생물 개체의 구성(세포, 조직, 조직계,기관, 기관계, 개체)

생물 개체의 구성

김진국

동물 1마리, 식물 1포기를 개체라 한다.
동물 개체는 소화기관계, 순환기 관계, 호흡 기관계, 배설 기관계, 생식 기관계 등으로 구성되며 식물 개체는 잎, 줄기, 뿌리, 꽃, 열매 등의 기관으로 구성된다. 이들 각 기관계와 기관은 어떻게 구성되는지 알아보자.

1. 개체(個體, individual)의 구성단계 구분

생물 개체도 물질로 구성되어 있으므로 원자가 결합된 분자로 되어 있다.
특히 생물 개체는 핵산(DNA, RNA), 단백질, 녹말, 셀룰로오스 등과 같은 고분자(작은 분자가 수없이 결합된 큰 분자) 물질을 가지고 있다(인체 구성물질, 물 66%, 단백질 16%, 지질 13%, 무기염류 4%, 탄수화물 0.4% 등).
이런 물질들로 이루어진 세포(cell)가 생물체의 기본단위가 된다.
같은 작용을 하는 같은 종류의 세포들이 모인 것을 조직(tissue)이라 하며 다른 종류의 몇 개의 조직이 한 종류의 같은 일을 하기 위해 모인 조직의 집합체를 기관(organ)이라 하며 여러 종류의 기관이 한 종류의 같은 일을 하는 기관의 모임을 기관계(system)라 한다. 여러 개의 기관계가 모여 하나의 개체(individual)가 된다.
즉 동물에서는 세포(cell)-조직(tissue)--기관(organ)-기관계(system)--개체(individual) 순으로 단계를 구분한다. 인체를 예로 들어 설명하면 인체는 소화기관계, 호흡 기관계, 순환 기관계, 배설 기관계, 생식 기관계 등의 기관계로 구성된다. 소화기관계는 다시 입, 식도, 위, 작은창자, 큰창자, 간, 쓸개 등의 기관으로 구성되며 위는 상피조직, 근육조직, 신경조직, 결합조직 등의 조직으로 구성되어 있다. 상피조직은 상피세포들로 구성된다.
그런데 식물에서는 동물과는 달리 세포(cell)-조직(tissue)-조직계(plant tissue system)-기관(organ)-개체(individual) 순으로 단계를 구분한다.

2. 고분자 화합물(高分子化合物, high molecular compound)

생물 개체도 물질로 구성되어 있으므로 원자가 결합된 분자로 되어 있다. 그런데 생물체는 물, 산소, 이산화탄소 등과 같은 저분자 물질뿐만 아니라 많은 유기물로 되어 있다. 유기물이란 탄수화물, 지방, 단백질, 핵산(DNA, RNA) 등 탄소를 포함하는 화합물(일산화탄소, 이산화탄소 등은 무기물임)을 말한다. 이들 유기물은 먼저 식물의 광합성 작용으로 합성된 포도당을 기본으로 합성이 이루어진다.
특히 생물 개체는 핵산(DNA, RNA), 단백질, 녹말, 셀룰로오스, 글리코겐 등과 같은 수많은 작은 분자가 결합된 고분자 유기물질을 가지고 있다.

3. 동물 개체의 구성

가. 동물세포

세포(cell)는 생물체를 구성하는 기본단위이다.
세포에는 세포막(세포 안과 밖 구분, 물질 출입 조절), 핵(염색체, DNA-형질 발현, 인), 미토콘드리아(에너지 전환, ATP 생성), 소포체(물질 이동 통로), 리보솜(단백질 합성 장소), 골지체(물질 저장 및 분비), 중심체(세포분열에 관여, 동물) 등의 세포 (소)기관이 있다.
동물세포는 식물세포와는 달리 세포벽과 같은 단단한 구조가 없으므로 연약하다. 그래서 모양도 원형에 가깝다. 동물체는 동물세포가 쌓여도 형체를 나타내거나 지탱할 수 없으므로 속에 단단한 뼈조직을 가진다.
간을 구성하는 세포, 신경을 구성하는 세포, 뼈를 구성하는 세포, 피부를 구성하는 세포 등 한 사람의 모든 세포에는 세포 소기관이 있으며 똑같은 유전자(DNA)를 가지고 있다. 모든 세포가 똑같은 유전자(DNA)를 가지고 있지만 모양과 작용이 다른 것은 각 세포에 있는 유전자의 활성 부위가 달라져서 작용에 맞게 분화되었기 때문이다.
예를 들어 신경세포를 뉴런이라 하는데 정보를 전해주는 작용이 뉴런의 목적이므로 정보를 받아들이고 전해주고 멀리 전달해주는 작용을 하기에 편리하도록 세포가 변화된 것이 뉴런이다.
뼈세포는 뼈조직에 드문드문하게 흩어져 있으며 뼈세포는 분비 기능이 활발하므로 탄산칼슘이나 인산칼슘 등을 세포 사이에 분비하면 이들이 결합되어 튼튼한 구조를 이룬다.
근세포(근섬유)는 속에 신축이 가능한 근원섬유를 포함하고 있으며 특히 횡문근 세포는 여러 개의 세포가 길게 융합되어 섬유 구조를 이루고 있으며 다핵 세포이다.
동물의 세포에서 죽은 세포를 보충하거나 생장하기 위해서는 체세포 분열을 하여야 한다. 모든 세포가 체세포 분열을 하는 것이 아니고 줄기세포가 체세포 분열을 한다. 대부분 기관을 이루는 조직에는 줄기세포가 있다. 이를 성체줄기세포라 한다.

나. 조직(tissue)

1) 상피조직(epithelial tissue)

상피조직은 한 층 또는 여러 층의 세포로 된 판상의 조직으로서 신체의 체강이나 관의 내면을 덮거나 피부의 표면을 이루고 있다. 상피(epithelium)는 보호, 흡수, 분비, 감각의 기능을 수행한다. 피부의 상피는 체온조절, 기계적인 상해, 유해한 화학물질, 박테리아, 건조로부터 그 아래쪽의 세포들을 보호한다. 인체의 피부는 어른 남자의 경우 그 넓이는 1.9평방미터, 어른 여자의 경우 1.6평방미터이다. 피부 세포는 극도로 분화된 세포이므로 더 이상 분열이 불가능하다. 그런데 피부 세포는 환경과 직접 접하므로 수명이 짧다. 피부 세포를 보충하기 위해서는 표피세포의 안쪽에 있는 줄기세포(기저세포)가 분열하여 표피세포를 만든다. 피부 세포는 끊임없이 새로 만들어지고 끊임없이 죽어서 떨어져 나가므로 4주마다 완전히 새 피부로 바뀐다.
소화관의 내강을 덮고 있는 상피는 영양분과 물을 흡수한다. 다양한 종류의 상피들이 물질을 분비한다. 상피는 구조와 기능에 따라 여러 가지 유형으로 나눌 수 있다.
편평 상피(squamous epithelium)는 납작한 세포들로 이루어진 상피로서 피부, 입, 식도 등에서 발견된다. 간혹은 이러한 세포들이 여러 층으로 쌓여 중층 편평 상피를 이루기도 한다. 입방 상피(cuboidal epithelium)는 주사위 모양의 세포들로 이루어진 상피로서 세뇨관의 내벽 등에서 발견된다. 원주상피(columnar epithelium)는 기둥모양의 세포들로 이루어진 상피로서 위와 소장의 내벽에서 발견된다. 섬모 상피(ciliated epithelium)는 원주상피의 자유면(自由面, free face, surface, 밖과 접한 면)에 작은 세포질 돌기인 섬모(미세소관, microtubles의 9+2 구조)들이 뻗어 있는 상피로서 이들 섬모들의 율동적인 움직임에 의해 상피 위에 놓인 물질을 한쪽 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 호흡기관의 많은 상피들이 섬모 상피로 이루어져 있으며 먼지나 이물질을 제거하는 역할에 관여한다. 감각 상피(sensory epithelium)는 자극을 받아들이도록 특수화된 세포들로 이루어져 있으며 냄새를 맡는데 관여하는 코의 후각 상피를 예로 들 수 있다.
선상 피(glandular epithelium)는 땀, 젖, 점액, 침, 호르몬 또는 효소 등의 생성물을 만들어 분비하도록 특수화된 것이며, 배상세포는 점액을 분비하여 상피 표면을 습하게 유지하고 보호하며, 물질 운반을 용이하게 하는 특수한 세포이다.
상피 막은 점막과 장막으로 구분할 수 있는데 점막은 소화관이나 호흡기와 같이 몸의 외부로 열려있는 체강의 내벽이며 장막은 척추동물에서 복막, 흉막, 심막 등 체강에 맞닿은 면을 덮는 얇은 막이다.

2) 근육조직(muscular tissue)

근육은 근세포(근섬유)가 다발을 이루고 있다. 근세포는 그 길이가 매우 길기 때문에 근섬유(muscle fiber)라고도 한다. 근세포(근섬유)는 속에 신축성이 강한 근원섬유 다발을 포함하고 있으며 특히 횡문근 세포는 여러 개의 세포가 길게 융합되어 섬유 구조를 이루고 있으며 다핵 세포이다. 근섬유의 세포질에 있는 근원섬유(myofibril)는 액틴 단백질과 미오신 단백질이 모여 있는 구조이다.
근육은 근섬유의 모양과 기능에 따라 심장벽에 존재하는 심근, 소화관과 다른 내장기관의 벽에 존재하는 평활근, 그리고 골격에 부착된 근육인 골격근으로 나누어진다. 골격근과 심근의 섬유는 현미경으로 보면 밝고 어두운 무늬가 교대로 배열되고 있는 것이 관찰되며 이로 인해 가로무늬근(striated muscle)이라고도 한다. 골격근은 수축을 마음대로 지배할 수 있으므로 수의근(voluntary muscle)이라고 한다. 그러나 심장근과 평활근은 의지에 따라 조절되지 않기 때문에 불수의근(involuntary muscle)이라고 한다.
골격근은 ATP라는 에너지를 사용하여 근원섬유가 수축함으로써 뼈를 당긴다. 관절에 여러 개의 근육이 붙어서 한쪽이 수축하면 반대쪽은 이완을 한다. 수축하는 쪽이 에너지의 작용으로 일어나며 이완하는 쪽은 에너지에 관계없이 일어난다. 그래서 근육이 수축하는 쪽으로 관절이 굽는 것이다.

3) 결합조직(connective tissue)

결합조직(connective tissue)은 여러 조직과 기관의 틈을 채우고 또 이들을 서로 연결시키며 크게는 우리 몸의 형체를, 작게는 각 장기의 윤곽을 유지할 수 있도록 하는 지지적인 역할을 담당하는 조직이다. 그리고 넓은 의미로는 혈액과 림프 등을 결합조직에 포함시키기도 한다.
결합조직의 세포는 기질(matrix)이라 부르는 비 세포성 물질을 다량으로 분비하는 것이 특징이며, 결합조직의 기능은 세포 사이를 채우고 있는 이들 기질에 의해서 결정된다.
섬유성 결합조직(fibrous connective tissue)은 세포들에 의하여 분비된 미세한 섬유들이 세포들을 둘러싸며 얽혀서 이루어진 결합조직을 말한다. 이러한 조직은 신체 전반에 걸쳐 널리 분포하며 피부를 근육에 부착시키고 분비 조직의 위치를 고정시키며 다른 많은 구조들을 둘러싸고 있다. 힘줄이나 인대는 섬유성 결합조직의 특수화된 유형이라고 할 수 있다. 힘줄(tendon)은 신축성은 없으나 휘어지기 쉬운 성질을 갖고 있으며 근육들 상호 간의 연결이나 근육을 뼈에 부착시킨다. 인대는 다소 신축성이 있으며 뼈와 뼈를 연결시킨다. 대부분의 척추동물의 피부 아래에는 두꺼운 결합조직이 존재하며 이것을 화학적으로 처리하여 가죽을 만든다.
결합조직의 섬유에는 교원질(collagen) 단백질이 들어있다. 섬유를 뜨거운 물에 넣어 두면 교원질은 수용성 단백질인 젤라틴(gelatin)으로 변형된다. 인간의 신체에 존재하는 모든 단백질 중에서 교원질은 약 1/3을 차지한다.

* 결합조직의 종류

가) 소성 결합조직
성글고 불규칙하게 배열된 섬유와 그 속에 미분화 간충직 세포, 섬유아세포, 형질세포, 비만세포, 지방세포, 색소세포, 색소포 및 혈구 성분 등 각종 세포 성분이 분산되어 있다. 특히, 지방조직과 합께 근육에 피부를 붙게 하는 피하층을 형성한다. 기관들이 움직일 때 유연성을 제공한다.

나) 조밀 결합조직
콜라겐이 주성분이며 매우 단단하다.
불규칙 조밀 결합조직 - 주로 피부의 가장 아래층인 진피에서 볼 수 있다.
규칙 조밀 결합조직 - 힘줄, 인대에서 볼 수 있다.

다) 탄력성 결합조직
일라스틴이라는 단백질로 구성되며 척추나 폐조직의 굵은 동맥 벽 등에서 볼 수 있다. 고무줄처럼 힘을 가하면 신장되고 힘을 제거하면 원래대로 돌아간다.

라) 망상 결합조직
세포에서 별 모양의 많은 돌기가 나와 이들이 서로 엉켜 그물 모양을 이루며, 림프선, 흉선, 지라, 골수 등을 지지하는 골격을 형성한다.

마) 지방조직
지방을 저장해 두었다가 세포 호흡에서 에너지원이 필요할 때 방출하는 지방세포가 주성분으로 피하층과 내부기관을 보호하는 조직에서 볼 수 있다.

바) 연골조직
척추동물에서 배 시기의 골격을 형성하는 조직이다. 연골에는 혈관이 없으므로 기질로부터 양분과 산소를 공급받는다.

사) 골조직
사람 몸의 구조를 보면 몸속에 단단한 뼈가 있고 이 뼈에 여러 기관을 근육 등으로 붙이고 피부로 감싸고 있는 형태이다.
사람의 뼈는 206개 정도이며 그중 절반이 손과 발에 있다.
골격계의 주요 기능은 신경계, 소화계, 순환계, 호흡계, 근육계 등과 관계를 지어 지지기능, 보호 기능, 운동기능의 3가지로 구분할 수 있으며 그 외에 조혈작용과 무기물 저장소의 역할을 한다.
뼈세포는 뼈조직에 드문드문하게 흩어져 있고 뼈세포는 연약하지만 뼈세포가 세포 밖으로 분비한 탄산칼슘이나 인산칼슘 등의 무기물질과 콜라겐이 결합하여 골기질을 이루는데 이들이 세포와 세포 사이에서 두껍고 튼튼하게 결합되어 단단한 구조를 이룬다. 칼슘염은 뼈의 기질을 단단하게 하는 반면, 콜라겐은 뼈의 부스러짐을 방지한다.
뼈 구조를 치밀질 부분에서 보면 가운데 혈관(중심관)을 중심으로 하는 동심원 상 단면 구조를 가진 원주(圓柱)가 있는데 이것을 뼈의 단위 구조인 해버스 골 공동계(골원, Haversian system) 또는 오스테온(osteon, 골 단위)이라 한다.
해버스 골 공동계는 석회화(탄산칼슘, 인산칼슘)된 골기질이 대부분을 차지하고 있는데 이를 뼈층판(lamella)이라 하며 4～20개의 뼈층판(lamella)이 동심 원 상으로 배열되어 있다.
뼈층판(lamella) 내에 렌즈 모양의 공간이 있는데 이를 뼈소강(lacuna)이라 하며 그 내부에는 뼈세포(osteocyte)가 들어 있다.
중심관에 있는 혈관에 연결되어 뼈층판을 지나는 관을 뼈세관(canaliculi)이라 하며, 뼈세관에 의해 뼈소강들은 서로 연결되며, 이러한 연결을 통해 뼈세포에 물질 순환이 일어난다.
뼈의 조직을 이루는 탄산칼슘이나 인산칼슘 등은 뼈세포에 의해 끊임없이 신진대사를 이루어 7년마다 몸 전체의 모든 뼈가 바뀐다. 성인의 관절은 100개 이상이고 이를 움직이는 근육은 650개이다.

아) 혈액
체내 각 조직이나 기관과의 물지 운반이나 반응을 중개하는 순환 조직이다.
적혈구는 원형 또는 타원형이며 세포 속에는 거의 혈색소인 헤모글로빈으로 채워져 있다. 사람의 적혈구는 무핵 세포이며 1㎕당 450~500만 개가 있다.
백혈구는 아메바성 운동을 하고 일정한 모양이 없으며 1㎕속에 6,000~8,000개가 있다. 호중성 백혈구는 식균 작용을 한다.
혈소판은 원형, 타원형, 막대형 등 여러 가지 형태로 나타나는 소체로 혈액응고에 관여하며 1㎕속에 25만 개가 있다.

4) 신경조직(神經組織, nerve tissue)

신경은 우리 몸의 각 기관을 조절하고 정신 작용을 수행한다.
신경조직은 특수하게 분화된 뉴런이란 신경세포와 뉴런을 지지하고 영양을 공급하는 신경아교세포 (神經阿膠細胞, neuroglial cells, 神經膠細胞, 신경교세포)로 구성되어 있다.
그리고 신경아교세포(신경교세포)는 성상세포(astrocyte), 희소돌기아교세포(oligodendrocyte), 슈반 세포(schwann cell) 등으로 구성된다.
신경조직은 네 가지로 구분한다. 중추신경계의 신경조직은 회백질(grey matter)과 백질(white matter)이고, 말초신경계의 조직은 신경(nerve)과 신경절(ganglion)이다. 그리고 이들 조직은 신경세포와 신경아교세포의 결합 방식에 따라 다시 여러 형태로 나눌 수 있다.

다. 기관(機關, organ)
여러 종류의 조직이 모여 일정한 형태를 이루어 특정한 작용을 한다. 위, 간, 창자, 폐, 신장 등이 기관에 속한다.

라. 기관계(器官系, organ system)

1) 소화기관계(digestive system)

우리가 먹은 음식이 몸속으로 흡수되기 위해서는 세포막을 통과해야 하는 데 너무 크면 세포막을 통과할 수 없다. 세포막을 통과할 수 있을 정도의 크기로 음식을 잘게 부수고 분해해야 하는데 이런 작용을 소화라 하며 소화 작용이 일어나는 기관을 소화기관이라 한다. 소화기관에는 입, 식도, 위, 작은창자, 큰창자 등의 소화관과 간, 쓸개, 이자 등의 소화에 관계되는 물질을 분비하는 기관이 있다.
소화 작용에는 음식을 잘게 부수는 기계적 소화(물리적 소화)와, 큰 분자를 작은 분자로 분해하는 화학적 소화가 있다.
기계적 소화에는 입속 이의 씹는 작용, 혀의 섞는 작용, 소화관의 연동운동(음식물이 소화관을 내려가게 하는 운동), 혼합 운동(분절 운동-근육의 운동으로 음식물과 소화효소를 혼합하거나 문질러 부수는 작용)이 있다.
화학적 소화는 소화 효소에 의한 촉매 작용으로 영양소를 다른 작은 분자로 분해하는 화학적 분해 작용이다. 작게 분해된 영양소는 혈관이나 암죽관(림프관)으로 흡수되어 온 몸으로 운반된다.

2) 호흡 기관계(呼吸器官系, respiratory organ system)

폐에서 일어나는 공기 중의 산소를 혈액에 흡수(혈액의 이산화탄소를 공기 중으로 배출)하는 호흡을 외호흡이라 하고 혈액의 산소를 조직에 공급(조직의 이산화탄소를 혈액으로 배출)하는 호흡을 내호흡이라 하며 세포에 있는 미토콘드리아에서 영양소와 산소가 결합(산화)하여 ATP라는 에너지를 생성하는 작용을 세포호흡(세포 내 호흡)이라 한다.

가) 외호흡 : 공기 중의 산소를 혈액에 공급하고 혈액 중의 이산화탄소를 공기 중으로 방출하는 작용을 외호흡이라 하며 폐에서 기체의 분압차에 의 한 확산으로 일어난다. 폐는 폐포라는 작은 공기주머니를 가지고 있는데 3천만 개 정도이다. 이 폐포를 모두 편다면 그 넓이는 93평방미터나 되므로 가스 교환이 쉽게 일어날 수 있다.
사람의 폐는 오른쪽이 3개 왼쪽이 2개로 오른쪽이 더 무겁고 크다.

나) 세포호흡 : 폐포에서 공기 중의 산소가 혈액에 의해 운반되어 세포의 미토콘드리아에 공급되고, 소장에서 흡수된 양분도 혈액에 의해 미토콘드리아에 운반되면 미토콘드리아에 있는 효소의 촉매 작용으로 산회되면서 발생된 에너지는 ATP에 저장된다. 이렇게 생성된 ATP를 세포의 모든 활동에 이용된다.

3) 순환 기관계(循環器官系, circulatory organ system)

순환기관은 우리 몸의 모든 곳에 영양분과 산소, 노폐물 등을 운반하는 역할을 한다.
순환기관은 심장, 혈액, 혈관으로 구성된다. 심장은 주먹 크기만 하며 인간이 살아있는 1분에 70회 정도 박동을 하여 피를 밀어주는 펌프작용을 한다.
일반적인 70Kg 되는 사람의 피의 양은 약 5.2 리터이다.
산소 및 이산화탄소 운반에 관여하는 적혈구는 골수에서 생성되는데 적혈구의 수명은 120~130일 정도이다.
백혈구(림프구 포함)는 외부에서 들어온 균을 잡아먹는 식균 작용으로 몸을 보호하며 특별한 균들이 들어오면 림프구가 항체를 만들어 잡아두면 림프구의 식균 작용으로 제거하는데 이렇게 한번 항체를 만들고 나면 다음에 같은 균이 들어오면 쉽게 항체를 다시 만들어 방어한다. 이를 면역이라 한다. 혈소판은 혈관이 터졌을 때 혈액을 응고시켜 혈액 유출을 막는 작용을 한다.
한 사람의 혈관을 한 줄로 이으면 혈관은 12만 Km 에 이른다.
피가 몸을 완전히 한 바퀴 돌아오는 데는 46초가 걸린다.

4) 배설 기관계(排泄器官系, eliminatory organ sysrem)

우리 몸에 필요 없는 물질은 밖으로 배출하여 우리 몸의 항상성을 유지하도록 하는 기관을 배설 기관이라 한다. 배설기관에는 신장(콩팥), 방광, 요도, 땀샘 등이 있다. 이산화탄소와 일부의 수증기는 폐로 배설된다.
신장(콩팥)은 노폐물이 혈액을 통해 운반되어 들어오면 혈액에 있는 노폐물을 걸러낸다. 신장에는 네프론이란 신단위가 수많이 존재하는데 여기에서 불필요한 물질을 걸러내는 여과 작용이 일어난다. 네프론(신단위)은 사구체(모세혈관 덩어리), 보먼주머니, 세뇨관, 모세혈관 등으로 되어 있으며 네프론(신단위)에서 여과, 재흡수, 분비 작용이 일어난다. 사구체에서 혈압차에 의해 작은 물질이 여과(1/5)되어 세뇨관으로 내려가면 삼투현상이나 능동 수송에 의해 필요한 물질을 세뇨관에서 모세혈관으로 재흡수된다. 사구체에서 배설해야 할 물질이 여과되지 않았다면 모세혈관에서 세뇨관으로 강제적(능동 수송)으로 배출시키는데 이를 분비라 한다. 이렇게 해서 세뇨관에 남아있는 물질은 집합관을 거쳐 신우를 지나 수뇨관으로 배출된다. 세뇨관과 집합관을 지나는 동안에 많은 물의 재흡수와 무기물질의 조절이 일어난다.
일부 노폐물은 피부에서 땀으로 배출된다. 이때 우리 몸의 체온, 체액의 농도나 pH(산성도)를 조절하여 우리 몸이 항상 일정하게 유지되도록 한다.

5) 생식 기관계(生殖器官系, reproductive organ system)

생물은 생명이 유한하므로 자손을 생성하여 종족을 이어간다.
생물은 자손은 만들기 위하여 자손을 만들기 위한 기관을 가지는데 이를 생식기관이라 한다. 암컷에는 정자를 생성하는 정소와 그 부속기관이 있고, 암컷에는 난자를 생성하는 난소와 그 부속 기관이 있다. 특히 포유동물의 암컷에는 자궁이 있어 배(어린 생명)를 태아로 성장시킨 후 낳는다.

6) 신경계(神經系, nervous system, Nerven system)

신경계는 중추신경계와 말초신경으로 구성된다.
중추신경을 뇌라 하며 뇌에는 대뇌(cerebrum), 간뇌(diencephalon), 중간뇌(midbrain), 뇌교(pons), 연수(medulla oblongata), 소뇌(cerebellum)와 척수(脊髓, spinal cord)가 있다.
말초신경은 뇌의 명령을 근육 등으로 전달하거나 뇌로 정보를 전달하는 신경이며 말초신경은 다시 작용하는 부위에 따라 체성 신경(감각신경, 운동신경)과 자율신경(교감신경, 부교감신경)으로 나눌 수도 있고, 분지 되는 곳에 따라 뇌에서 분지 되면 뇌신경(12쌍), 척수에서 분지 되면 척수신경(31쌍, 경추, 흉추, 요추 신경)이라 한다.
뇌는 200억 개의 신경세포와 100조 개의 신경세포 연결부를 가지고 있어 수많은 정보를 처리할 수 있다.
뇌는 몸무게의 2% 밖에 되지 않지만 뇌가 사용하는 산소의 양을 전체 사용량의 20%이다. 사람의 뇌는 의식을 담당하는 대뇌가 있는데 대뇌는 좌우 반구로 되어 있고 단면으로 보면 속은 수질 밖은 피질이라 하며 피질 부분에 신경 세포체가 많아 이성적 논리 등을 담당하며 기억 용량이 크다. 사람 대뇌의 대부분은 진화과정에서 뇌가 발달함에 따라 다른 뇌의 부위보다 크게 발달하여 용량이 커졌으며 이를 신대뇌(신대뇌 피질)라 하며 그 결과 지능이 높아지게 되었다.
대뇌의 아래 부분에는 다른 척추동물의 대뇌와 같은 대뇌변연계가 존재하는데 이를 구피질이라고 한다. 대뇌변연계는 인간이 수만 년 동안 경험한 위험에 대처하는 기억이 존재한다. 특히 대뇌피질의 장기기억에 관여하는 해마, 감성과 같은 정서적 기억에 관여하는 편도도 여기에 속한다.
대뇌 아래에는 간뇌가 있는데 간뇌는 감각신경의 통로인 시상과 신체의 모든 본능을 자율신경과 호르몬으로 조절하는 시상하부, 시상하부의 조절로 호르몬과 조절 호르몬을 분비하는 뇌하수체가 있다.
간뇌의 안쪽 밑으로 자세와 안구운동 동공반사 등에 관여하는 중뇌가 있으며 중뇌 밑에 심장, 폐의 작용을 조절하는 연수가 있으며 대뇌의 뒤쪽 밑 부분에 자세와 수의 근 작용에 관여하는 소뇌가 있다. 척추에는 척수가 있으며 척수 반사등 위험 반사를 하며 척수 신경의 이동통로가 된다. 중뇌, 뇌교, 연수는 생명활동과 직결되므로 뇌간이라 한다.
인간의 뇌는 통증을 느끼지 못한다. 가끔 머리가 아픈 것은 뇌를 싸고 있는 근육에서 오는 것이다. 산소가 부족할 때 보통 머리가 아프게 된다.

7) 감각 기관계(感覺器官系, sensory system)

감각 기관계를 구성하는 감각기관(sense organ)에는 눈(시각), 귀(청각), 코(후각), 혀(미각), 피부(촉각, 온점, 냉점 등) 등이 있다.

4. 식물 개체의 구성

식물 개체의 구성 단계는 동물과는 달리 세포-조직-조직계-기관-개체이다.

가. 식물 세포

세포(cell)는 생물체를 구성하는 기본단위이다.
세포에는 세포막(세포 안과 밖 구분, 물질 출입 조절), 핵(염색체, DNA-형질 발현, 인), 미토콘드리아(에너지 전환, ATP 생성), 소포체(물질 이동 통로), 리보솜(단백질 합성 장소), 골지체(물질 저장 및 분비), 엽록체(광합성 장소-빛 에너지 저장, 식물), 액포 등의 세포 (소)기관이 있다.
식물세포는 동물세포와 달리 세포벽이 있어 단단하다. 식물체는 단단한 세포로 구성되므로 동물의 뼈와 같은 조직이 없어도 몸의 형체를 유지할 수 있다.
세포 소기관으로는 엽록체가 있어 무기물을 유기물로 변화시키면서 빛 에너지를 저장하는 광합성을 하며 빛을 흡수하는 엽록소를 가지고 있다. 물질을 저장하는 액포가 있으며 특별한 색소(카로티노이드, 플라보노이드 등)가 많이 있다.

나. 식물의 조직(tissue)

식물의 조직은 분열 조직과 영구 조직으로 나눈다.

1) 분열 조직으로는 생장점(줄기 끝, 뿌리 끝-길이 자람), 형성층(줄기, 뿌리-부피 자람)이 있으며 체세포 분열로 새로운 세포를 형성한다. 그리고 외떡잎식물 등에는 분화된 조직의 일부에 개재 분열 조직(介在分裂組織, intercalary meristem)이 남아 있어 분열이 일어난다.
식물의 분열 조직은 동물의 줄기세포에 해당한다. 동물의 줄기세포는 각 조직에 흩어져 있지만 식물은 생장점과 형성층, 개재 분열 조직에만 있는 것이다.

2) 영구 조직은 더 이상 분열하지 않으며 표피조직, 유조직, 기계 조직, 통도 조직이 여기에 속한다.
표피조직은 외부 환경으로부터 식물의 내부를 보호하며 유조직은 물질대사가 활발하게 일어나는 조직으로 책상 조직, 해면 조직 등이 있다. 기계 조직은 식물체를 지탱해주는 조직이며 후막 조직, 후각 조직 등이 있으며 통도 조직은 체관, 물관 등의 관 모양의 조직으로 물질 이동의 통로가 된다.
*눈 (芽) : 눈은 식물의 미발육 상태로 있는 조직을 말하며 눈이 생성되는 위치에 따라 끝눈(頂芽, 정아, 어린 가지의 끝), 곁눈(側芽, 측아, 겨드랑 눈(腋芽, 액아-줄기와 잎자루 사이)이 있다. 장차 꽃이 될 눈은 꽃눈(花芽), 잎이 될 눈은 잎눈(葉芽)이라고 하며 꽃과 잎이 동시에 되는 눈은 혼아(混芽)라고 한다. 눈의 중심에는 앞으로 잎이나 꽃, 줄기가 될 부분이 들어 있고, 줄기가 될 부분의 끝에는 생장점이 있다.

다. 식물의 조직계(組織系, plant tissue system)

식물의 조직계로는 표피 조직계, 기본 조직계, 관 다달 조직계가 있다.
표피 조직계는 표피조직과 공변세포로 구성되며, 기본 조직계는 유조직, 기계 조직 등으로 구성된다.
관다발 조직계는 물관, 체관, 형성층으로 되어 있다.

라. 식물의 기관(機關, organ)

식물은 잎, 줄기, 뿌리 및 꽃과 열매로 되어 있다. 잎, 줄기, 뿌리는 영양 기관이며 꽃, 열매 등은 생식기관이다.
예를 들어 잎이란 기관은 표피 조직계(표피조직, 공변세포), 기본 조직계(책상 조직, 해면 조직), 관다발 조직계(통도 조직)로 되어 있다.
식물의 생식기관인 꽃에는 암술과 수술이 있으며 암술은 밑씨를, 수술은 꽃가루를 지니고 있다. 곤충, 바람 등에 의해 수분이 되고 이어 수정이 되면 밑씨는 씨가 되고 씨방은 열매가 된다.

라. 식물의 조직 변형

식물은 환경에 적응하기 위해서 조직을 변형시키는데 주로 표피조직에서 많은 변형을 볼 수 있다.

1) 뿌리털 : 토양과 만나는 표면적을 넓혀서 수분과 무기양분 흡수량을 증가시키기 위해 표피세포 한 개가 길게 늘어난 것이다.

2) 공변세포 : 수증기, 이산화탄소, 산소는 기공으로 이동하게 되는데 이 기공을 개폐하는 작용을 공변세포가 하므로 체내의 수분을 조절하고 이산화탄소와 산소의 이동을 조절한다.

3) 가시 : 잎이나 줄기가 자신의 몸을 보호하기 위해 변형되었거나, 수분의 증발을 방지하기 위해 변형된 것이다.

생물 개체의 구성.hwp

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