일어난다(골격근).
용어 smooth muscle — Muscle made up of cells without striations, found in the walls of organs such as the digestive tract, urinary bladder, and arteries.
→ 가로무늬가 없는 세포로 된 근육. 소화관·방광·동맥 등 기관 벽에 있다(평활근).
용어 neuron — A nerve cell; the fundamental structural and functional unit of the nervous system, specialized for carrying signals from one location in the body to another.
→ 신경세포. 신경계의 기본 구조·기능 단위로, 신호를 한 곳에서 다른 곳으로 전달한다(뉴런).
용어 organ system — A group of organs that work together in performing vital body functions.
→ 생명 유지 기능을 함께 수행하는 기관들의 무리(기관계).
용어 homeostasis — The steady state of body functioning; the tendency to maintain relatively constant conditions in the internal environment even when the external environment changes.
→ 몸 기능의 안정 상태. 외부 환경이 변해도 내부 환경을 비교적 일정하게 유지하려는 경향(항상성).
용어 negative feedback — A control mechanism in which a chemical reaction, metabolic pathway, or hormone-secreting gland is inhibited by the products of the reaction, pathway, or gland.
→ 반응·대사 경로·호르몬 분비샘이 자신의 산물에 의해 억제되는 조절 기작. 산물 농도가 쌓이면 그 산물이 자기 생성 과정을 억제한다(음성 되먹임).

✏️ Self-Quiz

Q1★
Which is likely to be a more common cancer in an adult: cancer of the epithelial tissue lining the inside of the throat or cancer of the smooth muscle of the intestines? Why?
→ 성인에게서 더 흔한 암은 어느 쪽일 가능성이 높은가: 목 안쪽을 싸는 상피 조직의 암인가, 아니면 장의 평활근 암인가? 그 이유는 무엇인가?
Cancer of the epithelial tissue lining the throat is more likely. Cancer arises from uncontrolled cell division, so tissues whose cells divide frequently are more prone to cancer. Epithelial cells lining the throat are constantly worn away and replaced, so they divide rapidly throughout life, giving more opportunities for cancer-causing mutations. Smooth muscle cells divide rarely, making muscle cancers (and most adult cancers of slowly dividing tissue) much less common. This is why most adult cancers (carcinomas) are of epithelial origin.
→ 목 안쪽을 싸는 상피 조직의 암일 가능성이 더 높다. 암은 통제되지 않는 세포 분열에서 생기므로, 세포가 자주 분열하는 조직일수록 암에 더 취약하다. 목을 싸는 상피세포는 끊임없이 닳아 떨어지고 새로 교체되기 때문에 평생 빠르게 분열하며, 그만큼 암을 유발하는 돌연변이가 생길 기회가 많다. 평활근 세포는 거의 분열하지 않으므로 근육 암은 훨씬 드물다. 그래서 대부분의 성인 암(암종, carcinoma)은 상피에서 기원한다.
Q2★
How does blood differ from other connective tissues?
→ 혈액은 다른 결합 조직과 어떻게 다른가?
Like all connective tissue, blood consists of cells dispersed in an extracellular matrix. What makes blood unusual is that its matrix (plasma) is a liquid rather than the solid, jellylike, or fibrous matrix found in other connective tissues such as bone, cartilage, or loose connective tissue.
→ 모든 결합 조직처럼 혈액도 세포외 기질 속에 흩어진 세포로 이루어진다. 혈액이 특이한 점은 그 기질(혈장)이 뼈·연골·성긴결합조직 같은 다른 결합 조직의 고체·젤리·섬유성 기질과 달리 액체라는 것이다.
Q3★
Which of the following best illustrates homeostasis?
→ 다음 중 항상성을 가장 잘 보여주는 것은?
a. Most adult human beings are between 5 and 6 feet tall. → a. 대부분의 성인 인간은 키가 5~6피트이다.
b. The lungs and intestines have large surface areas for exchange. → b. 폐와 장은 교환을 위한 넓은 표면적을 가진다.
c. When the concentration of water in the blood goes up, the kidneys expel more water. → c. 혈액 속 물 농도가 올라가면 콩팥이 더 많은 물을 내보낸다.
d. When oxygen in the blood decreases, you may feel light-headed. → d. 혈액 속 산소가 줄어들면 어지러움을 느낄 수 있다.
The answer is c. Homeostasis is the maintenance of a relatively constant internal environment through self-regulating mechanisms. When blood water rises above the set point, the kidneys respond by expelling more water, correcting the change and returning the internal condition toward normal — a textbook example of homeostatic regulation by negative feedback. (a is just a normal range, b is structure for exchange, and d is a symptom of a disturbance, not a corrective response.)
→ 정답은 c이다. 항상성은 자기 조절 기작을 통해 내부 환경을 비교적 일정하게 유지하는 것이다. 혈액의 물이 설정값보다 올라가면 콩팥이 더 많은 물을 내보내 변화를 교정하고 내부 상태를 정상으로 되돌리는데, 이는 음성 되먹임에 의한 항상성 조절의 전형적인 예이다. (a는 단순한 정상 범위, b는 교환을 위한 구조, d는 교정 반응이 아니라 교란의 증상이다.)
Q4★
_____ tissue covers the body surface, whereas _____ tissue relays information from one body part to another.
→ _____ 조직은 몸의 표면을 덮고, _____ 조직은 몸의 한 부분에서 다른 부분으로 정보를 전달한다.
Epithelial tissue covers the body surface (and lines internal organs and cavities), whereas nervous tissue relays information from one body part to another.
→ 상피 조직은 몸의 표면을 덮고(내부 기관·체강의 안쪽도 싸며), 신경 조직은 몸의 한 부분에서 다른 부분으로 정보를 전달한다.
Q5★
State whether each statement below is an example of positive or negative feedback and why.
→ 아래 각 진술이 양성 되먹임의 예인지 음성 되먹임의 예인지 밝히고 그 이유를 설명하라.
a. Stimulation of a nerve cell causes sodium ions to leak into the cell, and the sodium influx triggers inward leaking of more sodium. → a. 신경세포의 자극으로 나트륨 이온이 세포 안으로 새어 들어오고, 이 나트륨 유입이 더 많은 나트륨의 안쪽 유입을 촉발한다.
b. An increase in the concentration of glucose in the blood stimulates the pancreas to secrete insulin, a hormone that lowers blood glucose concentrations. → b. 혈액 속 포도당 농도의 증가가 이자를 자극해 혈당을 낮추는 호르몬인 인슐린을 분비하게 한다.
(a) Positive feedback — the initial change (sodium leaking in) triggers more of the same change (still more sodium leaking in), amplifying the response rather than reversing it; this is how a nerve signal/action potential builds explosively. (b) Negative feedback — the response (insulin secretion) opposes and reverses the original change (high blood glucose) by lowering glucose back toward the set point.
→ (a) 양성 되먹임 — 처음의 변화(나트륨 유입)가 같은 방향의 변화(더 많은 나트륨 유입)를 촉발하여 반응을 되돌리는 대신 증폭시킨다. 이것이 신경 신호/활동 전위가 폭발적으로 형성되는 방식이다. (b) 음성 되먹임 — 반응(인슐린 분비)이 원래의 변화(높은 혈당)에 반대로 작용하여 포도당을 설정값으로 다시 낮춘다.
Q6★
While visiting a farm on a hot summer day, you see pigs rolling in mud. Based on what you know about thermoregulation, why are the pigs rolling in mud?
→ 더운 여름날 농장을 방문했을 때 돼지들이 진흙 속에서 뒹구는 것을 본다. 체온 조절에 대해 아는 바를 근거로, 돼지들이 진흙에서 뒹구는 이유는 무엇인가?
Pigs have few functional sweat glands, so they cannot cool themselves effectively by sweating. Rolling in mud coats their skin with moisture; as the water in the mud evaporates, it carries heat away from the body (evaporative cooling), helping the pig lower its body temperature and maintain thermoregulatory homeostasis on a hot day.
→ 돼지는 기능하는 땀샘이 거의 없어서 땀으로 효과적으로 체온을 낮출 수 없다. 진흙 속에서 뒹굴면 피부가 수분으로 덮이고, 진흙 속 물이 증발하면서 몸에서 열을 빼앗아(증발 냉각) 돼지가 더운 날에 체온을 낮추고 체온 조절 항상성을 유지하도록 돕는다.
Q7★
What is normally found in urine? What are three conditions that can be tested for with a urinalysis?
→ 소변에 정상적으로 들어 있는 것은 무엇인가? 소변 검사로 검사할 수 있는 세 가지 상태(조건)는 무엇인가?
Urine normally contains water along with dissolved nitrogenous wastes (chiefly urea) and excess ions/salts that the kidneys remove from the blood. A urinalysis can test for many conditions; three examples are: diabetes mellitus (glucose in the urine), pregnancy (the hormone hCG in the urine), and a urinary tract or kidney infection (bacteria, white blood cells, or blood in the urine). (Dehydration, kidney disease, or drug use are also acceptable examples.)
→ 소변에는 정상적으로 물과 함께, 콩팥이 혈액에서 제거한 용해된 질소 노폐물(주로 요소)과 과잉 이온·염류가 들어 있다. 소변 검사로는 여러 상태를 검사할 수 있는데, 세 가지 예는 당뇨병(소변 속 포도당), 임신(소변 속 hCG 호르몬), 요로/콩팥 감염(소변 속 세균·백혈구·혈액)이다. (탈수, 콩팥 질환, 약물 사용 등도 가능한 예이다.)
Q8★
Which of the following statements about osmoregulation is true?
→ 삼투조절에 관한 다음 진술 중 옳은 것은?
a. Saltwater fish produce large amounts of concentrated urine to osmoregulate. → a. 바닷물고기는 삼투조절을 위해 다량의 농축된 소변을 만든다.
b. Freshwater fish produce large amounts of dilute urine to osmoregulate. → b. 민물고기는 삼투조절을 위해 다량의 묽은 소변을 만든다.
c. Saltwater fish produce large amounts of dilute urine to osmoregulate. → c. 바닷물고기는 삼투조절을 위해 다량의 묽은 소변을 만든다.
The answer is b. A freshwater fish lives in surroundings that are less salty (hypotonic) than its body fluids, so water constantly enters its body by osmosis. To get rid of this excess water and avoid swelling, it produces large amounts of very dilute urine. (Saltwater fish face the opposite problem — they lose water and must conserve it, producing only small amounts of concentrated urine — so a and c are false.)
→ 정답은 b이다. 민물고기는 자기 체액보다 덜 짠(저장성) 환경에 살기 때문에 물이 끊임없이 삼투로 몸에 들어온다. 이 과잉의 물을 내보내고 몸이 부풀지 않도록 다량의 매우 묽은 소변을 만든다. (바닷물고기는 반대로 물을 잃어 보존해야 하므로 소량의 농축된 소변만 만든다. 따라서 a와 c는 틀리다.)
Q9★
What happens to most of the water that passes from the blood into the kidneys by filtration? What happens to the rest of it?
→ 여과에 의해 혈액에서 콩팥으로 넘어간 물의 대부분에는 어떤 일이 일어나는가? 나머지에는 어떤 일이 일어나는가?
Most of the water that is filtered into the kidneys is reabsorbed — it passes back from the kidney tubules into the blood, conserving body water. Only the small remaining fraction of the filtered water (along with dissolved wastes) continues through the tubules and is excreted from the body as urine.
→ 콩팥으로 여과된 물의 대부분은 재흡수된다 — 콩팥 세관에서 다시 혈액으로 돌아가 체내 수분을 보존한다. 여과된 물 중 작은 나머지 부분만이(용해된 노폐물과 함께) 세관을 계속 지나 소변으로 몸 밖에 배출된다.
Q10★
Explain the connection between how your body temperature is maintained and how a thermostat regulates temperature in a home.
→ 몸의 체온이 유지되는 방식과 가정의 온도조절기(thermostat)가 온도를 조절하는 방식 사이의 연관성을 설명하라.
Both rely on negative feedback around a set point. A home thermostat detects when temperature drops below the set point and switches the furnace on (and off again once the set point is reached). Likewise, your body has a "thermostat" (the hypothalamus) that detects deviations from your set point (~37°C): when you are too cold it triggers responses such as shivering and constriction of blood vessels to generate and retain heat, and when you are too hot it triggers sweating and dilation of vessels to shed heat — in each case the response counteracts the deviation and restores the set point.
→ 둘 다 설정값을 중심으로 한 음성 되먹임에 의존한다. 가정의 온도조절기는 온도가 설정값 아래로 떨어지면 보일러를 켜고(설정값에 도달하면 다시 끈다). 마찬가지로 몸에도 "온도조절기"(시상하부)가 있어 설정값(~37°C)에서 벗어남을 감지한다. 너무 추우면 떨림과 혈관 수축으로 열을 만들고 보존하며, 너무 더우면 발한과 혈관 확장으로 열을 방출한다. 두 경우 모두 반응이 벗어남을 상쇄하여 설정값을 회복시킨다.
Q11★
Polar bears have large amounts of brown fat, a tissue that generates heat. Is this an anatomical, physiological, or behavioral adaptation in response to cold? What about their increased food intake before hibernation?
→ 북극곰은 열을 내는 조직인 갈색 지방을 많이 가지고 있다. 이것은 추위에 대한 해부학적·생리학적·행동적 적응 중 무엇인가? 동면 전에 먹이 섭취량을 늘리는 것은 어떤가?
Having brown fat tissue that generates heat is a physiological adaptation — it is a function-based way of producing internal heat to maintain body temperature in the cold (it could also be viewed as anatomical because it involves a specialized tissue, but the heat-generating role is functional/physiological). Increasing food intake before hibernation is a behavioral adaptation — it is a change in the animal's behavior (eating more) that prepares it to survive the cold season.
→ 열을 내는 갈색 지방 조직을 갖는 것은 생리학적 적응이다 — 추위 속에서 체온을 유지하기 위해 내부 열을 만들어내는, 기능에 기반한 방식이다(특수한 조직을 포함하므로 해부학적이라고 볼 수도 있으나, 열을 내는 역할 자체는 기능적·생리학적이다). 동면 전에 먹이 섭취를 늘리는 것은 행동적 적응이다 — 추운 계절을 견디도록 대비하는, 동물의 행동(더 많이 먹기) 변화이다.

🎯 주요 테마

For each statement below, identify which major theme is evident (one of: Evolution / Information Flow / Structure-Function / Pathways That Transform Energy and Matter / Interactions within Biological Systems).
→ 아래 각 진술에서 어떤 주요 주제가 드러나는지 위 5가지 중 하나로 밝혀라.

Q12★
Your kidneys contain highly branched tubes that allow for a large volume of fluid to be in contact with cells, aiding filtration.
→ 당신의 콩팥은 많은 양의 액체가 세포와 접촉할 수 있게 하는, 고도로 가지 친 관들을 담고 있어 여과를 돕는다.
Major Theme: Structure-Function → 주요 주제: 구조와 기능
The branched, tubular shape of the kidney's structures is directly correlated with its job. By being highly branched, the tubes create a very large surface area, putting a large volume of fluid in close contact with cells so that filtration and reabsorption can happen efficiently. The form (branching tubes, large surface area) makes the function (filtration) possible — a clear example of the structure-function relationship.
→ 콩팥 구조의 가지 친 관 모양은 그 일과 직접 연관된다. 고도로 가지를 침으로써 관들은 매우 넓은 표면적을 만들고, 많은 양의 액체를 세포와 가까이 접촉시켜 여과와 재흡수가 효율적으로 일어나게 한다. 형태(가지 친 관, 넓은 표면적)가 기능(여과)을 가능하게 하는, 구조-기능 관계의 명확한 예이다.
Q13★
Your body is able to build new muscle when nutrients absorbed by the digestive system are transported by the circulatory system to tissues of the muscular system.
→ 소화계가 흡수한 영양분이 순환계에 의해 근육계의 조직으로 운반될 때 당신의 몸은 새로운 근육을 만들 수 있다.
Major Theme: Interactions within Biological Systems → 주요 주제: 생물학적 시스템 내의 상호작용
Building muscle requires three organ systems acting together: the digestive system absorbs nutrients, the circulatory system transports them, and the muscular system uses them to build tissue. No single system could do this alone — the result emerges from the coordinated interaction of multiple systems within the body, which is the essence of interactions within biological systems.
→ 근육을 만드는 데에는 세 기관계가 함께 작용해야 한다. 소화계가 영양분을 흡수하고, 순환계가 그것을 운반하며, 근육계가 그것을 사용해 조직을 만든다. 어느 한 계만으로는 이 일을 할 수 없으며, 이 결과는 몸 안 여러 시스템의 조정된 상호작용에서 비롯된다. 이것이 생물학적 시스템 내 상호작용의 본질이다.
Q14★
If you step on a sharp object, pain receptors in your foot communicate signals to your brain via neurons; in response, your brain sends a signal to move your foot through other neurons.
→ 날카로운 물체를 밟으면 발의 통증 수용기가 뉴런을 통해 뇌로 신호를 전달하고, 이에 대한 응답으로 뇌가 다른 뉴런을 통해 발을 움직이라는 신호를 보낸다.
Major Theme: Information Flow → 주요 주제: 정보 흐름
This statement is about Information Flow. Information is gathered, transmitted, and acted upon as signals move through neurons: sensory neurons carry the pain signal from receptors in the foot to the central nervous system (spinal cord/brain), and motor neurons carry the brain's command back out to the muscles to withdraw the foot. The whole pathway is the flow of information (signals) from one part of the body to another and back, which is the essence of the Information Flow theme.
→ 이 진술은 정보 흐름에 관한 것이다. 신호가 뉴런을 따라 이동하면서 정보가 수집·전달·처리된다. 감각 뉴런이 발의 수용기에서 통증 신호를 중추신경계(척수·뇌)로 전달하고, 운동 뉴런이 뇌의 명령을 다시 근육으로 내보내 발을 거둬들이게 한다. 이 경로 전체가 몸의 한 부분에서 다른 부분으로, 그리고 다시 되돌아오는 정보(신호)의 흐름이며, 이것이 정보 흐름 주제의 본질이다.

📝 교과서 요약

The Structural Organization of Animals

Anatomy and Physiology

Tissues

Organs and Organ Systems

Exchanges with the External Environment

Regulating the Internal Environment — Homeostasis

Negative and Positive Feedback

Thermoregulation

Osmoregulation

Homeostasis in the Urinary System

참고 Boxed Items (채점 대상 외 — 그래프/서술형 보너스)
Q15 (Interpreting Data — The Process of Science). Using the graph of body temperature vs. ambient (environmental) temperature, write a conclusion about thermoregulation in river otters and largemouth bass.
→ 체온 대 환경 온도 그래프를 보고 강수달과 큰입배스의 체온 조절에 관한 결론을 써라.

A (Interpreting Data). The river otter's body temperature stays nearly constant (a roughly flat line at a high value, ~38°C) regardless of ambient temperature — it is an endotherm/thermoregulator that maintains a stable internal temperature using metabolic heat. The largemouth bass's body temperature rises in a straight diagonal line, equaling the ambient temperature at every point — it is an ectotherm/thermoconformer whose body temperature simply matches its surroundings.
→ 강수달의 체온은 환경 온도와 상관없이 거의 일정하게 유지된다(높은 값 ~38°C 부근의 거의 수평인 선) — 대사 열로 안정된 내부 온도를 유지하는 내온동물/조절자(thermoregulator)이다. 큰입배스의 체온은 직선의 대각선으로 상승하여 매 지점에서 환경 온도와 같아진다 — 체온이 주변 환경과 그대로 일치하는 외온동물/순응자(thermoconformer)이다.

§7 Chapter 22 — Nutrition and Digestion 영양과 소화

📖 Vocabulary

용어 Duodenum — The first portion of the vertebrate small intestine after the stomach, where chyme from the stomach is mixed with bile and digestive enzymes.
→ 위 다음 소장의 첫 부분으로, 위에서 온 미즙이 쓸개즙·소화효소와 섞이는 곳(십이지장).
용어 Pancreas — A gland with dual functions: The nonendocrine portion secretes digestive enzymes and an alkaline solution into the small intestine via a duct; the endocrine portion secretes the hormones insulin and glucagon into the blood.
→ 두 기능을 하는 샘. 비내분비부는 소화효소와 알칼리 용액을 도관을 통해 소장으로 분비하고, 내분비부는 인슐린·글루카곤 호르몬을 혈액으로 분비한다(이자/췌장).
용어 Pepsin — An enzyme in gastric juice that begins the breakdown of proteins via hydrolysis reactions.
→ 위액에 있는 효소로, 가수분해로 단백질 분해를 시작한다(펩신).
용어 Peristalsis — Rhythmic waves of contraction of smooth muscles. Peristalsis propels food through a digestive tube and also enables many animals, such as earthworms, to crawl.
→ 평활근의 율동적 수축 파동. 음식을 소화관을 따라 밀어내고, 지렁이 같은 동물이 기어가게도 한다(연동운동).
용어 Esophagus — The channel through which food passes in a digestive tube, connecting the pharynx to the stomach.
→ 인두와 위를 잇는, 음식이 지나가는 통로(식도).
용어 Ingestion — The act of eating; the first stage of food processing.
→ 먹는 행위; 음식물 처리의 첫 단계(섭취).
용어 Digestion — The mechanical and chemical breakdown of food into molecules small enough for the body to absorb; the second stage of food processing, following ingestion.
→ 음식을 몸이 흡수할 만큼 작은 분자로 기계적·화학적으로 분해하는 것; 섭취 다음의 두 번째 단계(소화).
용어 Absorption — The uptake of small nutrient molecules by an organism's own body. In animals, absorption is the third main stage of food processing, following digestion; in fungi, it is acquisition of nutrients from the surrounding medium.
→ 작은 영양분 분자를 생물 자신의 몸이 받아들이는 것. 동물에서는 소화 다음의 세 번째 주요 단계이며, 균류에서는 주변 매질로부터 양분을 얻는 것이다(흡수).
용어 Elimination — The passing of undigested material out of the digestive compartment; the fourth stage of food processing, following absorption.
→ 소화되지 않은 물질을 소화 공간 밖으로 내보내는 것; 흡수 다음인 음식물 처리의 네 번째 단계(배출).

✏️ Self-Quiz

Q1★
Could a large animal rely solely on food vacuoles? Explain.
→ 큰 동물이 오직 식포(food vacuole)에만 의존할 수 있는가? 설명하시오.
No. Intracellular digestion in food vacuoles works only for very small organisms (such as sponges or protists) because each cell must take in and break down food particles individually. A large animal needs an extracellular digestive cavity (a gastrovascular cavity or, more efficiently, an alimentary canal) so that food can be digested outside the cells and the nutrients distributed to all of the body's many cells.
→ 아니다. 식포 안에서 일어나는 세포내 소화(intracellular digestion)는 해면동물이나 원생생물처럼 매우 작은 생물에서만 가능한데, 모든 세포가 음식 입자를 개별적으로 받아들여 분해해야 하기 때문이다. 큰 동물은 세포 밖에서 음식을 소화하고 영양분을 수많은 몸의 세포로 분배할 수 있도록 세포외 소화 공간(위순환강 또는 더 효율적인 소화관/alimentary canal)이 필요하다.
Q2★
A friend says, "It's not ingesting that causes you to gain weight; it's absorption." Is that statement true?
→ 한 친구가 "체중이 느는 원인은 섭취(ingestion)가 아니라 흡수(absorption)다"라고 말한다. 이 말은 맞는가?
Essentially yes. Simply taking food into the mouth and gut (ingestion) does not add nutrients to the body. Weight gain occurs only when the digested nutrient molecules are actually absorbed across the lining of the digestive tract into the body. Material that is never absorbed is eliminated as waste and does not contribute to body mass.
→ 본질적으로 맞다. 음식을 입과 소화관 안으로 들이는 것(섭취)만으로는 몸에 영양분이 더해지지 않는다. 체중 증가는 소화된 영양분 분자가 실제로 소화관 벽을 통과해 몸 안으로 흡수될 때에만 일어난다. 흡수되지 않은 물질은 노폐물로 배출되어 체질량에 기여하지 않는다.
Q3★
_____ is the intake of food into the mouth, whereas _____ is the disposal of undigested materials from the body.
→ _____은(는) 음식을 입으로 들이는 것이고, _____은(는) 소화되지 않은 물질을 몸에서 내보내는 것이다.
Ingestion is the intake of food into the mouth; elimination is the disposal of undigested materials from the body.
→ 섭취(ingestion)는 음식을 입으로 들이는 것이고, 배출(elimination)은 소화되지 않은 물질을 몸에서 내보내는 것이다.
Q4★
Why don't astronauts in zero gravity have trouble swallowing?
→ 무중력 상태의 우주비행사들이 음식을 삼키는 데 어려움을 겪지 않는 이유는 무엇인가?
Swallowing does not depend on gravity. Food is moved down the esophagus by peristalsis—rhythmic waves of smooth-muscle contraction that squeeze the food along the tube. Because muscular peristalsis, not gravity, propels the food, swallowing works normally even in zero gravity (and even if you swallow upside down).
→ 삼키기는 중력에 의존하지 않는다. 음식은 식도에서 연동운동(peristalsis), 즉 음식을 관을 따라 밀어내는 평활근의 율동적 수축 파동에 의해 아래로 이동한다. 음식을 밀어내는 것은 중력이 아니라 근육의 연동운동이므로, 무중력 상태에서도(심지어 거꾸로 매달려 삼켜도) 삼키기는 정상적으로 작동한다.
Q5★
Which class of large biological molecules is primarily broken down in the stomach? What enzyme is responsible?
→ 위(stomach)에서 주로 분해되는 거대 생체분자는 어느 종류인가? 그 책임을 맡은 효소는 무엇인가?
Proteins are the class of large molecules whose digestion begins in the stomach, and the responsible enzyme is pepsin, which works in the acidic environment of the gastric juice.
→ 위에서 소화가 시작되는 거대분자 종류는 단백질이며, 책임 효소는 위액의 산성 환경에서 작용하는 펩신(pepsin)이다.
Q6★
What is the cause of esophageal pain, commonly known as "heartburn"? How can this be treated?
→ 흔히 "속쓰림(heartburn)"으로 알려진 식도 통증의 원인은 무엇인가? 어떻게 치료할 수 있는가?
Heartburn is caused by acidic gastric juice backing up (refluxing) from the stomach into the esophagus, where the lining is not protected against acid; the acid irritates and burns the esophageal wall. It can be treated by neutralizing the acid with antacids or by reducing acid production with acid-blocking medications, and by lifestyle measures such as eating smaller meals and not lying down right after eating.
→ 속쓰림은 산성 위액이 위에서 식도로 역류(reflux)하여 일어나는데, 식도 벽은 산에 대한 보호가 없어 산이 식도 벽을 자극하고 화끈거리게 만든다. 제산제(antacid)로 산을 중화하거나 산 분비를 억제하는 약물로 치료할 수 있으며, 소량씩 식사하고 식후 바로 눕지 않는 등의 생활 습관으로도 완화할 수 있다.
Q7★
Bile is produced by _____ and it helps in digesting _____.   a. liver; proteins   b. duodenum; proteins   c. liver; fats   d. gallbladder; fats
→ 쓸개즙(bile)은 _____에서 생성되며, _____을(를) 소화하는 데 도움을 준다. (a. 간; 단백질 / b. 십이지장; 단백질 / c. 간; 지방 / d. 쓸개; 지방)
The correct answer is c (liver; fats). Bile is produced by the liver (and stored in the gallbladder). It contains bile salts that emulsify fats—breaking large fat droplets into tiny droplets—so that fat-digesting enzymes can act on them.
→ 정답은 c (간; 지방)이다. 쓸개즙은 간에서 생성되어(쓸개에 저장됨), 지방을 유화(emulsify)시키는 쓸개즙염을 함유한다. 이는 큰 지방 방울을 작은 방울로 쪼개어 지방 분해 효소가 작용할 수 있게 한다. (쓸개/gallbladder는 저장 장소일 뿐, 생성은 간이므로 d는 오답)
Q8★
Cellular respiration converts a part of our food energy to ATP. What happens to the rest?
→ 세포호흡은 음식 에너지의 일부를 ATP로 전환한다. 나머지는 어떻게 되는가?
Only a fraction of the chemical energy in food is captured in ATP; the remainder is released as heat. This thermal energy helps maintain body temperature (in endotherms such as mammals) and is ultimately lost to the surroundings.
→ 음식의 화학 에너지 중 일부만 ATP로 포획되고, 나머지는 열(heat)로 방출된다. 이 열에너지는 (포유류 같은 내온동물에서) 체온을 유지하는 데 도움을 주고, 결국은 주위 환경으로 빠져나간다.
Q9★
Why is the amount of oxygen you consume proportional to your metabolic rate?
→ 당신이 소비하는 산소의 양이 대사율(metabolic rate)에 비례하는 이유는 무엇인가?
Cells make ATP mainly through aerobic cellular respiration, which uses oxygen as the final electron acceptor. The faster the metabolic rate, the more ATP the body needs, so the more cellular respiration occurs and the more oxygen is consumed. Therefore oxygen consumption is a direct measure of metabolic rate.
→ 세포는 주로 산소를 최종 전자수용체로 쓰는 호기성 세포호흡을 통해 ATP를 만든다. 대사율이 높을수록 몸이 더 많은 ATP를 필요로 하므로 세포호흡이 더 많이 일어나고 산소도 더 많이 소비된다. 따라서 산소 소비량은 대사율을 직접적으로 나타내는 척도가 된다.
Q10★
Which mineral is needed for the proper functioning of nerves and muscles?   a. phosphorus   b. calcium   c. sodium   d. salt
→ 신경과 근육의 적절한 기능에 필요한 무기질(mineral)은 무엇인가? (a. 인 / b. 칼슘 / c. 나트륨 / d. 소금)
The correct answer is c (sodium). Sodium ions are essential for generating and transmitting the electrical signals (action potentials) in nerves and for muscle function. (Salt is a compound, not a single mineral; calcium also matters for muscle contraction, but the mineral the book pairs with nerve-and-muscle signaling here is sodium.)
→ 정답은 c (나트륨/sodium)이다. 나트륨 이온은 신경에서 전기 신호(활동전위)를 생성·전달하고 근육 기능에 필수적이다. (소금/salt은 단일 무기질이 아닌 화합물이라 오답이고, 칼슘도 근수축에 관여하지만 이 문항에서 신경·근육 신호 전달과 짝지어지는 무기질은 나트륨이다.)

🎯 주요 테마

각 진술에 대해 어떤 주요 주제(구조와 기능의 관계, 정보 흐름, 에너지와 물질을 변환하는 경로, 생물학적 시스템 내 상호작용, 진화)가 드러나는지 식별하고, 그 진술이 주제와 어떻게 연결되는지 설명하시오.

Q11★
Because the liver is located between the digestive and circulatory system, it performs a key role in linking the functions of these two body systems. (Major Theme: Interactions within Biological Systems)
→ 간은 소화계와 순환계 사이에 위치하기 때문에, 이 두 신체 계통의 기능을 연결하는 핵심 역할을 한다. (주요 주제: 생물학적 시스템 내 상호작용)
The liver receives nutrient-rich blood directly from the intestines and processes, stores, and distributes those nutrients before sending the blood on to the rest of the body. It thus integrates the digestive system (which absorbs nutrients) with the circulatory system (which transports them), showing how separate organ systems interact and depend on one another.
→ 간은 장으로부터 영양분이 풍부한 혈액을 직접 받아 그 영양분을 처리·저장·분배한 뒤 혈액을 몸의 나머지로 보낸다. 따라서 간은 영양분을 흡수하는 소화계와 그것을 운반하는 순환계를 통합하며, 서로 다른 기관계가 어떻게 상호작용하고 의존하는지를 보여준다.
Q12★
Your body depends on the digestive system extracting energy stored in foods and converting that energy into forms that cells require. (Major Theme: Pathways That Transform Energy and Matter)
→ 당신의 몸은 소화계가 음식에 저장된 에너지를 추출하여 세포가 필요로 하는 형태로 전환하는 데 의존한다. (주요 주제: 에너지와 물질을 변환하는 경로)
Food contains chemical energy locked in complex molecules. Digestion breaks these molecules down into small absorbable units, which cellular respiration then converts into the usable chemical energy of ATP. This sequence is a series of metabolic pathways that transform matter and energy from one form into another for the cell's use.
→ 음식에는 복잡한 분자 속에 갇힌 화학 에너지가 들어 있다. 소화는 이 분자들을 흡수 가능한 작은 단위로 분해하고, 이어서 세포호흡이 이를 사용 가능한 화학 에너지인 ATP로 전환한다. 이 일련의 과정은 물질과 에너지를 한 형태에서 다른 형태로 변환하여 세포가 쓸 수 있게 하는 대사 경로의 연속이다.
Q13★
Accordion-like folded walls enable the stomach to store food. (Major Theme: Structure-Function)
→ 아코디언처럼 접힌 벽 덕분에 위(stomach)는 음식을 저장할 수 있다. (주요 주제: 구조-기능)
The folded, accordion-like wall of the stomach is a structural feature that lets the organ expand greatly to hold a large meal and then shrink back when empty. The form of the wall (its folds) directly enables its function (storing and holding food), a clear example of structure determining function.
→ 위의 접힌, 아코디언 같은 벽은 큰 식사를 담기 위해 크게 팽창했다가 비었을 때 다시 줄어들 수 있게 하는 구조적 특징이다. 벽의 형태(주름)가 곧 그 기능(음식을 저장·보관하는 것)을 직접 가능하게 하며, 이는 구조가 기능을 결정하는 명확한 예이다.
Q14★ (Process of Science)
Fat has about 9 Calories per gram. Read the label and calculate the number of servings that won't exceed 10% of the daily Calories supplied by fat. (Nutrition Facts: Calories 230, Total Fat 8 g per serving.)
→ 지방은 1 g당 약 9 Calorie이다. 라벨을 읽고, 지방에서 오는 열량이 하루 총 열량의 10%를 넘지 않는 1회 제공량 수를 계산하시오. (영양성분: 1회 제공량당 열량 230 Calorie, 총지방 8 g.)
Fat per serving = 8 g × 9 Cal/g = 72 Cal from fat. For a standard 2,000-Cal diet, 10% = 200 Cal allowed from this fat. Number of servings = 200 Cal ÷ 72 Cal ≈ 2.8, so about 2 servings (rounding down to stay under the limit).
→ 1회 제공량의 지방 열량 = 8 g × 9 Cal/g = 72 Cal. 2,000 Cal 식단 기준 10% = 200 Cal까지 허용된다. 제공량 수 = 200 ÷ 72 ≈ 2.8이므로, 한도를 넘지 않으려면 약 2회 제공량이다.
Q15★ (Interpreting Data)
To determine the role of a gene, geneticists often work with two groups of subjects. Researchers compared mice with two normal copies of the obese gene (ob+) with mice that had two mutant copies (ob). Does the table support the hypothesis that the obese gene controls production of a hormone? (a) ob+/ob+ paired with ob+/ob+ → 8.3 g; (b) ob/ob paired with ob/ob → 38.7 g; (c) ob+/ob+ paired with ob/ob → 8.2 g.
→ 연구자들은 obese 유전자의 정상 사본 두 개(ob+)를 가진 쥐와 돌연변이 사본 두 개(ob)를 가진 쥐를 비교했다. 이 표는 obese 유전자가 어떤 호르몬의 생산을 조절한다는 가설을 뒷받침하는가? (혈관을 연결해 혈액을 공유시킨 parabiosis 실험)
Yes, the table supports the hypothesis. Normal ob+/ob+ mice gain little weight (8.3 g, experiment a), while mutant ob/ob mice gain a lot (38.7 g, experiment b). Crucially, when a mutant ob/ob mouse shares a blood supply with a normal ob+/ob+ mouse (experiment c), the weight gain drops to 8.2 g—almost the same as normal. Because something carried in the shared blood corrected the mutant's obesity, the normal obese gene must produce a circulating, blood-borne factor—a hormone (later identified as leptin)—that signals to control body weight.
→ 그렇다, 표는 가설을 뒷받침한다. 정상 ob+/ob+ 쥐는 체중이 거의 늘지 않고(8.3 g, 실험 a), 돌연변이 ob/ob 쥐는 많이 는다(38.7 g, 실험 b). 결정적으로, 돌연변이 ob/ob 쥐가 정상 ob+/ob+ 쥐와 혈액을 공유하면(실험 c) 체중 증가가 8.2 g으로 떨어져 정상과 거의 같아진다. 공유된 혈액 속의 무언가가 돌연변이의 비만을 교정했으므로, 정상 obese 유전자는 체중을 조절하는 신호를 보내는, 혈액을 타고 도는 인자—즉 호르몬(후에 렙틴/leptin으로 밝혀짐)—을 생산한다고 볼 수 있다.

📝 교과서 요약

An Overview of Animal Nutrition

The Four Stages of Food Processing

A Tour of the Human Digestive System

The Mouth, the Pharynx, the Esophagus

The Stomach

The Small Intestine

The Human Microbiome

The Large Intestine

Human Nutritional Requirements

Nutritional Disorders

§8 Chapter 23 — Circulation and Respiration 순환과 호흡

📖 Vocabulary

용어 Circulatory system — The organ system that transports materials such as nutrients, O₂, and hormones to body cells and transports CO₂ and other wastes from body cells.
→ 영양분·O₂·호르몬을 세포로, CO₂·노폐물을 세포로부터 운반하는 기관계(순환계).
용어 Cardiovascular system — A closed circulatory system, found in vertebrates, with a heart and a branching network of arteries, capillaries, and veins.
→ 심장과 동맥·모세혈관·정맥의 분지망을 가진, 척추동물의 폐쇄 순환계(심혈관계).
용어 Artery — A vessel that carries blood away from the heart to other parts of the body.
→ 심장에서 몸의 다른 부분으로 혈액을 내보내는 혈관(동맥).
용어 Capillary — A microscopic blood vessel that conveys blood between an artery and a vein or between an arteriole and a venule; enables the exchange of nutrients and dissolved gases between the blood and interstitial fluid.
→ 동맥과 정맥 사이, 또는 소동맥과 소정맥 사이를 잇는 미세 혈관. 혈액과 조직액 사이의 영양분·기체 교환을 가능하게 한다(모세혈관).
용어 Diaphragm — The sheet of muscle separating the chest cavity from the abdominal cavity in mammals. Its contraction expands the chest cavity, and its relaxation reduces it.
→ 포유류에서 흉강과 복강을 나누는 근육판. 수축하면 흉강이 커지고 이완하면 작아진다(횡격막).
용어 Alveoli — One of millions of tiny sacs within the vertebrate lungs where gas exchange occurs.
→ 척추동물 폐 안에서 기체교환이 일어나는 수백만 개의 작은 주머니 중 하나(폐포).
용어 Bronchi — One of a pair of breathing tubes that branch from the trachea into the lungs.
→ 기관(trachea)에서 갈라져 폐로 들어가는 한 쌍의 호흡관 중 하나(기관지).
용어 Pharynx — The organ in a digestive tract that receives food from the oral cavity; in terrestrial vertebrates, the throat region where the air and food passages cross.
→ 구강에서 음식을 받는 소화관 기관. 육상 척추동물에서는 공기길과 음식길이 교차하는 목 부위(인두).
용어 Larynx — The voice box, containing the vocal cords.
→ 성대를 담고 있는 발성기관(후두).
용어 Atherosclerosis — A cardiovascular disease in which a buildup of fatty deposits called plaque develops on the inner walls of the arteries, narrowing the passageways through which blood can flow.
→ 동맥 안쪽 벽에 플라크라는 지방 침착물이 쌓여 혈액이 흐르는 통로가 좁아지는 심혈관 질환(죽상경화증).
용어 Ventricle — A heart chamber that pumps blood out of the heart to the body or lungs via arteries.
→ 동맥을 통해 혈액을 몸이나 폐로 내보내는 심장 방(심실).

✏️ Self-Quiz

Q1★
What is the difference between an open circulatory system and a closed circulatory system?
→ 개방 순환계와 폐쇄 순환계의 차이는 무엇인가?
In an open circulatory system, the circulatory fluid (hemolymph) is pumped through open-ended vessels and bathes the body cells and tissues directly. In a closed circulatory system, the circulating fluid (blood) is confined within vessels, kept separate from the interstitial fluid, and the heart pumps it through a continuous network of arteries, capillaries, and veins.
→ 개방 순환계에서는 순환액(혈림프)이 끝이 열린 혈관을 통해 펌프되어 몸의 세포와 조직을 직접 적신다. 폐쇄 순환계에서는 순환액(혈액)이 혈관 안에 갇혀 조직액과 분리된 채로 유지되며, 심장이 동맥·모세혈관·정맥으로 이어지는 연속된 혈관망을 통해 혈액을 펌프한다.
Q2★
Why is the following statement false? "All arteries carry oxygen-rich blood, while all veins carry oxygen-poor blood."
→ 다음 진술이 왜 거짓인가? "모든 동맥은 산소가 풍부한 혈액을 운반하고, 모든 정맥은 산소가 부족한 혈액을 운반한다."
Arteries are defined by carrying blood away from the heart and veins by carrying blood toward the heart, not by their oxygen content. In the pulmonary circuit this is reversed: the pulmonary arteries carry oxygen-poor blood from the heart to the lungs, and the pulmonary veins carry oxygen-rich blood from the lungs back to the heart.
→ 동맥과 정맥은 산소 함량이 아니라 혈류 방향으로 정의된다. 동맥은 심장에서 나가는 혈액을, 정맥은 심장으로 들어오는 혈액을 운반한다. 폐 순환에서는 이것이 반대가 되어, 폐동맥은 산소가 부족한 혈액을 심장에서 폐로 보내고, 폐정맥은 산소가 풍부한 혈액을 폐에서 심장으로 되돌린다.
Q3★
Match each chamber of the heart with its function. a. left atrium / b. right atrium / c. left ventricle / d. right ventricle — 1. receives blood from the body via the venae cavae / 2. sends blood to the lungs via the pulmonary arteries / 3. receives blood from the lungs via the pulmonary veins / 4. sends blood to the body via the aorta
→ 심장의 각 방을 그 기능과 짝지으시오. a. 좌심방 / b. 우심방 / c. 좌심실 / d. 우심실 — 1. 대정맥을 통해 몸으로부터 혈액을 받는다 / 2. 폐동맥을 통해 폐로 혈액을 보낸다 / 3. 폐정맥을 통해 폐로부터 혈액을 받는다 / 4. 대동맥을 통해 몸으로 혈액을 보낸다
a–3, b–1, c–4, d–2. The right atrium receives oxygen-poor blood returning from the body via the venae cavae (b–1); the right ventricle pumps it to the lungs via the pulmonary arteries (d–2); the left atrium receives oxygen-rich blood from the lungs via the pulmonary veins (a–3); the left ventricle pumps it to the body via the aorta (c–4).
→ a–3, b–1, c–4, d–2. 우심방은 대정맥을 통해 몸에서 돌아오는 산소가 부족한 혈액을 받고(b–1), 우심실은 폐동맥을 통해 그것을 폐로 펌프하며(d–2), 좌심방은 폐정맥을 통해 폐에서 산소가 풍부한 혈액을 받고(a–3), 좌심실은 대동맥을 통해 그것을 몸으로 펌프한다(c–4).
Q4★
Some babies are born with a small hole in the wall of muscle that separates the left and right ventricles. How does this affect the oxygen content of the blood pumped out of the heart in the systemic circuit?
→ 일부 아기는 좌심실과 우심실을 나누는 근육 벽에 작은 구멍을 가지고 태어난다. 이것은 체순환으로 심장에서 나가는 혈액의 산소 함량에 어떤 영향을 미치는가?
The hole lets oxygen-poor blood from the right ventricle leak into the oxygen-rich blood in the left ventricle. As a result, the blood pumped out through the aorta into the systemic circuit has a lower-than-normal oxygen content, so less oxygen is delivered to the body's tissues.
→ 그 구멍은 우심실의 산소가 부족한 혈액이 좌심실의 산소가 풍부한 혈액으로 새어 들어가게 한다. 그 결과 대동맥을 통해 체순환으로 나가는 혈액의 산소 함량이 정상보다 낮아져, 몸의 조직으로 전달되는 산소량이 줄어든다.
Q5★
Oxygen is usually bound to _______ when it is transported through the body.
→ 산소는 몸을 통해 운반될 때 보통 _______에 결합되어 있다.
Hemoglobin. Most O₂ is carried bound to the iron-containing protein hemoglobin inside red blood cells, which greatly increases the amount of oxygen the blood can transport.
→ 헤모글로빈(hemoglobin). 대부분의 O₂는 적혈구 안에 있는 철 함유 단백질인 헤모글로빈에 결합되어 운반되며, 이는 혈액이 운반할 수 있는 산소량을 크게 늘린다.
Q6★
How are white blood cells different from red blood cells?
→ 백혈구는 적혈구와 어떻게 다른가?
Red blood cells (erythrocytes) contain hemoglobin and function to transport oxygen; they lack a nucleus and are far more numerous. White blood cells (leukocytes) have a nucleus, contain no hemoglobin, are much less numerous, and function in defense against infection and disease.
→ 적혈구(erythrocyte)는 헤모글로빈을 가지고 산소를 운반하며, 핵이 없고 수가 훨씬 많다. 백혈구(leukocyte)는 핵이 있고 헤모글로빈이 없으며, 수가 훨씬 적고 감염과 질병에 대한 방어 기능을 한다.
Q7★
What happens to CO₂ output when a person exercises? Why?
→ 사람이 운동할 때 CO₂ 배출량은 어떻게 되는가? 그 이유는?
CO₂ output increases. Exercising muscles carry out more cellular respiration to supply ATP, which produces more CO₂ as a waste product; the body responds by breathing faster and deeper to expel the extra CO₂ from the lungs.
→ CO₂ 배출량이 증가한다. 운동 중인 근육은 ATP를 공급하기 위해 세포호흡을 더 많이 하며, 그 노폐물로 CO₂가 더 많이 생성된다. 몸은 더 빠르고 깊게 호흡하여 늘어난 CO₂를 폐에서 내보내는 방식으로 반응한다.
Q8★
What is the main difference between the respiratory organ of fishes and that of humans in terms of where they are located in the body?
→ 어류의 호흡 기관과 인간의 호흡 기관은 몸에서 위치하는 곳이라는 측면에서 주된 차이가 무엇인가?
A fish's respiratory surface (the gills) is located on the outside of the body, projecting into the surrounding water. A human's respiratory surface (the alveoli of the lungs) is located on the inside of the body, where the air must be drawn in through breathing.
→ 어류의 호흡 표면(아가미)은 몸의 바깥쪽에 위치하여 주변의 물 속으로 뻗어 있다. 인간의 호흡 표면(폐의 폐포)은 몸의 안쪽에 위치하여, 공기를 호흡을 통해 안으로 끌어들여야 한다.
Q9★
The capillaries around _______ are the site of gas exchange in lungs. a. alveoli / b. bronchioles
→ 폐에서 _______ 주위의 모세혈관이 기체교환이 일어나는 곳이다. a. 폐포 / b. 세기관지
a. alveoli. Gas exchange occurs across the thin walls of the alveoli, the tiny air sacs surrounded by capillaries; bronchioles are only conducting airways and are not the actual exchange surface.
→ a. 폐포. 기체교환은 모세혈관으로 둘러싸인 작은 공기주머니인 폐포의 얇은 벽을 가로질러 일어난다. 세기관지는 공기를 전달하는 통로일 뿐 실제 교환 표면이 아니다.
Q10★
Breathing involves the activation of several muscles, including the diaphragm. During exhalation, the diaphragm — a. moves up. / b. moves down. / c. flattens.
→ 호흡은 횡격막을 포함한 여러 근육의 활성화를 수반한다. 날숨 동안 횡격막은 — a. 위로 움직인다. / b. 아래로 움직인다. / c. 평평해진다.
a. moves up. During exhalation the diaphragm relaxes and moves upward (becoming dome-shaped), which decreases the volume of the chest cavity, raises the air pressure in the lungs, and forces air out. (Flattening/moving down occurs during inhalation.)
→ a. 위로 움직인다. 날숨 동안 횡격막은 이완하여 위로 올라가며(돔 모양이 되며), 이로 인해 흉강의 부피가 줄고 폐 안의 기압이 높아져 공기가 밖으로 밀려난다. (평평해지거나 아래로 내려가는 것은 들숨 동안 일어난다.)
Q11★
Which of the following statements is true about hemoglobin? a. Cu is an important component of the heme group of hemoglobin. / b. One molecule of hemoglobin can carry four molecules of oxygen. / c. Hemoglobin consists of three polypeptide chains.
→ 헤모글로빈에 관한 다음 진술 중 옳은 것은? a. 구리(Cu)는 헤모글로빈 헴 그룹의 중요한 구성 성분이다. / b. 헤모글로빈 한 분자는 산소 네 분자를 운반할 수 있다. / c. 헤모글로빈은 세 개의 폴리펩타이드 사슬로 이루어져 있다.
b. One molecule of hemoglobin can carry four molecules of oxygen. Hemoglobin has four polypeptide subunits, each with an iron-containing (not copper-containing) heme group that binds one O₂, so one hemoglobin molecule binds up to four O₂. This makes (a) wrong (the heme uses iron, not Cu) and (c) wrong (there are four chains, not three).
→ b. 헤모글로빈 한 분자는 산소 네 분자를 운반할 수 있다. 헤모글로빈은 네 개의 폴리펩타이드 소단위체를 가지며, 각각에 O₂ 하나를 결합하는 철 함유(구리가 아닌) 헴 그룹이 있어, 헤모글로빈 한 분자는 최대 네 개의 O₂를 결합한다. 따라서 (a)는 틀렸고(헴은 구리가 아니라 철을 사용함), (c)도 틀렸다(사슬은 세 개가 아니라 네 개임).

🎯 주요 테마

각 진술에 대해 어떤 주요 주제(구조와 기능의 관계, 정보 흐름, 에너지와 물질을 변환하는 경로, 생물학적 시스템 내 상호작용, 진화)가 드러나는지 식별하고, 그 진술이 주제와 어떻게 연결되는지 설명하시오.

Q12★
Sensory cells communicate levels of CO₂ in the bloodstream to the brain, which can then adjust breathing rate. (Major Theme: Information Flow)
→ 감각 세포는 혈류 내 CO₂ 수치를 뇌에 전달하고, 뇌는 이를 바탕으로 호흡률을 조절할 수 있다. (주요 주제: 정보 흐름)
This describes signaling: information about blood CO₂ concentration is detected by sensory cells and transmitted to the breathing-control center of the brain, which processes it and sends out signals to adjust ventilation. The flow of this signal from sensor to brain to muscles is a clear example of information flow within a biological system.
→ 이것은 신호 전달을 설명한다. 혈중 CO₂ 농도에 대한 정보가 감각 세포에 의해 감지되어 뇌의 호흡 조절 중추로 전달되고, 뇌가 이를 처리하여 환기를 조절하는 신호를 내보낸다. 감지기에서 뇌로, 다시 근육으로 이어지는 이 신호의 흐름은 생물학적 시스템 내 정보 흐름의 명확한 예이다.
Q13★
In mammals, which produce their own body heat, natural selection has selected for a four-chambered heart. (Major Theme: Evolution)
→ 자신의 체열을 생산하는 포유류에서, 자연선택은 4개의 방을 가진 심장을 선택해 왔다. (주요 주제: 진화)
A four-chambered heart keeps oxygen-rich and oxygen-poor blood completely separate, delivering blood with high oxygen content needed to fuel the high metabolic rate of warm-blooded animals. Because this trait improved survival and reproduction, natural selection favored it over evolutionary time—a direct illustration of evolution by natural selection.
→ 4개의 방을 가진 심장은 산소가 풍부한 혈액과 부족한 혈액을 완전히 분리하여, 온혈동물의 높은 대사율을 뒷받침하는 데 필요한 높은 산소 함량의 혈액을 공급한다. 이 형질이 생존과 번식을 향상시켰기 때문에 진화의 시간에 걸쳐 자연선택이 이를 선호했으며, 이는 자연선택에 의한 진화의 직접적인 예이다.
Q14★
The circulatory and respiratory systems must work together to provide oxygen to all body cells. (Major Theme: Interactions within Biological Systems)
→ 순환계와 호흡계는 모든 체세포에 산소를 공급하기 위해 함께 작동해야 한다. (주요 주제: 생물학적 시스템 내 상호작용)
Neither system can supply oxygen to tissues alone: the respiratory system loads O₂ into the blood at the lungs, and the circulatory system transports that oxygenated blood to every cell of the body. Their coordinated interaction—an emergent property of the two systems working together—is what keeps cells supplied with oxygen.
→ 어느 한 시스템도 단독으로 조직에 산소를 공급할 수 없다. 호흡계는 폐에서 O₂를 혈액에 싣고, 순환계는 그 산소화된 혈액을 몸의 모든 세포로 운반한다. 두 시스템이 함께 작동하며 나타나는 창발적 특성인 이들의 협응적 상호작용이 세포에 산소를 계속 공급하는 것이다.

📝 교과서 요약

Unifying Concepts of Animal Circulation

The Human Cardiovascular System

Blood Vessels

Blood

Cardiovascular Disease

Unifying Concepts of Animal Respiration

The Human Respiratory System

The Brain's Control over Breathing

§9 Chapter 24 — The Immune System 면역계

📖 Vocabulary

용어 Immune system — The body's system of defenses against infectious disease.
→ 감염성 질병에 대항하는 몸의 방어 체계(면역계).
용어 Innate immunity — The part of the immune system's defenses that is always present in its final form and ready to act.
→ 항상 완성된 형태로 존재하며 즉시 작동할 수 있는 면역 방어(선천 면역).
용어 Adaptive immunity — The part of the immune system's defenses that is found only in vertebrates and that must be activated by exposure to a specific invader.
→ 척추동물에만 있으며 특정 침입자에 노출되어야 활성화되는 면역 방어(후천/적응 면역).
용어 Lymphatic system — The organ system through which lymph circulates; includes lymph vessels, lymph nodes, and several other organs. The lymphatic system helps remove toxins and pathogens from the blood and interstitial fluid and returns fluid and solutes from the interstitial fluid to the circulatory system.
→ 림프가 순환하는 기관계로, 림프관·림프절 및 여러 다른 기관을 포함한다. 림프계는 혈액과 조직액에서 독소·병원체를 제거하고, 조직액의 액체와 용질을 순환계로 되돌리는 것을 돕는다(림프계).
용어 Phagocytic cells — A white blood cell that engulfs bacteria, foreign proteins, and the remains of dead body cells as part of internal innate defenses.
→ 세균·외래 단백질·죽은 세포 잔해를 삼키는 백혈구; 내부 선천 방어의 일부(식세포).
용어 Natural killer (NK) cells — A white blood cell that attacks cancer cells and infected body cells as part of internal innate defenses.
→ 암세포와 감염된 세포를 공격하는 백혈구; 내부 선천 방어의 일부(자연살해세포).
용어 Histamine — A chemical alarm signal released by injured cells that causes blood vessels to dilate during an inflammatory response.
→ 손상된 세포가 방출하는 화학 경보 신호로, 염증 반응 동안 혈관을 확장시킨다(히스타민).
용어 Lymph — A fluid similar to interstitial fluid that circulates in the lymphatic system.
→ 조직액과 비슷한 액체로, 림프계 안을 순환한다(림프).
용어 Lymphocytes — A type of white blood cell that carries out adaptive defenses—recognizing and responding to specific invading pathogens. There are two types of lymphocytes: B cells and T cells.
→ 적응 방어를 담당하는 백혈구로, 특정 침입 병원체를 인식·반응한다. 림프구에는 B세포와 T세포 두 종류가 있다(림프구).
용어 Antigen — Any molecule that elicits a response from a lymphocyte.
→ 림프구의 반응을 유발하는 모든 분자(항원).
용어 Clonal selection — The production of a population of genetically identical lymphocytes (white blood cells) that recognize and attack the specific antigen that stimulated their proliferation. Clonal selection is the mechanism that underlies the immune system's specificity and memory of antigens.
→ 증식을 자극한 특정 항원을 인식·공격하는, 유전적으로 동일한 림프구(백혈구) 집단을 만드는 것. 클론 선택은 면역계의 특이성과 항원에 대한 기억의 바탕이 되는 기작이다(클론 선택).
용어 Antibody — A protein that is secreted by a B cell and attaches to a specific kind of antigen, helping counter its effects.
→ B세포가 분비하는 단백질로, 특정 항원에 부착하여 그 효과를 막는 것을 돕는다(항체).
용어 Memory cells — A long-lived lymphocyte that responds to subsequent exposures to a specific pathogen. A memory cell is formed during the primary immune response and is activated by exposure to the same antigen that triggered its formation. When activated, a memory cell forms large clones of effector cells and memory cells that mount the secondary immune response.
→ 특정 병원체에 다시 노출될 때 반응하는 오래 사는 림프구. 1차 면역 반응 때 만들어지고, 자신을 형성시킨 것과 같은 항원에 노출되어 활성화된다. 활성화되면 다량의 효과세포와 기억세포 클론을 만들어 2차 면역 반응을 일으킨다(기억세포).
용어 Helper T cells — A type of lymphocyte that helps activate cytotoxic T cells to attack infected body cells and helps stimulate B cells to produce antibodies.
→ 세포독성 T세포가 감염 세포를 공격하도록 돕고 B세포의 항체 생산을 자극하는 림프구(보조 T세포).
용어 Cytotoxic T cells — A type of lymphocyte that directly attacks body cells infected by pathogens.
→ 병원체에 감염된 몸의 세포를 직접 공격하는 림프구(세포독성 T세포).
용어 Autoimmune disease — An immunological disorder in which the immune system improperly attacks the body's own molecules.
→ 면역계가 자기 몸의 분자를 잘못 공격하는 면역 질환(자가면역질환).

✏️ Self-Quiz

Q1★
Molecules that elicit a response from lymphocytes are called ______. Proteins secreted by lymphocytes that bind to these molecules are ______.
→ 림프구로부터 반응을 유발하는 분자를 ______(이)라고 부른다. 림프구가 분비하여 이 분자에 결합하는 단백질은 ______(이)다.
Molecules that elicit a lymphocyte response are called antigens. The proteins secreted by lymphocytes (B cells) that bind to those antigens are antibodies.
→ 림프구의 반응을 유발하는 분자는 항원(antigens)이라고 부른다. 림프구(B세포)가 분비하여 그 항원에 결합하는 단백질은 항체(antibodies)이다.
Q2★
Classify each of the following components of the immune system as a part of either innate immunity or adaptive immunity. a. cytotoxic T cells / b. antigen receptors / c. mucus membranes / d. natural killer cells / e. memory B cells
→ 다음 면역계의 각 구성 요소를 선천 면역 또는 적응 면역의 일부로 분류하시오. a. 세포독성 T세포 / b. 항원 수용체 / c. 점막 / d. 자연살해세포 / e. 기억 B세포
a. cytotoxic T cells → adaptive (a type of lymphocyte that attacks specific infected cells); b. antigen receptors → adaptive (specific recognition of a particular antigen); c. mucus membranes → innate (an external, always-present barrier); d. natural killer cells → innate (internal innate defense); e. memory B cells → adaptive (immunological memory of a specific antigen).
→ a. 세포독성 T세포 → 적응 면역 (특정 감염 세포를 공격하는 림프구); b. 항원 수용체 → 적응 면역 (특정 항원을 특이적으로 인식); c. 점막 → 선천 면역 (항상 존재하는 외부 장벽); d. 자연살해세포 → 선천 면역 (내부 선천 방어); e. 기억 B세포 → 적응 면역 (특정 항원에 대한 면역 기억).
Q3★
Which of the following best describes the difference in the way B cells and T cells deal with invaders? a. B cells provide permanent immunity; T cells provide temporary immunity. / b. B cells send out antibodies that bind to invaders; T cells directly engage the invaders. / c. T cells handle the primary immune response; B cells handle the secondary immune response. / d. B cells are always ready "off the rack"; T cells must be primed.
→ 다음 중 B세포와 T세포가 침입자에 대처하는 방식의 차이를 가장 잘 설명한 것은? a. B세포는 영구 면역을, T세포는 일시 면역을 제공한다. / b. B세포는 침입자에 결합하는 항체를 내보내고, T세포는 침입자에 직접 관여한다. / c. T세포는 1차 면역 반응을, B세포는 2차 면역 반응을 담당한다. / d. B세포는 항상 "기성품"처럼 준비되어 있고, T세포는 사전 활성화되어야 한다.
The answer is b. B cells perform humoral immunity by secreting antibodies that circulate and bind to invaders (and toxins) in body fluids, whereas T cells (cytotoxic T cells) directly engage and kill infected body cells. The other options misstate immunity duration, response order, or priming.
→ 정답은 b이다. B세포는 체액으로 분비된 항체가 순환하며 침입자(및 독소)에 결합하는 체액성 면역을 수행하고, T세포(세포독성 T세포)는 감염된 몸의 세포에 직접 관여해 죽인다. 나머지 보기는 면역 지속기간·반응 순서·활성화 과정을 잘못 서술한다.
Q4★
How differently do phagocytic cells and natural killer cells deal with unwanted body cells?
→ 식세포와 자연살해세포는 원치 않는 몸의 세포를 얼마나 다르게 처리하는가?
Phagocytic cells engulf and digest (phagocytose) bacteria, foreign material, and the remains of already-dead or damaged body cells. Natural killer (NK) cells do not engulf; instead they attack still-living abnormal cells—cancer cells and virus-infected cells—by releasing chemicals that trigger the target cell to die (apoptosis).
→ 식세포는 세균·외래 물질·이미 죽거나 손상된 세포의 잔해를 삼켜서 소화(식균작용)한다. 자연살해(NK)세포는 삼키지 않고, 대신 살아 있는 비정상 세포(암세포와 바이러스 감염 세포)를 공격하여 표적 세포가 죽도록(세포자멸사) 화학물질을 방출한다.
Q5★
Match each type of defensive cell with its function or description. a. lymphocyte / b. cytotoxic T cell / c. helper T cell / d. phagocytic cell / e. B cell / f. memory cell — 1. attacks infected body cells / 2. secretes antibodies / 3. white blood cell that engulfs cells or molecules / 4. general name for B or T cell / 5. initiates the secondary immune response / 6. cell most commonly attacked by HIV
→ 각 방어 세포를 그 기능 또는 설명과 짝지으시오. a. 림프구 / b. 세포독성 T세포 / c. 보조 T세포 / d. 식세포 / e. B세포 / f. 기억세포 — 1. 감염된 몸의 세포를 공격 / 2. 항체를 분비 / 3. 세포나 분자를 삼키는 백혈구 / 4. B세포 또는 T세포의 일반 명칭 / 5. 2차 면역 반응을 개시 / 6. HIV가 가장 흔히 공격하는 세포
a. lymphocyte → 4 (general name for B or T cell); b. cytotoxic T cell → 1 (attacks infected body cells); c. helper T cell → 6 (cell most commonly attacked by HIV); d. phagocytic cell → 3 (white blood cell that engulfs cells or molecules); e. B cell → 2 (secretes antibodies); f. memory cell → 5 (initiates the secondary immune response).
→ a. 림프구 → 4 (B세포 또는 T세포의 일반 명칭); b. 세포독성 T세포 → 1 (감염된 몸의 세포를 공격); c. 보조 T세포 → 6 (HIV가 가장 흔히 공격하는 세포); d. 식세포 → 3 (세포나 분자를 삼키는 백혈구); e. B세포 → 2 (항체를 분비); f. 기억세포 → 5 (2차 면역 반응을 개시).
Q6★
Explain how swelling and fever produced by the inflammatory response help protect the body.
→ 염증 반응으로 생기는 부기와 발열이 어떻게 몸을 보호하는지 설명하시오.
In inflammation, injured cells release histamine, which dilates and increases the permeability of nearby blood vessels. The resulting increased blood flow and leakage of fluid into tissue cause swelling, which delivers more phagocytic white blood cells and clotting factors to the injured/infected site to destroy invaders and begin repair. Fever is a body-wide rise in temperature that inhibits the growth of many pathogens and speeds up the body's defensive chemical reactions, helping the immune system fight the infection more effectively.
→ 염증에서는 손상된 세포가 히스타민을 방출하여 근처 혈관을 확장시키고 투과성을 높인다. 그 결과 혈류가 증가하고 액체가 조직으로 새어 나와 부기(swelling)가 생기는데, 이는 더 많은 식세포(백혈구)와 응고 인자를 손상·감염 부위로 보내 침입자를 제거하고 회복을 시작하게 한다. 발열(fever)은 몸 전체의 체온 상승으로, 많은 병원체의 증식을 억제하고 몸의 방어용 화학 반응을 촉진하여 면역계가 감염을 더 효과적으로 물리치도록 돕는다.
Q7★
Why is HIV such a deadly viral disease?
→ HIV는 왜 그토록 치명적인 바이러스 질병인가?
HIV is deadly because it infects and destroys helper T cells, the very cells that coordinate the adaptive immune response (activating both cytotoxic T cells and B cells). As helper T cell numbers fall, the immune system as a whole collapses, producing AIDS. The patient then dies not from HIV directly but from opportunistic infections and cancers that a healthy immune system would normally have defeated.
→ HIV는 적응 면역 반응을 지휘하는(세포독성 T세포와 B세포를 모두 활성화하는) 바로 그 세포인 보조 T세포를 감염시켜 파괴하기 때문에 치명적이다. 보조 T세포 수가 줄면 면역계 전체가 무너져 AIDS가 된다. 그 결과 환자는 HIV 자체가 아니라, 건강한 면역계라면 보통 물리쳤을 기회감염과 암으로 사망하게 된다.
Q8★
A baby has been born with an immunodeficiency disease. Physicians discover that the newborn is not producing any antibodies. The newborn is most likely missing what kind of cells?
→ 한 아기가 면역결핍 질환을 가지고 태어났다. 의사들은 신생아가 항체를 전혀 생산하지 못한다는 것을 발견했다. 이 신생아는 어떤 종류의 세포가 없을 가능성이 가장 높은가?
The newborn is most likely missing B cells (B lymphocytes). B cells are the only cells that, once activated (typically with helper T cell assistance), differentiate into plasma cells and secrete antibodies. Without B cells, no antibodies can be produced.
→ 이 신생아는 B세포(B 림프구)가 없을 가능성이 가장 높다. B세포는 활성화되면(보통 보조 T세포의 도움을 받아) 형질세포로 분화하여 항체를 분비하는 유일한 세포이다. B세포가 없으면 항체를 만들 수 없다.
Q9★
When the immune system improperly turns against the body's own molecules, the result is a. an allergy. / b. an autoimmune disease. / c. progressive paralysis. / d. none of the above.
→ 면역계가 부적절하게 자기 몸의 분자에 맞서게 되면, 그 결과는 a. 알레르기 / b. 자가면역질환 / c. 진행성 마비 / d. 위의 어느 것도 아님
The answer is b. an autoimmune disease. By definition, an autoimmune disease is an immunological disorder in which the immune system improperly attacks the body's own molecules (e.g., rheumatoid arthritis, type 1 diabetes, multiple sclerosis). An allergy is an overreaction to a harmless foreign antigen, not to the body's own molecules.
→ 정답은 b. 자가면역질환이다. 정의상 자가면역질환은 면역계가 자기 몸의 분자를 부적절하게 공격하는 면역 질환이다(예: 류마티스 관절염, 1형 당뇨병, 다발성 경화증). 알레르기는 무해한 외래 항원에 대한 과잉 반응이지 자기 분자에 대한 것이 아니다.
Q10★
During sensitization, an allergen enters the bloodstream and binds to ______ that secrete antibodies, which attach to mast cells. After a second exposure, the same allergen binds to antibodies on the mast cells, which release ______ that triggers allergy symptoms.
→ 감작(sensitization) 동안 알레르겐이 혈류로 들어가 항체를 분비하는 ______에 결합하고, 그 항체는 비만세포(mast cell)에 부착된다. 두 번째 노출 후에는 같은 알레르겐이 비만세포의 항체에 결합하여, 알레르기 증상을 유발하는 ______을(를) 방출하게 한다.
The allergen binds to B cells (which secrete antibodies that attach to mast cells). On the second exposure, the cross-linked mast cells release histamine, which triggers the allergy symptoms (swelling, mucus, sneezing, itching).
→ 알레르겐은 (비만세포에 부착되는 항체를 분비하는) B세포에 결합한다. 두 번째 노출 시, 가교된 비만세포가 히스타민을 방출하여 알레르기 증상(부기·점액·재채기·가려움)을 유발한다.

🎯 주요 테마

Q11★
Nearly all animals have innate immunity, but only some have adaptive immunity. This suggests that innate immunity appeared first among animal lineages, with adaptive immunity appearing later. (Major Theme: Evolution)
→ 거의 모든 동물은 선천 면역을 가지지만 일부만이 적응 면역을 가진다. 이는 동물 계통에서 선천 면역이 먼저 나타나고 적응 면역이 나중에 나타났음을 시사한다. (주요 주제: 진화)
The pattern of which traits appear across animal lineages is read as an evolutionary history: a trait shared by nearly all animals (innate immunity) is inferred to be ancestral and to have arisen early, while a trait restricted to one lineage (adaptive immunity, found only in vertebrates) is inferred to have evolved later. Reasoning from the distribution of a feature to its evolutionary origin is the hallmark of the Evolution theme.
→ 어떤 형질이 동물 계통 전반에 어떻게 분포하는지를 진화 역사로 읽는다. 거의 모든 동물이 공유하는 형질(선천 면역)은 조상형이며 일찍 생겼다고 추론하고, 한 계통(척추동물)에만 있는 형질(적응 면역)은 나중에 진화했다고 추론한다. 형질의 분포로부터 그 진화적 기원을 추론하는 것은 진화 주제의 핵심이다.
Q12★
Your body contains a record of previously encountered pathogens because clonal selection creates memory cells against these specific invaders. (Major Theme: Information Flow)
→ 당신의 몸은 이전에 마주친 병원체에 대한 기록을 담고 있는데, 이는 클론 선택이 이 특정 침입자에 대한 기억세포를 만들기 때문이다. (주요 주제: 정보 흐름)
Clonal selection stores biological information about each specific antigen the body has met: the surviving memory cells encode "this pathogen was seen before." On re-exposure, that stored information is retrieved and drives a faster, stronger secondary response. The immune system thus records, stores, and later reads out information about past infections, which is the essence of the Information Flow theme.
→ 클론 선택은 몸이 마주친 각 특정 항원에 대한 생물학적 정보를 저장한다. 살아남은 기억세포는 "이 병원체를 전에 본 적이 있다"는 정보를 담고 있다. 재노출 시 그 저장된 정보가 인출되어 더 빠르고 강한 2차 반응을 일으킨다. 따라서 면역계는 과거 감염 정보를 기록·저장·인출하며, 이것이 정보 흐름 주제의 본질이다.
Q13★
When you cut your finger, the immune and lymphatic systems work together to promote healing. (Major Theme: Interactions within Biological Systems)
→ 손가락을 베이면 면역계와 림프계가 협력하여 치유를 촉진한다. (주요 주제: 생물학적 시스템 내의 상호작용)
Healing a cut requires two organ systems acting together: the inflammatory/immune response delivers phagocytes and clotting factors to kill invaders, while the lymphatic system drains leaked fluid and debris, carries pathogens to lymph nodes, and helps activate lymphocytes. Because the outcome (repair) emerges from cooperation between distinct systems rather than from one alone, this illustrates Interactions within Biological Systems.
→ 상처 치유에는 두 기관계의 협동이 필요하다. 염증/면역 반응은 식세포와 응고 인자를 보내 침입자를 죽이고, 림프계는 새어 나온 액체와 잔해를 배출하고 병원체를 림프절로 운반하며 림프구 활성화를 돕는다. 치유라는 결과가 한 시스템 단독이 아니라 서로 다른 시스템 간 협력에서 나오므로, 이는 생물학적 시스템 내의 상호작용을 보여준다.
Q14★ (Interpreting Data)
The graph details food allergies of children in the United States over time. Determine whether each claim is supported or not. a. Food allergies in children are on the rise. / b. In a group of 100 children age 5 or younger, we would expect about 10 children to have a food allergy. / c. Food allergies are higher in younger children than in older children. (Graph: two lines, "Children under 5" and "Children 5 to 17," percent food allergy ~3–5% on y-axis, 1997–2011.)
→ 이 그래프는 미국 아동의 식품 알레르기를 시간에 따라 보여준다. 각 주장이 뒷받침되는지 판단하시오. a. 아동의 식품 알레르기가 증가 추세다. / b. 5세 이하 아동 100명 중 약 10명이 식품 알레르기를 가질 것으로 예상된다. / c. 식품 알레르기는 나이 많은 아동보다 어린 아동에서 더 높다.
a. Supported. Both lines trend gradually upward over the 1997–2011 period, so the data support a rising prevalence of food allergies in children. b. Not supported. The y-axis values stay roughly in the 3–5% range, never reaching 10%. About 3–5 children per 100 (not 10) would be expected. c. Not supported. The line for younger children (under 5) lies near or below the line for older children (5–17) for much of the period; the graph does not show younger children with clearly higher allergy rates.
→ a. 뒷받침됨. 두 선 모두 1997–2011년에 걸쳐 완만히 상승하므로, 아동 식품 알레르기 유병률 증가를 뒷받침한다. b. 뒷받침되지 않음. y축 값은 대략 3–5% 범위에 머무르며 10%에 이르지 않는다. 100명당 약 3–5명(10명이 아님)이 예상된다. c. 뒷받침되지 않음. 어린 아동(5세 미만) 선이 기간 대부분 동안 나이 많은 아동(5–17세) 선과 비슷하거나 그 아래에 있어, 어린 아동의 알레르기 비율이 분명히 더 높다는 것을 보여주지 않는다.

📝 교과서 요약

An Overview of the Immune System

Innate Immunity

The Lymphatic System

Adaptive Immunity

Immune Disorders

§10 Chapter 25 — Hormones and the Endocrine System 호르몬과 내분비계

📖 Vocabulary

용어 Endocrine system — The body's main system for internal chemical regulation, consisting of all hormone-secreting cells; cooperates with the nervous system in regulating body functions and maintaining homeostasis.
→ 호르몬 분비 세포 전체로 이루어진, 몸의 주된 내부 화학 조절 체계. 신경계와 협력해 기능 조절·항상성 유지를 한다(내분비계).
용어 Endocrine glands — A gland that synthesizes hormone molecules and secretes them directly into the bloodstream.
→ 호르몬 분자를 합성하여 혈류로 직접 분비하는 샘(내분비샘).
용어 Hypothalamus — The main control center of the endocrine system, located in the vertebrate brain. It functions in maintaining homeostasis, especially in coordinating the endocrine and nervous systems. It synthesizes hormones secreted by the posterior pituitary gland and regulates the secretion of hormones by the anterior pituitary gland.
→ 척추동물 뇌에 있는 내분비계의 주된 통제 중추. 시상하부는 항상성 유지, 특히 내분비계와 신경계의 조정에 작용한다. 뇌하수체 후엽이 분비하는 호르몬을 합성하고, 뇌하수체 전엽의 호르몬 분비를 조절한다(시상하부).
용어 Pituitary gland — An endocrine gland at the base of the hypothalamus; consists of a posterior lobe, which stores and releases two hormones produced by the hypothalamus, and an anterior lobe, which produces and secretes many hormones that regulate diverse body functions.
→ 시상하부 아래의 내분비샘. 시상하부가 만든 두 호르몬을 저장·방출하는 후엽과, 다양한 몸의 기능을 조절하는 여러 호르몬을 생산·분비하는 전엽으로 이루어진다(뇌하수체).
용어 Posterior pituitary — An extension of the hypothalamus composed of nervous tissue that secretes hormones made in the hypothalamus; a temporary storage site for hypothalamic hormones.
→ 신경 조직으로 된 시상하부의 연장부. 시상하부에서 만든 호르몬을 분비·임시 저장한다(뇌하수체 후엽).
용어 Anterior pituitary — An endocrine gland, adjacent to the hypothalamus and the posterior pituitary, that synthesizes and secretes several hormones, including some that control the activity of other endocrine glands.
→ 시상하부와 뇌하수체 후엽에 인접한 내분비샘으로, 다른 내분비샘의 활동을 조절하는 것을 포함해 여러 호르몬을 합성·분비한다(뇌하수체 전엽).
용어 Thyroid gland — An endocrine gland, located in the neck, that secretes hormones that increase oxygen consumption and metabolic rate and help regulate development and maturation.
→ 목에 있는 내분비샘으로, 산소 소비·대사율을 높이고 발생·성숙을 조절하는 호르몬을 분비한다(갑상샘).
용어 Insulin — A water-soluble hormone, secreted by the pancreas, that lowers the level of glucose in the blood.
→ 이자에서 분비되어 혈당을 낮추는 수용성 호르몬(인슐린).
용어 Glucagon — A water-soluble hormone secreted by the pancreas that raises the level of glucose in the blood.
→ 이자에서 분비되어 혈당을 높이는 수용성 호르몬(글루카곤).
용어 Antagonistic hormones — Two hormones that have opposite effects.
→ 서로 반대 효과를 내는 두 호르몬(길항 호르몬).
용어 Diabetes mellitus — A human hormonal disease in which body cells cannot absorb enough glucose from the blood and become energy starved. Body fats and proteins are then consumed for their energy.
→ 몸의 세포가 혈액에서 포도당을 충분히 흡수하지 못해 에너지가 결핍되는 호르몬 질환. 이후 체지방과 단백질을 에너지로 소모한다(당뇨병). (교과서 glossary는 뒤에 Type 1·Type 2·임신성 당뇨 설명이 이어지나, 시험 출제분은 위 2문장까지)
용어 Adrenal glands — One of a pair of endocrine glands, located atop each kidney in mammals, composed of an outer cortex and a central medulla.
→ 포유류에서 각 콩팥 위에 있는 한 쌍의 내분비샘으로, 바깥 피질과 중심 수질로 이루어진다(부신).

✏️ Self-Quiz

Q1★
Which of the following statements concerning homeostasis is not true? a. It is the maintenance of constant internal conditions. / b. It involves the regulation of body conditions, such as glucose level. / c. It usually prevents major fluctuations in body conditions. / d. Its maintenance is solely the responsibility of the endocrine system.
→ 항상성에 관한 다음 진술 중 옳지 않은 것은? a. 일정한 내부 조건을 유지하는 것이다. / b. 혈당 수준 같은 신체 조건의 조절을 포함한다. / c. 보통 신체 조건의 큰 변동을 막는다. / d. 그 유지는 오로지 내분비계만의 책임이다.
The answer is d. Homeostasis is maintained by the nervous system and the endocrine system working together (and by other systems), not by the endocrine system alone, so statement d is false. Statements a, b, and c all correctly describe homeostasis.
→ 정답은 d. 항상성은 내분비계 단독이 아니라 신경계와 내분비계(및 다른 계통들)가 함께 협력하여 유지된다. 따라서 d가 거짓이다. a, b, c는 모두 항상성을 옳게 설명한다.
Q2★
The hormone gastrin causes specific stomach cells to secrete stomach acid. The receptors for gastrin are on the plasma membrane of the stomach cells. Is gastrin more likely a water-soluble or lipid-soluble hormone?
→ 호르몬 가스트린은 특정 위 세포가 위산을 분비하게 한다. 가스트린의 수용체는 위 세포의 원형질막에 있다. 가스트린은 수용성 호르몬일 가능성이 큰가, 지용성 호르몬일 가능성이 큰가?
Gastrin is most likely a water-soluble hormone. Water-soluble (e.g., protein/peptide) hormones cannot pass through the lipid plasma membrane, so they bind to receptors on the cell surface (plasma membrane), exactly as described. Lipid-soluble hormones (steroids) cross the membrane and bind receptors inside the cell.
→ 가스트린은 수용성 호르몬일 가능성이 크다. 수용성(예: 단백질·펩타이드) 호르몬은 지질로 된 원형질막을 통과하지 못하므로, 문제 설명대로 세포 표면(원형질막)의 수용체에 결합한다. 지용성 호르몬(스테로이드)은 막을 통과해 세포 내부의 수용체에 결합한다.
Q3★
Explain how the same hormone can have different effects on two different target cells and no effect on a third type of cell.
→ 같은 호르몬이 두 종류의 표적 세포에 서로 다른 효과를 내고, 세 번째 종류의 세포에는 아무 효과도 내지 않을 수 있는 이유를 설명하시오.
A hormone affects only cells that have the matching receptor for it. The third cell has no effect because it lacks the receptor. The two responding cells both have the receptor but differ in their internal machinery (genes, enzymes, signaling pathways) activated after binding, so the same hormone triggers different cellular responses in each.
→ 호르몬은 그것에 맞는 수용체를 가진 세포에만 작용한다. 세 번째 세포는 수용체가 없으므로 효과가 없다. 반응하는 두 세포는 모두 수용체를 가지지만, 결합 이후 활성화되는 세포 내부 장치(유전자·효소·신호전달 경로)가 서로 달라서, 같은 호르몬이 각 세포에서 다른 반응을 일으킨다.
Q4★
Which of the following controls the activity of all the others? a. thyroid gland / b. hypothalamus / c. pituitary gland / d. adrenal cortex
→ 다음 중 나머지 모두의 활동을 조절하는 것은? a. 갑상샘 / b. 시상하부 / c. 뇌하수체 / d. 부신 피질
The answer is b, the hypothalamus. It is the master control center of the endocrine system: it controls the pituitary gland, which in turn regulates the thyroid gland and the adrenal cortex (via tropic hormones such as TSH and ACTH).
→ 정답은 b 시상하부이다. 시상하부는 내분비계의 최고 통제 중추로, 뇌하수체를 조절하며, 뇌하수체는 (TSH·ACTH 같은 자극 호르몬을 통해) 다시 갑상샘과 부신 피질을 조절한다.
Q5★
Why does the consumption of alcohol lead to frequent urination?
→ 알코올 섭취가 잦은 배뇨로 이어지는 이유는 무엇인가?
Alcohol inhibits the release of antidiuretic hormone (ADH) from the posterior pituitary. ADH normally promotes water reabsorption in the kidneys; with less ADH, the kidneys reabsorb less water, so more dilute urine is produced and urination becomes more frequent (and can cause dehydration).
→ 알코올은 뇌하수체 후엽에서 항이뇨호르몬(ADH)의 분비를 억제한다. ADH는 평소 콩팥에서 물의 재흡수를 촉진하는데, ADH가 줄면 콩팥이 물을 덜 재흡수하여 묽은 소변이 더 많이 생성되고 배뇨가 잦아진다(탈수를 유발할 수 있다).
Q6★
A young athlete complains about swollen joints. The doctor is concerned about cardiovascular parameters. The patient also feels numbness in his wrists and fingers. Do you think he is abusing some banned substance? For what purpose?
→ 한 젊은 운동선수가 관절이 부었다고 호소한다. 의사는 심혈관 수치를 우려한다. 환자는 손목·손가락에 저림을 느낀다. 그가 금지 약물을 남용하고 있다고 생각하는가? 어떤 목적으로?
Yes — these signs suggest abuse of growth hormone (GH). Excess GH in an adult causes acromegaly: enlargement/swelling of joints and extremities, cardiovascular problems (enlarged heart, high blood pressure), and nerve compression such as carpal tunnel syndrome (numbness/tingling in wrists and fingers). An athlete would abuse GH to increase muscle mass and enhance athletic performance.
→ 그렇다. 이 징후들은 성장호르몬(GH) 남용을 시사한다. 성인에서 GH가 과다하면 말단비대증(acromegaly)이 생긴다: 관절·말단 부위의 비대와 부종, 심혈관 문제(심장 비대, 고혈압), 그리고 손목굴증후군(carpal tunnel) 같은 신경 압박(손목·손가락 저림)이 나타난다. 운동선수는 근육량을 늘리고 경기력을 높이기 위해 GH를 남용한다.
Q7★
Which of the following has both endocrine and nonendocrine functions? a. salivary gland / b. pancreas / c. anterior pituitary gland / d. skeletal muscle
→ 다음 중 내분비 기능과 비내분비 기능을 모두 가진 것은? a. 침샘 / b. 이자(췌장) / c. 뇌하수체 전엽 / d. 골격근
The answer is b, the pancreas. As an endocrine gland it secretes insulin and glucagon directly into the blood; as an exocrine (nonendocrine) gland it secretes digestive enzymes into ducts leading to the small intestine.
→ 정답은 b 이자이다. 이자는 내분비샘으로서 인슐린·글루카곤을 혈액으로 직접 분비하고, 외분비샘(비내분비)으로서 소화 효소를 소장으로 가는 관(도관)으로 분비한다.
Q8★
A friend complains about getting stressed at work. Through which of the following activities does his body cope with the stress? a. the adrenal medulla produces epinephrine / b. the adrenal cortex produces cortisol / c. glycogen gets broken down to glucose / d. the immune system gets activated
→ 친구가 직장에서 스트레스를 받는다고 호소한다. 다음 중 어느 활동을 통해 그의 몸이 스트레스에 대처하는가? a. 부신 수질이 에피네프린을 생산한다 / b. 부신 피질이 코르티솔을 생산한다 / c. 글리코젠이 포도당으로 분해된다 / d. 면역계가 활성화된다
The answer is a, b, and c (all except d). In response to stress, the adrenal medulla releases epinephrine (a, short-term "fight-or-flight") and the adrenal cortex releases cortisol (b, longer-term), and both promote the breakdown of glycogen (and fats/proteins) into glucose for energy (c). Stress hormones such as cortisol actually suppress the immune system, so d is not how the body copes with stress.
→ 정답은 a, b, c(d만 제외)이다. 스트레스에 반응하여 부신 수질은 에피네프린을(a, 단기 "투쟁-도피"), 부신 피질은 코르티솔을(b, 장기) 분비하며, 둘 다 에너지를 위해 글리코젠(및 지방·단백질)을 포도당으로 분해하도록 촉진한다(c). 코르티솔 같은 스트레스 호르몬은 오히려 면역계를 억제하므로, d는 몸이 스트레스에 대처하는 방식이 아니다.
Q9★
Name the gland that each of the following hormones is secreted from: cortisol, epinephrine, oxytocin, releasing hormones, estrogen, glucagon, and progesterone.
→ 다음 호르몬들이 각각 어느 샘에서 분비되는지 이름을 쓰시오: 코르티솔, 에피네프린, 옥시토신, 방출 호르몬, 에스트로겐, 글루카곤, 프로게스테론.
Cortisol → adrenal cortex (부신 피질); Epinephrine → adrenal medulla (부신 수질); Oxytocin → posterior pituitary (made by the hypothalamus, stored/released by the posterior pituitary / 뇌하수체 후엽 — 시상하부에서 생성, 후엽에서 저장·방출); Releasing hormones → hypothalamus (시상하부); Estrogen → ovaries (gonads) (난소(생식샘)); Glucagon → pancreas (이자); Progesterone → ovaries (gonads) (난소(생식샘)).
Q10★
Testosterone belongs to a class of sex hormones called ______.
→ 테스토스테론은 ______(이)라고 불리는 성호르몬 부류에 속한다.
Testosterone belongs to the class of sex hormones called androgens.
→ 테스토스테론은 안드로겐(androgens)이라 불리는 성호르몬 부류에 속한다.
Q11★
For each situation, name the hormone(s) most likely responsible. a. Hashimoto's disease (fatigue, weight gain, slowed heart rate) is caused by a lack of ______ due to an inflammation of the ______. b. To generate energy for stressful situations, your body releases ______ that causes the breakdown of proteins and fats into sugars. c. A bodybuilder friend has increased mood swings and outbursts of anger; you suspect he is using ______.
→ 각 상황에서 가장 책임이 있을 호르몬(들)의 이름을 쓰시오. a. 하시모토병(피로·체중 증가·느린 심박수)은 ______의 염증으로 인한 ______의 부족이 원인이다. b. 스트레스 상황에서 에너지를 만들기 위해 몸은 단백질·지방을 당으로 분해하는 ______을(를) 분비한다. c. 보디빌더 친구가 기분 변화가 심하고 분노 폭발을 보인다; ______을(를) 사용한다고 의심한다.
a. A lack of thyroid hormone (thyroxine) due to inflammation of the thyroid gland. (Hashimoto's disease is autoimmune destruction of the thyroid → hypothyroidism.) b. Cortisol (a glucocorticoid from the adrenal cortex), which breaks down proteins and fats into glucose for energy during stress. c. Anabolic steroids (androgens / synthetic testosterone), used to build muscle; their abuse causes mood swings and aggression ("roid rage").
→ a. 갑상샘의 염증으로 인한 갑상샘 호르몬(티록신)의 부족. (하시모토병은 갑상샘의 자가면역 파괴 → 갑상샘 기능저하증.) b. 코르티솔(부신 피질의 당질코르티코이드). 스트레스 시 단백질과 지방을 분해해 포도당을 만든다. c. 단백동화 스테로이드(안드로겐/합성 테스토스테론). 근육 형성에 쓰이며, 남용 시 기분 변화와 공격성("roid rage")을 유발한다.

🎯 주요 테마

각 진술에 대해 어떤 주요 주제(구조와 기능의 관계, 정보 흐름, 에너지와 물질을 변환하는 경로, 생물학적 시스템 내 상호작용, 진화)가 드러나는지 식별하고, 그 진술이 주제와 어떻게 연결되는지 설명하시오.

Q12★
The role of hormones in animal bodies shows both unity (similarities among species) and diversity (differences among species). (Major Theme: Evolution)
→ 동물 몸에서 호르몬의 역할은 종 사이의 통일성(유사성)과 다양성(차이)을 모두 보여준다. (주요 주제: 진화)
Unity (the same hormones and signaling mechanisms shared across many species) reflects descent from common ancestors, while diversity (species-specific hormone effects) reflects how natural selection has modified those shared systems for different environments and lifestyles. The pattern of shared-yet-modified traits is the hallmark of evolution.
→ 통일성(여러 종이 공유하는 같은 호르몬과 신호전달 기작)은 공통 조상으로부터의 유래를 반영하고, 다양성(종 특이적 호르몬 효과)은 자연선택이 그 공유된 체계를 서로 다른 환경과 생활방식에 맞게 변형해 온 결과를 반영한다. 공유되면서도 변형된 형질의 양상은 진화의 특징이다.
Q13★
The ability of your body to respond to environmental changes depends upon the interplay of the endocrine and nervous systems. (Major Theme: Interactions within Biological Systems)
→ 환경 변화에 반응하는 당신 몸의 능력은 내분비계와 신경계의 상호작용에 달려 있다. (주요 주제: 생물학적 시스템 내의 상호작용)
Responding properly to the environment requires two organ systems to work together: the fast-acting nervous system and the slower, longer-lasting endocrine system coordinate (e.g., the hypothalamus links both). Their cooperation as integrated parts of a larger whole illustrates interactions within biological systems.
→ 환경에 적절히 반응하려면 두 기관계가 함께 작동해야 한다: 빠르게 작용하는 신경계와 더 느리지만 오래 지속되는 내분비계가 협응한다(예: 시상하부가 둘을 연결). 더 큰 전체의 통합된 부분으로서 이들의 협력은 생물학적 시스템 내의 상호작용을 보여준다.
Q14★
In response to stimuli from both within and outside of the body, the hypothalamus sends signals that control a wide variety of hormones. (Major Theme: Information Flow)
→ 몸 안팎의 자극에 반응하여, 시상하부는 매우 다양한 호르몬을 조절하는 신호를 보낸다. (주요 주제: 정보 흐름)
The hypothalamus receives input (information) about internal and external conditions and then relays signals (chemical/electrical information) that direct the release of many hormones. This receiving, processing, and transmitting of signals to coordinate the body is a clear example of information flow.
→ 시상하부는 내부·외부 조건에 관한 입력(정보)을 받은 뒤, 여러 호르몬의 분비를 지시하는 신호(화학적·전기적 정보)를 전달한다. 신체를 조정하기 위해 신호를 받아 처리하고 전달하는 이 과정은 정보 흐름의 명확한 예이다.

📝 교과서 요약

Hormones: An Overview

The Human Endocrine System

The Hypothalamus and Pituitary Gland

The Thyroid and Metabolism

The Pancreas and Blood Glucose

The Adrenal Glands and Stress

The Gonads and Sex Hormones

Mimicking Sex Hormones

§11 Chapter 26 — Reproduction and Development 생식과 발생

⚠️ 과제 전용 Ch26은 과제 범위에만 포함, 기말 시험 범위 제외

📖 Vocabulary

용어 Fertilization — The union of a haploid sperm cell with a haploid egg cell, producing a zygote.
→ 반수체 정자와 반수체 난자가 결합하여 접합자를 만드는 것(수정).
용어 Gamete — A sex cell; a haploid egg or sperm. The union of two gametes of opposite sex (fertilization) produces a zygote.
→ 생식세포; 반수체인 난자 또는 정자. 암수 두 배우자가 결합(수정)하면 접합자가 된다(배우자).
용어 Zygote — The fertilized egg, which is diploid, that results from the union of haploid gametes (sperm and egg) during fertilization.
→ 수정 때 반수체 배우자(정자·난자)가 결합하여 생긴 2배체의 수정란(접합자).
용어 Ovulation — The release of an egg cell from an ovarian follicle.
→ 난소 여포에서 난자가 방출되는 것(배란).
용어 Corpus luteum — A small body of endocrine tissue that develops from an ovarian follicle after ovulation; secretes progesterone and estrogen during pregnancy.
→ 배란 후 난소 여포에서 발달하는 작은 내분비 조직. 임신 동안 프로게스테론·에스트로젠을 분비한다(황체).
용어 Gametogenesis — The formation of gametes within the gonads.
→ 생식샘 안에서 배우자가 형성되는 것(배우자 형성).
용어 Spermatogenesis — The formation of sperm cells in the testis.
→ 정소에서 정자가 형성되는 것(정자 형성).
용어 Oogenesis — The formation of egg cells within the ovaries.
→ 난소에서 난자가 형성되는 것(난자 형성).
용어 Umbilical cord — A structure containing arteries and veins that connects a developing embryo to the placenta of the mother.
→ 동맥·정맥을 담고 있으며 발생 중인 배아를 모체 태반에 연결하는 구조(탯줄).
용어 In vitro fertilization (IVF) — Uniting sperm and egg in a laboratory container, followed by the placement of a resulting early embryo into the mother's uterus.
→ 실험실 용기에서 정자와 난자를 결합시킨 뒤 생긴 초기 배아를 모체 자궁에 넣는 것(체외 수정).

✏️ Self-Quiz

Q1★
Some animals, such as rotifers and aphids, are able to alternate between sexual and asexual reproduction. Under what conditions might it be advantageous to reproduce asexually? Sexually?
→ 윤형동물(rotifer)과 진딧물(aphid) 같은 일부 동물은 유성생식과 무성생식을 번갈아 할 수 있다. 어떤 조건에서 무성생식이 유리하겠는가? 유성생식은 어떤 조건에서 유리한가?
Asexual reproduction is advantageous when conditions are stable and favorable: a single individual can reproduce rapidly without a mate, quickly producing many genetically identical offspring well-suited to that environment. Sexual reproduction is advantageous when the environment is changing or unpredictable: it increases genetic variation among offspring, raising the chance that some will survive new conditions, new parasites, or other stresses.
→ 무성생식은 환경이 안정적이고 유리할 때 이롭다. 한 개체가 짝 없이도 빠르게 번식하여, 그 환경에 잘 맞는 유전적으로 동일한 자손을 다수 신속히 만들 수 있기 때문이다. 유성생식은 환경이 변하거나 예측 불가능할 때 이롭다. 자손 간 유전적 변이를 늘려, 일부가 새로운 환경·새로운 기생체·기타 스트레스에서 살아남을 확률을 높이기 때문이다.
Q2★
A fertility specialist determines that a patient is producing a normal amount of sperm, but the semen does not contain enough of the fluids needed to nourish the sperm. Which male reproductive system anatomical structures are most likely responsible?
→ 불임 전문의가 한 환자는 정상적인 양의 정자를 생산하지만 정액에 정자를 영양 공급하는 데 필요한 액체가 충분치 않다고 판단했다. 이 문제의 원인일 가능성이 가장 큰 남성 생식계 해부 구조는 무엇인가?
The accessory glands that contribute the fluid portion of semen are most likely responsible — namely the seminal vesicles, the prostate gland, and the bulbourethral glands. These glands secrete the nutrient-rich (e.g., fructose), buffering, and mucous fluids that nourish and protect the sperm; the testes (sperm production) are normal here.
→ 정액의 액체 부분을 만드는 부속샘들이 원인일 가능성이 가장 크다 — 즉 정낭(seminal vesicles), 전립샘(prostate gland), 망울요도샘(bulbourethral glands)이다. 이 샘들은 정자를 영양 공급(예: 과당)·완충·보호하는 점액성 액체를 분비한다. 여기서 정소(정자 생산)는 정상이다.
Q3★
Match each reproductive structure with its description: a. uterus / b. vas deferens / c. oviduct / d. ovary / e. endometrium / f. testis — 1. female gonad / 2. site of spermatogenesis / 3. site of fertilization / 4. site of pregnancy / 5. lining of uterus / 6. sperm duct
→ 각 생식 구조를 그 설명과 짝지어라. a. 자궁 / b. 정관 / c. 난관(수란관) / d. 난소 / e. 자궁내막 / f. 정소(고환) — 1. 암컷 생식샘 / 2. 정자 형성 장소 / 3. 수정 장소 / 4. 임신(착상·발생) 장소 / 5. 자궁의 내벽 / 6. 정자 운반관
a–4 (uterus = site of pregnancy), b–6 (vas deferens = sperm duct), c–3 (oviduct = site of fertilization), d–1 (ovary = female gonad), e–5 (endometrium = lining of uterus), f–2 (testis = site of spermatogenesis).
→ a-4, b-6, c-3, d-1, e-5, f-2. 정자는 정소에서 만들어져 정관(정자 운반관)을 지나고, 수정은 난관에서 일어나며, 수정란은 자궁(자궁내막)에 착상해 임신이 진행된다.
Q4★
A woman asks her obstetrician which hormone must reach its peak production in order to trigger her ovulation? a. follicle-stimulating hormone / b. prolactin / c. human chorionic gonadotropin / d. luteinizing hormone
→ 한 여성이 산부인과 의사에게, 배란을 유발하려면 어떤 호르몬이 최고치에 도달해야 하는지 물었다. a. 여포자극호르몬(FSH) / b. 프로락틴 / c. 사람 융모성 생식샘자극호르몬(hCG) / d. 황체형성호르몬(LH)
The correct answer is d, luteinizing hormone (LH). A sharp surge (peak) in LH from the anterior pituitary triggers ovulation — the release of the egg from the mature ovarian follicle — at about mid-cycle.
→ 정답은 d, 황체형성호르몬(LH)이다. 뇌하수체 전엽에서 LH가 급격히 치솟는(peak) 것이 주기 중반쯤 배란(성숙한 난소 여포에서 난자 방출)을 유발한다.
Q5★
The menstrual cycle is regulated by multiple feed-forward signals and one negative feedback loop. What constitutes the negative feedback loop?
→ 월경 주기는 여러 전방향(feed-forward) 신호와 하나의 음성 되먹임 고리로 조절된다. 그 음성 되먹임 고리를 이루는 것은 무엇인가?
The negative feedback loop is exerted by high levels of ovarian hormones (estrogen and progesterone), especially after ovulation. When the corpus luteum secretes high progesterone and estrogen, these hormones inhibit the hypothalamus and anterior pituitary, suppressing GnRH, FSH, and LH. This prevents new follicles from maturing during the luteal phase; if no pregnancy occurs, the corpus luteum degenerates, hormone levels fall, the inhibition is lifted, and a new cycle begins.
→ 음성 되먹임 고리는 특히 배란 후 높아진 난소 호르몬(에스트로젠과 프로게스테론)에 의해 작동한다. 황체가 프로게스테론·에스트로젠을 다량 분비하면 이 호르몬들이 시상하부와 뇌하수체 전엽을 억제하여 GnRH·FSH·LH 분비를 낮춘다. 그 결과 황체기 동안 새 여포가 성숙하지 못한다. 임신이 되지 않으면 황체가 퇴화하여 호르몬 농도가 떨어지고, 억제가 풀리면서 새 주기가 시작된다.
Q6★
What advantage do abstinence and condoms have over other forms of contraception?
→ 금욕과 콘돔이 다른 피임 방법들에 비해 갖는 이점은 무엇인가?
Unlike hormonal methods, IUDs, or sterilization, abstinence and condoms also protect against sexually transmitted infections (STIs). Condoms provide a physical barrier that blocks both sperm and pathogens, and abstinence avoids the exposure entirely — so they prevent disease transmission as well as pregnancy.
→ 호르몬 피임법·자궁내장치(IUD)·불임수술과 달리, 금욕과 콘돔은 성매개감염(STI)도 예방한다. 콘돔은 정자와 병원체를 모두 막는 물리적 장벽을 제공하고, 금욕은 노출 자체를 피하므로, 임신뿐 아니라 질병 전파도 막아 준다.
Q7★
Which of the following becomes the embryo's contribution to the placenta in the first month of pregnancy? a. the fluid-filled central cavity / b. the outer layer of trophoblast cells / c. the inner cell mass / d. the chorionic villi
→ 다음 중 임신 첫 달에 태반에 대한 배아 측 기여가 되는 것은? a. 액체로 찬 중심 강(공동) / b. 영양막(trophoblast) 세포의 바깥층 / c. 내세포덩어리 / d. 융모(chorionic villi)
The correct answer is b, the outer layer of trophoblast cells. The trophoblast (the outer layer of the blastocyst) implants in the endometrium and develops into the embryonic portion of the placenta. (The inner cell mass becomes the embryo proper; the chorionic villi form somewhat later and arise from this trophoblast tissue.)
→ 정답은 b, 영양막(trophoblast) 세포의 바깥층이다. 영양막(배반포의 바깥층)은 자궁내막에 착상하여 태반의 배아 측 부분으로 발달한다. (내세포덩어리는 배아 본체가 되고, 융모는 다소 나중에 이 영양막 조직에서 형성된다.)
Q8★
Which of these cannot be detected during the first trimester of pregnancy? a. fetal heartbeat / b. tiny legs with toes / c. fetal sex / d. tiny arms with fingers
→ 다음 중 임신 1삼분기(첫 3개월) 동안 감지할 수 없는 것은? a. 태아 심장 박동 / b. 발가락이 달린 작은 다리 / c. 태아 성별 / d. 손가락이 달린 작은 팔
The correct answer is b, tiny legs with toes. By the end of the first trimester the heartbeat is detectable, the sex can be distinguished, and the arms with fingers have formed; the legs with fully formed toes appear later (developing through the early second trimester), so toes are not yet detectable in the first trimester.
→ 정답은 b, 발가락이 달린 작은 다리이다. 1삼분기 말이면 심장 박동을 감지할 수 있고 성별을 구분할 수 있으며 손가락이 달린 팔도 형성된다. 발가락까지 완성된 다리는 더 나중에(2삼분기 초에 걸쳐) 발달하므로, 발가락은 1삼분기에는 아직 감지되지 않는다.
Q9★
A pregnant woman is two weeks past her due date, and the doctor decides to induce her labor. The natural hormone that would be needed is ______.
→ 임신부가 출산 예정일을 2주 지났고, 의사가 분만을 유도하기로 했다. 이때 필요한 자연 호르몬은 ______이다.
Oxytocin. Oxytocin is the hormone that stimulates strong uterine (smooth-muscle) contractions of labor; a synthetic form (e.g., Pitocin) is given to induce or strengthen labor.
→ 옥시토신(oxytocin)이다. 옥시토신은 분만 시 강한 자궁(평활근) 수축을 일으키는 호르몬으로, 분만을 유도·강화하기 위해 합성 형태(예: 피토신)를 투여한다.
Q10★
The procedure that creates a "test-tube baby" is ______. What does this term literally mean?
→ "시험관 아기"를 만드는 시술은 ______이다. 이 용어는 문자 그대로 무슨 뜻인가?
The procedure is in vitro fertilization (IVF). "In vitro" is Latin meaning literally "in glass" — that is, fertilization carried out in a laboratory dish/container (a glass vessel) outside the body, rather than inside the mother (in vivo).
→ 그 시술은 체외 수정(in vitro fertilization, IVF)이다. "in vitro"는 라틴어로 문자 그대로 "유리 안에서"라는 뜻으로, 모체 안(in vivo)이 아니라 몸 밖 실험실 접시·용기(유리 그릇) 안에서 이루어지는 수정을 가리킨다.

🎯 주요 테마

각 진술에 대해 어떤 주요 주제(구조-기능 관계, 정보 흐름, 에너지·물질 변환 경로, 생물학적 시스템 내 상호작용, 진화)가 드러나는지 식별하고, 그 진술이 주제와 어떻게 연결되는지 설명하라.

Q11★
The shape of a sperm provides insight into its role as the male gamete. (Major Theme: Structure-Function)
→ 정자의 모양은 수컷 배우자로서의 역할에 대한 통찰을 제공한다. (주요 주제: 구조-기능)
A sperm's anatomy directly fits its function. Its streamlined head holds the haploid nucleus and a cap (acrosome) of enzymes for penetrating the egg; the midpiece is packed with mitochondria that supply ATP; and the long flagellum (tail) propels the cell to swim toward the egg. Form follows function, a clear structure–function relationship.
→ 정자의 해부 구조는 그 기능에 정확히 들어맞는다. 유선형 머리에는 반수체 핵과 난자를 뚫는 효소가 든 첨체(acrosome)가 있고, 중편에는 ATP를 공급하는 미토콘드리아가 가득하며, 긴 편모(꼬리)는 난자를 향해 헤엄치게 추진한다. 형태가 기능을 따르는 명확한 구조-기능 관계이다.
Q12★
The timing of menstruation and ovulation depends upon the coordination among the brain and several hormones. (Major Theme: Interactions within Biological Systems)
→ 월경과 배란의 시기는 뇌와 여러 호르몬 간의 조정에 달려 있다. (주요 주제: 생물학적 시스템 내 상호작용)
The menstrual/ovarian cycle requires multiple organs and signals to work together: the hypothalamus releases GnRH, which signals the anterior pituitary to secrete FSH and LH, which act on the ovaries to mature follicles and trigger ovulation; the ovaries in turn release estrogen and progesterone that feed back on the brain. This coordinated interaction among the nervous (brain) and endocrine systems is an interaction within a biological system.
→ 월경/난소 주기는 여러 기관과 신호가 함께 작동해야 한다. 시상하부가 GnRH를 분비해 뇌하수체 전엽이 FSH·LH를 내보내게 하고, 이들이 난소에 작용해 여포를 성숙시키고 배란을 유발한다. 난소는 다시 에스트로젠·프로게스테론을 내보내 뇌에 되먹임한다. 신경(뇌)계와 내분비계 간의 이 조정된 상호작용은 생물학적 시스템 내 상호작용이다.
Q13★
By increasing genetic variability, sexual reproduction can increase the range of traits within a population upon which natural selection can act. (Major Theme: Evolution)
→ 유전적 변이를 증가시킴으로써, 유성생식은 자연선택이 작용할 수 있는 집단 내 형질의 범위를 넓힐 수 있다. (주요 주제: 진화)
Sexual reproduction shuffles alleles through meiosis (independent assortment, crossing over) and fertilization, producing genetically unique offspring. This greater variation provides the raw material on which natural selection acts, allowing the population to adapt over generations — a direct connection to the theme of evolution.
→ 유성생식은 감수분열(독립적 분리, 교차)과 수정을 통해 대립유전자를 섞어 유전적으로 고유한 자손을 만든다. 이 더 큰 변이는 자연선택이 작용하는 원재료가 되어 집단이 세대를 거쳐 적응하게 한다 — 진화 주제와 직접 연결된다.

📝 교과서 요약

Unifying Concepts of Animal Reproduction

Human Reproduction

Human Development

Reproductive Health

Reproductive Technologies

§12 Chapter 27 — Nervous Systems 신경계

📖 Vocabulary

용어 Nervous system — The organ system that forms a communication and coordination network throughout an animal's body.
→ 동물 몸 전체에 통신·조정 그물망을 형성하는 기관계(신경계).
용어 Neuron — A nerve cell; the fundamental structural and functional unit of the nervous system, specialized for carrying signals from one location in the body to another.
→ 신경세포. 신경계의 기본 구조·기능 단위로, 신호를 한 곳에서 다른 곳으로 전달한다(뉴런).
용어 Dendrite — A short, branched neuron fiber that receives signals and conveys them from its tip inward, toward the rest of the neuron.
→ 신호를 받아 끝에서 뉴런 안쪽으로 전달하는, 짧고 가지 친 뉴런 섬유(가지돌기).
용어 Axon — A neuron fiber that extends from the cell body and conducts signals to another neuron or to a muscle or gland cell.
→ 세포체에서 뻗어 나와 다른 뉴런이나 근육·샘세포로 신호를 전달하는 뉴런 섬유(축삭).
용어 Synaptic terminal — The bulb-like structure at the tip of a transmitting neuron's axon, where signals are sent to another neuron or to a muscle or gland cell.
→ 신호를 보내는 뉴런 축삭 끝의 혹 모양 구조로, 다른 뉴런이나 근육·샘세포로 신호를 보낸다(시냅스 말단).
용어 Myelin sheath — A chain of bead-like supporting cells that insulate the axon of a nerve cell in vertebrates; this insulation helps to speed electrical transmission along the axon.
→ 척추동물에서 축삭을 절연하는 구슬 모양 지지세포의 사슬. 이 절연이 축삭을 따라 전기 전달을 빠르게 한다(말이집/수초).
용어 Central nervous system (CNS) — The integration and command center of the nervous system; the brain and, in vertebrates, the spinal cord.
→ 신경계의 통합·명령 중추. 뇌와, 척추동물에서는 척수(중추신경계).
용어 Peripheral nervous system (PNS) — The network of nerves carrying signals into and out of the central nervous system.
→ 중추신경계로 신호를 들이고 내보내는 신경 그물망(말초신경계).
용어 Sensory neuron — A nerve cell that receives information from sensory receptors and conveys signals into the central nervous system.
→ 감각 수용기에서 정보를 받아 중추신경계로 신호를 전달하는 신경세포(감각 뉴런).
용어 Interneuron — A nerve cell, entirely within the central nervous system, that integrates sensory signals and may relay command signals to motor neurons.
→ 중추신경계 안에만 있으며 감각 신호를 통합하고 명령 신호를 운동 뉴런으로 중계하는 신경세포(연합 뉴런).
용어 Motor neuron — A nerve cell that conveys command signals from the central nervous system to receiving cells, such as muscle cells or gland cells.
→ 중추신경계의 명령 신호를 근육·샘세포 같은 수용 세포로 전달하는 신경세포(운동 뉴런).
용어 Action potential — A self-propagating change in the voltage across the plasma membrane of a neuron; a nerve signal.
→ 뉴런 세포막 양쪽의 전압이 스스로 전파되며 변하는 것; 신경 신호(활동 전위).
용어 Threshold — The minimum change in a membrane's voltage that must occur to generate a nerve signal (action potential).
→ 신경 신호(활동 전위)를 일으키는 데 필요한 막전압의 최소 변화량(역치).
용어 Synapse — A junction, or relay point, between two neurons or between a neuron and a muscle or gland cell. Electrical and chemical signals are relayed from one cell to another at a synapse.
→ 두 뉴런 사이, 또는 뉴런과 근육·샘세포 사이의 연접·중계 지점. 여기서 전기·화학 신호가 한 세포에서 다른 세포로 전달된다(시냅스).
용어 Cerebrospinal fluid — Fluid that surrounds, cushions, and nourishes the brain and spinal cord and protects them from infection.
→ 뇌와 척수를 둘러싸 완충·영양을 주고 감염에서 보호하는 액체(뇌척수액).
용어 Brainstem — A functional unit of the vertebrate brain, composed of the midbrain, medulla oblongata, and pons; receives and sends information to other brain regions; regulates basic vital functions like breathing and consciousness.
→ 중뇌·연수·뇌교로 이루어진 척추동물 뇌의 기능 단위. 다른 뇌 부위와 정보를 주고받으며, 호흡·의식 같은 기본 생명 기능을 조절한다(뇌줄기).
용어 Cerebellum — Part of the vertebrate brain; mainly a planning center that interacts closely with the cerebrum in coordinating body movement.
→ 척추동물 뇌의 한 부분으로, 주로 대뇌와 긴밀히 작용하여 몸의 운동을 조정하는 계획 중추(소뇌).
용어 Hypothalamus — The main control center of the endocrine system, located in the vertebrate brain. It functions in maintaining homeostasis, especially in coordinating the endocrine and nervous systems. It synthesizes hormones secreted by the posterior pituitary gland and regulates the secretion of hormones by the anterior pituitary gland.
→ 척추동물 뇌에 있는 내분비계의 주된 통제 중추. 시상하부는 항상성 유지, 특히 내분비계와 신경계의 조정에 작용한다. 뇌하수체 후엽이 분비하는 호르몬을 합성하고, 뇌하수체 전엽의 호르몬 분비를 조절한다(시상하부).
용어 Cerebrum — The largest, most sophisticated, and most dominant part of the vertebrate brain, made up of right and left cerebral hemispheres. The cerebrum contains the cerebral cortex.
→ 척추동물 뇌에서 가장 크고 정교하며 우세한 부분으로, 좌우 대뇌 반구로 이루어진다. 대뇌는 대뇌 피질을 포함한다(대뇌).
용어 Cerebral cortex — A highly folded layer of tissue that forms the surface of the cerebrum; in humans, it contains integrating centers for higher brain functions such as reasoning, speech, language, and imagination.
→ 대뇌 표면을 이루는 고도로 접힌 조직 층. 사람에서는 추론·말·언어·상상 같은 고등 뇌 기능의 통합 중추를 담고 있다(대뇌 피질).
용어 Corpus callosum — A thick band of nerve fibers that connects the right and left cerebral hemispheres, enabling them to process information together.
→ 좌우 대뇌 반구를 잇는 두꺼운 신경 섬유 다발로, 두 반구가 함께 정보를 처리하게 한다(뇌들보).
용어 Neuroplasticity — The brain's ability to reorganize neural connections throughout life, caused by normal development, changes in behavior and environment, and injury.
→ 정상 발달·행동/환경 변화·손상에 의해 평생 신경 연결을 재구성하는 뇌의 능력(신경가소성).

✏️ Self-Quiz

Q1★
A neuron ends in many branches, each with a bulb-like _______ that contains neurotransmitters. a. synaptic terminal / b. dendrite / c. axon / d. cell body
→ 뉴런은 여러 가지로 끝나며, 각 가지 끝에는 신경전달물질을 담고 있는 혹 모양의 _______이(가) 있다. a. 시냅스 말단 / b. 가지돌기 / c. 축삭 / d. 세포체
The answer is a (synaptic terminal). The bulb-like structure at the end of a transmitting neuron's axon is the synaptic terminal, which stores and releases neurotransmitters into the synapse.
→ 정답은 a(시냅스 말단)이다. 신호를 보내는 뉴런의 축삭 끝에 있는 혹 모양 구조가 시냅스 말단이며, 신경전달물질을 저장했다가 시냅스로 방출한다. (b 가지돌기·c 축삭·d 세포체는 신경전달물질을 담는 말단 혹이 아니다.)
Q2★
What is the function of the myelin sheath?
→ 말이집(수초)의 기능은 무엇인가?
The myelin sheath is an insulating chain of bead-like supporting (glial) cells wrapped around an axon. It speeds up the transmission of action potentials along the axon, because the signal jumps between the gaps (nodes) in the insulation rather than moving continuously.
→ 말이집은 축삭을 감싸는 구슬 모양 지지(아교)세포로 된 절연 사슬이다. 절연된 부분의 틈(랑비에 결절) 사이로 신호가 건너뛰기 때문에, 축삭을 따라 활동 전위 전달 속도를 빠르게 한다(절연·전도 속도 증가).
Q3★
Your nervous system can be divided into two broad subsystems: the _______ and the _______.
→ 우리의 신경계는 두 개의 큰 하위 체계, 즉 _______와(과) _______로 나눌 수 있다.
The two broad subsystems are the central nervous system (CNS) — the brain and spinal cord — and the peripheral nervous system (PNS) — the nerves carrying signals into and out of the CNS.
→ 두 큰 하위 체계는 중추신경계(CNS)(뇌와 척수)와 말초신경계(PNS)(중추신경계로 신호를 들이고 내보내는 신경)이다.
Q4★
The inside of a resting neuron is _______. a. equally charged as the outside / b. negatively charged relative to the outside / c. positively charged relative to the outside
→ 휴지 상태 뉴런의 안쪽은 _______. a. 바깥쪽과 전하가 같다 / b. 바깥쪽에 비해 음전하를 띤다 / c. 바깥쪽에 비해 양전하를 띤다
The answer is b (negatively charged relative to the outside). At rest, the neuron's plasma membrane maintains a resting potential in which the inner surface is negative relative to the outer surface.
→ 정답은 b(바깥쪽에 비해 음전하)이다. 휴지 상태에서 뉴런의 세포막은 휴지 전위를 유지하며, 막 안쪽 면이 바깥쪽 면에 비해 음(−)으로 대전되어 있다.
Q5★
After lunch, you relax and chat. After a while, your breathing has become slow, you feel sleepy, and you have problems keeping your eyes open. What is causing this reaction? Which part of the nervous system is involved?
→ 점심을 먹은 뒤 편히 쉬며 이야기를 나눈다. 얼마 후 호흡이 느려지고 졸리며 눈을 뜨고 있기 힘들어진다. 무엇이 이 반응을 일으키는가? 신경계의 어느 부분이 관여하는가?
This is the parasympathetic division of the autonomic nervous system at work ("rest and digest"). After eating, it dominates: it slows the heart rate and breathing, promotes digestion, and produces a relaxed, drowsy state — the opposite of the sympathetic "fight or flight" response.
→ 이는 자율신경계의 부교감 신경(parasympathetic) 분지("휴식과 소화", rest and digest)가 작동한 것이다. 식사 후에는 부교감 신경이 우세해져 심박과 호흡을 늦추고 소화를 촉진하며 이완·졸음 상태를 만든다 — 교감 신경의 "투쟁-도피(fight or flight)" 반응과 반대이다.
Q6★
A victim of a severe head injury can live for years in a nonresponsive state in which the cerebral cortex is not functioning but the person is still alive and performing metabolic functions. How can this be possible? Which brain structures might be keeping the person alive?
→ 심한 머리 부상을 입은 사람은 대뇌 피질은 기능하지 않지만 여전히 살아 있고 대사 기능을 수행하는 무반응 상태로 수년간 살 수 있다. 어떻게 가능한가? 어떤 뇌 구조가 그 사람을 살아 있게 하는가?
Consciousness, awareness, and higher functions depend on the cerebral cortex, so its loss leaves the person nonresponsive. However, basic vital functions are controlled by the brainstem (midbrain, pons, and medulla oblongata), which regulates breathing, heart rate, and other automatic processes. As long as the brainstem keeps working, the body's basic metabolic functions continue and the person stays alive.
→ 의식·자각·고등 기능은 대뇌 피질에 의존하므로, 피질이 손상되면 사람은 무반응 상태가 된다. 그러나 기본 생명 기능은 뇌줄기(중뇌·뇌교·연수)가 조절하며, 호흡·심박 등 자동 과정을 담당한다. 뇌줄기가 작동하는 한 몸의 기본 대사 기능이 계속되어 사람은 살아 있을 수 있다.
Q7★
How is an action potential different from a receptor potential?
→ 활동 전위는 수용기 전위와 어떻게 다른가?
A receptor potential is a graded change in membrane voltage produced in a sensory receptor cell in response to a stimulus; its size varies with stimulus strength and it dies out over a short distance. An action potential is an all-or-none, self-propagating nerve signal that travels the full length of an axon without weakening; stimulus strength is encoded by the frequency of action potentials, not by their size.
→ 수용기 전위는 감각 수용 세포가 자극에 반응하여 만드는 등급화된(graded) 막전압 변화로, 자극 세기에 따라 크기가 달라지고 짧은 거리에서 소멸한다. 활동 전위는 실무율(all-or-none)로 스스로 전파되는 신경 신호로, 약해지지 않고 축삭 전체 길이를 따라 이동한다. 자극 세기는 활동 전위의 크기가 아니라 빈도(발생 횟수)로 부호화된다.
Q8★
For each of the following senses in humans, identify the type of receptor: seeing, tasting, hearing, smelling.
→ 다음 사람 감각 각각에 대해 수용기 유형을 밝혀라: 시각, 미각, 청각, 후각.
Seeing (vision): photoreceptors (detect light) / 시각: 광수용기. Tasting (taste): chemoreceptors (detect chemical molecules) / 미각: 화학수용기. Hearing: mechanoreceptors (detect physical movement/vibration of hair cells) / 청각: 기계수용기. Smelling (smell): chemoreceptors (detect chemical molecules in the air) / 후각: 화학수용기.
Q9★
Fifteen-year-old Jake frequently attends loud concerts (often exceeding 90 decibels). Lately he hears a constant ringing in his ear (tinnitus, with no immediate cure). Where is Jake's hearing problem located? a. the hair cells in the cochlea / b. the auditory nerve / c. the bones of the middle ear / d. the fluid of the inner ear
→ 15세 제이크는 90데시벨이 넘는 큰 콘서트에 자주 간다. 최근 귀에서 끊임없이 울리는 소리(이명, 즉각적 치료법 없음)가 들린다. 청각 문제는 어디에 있는가? a. 달팽이관의 털세포 / b. 청신경 / c. 가운데귀의 뼈 / d. 속귀의 액체
The answer is a (the hair cells in the cochlea). Loud noise (overexposure to >90 dB) physically damages the delicate mechanoreceptor hair cells of the cochlea. These hair cells do not regenerate, so the damage is permanent — which is why the ringing (tinnitus) has no immediate cure. The middle-ear bones, the inner-ear fluid, and the auditory nerve are not the structures destroyed by loud-noise overexposure here.
→ 정답은 a(달팽이관의 털세포)이다. 큰 소음(90 dB 초과 과다 노출)은 달팽이관의 섬세한 기계수용기 털세포를 물리적으로 손상시킨다. 이 털세포는 재생되지 않아 손상이 영구적이며, 그래서 이명에 즉각적인 치료법이 없다. 여기서 손상되는 것은 가운데귀 뼈·속귀 액체·청신경이 아니다.
Q10★
Our hips have ball-and-socket joints, while our knees have hinge joints. How does this affect the movements they can perform?
→ 우리의 엉덩이(고관절)에는 절구관절(ball-and-socket)이, 무릎에는 경첩관절(hinge)이 있다. 이것이 각 관절이 수행할 수 있는 운동에 어떻게 영향을 주는가?
A ball-and-socket joint (hip) allows rotation and movement in many directions (multiple planes), giving the leg a wide range of motion. A hinge joint (knee) allows back-and-forth movement in only one plane, like a door hinge, so the knee mainly bends and straightens. The joint structure thus determines the freedom of movement.
→ 절구관절(엉덩이)은 여러 방향(여러 평면)으로의 회전과 운동을 허용하여 다리의 운동 범위가 넓다. 경첩관절(무릎)은 문 경첩처럼 한 평면에서 앞뒤로만 움직여, 무릎은 주로 구부리고 펴는 운동을 한다. 즉 관절 구조가 운동의 자유도를 결정한다(구조-기능).
Q11★
ALS (Lou Gehrig's disease) is a degenerative neurological disorder in which motor neurons that cause skeletal muscles to contract are lost. Explain what is happening to a person with ALS who can still move his or her muscles but whose muscle contraction is weak.
→ ALS(루게릭병)는 골격근을 수축시키는 운동 뉴런이 소실되는 퇴행성 신경 질환이다. 아직 근육을 움직일 수는 있으나 수축이 약한 ALS 환자에게 무슨 일이 일어나고 있는지 설명하라.
Skeletal muscles contract only when motor neurons deliver command signals from the CNS to them. In ALS, motor neurons progressively degenerate and die. Early on, some motor neurons still survive, so the muscles can still be stimulated and moved — but because fewer motor neurons are reaching each muscle, fewer muscle fibers are activated, and the contractions are weak. As more motor neurons are lost, the signal eventually fails entirely and voluntary movement is lost. The muscles themselves are healthy; the problem is the loss of neural input.
→ 골격근은 운동 뉴런이 중추신경계의 명령 신호를 전달할 때만 수축한다. ALS에서는 운동 뉴런이 점진적으로 퇴행·사멸한다. 초기에는 일부 운동 뉴런이 아직 살아 있어 근육을 자극·움직일 수 있지만, 각 근육에 도달하는 운동 뉴런 수가 줄어 활성화되는 근섬유가 적어져 수축이 약하다. 운동 뉴런이 더 소실되면 결국 신호가 완전히 끊겨 수의 운동을 잃는다. 근육 자체는 건강하며, 문제는 신경 입력의 소실이다.

🎯 주요 테마

아래 각 진술에 대해 어떤 주요 주제(구조-기능 관계, 정보 흐름, 에너지·물질 변환 경로, 생물학적 시스템 내 상호작용, 진화)가 드러나는지 밝히고, 그 진술이 그 주제와 어떻게 관련되는지 설명하라.

Q12★
The single-lens eye arose independently in vertebrates (such as fish) and some invertebrates (such as squid). (Major Theme: Evolution)
→ 단일 렌즈 눈은 척추동물(예: 물고기)과 일부 무척추동물(예: 오징어)에서 독립적으로 생겨났다. (주요 주제: 진화)
Two distantly related lineages — vertebrates and cephalopod molluscs — evolved very similar single-lens (camera-type) eyes separately rather than from a shared ancestral eye. This is convergent evolution: similar adaptive solutions arise independently because natural selection favors the same useful structure in similar circumstances. The pattern is a clear example of evolution shaping life.
→ 멀리 떨어진 두 계통(척추동물과 두족류 연체동물)이 공통 조상의 눈에서가 아니라 각각 따로 매우 비슷한 단일 렌즈(카메라형) 눈을 진화시켰다. 이는 수렴 진화로, 비슷한 상황에서 자연선택이 같은 유용한 구조를 선호하기 때문에 비슷한 적응 해법이 독립적으로 생겨난 것이다. 진화가 생명을 빚어내는 명확한 예이다.
Q13★
Integrating messages it receives from our senses, the cerebral cortex creates our sensory perceptions — what we are actually aware of when we see, hear, smell, taste, or touch. (Major Theme: Information Flow)
→ 감각으로부터 받은 메시지를 통합하여, 대뇌 피질은 우리가 보고·듣고·냄새 맡고·맛보고·만질 때 실제로 자각하는 감각 지각을 만들어 낸다. (주요 주제: 정보 흐름)
Sensory receptors encode stimuli into nerve signals that flow into the CNS, and the cerebral cortex integrates and interprets this incoming information to produce conscious perception. The statement traces the movement and processing of information — from sense organs to the brain to awareness — which is the essence of the information-flow theme.
→ 감각 수용기는 자극을 신경 신호로 부호화하여 중추신경계로 보내고, 대뇌 피질은 들어온 정보를 통합·해석하여 의식적 지각을 만든다. 이 진술은 감각 기관에서 뇌로, 다시 자각으로 이어지는 정보의 이동과 처리를 추적하므로 정보 흐름 주제의 핵심을 보여준다.
Q14★
Some of the food you eat is used for making the adenosine triphosphate (ATP) that your working muscles require. (Major Theme: Pathways That Transform Energy and Matter)
→ 당신이 먹는 음식의 일부는 일하는 근육이 필요로 하는 아데노신삼인산(ATP)을 만드는 데 쓰인다. (주요 주제: 에너지와 물질을 변환하는 경로)
Chemical energy stored in food molecules is converted through metabolic (catabolic) pathways such as cellular respiration into ATP, the usable energy currency that powers muscle contraction. Matter (food) and energy are transformed from one form into another through interconnected pathways — exactly the energy-and-matter transformation theme.
→ 음식 분자에 저장된 화학 에너지는 세포호흡 같은 대사(이화) 경로를 거쳐 근육 수축을 일으키는 사용 가능한 에너지 화폐인 ATP로 전환된다. 물질(음식)과 에너지가 상호 연결된 경로를 통해 한 형태에서 다른 형태로 변환되며, 이것이 바로 에너지·물질 변환 주제이다.
Q15★
Much of the versatility of our skeleton comes from three different types of joint structures. (Major Theme: Structure-Function)
→ 우리 골격의 다재다능함 상당 부분은 세 가지 서로 다른 관절 구조에서 나온다. (주요 주제: 구조-기능 관계)
The kinds of movement the skeleton can perform depend directly on the physical form of its joints — ball-and-socket joints permit rotation, hinge joints permit back-and-forth bending, and pivot joints permit twisting. Different joint structures enable different functions (movements), which is the structure-function theme in action.
→ 골격이 수행할 수 있는 운동의 종류는 관절의 물리적 형태에 직접 좌우된다 — 절구관절은 회전을, 경첩관절은 앞뒤 굽힘을, 중쇠관절(pivot)은 비틀기를 허용한다. 서로 다른 관절 구조가 서로 다른 기능(운동)을 가능하게 하므로, 이는 구조-기능 주제의 사례이다.

📝 교과서 요약

An Overview of Animal Nervous Systems

The Human Nervous System: A Closer Look

The Senses

Locomotor Systems