원시 지구에서 단백질과 핵산은 어떻게 만들어졌는가?

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1 원시 지구에서 단백질과 핵산은 어떻게 만들어졌는가?
복잡한 유기물의 합성 단백질과 핵산의 기능

2 학습 목표 원시 지구에서 단백질과 핵산이 형성되는 과정을 설명할 수 있다.

3 배울 내용 1. 복잡한 유기물의 합성 2. 단백질과 핵산의 기능 단백질의 합성 핵산의 합성 복잡한 유기물의 합성 단백질의 구조
단백질의 기능 핵산의 기능

4 도입 활동 단백질과 핵산은 어떻게 처음 만들어졌을까?
우리 몸은 물을 제외하고 단백질이 가장 많은 비율을 차지하는 유기물이며, 핵산에는 유전 물질인 DNA가 존재한다. 이 두 물질은 생명체 탄생에 있어 꼭 필요한데, 원시 지구에 존재하는 간단한 유기물로부터 자발적으로 이러한 복잡한 유기물이 합성될 수 있었다. 단백질(좌)과 핵산(우)

5 1. 복잡한 유기물의 합성 ① 단백질은 어떻게 합성되었을까?
원시 바다에 농축된 ( )들이 높은 온도에 의해 자발적으로 결합하여 ( )를 형성했는데, 이를 ( )라고 부른다. 아미노산 폴리펩타이드 프로테노이드

6 1. 복잡한 유기물의 합성 ② 핵산은 어떻게 합성되었을까?
원시 바다에 농축된 ( )들이 자발적으로 결합하여 핵산이 합성되었다. 최초의 핵산은 정보 저장과 촉매 기능을 모두 갖는 ( )이었을 가능성이 높으며, 후에 돌연 변이가 적게 일어나 보다 안정적인 ( )가 유전 물질로 작용하게 되었을 것이다. 뉴클레오타이드 RNA DNA

7 1. 복잡한 유기물의 합성 ③ 복잡한 유기물의 합성 단백질과 핵산 이외에도 지방산과 글리세롤이 모여서 ( )을, 포도당이 모여서 ( )을 합성했으며, 이러한 복잡한 유기물은 바다에 농축되었다. 지방 탄수화물

8 2. 단백질과 핵산의 기능 ① 단백질의 구조 단백질의 기본 단위인 아미노산은 가운데에 있는 ( )에 연결된 ( ), ( ), ( )로 이루어져 있다. 아미노산들은 ( ) 결합에 의해 길게 연결되어 단백질을 형성하는데, 이때 한 아미노산의 ( )와 다른 아미노산의 ( ) 사이에서 ( ) 한 분자가 빠져나가면서 결합이 형성된다. 탄소 아미노기 카복시기 R기 펩타이드 아미노기 카복시기 물

9 2. 단백질과 핵산의 기능 ② 단백질의 기능 단백질은 신체의 ( )이나, 물질 대사를 촉매하는 ( )로 사용된다. 구성 성분
단백질은 신체의 ( )이나, 물질 대사를 촉매하는 ( )로 사용된다. 구성 성분 효소

10 2. 단백질과 핵산의 기능 ③ 핵산의 기능 핵산은 유전 정보를 ( )하고, 다음 세대로 ( )하는 유전 물질로 사용된다. 저장
핵산은 유전 정보를 ( )하고, 다음 세대로 ( )하는 유전 물질로 사용된다. 저장 전달

11 2. 단백질과 핵산의 기능 <물음 1> (1) 이 그림은 어떤 현상을 나타낸 것인가?
그림은 원시 지구에서 일어났을 것이라 추정되는 현상을 나타낸 것이다. (1) 이 그림은 어떤 현상을 나타낸 것인가? 원시 바다에 농축된 아미노산들이 열에 의해 자 발적으로 폴리펩타이드(프로테노이드)로 중합되 는 현상을 나타낸 것이다.

12 2. 단백질과 핵산의 기능 <물음 1> (2) 이 그림과 유사한 과정을 거쳐 만들어진 물질에는 어떤 것이 있는가?
그림은 원시 지구에서 일어났을 것이라 추정되는 현상을 나타낸 것이다. (2) 이 그림과 유사한 과정을 거쳐 만들어진 물질에는 어떤 것이 있는가? 뉴클레오타이드의 중합에 의해 합성된 핵산, 포 도당의 중합에 의해 합성된 탄수화물 등이 있다.

13 2. 단백질과 핵산의 기능 <물음 2> 단백질과 핵산의 기능은 무엇인가?
단백질은 신체를 구성하고 물질 대사를 촉매하는 효소이고, 핵산은 유전 정보를 저장하고 전달하는 유전 물질이다.

14 1. 아미노산으로부터 단백질이 형성되는 과정을 설명해 보자.
정리 및 평가 1. 아미노산으로부터 단백질이 형성되는 과정을 설명해 보자. 두 아미노산 사이에서 물이 빠져나가면서 펩타이드 결합이 형성되고, 이것이 더욱 길어지면서 단백질이 형성된다.

15 2. 유전 물질로서 RNA의 역할을 DNA가 대신하게 된 이유는 무엇인가?
정리 및 평가 2. 유전 물질로서 RNA의 역할을 DNA가 대신하게 된 이유는 무엇인가? RNA는 복제 과정에서 돌연 변이가 일어날 확률이 1/10,000 정도로 높은 반면, DNA는 1/10억 정도로 낮다. 따라서 보다 안정적인 DNA가 유전 물질로 작용해 유전 정보를 보다 정확하게 자손에게 전달할 수 있게 되었다.

16 정리 및 평가 3. 창의▪인성 : 단백질과 핵산의 형성은 ‘닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐’와 같은 논란에 휩싸였다. 그 이유에 대하여 생각해 보고, 이를 해결해 나간 논리에 대하여 조사해 보자. DNA가 복제되기 위해서는 단백질로 된 효소가 필요하고, 단백질이 합성되기 위해서는 DNA의 정보가 필요하다. 즉, 서로가 서로의 존재를 전제하므로 이런 논란이 나타났는데, 효소로서의 촉매 기능과 정보 저장 기능을 동시에 갖는 RNA가 발견됨으로써 이런 논란은 어느 정도 해결이 되었다.

17 차시 예고 3차시 원시 세포의 형성