생명과학 ② 2-1. 세포막을 통한 물질 이동(삼투현상, 확산)

▎생명과학 ② 2-1. 세포막을 통한 물질 이동(삼투현상, 확산)

1. 세포막에서 일어나는 물질의 이동

살아 있는 세포에서는 끊임없이 물질의 출입이 이루어져야 한다. 이러한 물질의 이동은 세포막을 통해서 이루어지며, 세포 내의 상태에 따라 조절된다.

1) 세포막의 특성 : 용매만 통과시키고 용질은 통과시키지 않는 반투과성 막이다.

2) 물질 이동의 종류

① 수동적 이동 : 에너지의 소비 없이 일어난다. (예) 확산, 삼투압

② 능동적 이동 : 에너지를 소비한다. (예) 능동 수송, 내포 작용, 외포 작용, 나트륨-칼륨 펌프 등

2. 수동적인 물질 이동

1) 확산

농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 용질이 이동하여 전체적으로 농도가 평행 상태에 도달하게 되는 현상을 말한다.

① 확산 현상의 특징

ⓐ 물질의 이동의 기본적인 현상으로, 분자 운동에 의해 일어난다.

ⓑ 분자의 크기가 작고 온도가 높을수록 분자의 운동 에너지가 커져 확산 속도가 빨라진다.

ⓓ 용액 내에 여러 종류의 물질이 섞여 있는 경우, 각 물질은 다른 물질과는 관계없이 농도가 평행에 이를 때까지 독립적으로 확산 운동을 한다.

② 확산의 예

ⓐ 세포 내부에서 일어나는 물질 이동이나. 세포막을 통한 물과 이산화탄소, 산소,

무기염류 등의 출입은 확산을 통한 것이며, 스트로이드 호르몬 등 지성용 분자들도 세포막의 인지질 이중막을 통해 직접 확산된다.

ⓑ 폐포와 모세 혈관 사이의 가스 교환도 확산을 통해 일어나며, 분압의 차이가 클수록 확산 속도가 빠르다.

2) 삼투

① 반투과성 막 : 세포막이나 세로판 종이, 달걀의 속껍질 등 용질은 통과시키지 않고 용매만 통과시키는 막을 말한다.

- 자관을 이용한 반투과성 막 실험 반투과성 막을 사이에 두고 자관의 한쪽에는 증류수를 넣고 다른 쪽에 설탕용액을 넣으면 시간이 지남에 따라 설탕 용액 쪽의 높이가 높아진다. 이것은 반투관성 막이 설탕분자(용질)는 통과 시키지 않지만 물 분자(용매)는 통과시키기 때문이다.