농업직, 농촌지도사, 농업연구사, 방통대 대비 - 생물과학 요점 정리 11. 동물의 생식과 발생

 

■ 학습개요
자연계에서 알려진 약 200만 종의 생명체 가운데 2/3가 동물이며, 대부분의 동물이 유성생식과 무성생식을 동시에 할 수 있다. 무성생식은 특정한 유전자형을 빠르고 정확하게 영속시키며, 유성생식은 유전적 다양성을 증가시켜준다. 동물의 각 기관은 접합자인 수정란이 예정된 운명에 따라 세포의 모양ㆍ이동ㆍ세포예정사 등에 의해 개체 발생한 것이다. 이 강에서는 다양한 동물의 생식ㆍ기관형성ㆍ노화 등에 대해 학습한다.

■ 학습목표  
동물의 진화와 다양성을 설명할 수 있다.

무성생식과 유성생식, 체외수정과 체내수정을 설명할 수 있다.

포배ㆍ낭배ㆍ신경배의 형성과정을 설명할 수 있다.

조직과 기관형성 과정을 설명할 수 있다.

사람의 발생과정을 설명하고, 노화의 요인을 열거할 수 있다.

■ 주요용어  
첨체반응
정자가 난자에 접근하거나 접촉하였을 때, 정자의 끝부분에 있는 첨체로부터 가수분해효소가 방출되는 현상
포배
동물의 초기 배 발생 중 난할의 마지막 단계인 속이 빈 공 모양의 세포단계
단위생식
암컷이 수정되지 않은 알로부터 자손을 생산하는 무성생식
유도
세포의 발생에서 어떤 세포군이 다른 인접한 세포군의 발달에 영향을 주는 현상

 

<목차>

1. 동물의 진화와 다양성

2. 동물의 생식

3. 동물의 배발생과 형태형성

4. 사람의 발생

5. 동물의 노화

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1. 동물의 진화와 다양성

1) 동물

* 종속영양 다세포 진핵세포
* 배엽층으로 부터 기관 형성
-영양방식
-특수화된 세포구조
-생식과 발생

 

◆ 영양방식

* 식물
광합성을 통하여 유기분자를 만들어 낼 수 있는
독립영양 진핵생물
* 균류
주변에 소화효소를 분비 영양분을 소화 흡수하는
종속영양생물
* 동물
필요한 모든 유기물을 식물처럼 스스로 합성할 수 없어,
다른 생명체의 유기물을 먹음으로써 해결

* 특수화된 세포구조
진핵세포로 식물, 균류와 같은 다세포 생물
-식물이나 균류에 있는 세포벽이 없고,
콜라겐과 같은 구조단백질을 풍부하게 갖고 있다.
-근육세포, 신경세포와 같은 특수화된 세포를
갖고 있다.

 

◆ 유전자 발현 - 동물

 

 

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2. 동물의 생식

 

 

 무성생식
 유성생식

 

 

 

1) 무성생식(asexual reproduction)

 정자와 난자의 융합 없이 자손을 만드는 생식법

 이분열(fission)
하나의개체가두개의똑같은개체로되는것
(예:아메바)
 출아(budding)
체세포의일부가자라나새로운개체를만들어내는것
(예:해면,히드라)
 단편분리(fragmentation)
개체가둘또는그이상으로쪼개져서 새로운개체로재생하는방법 (예:편형동물)

 무성생식의 장∙단점
-무성생식으로번식한개체는멸종의위험이높다.
-짝짓기없이자손을만들수있다.
-에너지소비없이짧은시간내에많은자손을만들수있다.
-특정한유전자형을빠르고정확하게번식시킬수있다.

 

2) 유성생식(sexual reproduction)

* 서로 다른 성에서 만들어진 배우자(난자, 정자)
들이 수정에 의해 융합 접합자를 만들고, 발생
하여 독립된 개체로 성장
접합자:수정란
개체발생:접합자가개체로성장하는과정
* 양친과 다른 유전자형의 개체형성

 

 체외수정
-수중무척추동물,어류,양서류
-배우자 세포(정자, 난자)가 몸 밖으로 내보내어져
물속에서수정이이루어짐
-환경신호(수온,일조량),화학적신호,독특한구애
행동등을통해배우자방출시간과장소선정

 

* 체내수정
대부분의육상동물
배우자숫자를줄이고수정확률이높다.
발생하는수정란보호가용이함

 단위생식(parthenogenesis)
꿀벌의수컷,진딧물의암컷은난자가단독으로
개체발생
식물의개망초,흰독망풀,송장풀등
 유성생식은 유전적 다양성을 증가시키고
진화의 원동력이 된다.

 

정자형성

난자형성

 

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3. 동물의 배발생과 형태형성

 

 

◆ 발생의 조절 메커니즘

 

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4. 사람의발생

 

 

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5. 동물의 노화

◆ 노화(aging)

뇌, 심장, 신장, 폐 등 대부분의 기관에서 기능이 떨어지는 현상

* 노화요인
-손상된조직이원래의조직이아닌결합조직으로 대체되기때문에남아있는원래조직의부담이커진다.
-동맥경화 관절의 경직화 피부탄성의 저하에서 볼 수 있는것처럼 결합조직내의세포간기질물질중콜라겐 섬유가증가한다
-호르몬 균형의 변화는 여러 조직의 기능저하와 결부된다
-세포노화에따라서대사산물이세포내에축적되기때문에 세포는기능저하와퇴화를일으키게된다.
-염색체의 양끝에서 염색체를 보호하는 텔로미어의 길이가 줄어드는것이노화하고밀접한관련이있다.
-산소가운데1~4%는인체에유해한활성산소로 남게되고이활성산소가특정단백질하고결합해서
염색체를파괴하여,노화가일어난다.

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■  정리하기
- 동물은 무척추동물과 척추동물로 구분되며, 무척추동물이 약 96%이다. 동물분류는 성체구조의 특성과 배의 발생형태에 의하여 9개 동물문으로 나눈다.

- 많은 동물이 무성생식과 유성생식을 모두 할 수 있으며, 동물의 무성생식 방법은 이분열 출아 단편분리 등이 있으며, 유성생식은 반수체인 정자와 난자가 이배체의 접합자를 만들어 자손을 생산한다.

- 동물에서 수정란의 발생은 난할 포배 낭배 신경배 기관형성 패턴형성의 순서로 진행된다.

- 포배기부터 할구가 성장하고 세포의 이동이 이루어지며, 발생의 단계는 세포와 세포사이 또는 세포층간의 신호에 의해서 조절이 되는데, 한 세포군이 각각의 다른 세포군의 발달을 유도하고 위치정보에 의해서 패턴형성이 이루어져서 체형을 갖추게 된다.

- 동물의 노화에는 유전적 환경적 요인들이 복합적으로 작용한다.

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