Ⅱ 영양소와소화 01 영양소는우리몸에서어떤기능을하는가? 02 소화계는어떤구조인가? 03 소화는어떻게일어나는가? 04 소화된영양소는어떻게흡수되는가? 05 음주는건강에어떤영향을미치는가? 건강한생활의기초는균형있는영양의섭취와소화에있다. 우리몸에필요한영양소의종류에는어떤것이있으며, 음식물의소화, 흡수는어떻게일어나는가? 알고가기 1 음식물에는어떤영양소가들어있는가? 2 소화는왜일어나야하는가? 24 25 24 단원학습목표 1_ 사람이먹는음식물속에포함된주요영양소의종류와기능을안다. 2_ 음식물이소화기관을통하여소화되고흡수되는을이해한다. 3_ 음주와관련된소화계질병의원인과예방, 치료에대하여조사 토의한다. / 알 / 고 / 가 / 기 / 1_ 탄수화물, 단백질, 지방, 비타민, 무기염류등의영양소가들어있다. 2_ 음식물은고분자로되어있어우리몸에서직접흡수할수없다. 소화는고분자물질을우리몸에서흡수할수있는저분자물질로분해하는이다. 1 Ⅱ. 영양소와소화
01 jeaj6anvhgs jbyr ivzjcnt jt9ts urhgajgw mfhgsuf] 영양소의종류와기능을설명할수있다. 김치와된장찌개대신피자와햄버거를즐겨찾는청소년이늘고있다. 이와같은음식문화의변화는성장기청소년의건강에어떤영향을미칠까? 편식을하면몸에좋지않다고한다. 그이유는무엇일까? 우리가먹는음식물에는어떤영양소가들어있고, 각영양소는어떤기능을하는지알아보자. 1. 가장많은열량을내는음식은무엇인가? 2. 단백질이가장많이들어있는음식은무엇인가? 3. 여러영양소가골고루들어있는음식은무엇인가? 4. 비타민과무기염류가풍부한음식은무엇인가? 탄수화물우리가많이섭취하는탄수화물은녹말, 설탕, 포도당등이다. 탄수화물은탄소, 수소, 산소로구성되어있다. 탄수화물가운데구조가가장간단한것을단당류라하며, 단당류 2개가결합한것을이당류, 단당류여러개가결합한것을다당류라한다. 단당류와이당류는대개단맛이난다. 우리는탄수화물을과일속의과당이나포도당과같은단당류나우유속의젖당과같은이당류의형태로도섭취하나대부분녹말과같은다당류의형태로섭취한다. 섭취된탄수화물은인체에필요한에너지로전환되는데, 1g당약4kcal의열량을낸다. 탄수화물의종류 단당류포도당, 과당, 갈락토오스등 이당류설탕, 엿당, 젖당등 다당류 녹말, 셀룰로오스, 글리코겐등 1 'fzub 우리는어떤영양소를섭취하고있을까? 조사, 자료해석 그림은아침식사로먹은음식물의양과음식물에포함된영양소를나타낸것이다. 여러가지음식물에들어있는영양소를비교해보자. md;vur 밥한숟가락을입에넣고오랫동안씹어보자. 어떤맛이나는가? 밥의주성분을조사해보자. 밥에는어떤영양소가들어있을까? 총질량60g 총질량133.5g 총열량10.8kcal 총열량186.6kcal 탄수화물 1.6g 탄수화물 11.7g 돼지갈비찜김치단백질 1.2g 단백질 13.0g 지방 0.3g 지방 9.6g 비타민미량비타민미량무기염류미량무기염류미량 지질 지질은탄소, 수소, 산소로구성되어있으며, 특히중성지방은글리세 롤과지방산이결합된물질이다. 1g당약9kcal의열량을내는에너지원 총질량90g 총질량150g 총열량313.2kcal 총열량138.8kcal 이며, 몸을구성하는성분이다. 탄수화물 68.6g 밥 된장찌개 탄수화물 11.4g 지질에는중성지방과인지질, 스테로이드등이있다. 중성지방은동 얼음판위에서있는새 지방의열전도는 0에가깝다. 단백질 5.8g 단백질 12.2g 물체에서피하지방층으로축적되어에너지저장과체온유지에중요한새나동물들이차가운얼음판에지방 1.0g 지방 5.0g 비타민미량 비타민미량 역할을한다. 인지질은세포막과핵막의주성분이며, 스테로이드는콜레스 발을딛고서있어도추위를모 무기염류미량르는것은발의지방층이열전무기염류미량테롤, 성호르몬, 부신피질호르몬등의주성분이다. 도를막기때문이다. 26 27 탐구 1 해설 1_ 밥이가장많은열량을낸다. 밥에는탄수화물이많이들어있기때문이다. 탄수화물은열량식품으로에너지원이다. 2_ 돼지갈비찜 3_ 각영양소가모든식품에조금씩은들어있지만, 가장이상적인식품의영양비가탄수화물 : 지방 : 단백질이 65:20:15 라고볼때한가지음식으로알맞은것은없다. 4_ 비타민과무기염류는각음식에골고루포함되어있으며특히, 야채와김치에풍부하다. 탄수화물 기본구조식이 C H O 이므로 (CH O)n의모양이되어탄소와물의결합체로생각하고탄수화물이라하였으나사실과다르다. 지질 지질의종류는글리세롤에결합하는지방산이나물질의종류에따라결정된다. 식물성지방은상온에서액체상태이고, 동물성지방은고체상태이다. 해보기해설밥의주성분은탄수화물의일종인녹말이다. 밥을오래씹으면단맛이나는것은다당류인녹말이침속의아밀라아제에의해분해되어단맛을내는엿당으로분해되기때문이다. 밥에는단백질, 지방, 무기염류, 비타민등의영양소도들어있으나매우소량이다. 읽을거리편식과건강편식이란음식에대한기호 ( 嗜 ) 가강하기때문에식사의내용이한쪽으로치우치는식생활습관을일컫는말이다. 의학적으로영양의균형이깨져발육이나건강에영향을주는경우에문제가된다. 알레르기에대한잠재적방어반응이작용하여편식이되는경우가있는데, 대표적인예로락토오스분해효소가없기때문에우유를마시면설사를일으키는생리현상을들수있다. 편식을하는어린이는일반적으로신경질적이고자율신경도불안정하며, 부모가신경을쓸수록식욕부진이되어점점더심한편식으로기울어진다. 그러나성장함에따라서기호식품의종류도증가하고기호도변한다. 2 Ⅱ. 영양소와소화
달걀을반숙으로삶았을때지질이주성분인노른자는액체상태로유지되지만단백질이주성분인흰자는고체로변한다. 그이유가무엇일까? 단백질 단백질은탄소, 수소, 산소, 질소등으로구성되며, 효소, 호르몬, 헤모글물 75% 로빈, 항체및세포의구성성분이다. 단백질은에너지원으로도쓰여 1g당지질 단백질 약 4kcal의열량을낸다. 5% 12% 단백질의구성단위는아미노산이기타 3% 무기염류 2% 핵산 3% 다. 아미노산에는 20종이있으며, 이동물세포의성분비가운데우리몸안에서합성되지않는필수아미노산은반드시음식물로부터섭취하여야한다. 우리나라에서 물 물은에너지원은아니지만원형질의주성분으로서우리몸의약 70% 를차지한다. 물은생체내화학반응의장소이며, 영양소, 호르몬, 효소, 노폐물등을운반하고체온을조절한다. 2 'fzub 영양소가부족하면어떤증상이나타날까? 그림은영양소의부족으로나타나는질병을나타낸것이다. 각질병의원인과치료방법을알아보자. 물이화학반응을하는장소가되는이유를조사해보자. 조사, 자료해석 단백질영양권장량을찾아보자. 는각연령별로섭취해야할단백질영양권장량을설정하고일정량이상의단백질섭취를권장하고있다. 고기를못먹어서. 바닷가에사는사람에게는이런병이없는데. 편식하지말랬더니. 비타민 비타민은에너지원이나몸을구성하는성분은아니지만생리작용을 조절하고물질대사를돕는역할을하며부족하면결핍증세가나타난다. 비타민의종류와결핍증 종류기능결핍증많이든식품 북유럽사람들이유난히일광욕을즐기는이유는무엇일까? 지용성 수용성 A D E K B1 C 간상세포의로돕신형성뼈와이의형성생식세포형성적혈구파괴방지탄수화물대사조절세균에대한저항력 야맹증곱추병불임빈혈각기병괴혈병 야채, 간, 달걀노른자간, 우유, 생선쌀눈, 보리눈우유, 버터, 야채곡식, 효모과일, 야채 영양실조갑상선종빈혈 1. 위의질병들은어떤영양소가부족할때생기는가? 2. 편식을하면건강이나빠지는이유는무엇인가? 3. 영양결핍으로인한질병을치료하는방법은무엇인가? 무기염류 우리몸에필요한무기염류는나트륨, 칼륨, 칼슘, 인, 요오드, 철등 15가지이상이다. 이들은에너지원은아니지만적은양으로생리작용을조절하거나몸을구성하는역할을한다. 무기염류의종류와기능 과거에는영양결핍으로인한생장부진이나생리기능저하등이문제가되었지만, 지금은영양과다로인한비만이나고혈압, 당뇨병등의성인병이증가하고있다. 균형있는영양섭취는건강한생활을위해꼭필요하다. 종류 기능 많이든식품 나트륨 삼투압조절 소금 m/fxjrsmfur 정답 : 232쪽 칼슘 뼈의주성분, 혈액응고 우유, 시금치, 달걀, 생선뼈 1. 3대영양소와부영양소는각각무엇인가? 인 뼈, ATP의성분 우유, 달걀, 치즈 철 호흡효소, 헤모글로빈의성분 간, 시금치, 쇠고기, 달걀노른자 2. 등산을할때비상식량으로초콜릿이나사탕등탄수화물을준비해가는이유는무엇인가? 요오드 갑상선호르몬의성분 해조류 28 29 단백질의변성단백질은아미노산끼리수소결합등의다양한결합을하고있어열이나산의작용을받으면쉽게구조가변하고다시되돌아가지않는다. 단백질영양권장량우리나라성인의 1일단백질섭취권장량은 1.13g/kg이다. 읽을거리비타민의발견탄수화물, 단백질, 지방, 무기질, 물등이모두포함된사료로사육시킨동물이정상적으로성장하거나생존하지못함을알게된폴란드의화학자 C. 풍크는 1912년, 쌀겨로부터각기 ( 脚氣 ) 병에치료효과가있는성분을분리해냈다. 이물질안에아민 (amine: 질소를함유하는유기물질 ) 이함유되어있다는것을알아낸풍크는이유기물을 vitamine이라고명명하였는데, 이는라틴어의생명을의미하는 vita와 amine의합성어이다. 그후, 다른화학자들에의하여모든비타민들이아민을함유하고있지는않다는것이밝혀지면서 vitamine의마지막 e자를생략하고있다. 탐구 2 해설 1_ 영양실조 : 표준체중의 80% 이하보다가벼울때를영양실조라하는데, 단백질이심하게부족하면세포가늙어오히려몸이붓는다. 갑상선종 : 요오드가부족한내륙지방에서많이발생하며, 갑상선이부어오른다. 빈혈 : 철분이나비타민 B 가부족할때빈혈이나타날수있다. 적혈구수가남자 400만개이하, 여자 350만개이하로떨어질때빈혈이라고한다. 2_ 편식을하면영양의균형이깨져발육이나건강에좋지않은영향을끼친다. 3_ 부족한영양을공급하면대개치료가된다. 식생활의개선, 혈관주사등을통해치료한다. 확인하기정답 1_ 3대영양소 : 탄수화물, 지방, 단백질부영양소 : 물, 비타민, 무기염류 2_ 고에너지식품이며흡수가빠르기때문이다. 3 Ⅱ. 영양소와소화
02 nvm/fu4hgs jt9ts ublvjrsuf] 1. 음식물이입에서항문으로나가기까지의경로를해보자. 2. 음식물이직접통과하지는않지만소화에도움을주는소화기관은어느것 소화계의구조를말할수있다. 인가? 인간의오복중에치복이있다. 소화계의첫부분인이의건강이그만큼건강 3. 음식물이가장오래머무는소화기관은어느것이며, 그이유는무엇인가? 에중요하다는것을의미한다. 음식물을입에서잘씹어소화기관으로내려보 내는것이다음소화작용을쉽게하기때문이다. 각소화기관은어떤작용을할까? 연구개 음식물 인두 3 'fzub 우리몸의소화계는어떤구조일까? 조사, 토의 식도 식도 후두개 후두 기관 맹장수술을한환자가방귀를뀌어야하는이유는무엇일까? 1. 그림을보고각소화기관의구조와특징을알아보자. 2. 우리가먹은음식물이각소화기관에서머무르는시간을조사하여비교해 보자. 간 위 식도 와, 정말복잡하다! 간 쓸개 이자 쓸개 소장 대장 위 이자 십이지장 십이지장 암죽관 융털 우리가섭취하는음식물속의주영양소들은구성하고있는분자의크기가크기때문에우리몸에서그대로흡수하지못한다. 음식물은여러소화기관을거치면서소화된다음몸에흡수된다. 모세혈관 소장 장샘 m/fxjrsmfur 정답 : 232쪽 정맥 1. 가장긴소화기관은어느것인가? 동맥 근육조직 림프관 주름 2. 소장이융털과미세융털로되어있는까닭은무엇인가? 소화기관의구조 30 31 탐구 3 해설 1_ 입` `식도` `위` `십이지장` `소장` `대장` `항문 2_ 침샘에서는침이분비되어녹말을분해하고, 간에서는쓸개즙이생성되어지방의소화를돕는다. 또, 이자에서도여러가지소화효소가분비된다. 3_ 소장에서가장오랫동안머문다. 소장은우리몸에서길이가가장긴소화기관이며표면적도대단히넓다. 이는소장에서소화된영양소를충분히흡수할수있도록하기위함이다. 맹장수술과방귀사람의맹장은오른쪽하복부의회장 ( ) 개구부아래에있는짧은소화관으로, 길이 5~6cm이며, 맹장의뒤쪽내부벽에서충수가돌출해있다. 사람의맹장은별다른기능은없고대장의일부로서기능을하고있을뿐이다. 수술에서밖으로꺼냈던소장이나대장을다시넣었을때제자리를잡아야방귀가나온다. 방귀가나오지않으면어딘가꼬이거나문제가발생한것이므로다시제자리를잡아주어야한다. 상행결장 요관 하행결장 S상결장 맹장 충수 직장 회장의끝부분 십이지장 십이지장은위와연결된소장의첫부분으로손가락마디 12 개의길이라고하여붙여진이름이다. 십이지장에는약알칼리성의이자액과쓸개즙이들어오는구멍이있어위에서넘어오는산성물질을중화한다. 중화작용이제대로일어나지않으면십이지장벽이손상되는십이지장궤양이발생한다. 확인하기정답 1_ 소장 2_ 표면적을넓혀영양분의흡수가잘일어나게하기위해서이다. 4 Ⅱ. 영양소와소화
B I O L O G Y - Ⅰ 03 nvm/fhgs jt9truc jrwjthfhgsuf] 소화가일어나야하는이유를설명할수있다. 기계적소화와화학적소화을설명할수있다. 3. 각비커의물을채취하여요오드-요오드화칼륨용액을떨어뜨려보자. 색깔이변하는시험관은어느것인가? 4. 각비커의물을채취하여시험관에담고베네딕트용액을한두방울넣은후가열해보자. 색변화가일어나는것은어느것인가? 녹말 + 요오드 - 요오드화칼륨 용액 청남색 포도당또는엿당 + 베네딕트가열용액황적색 내가저렇게많이먹었단말이야? 한사람이일생동안먹은음식물의양은얼마나될까? 또, 그동안먹은음식물은모두어떻게되었을까? 우리몸에서일어나는소화을알아보자. 1. 셀로판막을통과하는물질은무엇인가? 2. 음식물에들어있는영양소가소화되어야하는이유는무엇인가? 생활속의과학 jrj8 utsufau/f obaor 4 'fzub 밥과빵의주성분은녹말이다. 우리가먹은녹말이우리몸으로바로흡수될수있을까? 녹말이소화되어야하는이유를세포막과비슷한셀로판지를이용하여알아보자. 소화가되어야하는이유는무엇일까? 실험 이의바깥부분은딱딱하고매끈한에나멜질로덮여있고, 바로그밑에뼈의성분과같은상아질이있다. 그아래의치수에혈관과신경이분포하고있다. 충치란미생물에의해에나멜질과상아질의칼슘성분이파괴되는것이다. 음식물중특히당분은이의표면에얇은음식찌꺼기의막을만드는데, 이막에미생물이번식한다. 이미생물은산성물질을배출하여이의 에나멜질 상아질 치수 신경 치관 잇몸 셀로판지로주머니모양의셀로판막을만들어둔다. 준비비커, 1% 녹말용액, 1% 포도당용액, 요오드-요오드화칼륨용액, 베네딕트용액, 알코올램프, 시험관, 셀로판막, 실, 시험관집게, 증류수, 스포이트 1. 셀로판막에녹말용액과포도당용액을각각 10mL씩담자. 칼슘성분을파괴하고충치를만든다. 충치를예방하려면음식을먹은후바로양치를하여음식물찌꺼기를제거하고, 단음식의섭취를자제해야한다. 일단충치가발생하면가능한한빨리치료를받아더이상충치가진행되지않도록하는것도중요하다. Q 과자나사탕등단것을많이먹으면이가빨리상하는이유는무엇일까? 치근 이의구조 시멘트질 혈관 2. 이셀로판막을증류수가담긴비커에아래와같이장치하자. 세포막은반투과성막으로분자량이큰물질은통과하지못한다. 우리가섭취한음식물에들어있는탄수화물, 지방, 단백질등의영양소는여러소화기관을거치면서소장에서흡수될수있는물질로분해되어야한다. 소화는기계적인소화과화학적인소화을통해이루어진다. 음식물은소화효소에의해화학적소화가되어야우리몸에흡수될수있다. 포도당 녹말 기계적소화건강하려면밥을오래씹어삼켜야한다는말이있다. 밥을오래씹는것은소화에어떤영향을미칠까? 32 33 탐구 4 해설 3_ 색깔이변하는시험관은없다. 녹말은셀로판막을통과할수없기때문이다. 4_ 포도당용액을담은비커의용액이베네딕트반응으로황적색을나타낸다. 1_ 포도당은셀로판막을통과한다. 녹말은여러개의포도당이결합한것으로거대분자이기때문에셀로판막을통과할수없다. 2_ 음식물에들어있는영양소는대개거대분자이므로소장의세포막에서흡수할수없다. 소장에서흡수하려면소화을통해작은분자로나누어져야한다. 요오드-녹말반응 녹말용액에요오드-요오드화칼륨용액을떨어뜨리면청남색이된다. 녹말을구성하는사슬의사이에요오드분자가끼어들어가빛의흡수가달라지기때문이다. 청남색을띤반응물을끓이면요오드가빠져나와청남색을잃고원래의색으로돌아온다. 베네딕트반응과환원당 포도당용액에베네딕트용액을몇방울떨어뜨리고가열하면황적색으로변한다. 베네딕트반응의원리는포도당이황산구리 (CuSO ) 를산화구리 (Cu O) 로환원시켜황적색이나타나게하는것이다. 베네딕트반응을하는당을환원당이라하며, 포도당, 과당, 엿당등이포함된다. 설탕은환원력이없다. 환원당은아미노산등과화학반응을일으켜갈색물질을쉽게만들기때문에식품이갈변 ( 褐 ) 하는원인이된다. 단백질과지방의검출 단백질 +5%NaOH+1%CuSO `보라색 단백질 + 크산토프로테인 `황색 지방 + 수단`Ⅲ 용액 `선홍색 생활속의과학 Q 과자나사탕등단것에는당분이많다. 단것을먹으면세균이당분 을분해하면서산성물질을생성하고, 산성물질은칼슘성분을파괴하 여충치를만든다. 5 Ⅱ. 영양소와소화
5 'fzub 밥을오래씹으면좋은이유는무엇일까? 실험 연동운동과혼합운동 준비밥, 숟가락, 비커, 시험관, 시험관집게, 요오드-요오드화칼륨용액, 베네딕트용액, 알코올램프, 온도계, 스포이트, 유리막대, 유리판 위에음식물이들어오면 15~20초마다연동운동이되풀이하여일어난다. 이운동에의해음식물이위의유문부쪽으로밀려가십이지장으로간다. 위속으로들어간음식물이십이지장으로모두밀려나가는데에는보통 3~4시간이걸린다. 동영상자료를찾아위의운동을알아보자. 3번씹는경우와 30번씹는경우모두입속에들어있는시간을같게한다. 1. 밥한숟가락을입에서 3번정도씹어35æ 정도되는물 30mL에넣고유리막대로저어주자. 2. 밥한숟가락을 30번정도씹은후35æ 정도되는물 30mL에넣고유리막대로저어주자. md;vur 연동운동 1 길쭉하게불어지는풍선을쯤불고입구를묶은다음, 풍선의입구에서부 3 터부풀어오른부분을한손으로꽉쥐었다가놓고풍선의끝쪽으로이어가면서양손으로같은동작을반복해보자. 3 번씹은밥 30 번씹은밥 풍선내부의공기를소장속의음식물로비유하여음식물의움직임을설명해 유리판밑에흰종이를깔고보면색변화를쉽게알수있다. 시험관은반드시시험관집게로잡아야하며, 시험관입구가사람을향하지않도록한다. 3. 10분후에비커윗부분의용액을스포이트로채취하여요오드-요오드화칼륨용액과반응시켜보자. 각각어떤색으로변하는가? 4. 이용액을각각 5mL씩시험관에담고베네딕트용액 1~2 방울을떨어뜨린다음알코올램프로가열해보자. 어느비커의용액색깔이빨리, 그리고진하게변하는가? 1. 여러번씹을수록밥알의전체표면적은어떻게되는가? 보자. 소장에서는혼합운동으로음식물이섞이면서연동운동에의해대장쪽으로이동해간다. 대장에서도연동운동으로내용물을항문까지천천히이동시키지만때로는대장의많은부분이함께수축하는집단수축이일어나기도한다. 집단수축은대개식후에잘일어나며특히아침식사 10분후에가장많이일어난다. 대변을참으면고통이주기적으로오는이유는무엇일까? 2. 유리막대로저어주는것은우리몸의소화기관에서어떤운동에비유되는가? 3. 밥의주성분인녹말은입에서무엇으로소화되는가? 4. 입에서밥을여러번씹어삼켜야하는이유는무엇인가? 입안에서는혀로음식물을섞고이로잘게부숴소화효소가작용하기쉽게만든다. 잘게부서져침과섞인음식물은식도의연동운동에의해위로운반된다. 소장의연동운동과혼합운동 34 35 탐구 5 해설 3_ 청남색으로변한다. 녹말이많기때문이다. 4_ 30번씹은밥의용액이더빨리, 더진하게황적색으로변한다. 많이씹을수록밥알의표면적이늘어나더많은녹말이분해되기때문이다. 1_ 많이씹을수록밥알이작아져전체표면적이넓어진다. 2_ 입에서혀로섞는, 위의연동운동과혼합운동, 소장의연동운동과혼합운동에비유된다. 3_ 녹말은침의아밀라아제에의해엿당으로소화된다. 4_ 밥을많이씹을수록전체표면적이넓어지므로침, 위액, 이자액등의소화효소가작용하는면적이넓어져소화가잘된다. 음식물삼키기 음식물을적당히씹으면식도를통해위로들어가는식도데, 이때후두개가후두윗음식물부분을덮어음식물이기도로들어가지않게한다. 음식물은인두벽근육의위힘찬연동운동에의해식도를지나위로들어간다. 해보기해설풍선을위에서부터짜내리면치약을짤때처럼풍선내부의공기가아래로밀려내려간다. 이때분절운동이함께일어나마치파도가밀려가듯이한방향으로마루가밀려간다. 이런으로음식물이섞이면서한방향으로밀려간다. 침의분비 침은귀밑샘, 턱밑샘, 혀밑샘에서식사와관계없이분비된다. 분당 1.5mL 가량이분비되다가음식을먹거나냄새만맡아도분비량이증가한다. 하루분비량은 1~1.5L 정도이다. 대장의연동운동대장의연동운동이주기적으로일어나기때문이다. 연동운동이차츰빨라지며, 나중에는집단수축이일어나매우고통스럽다. 6 Ⅱ. 영양소와소화
화학적소화 생활속의과학 음식물은기계적소화에의해잘게부숴지지만화학적성질은변하지 않아우리몸에서그대로흡수할수는없다. 우리몸에서 nvm/fnta u?cj6a 에너지 활성화에너지 0 ( 반응물 ) 반응 효소가 없을때 효소가 있을때 반응열 ( 생성물 ) 는여러가지소화효소가많이분비되어화학적소화를도와주고있다. 소화효소는생체촉매로서, 고분자의영양소가저분자의영양소로분해될때필요한활성화에너지를낮추어주어소화가쉽게일어나도록도와주는역할을한다. 음식물에들어있는영양소가다양하므로소화효소의종류도매우많다. 음식물은입, 위, 소장, 이자등에서분비되는여러가지소화효소에의해흡수가능한물질 음식물이위로내려왔을때지나치게많은위액이분비되거나위산에대한위점막의방어력이약해지면위또는십이지장의점막이소화되는궤양이생긴다. 스트레스, 술, 자극적인음식, 헬리코박터파이로리균의감염등이소화성궤양의원인이다. 특히헬리코박터파이로리균의감염은위산의분비를증가시키고위와십이지장벽의방어기능을약하게한다. 소화성궤양을치료하는가장좋은방법은위점막의방어기능을저해하는요인을제거하는것이다. 헬리코박터파이로리균 ( 8000) 소화효소의기능 로소화된다. Q 궤양을방지하려면어떤생활습관이필요할까? 6 'fzub 화학적소화는어떤으로이루어질까? 자료해석 다음그림을보고탄수화물, 지방, 단백질의소화을알아보자. 1. 탄수화물, 지방, 단백질의최종소화산물은각각무엇인가? 2. 탄수화물, 지방, 단백질을분해하는소화효소는각각무엇인가? 3. 위에서분비되는염산은어떤작용을하는가? 4. 쓸개즙에는소화효소가없다. 쓸개즙의작용은무엇인가? 5. 3대영양소를분해하는소화효소가모두분비되는기관은어디인가? 소화기관 입 위 소장 소화샘 침샘 위샘 간, 쓸개 이자 장샘 소화액 침 위액 쓸개즙 이자액 장액 소화효소 아밀라아제 펩신 염산 트립신아밀라아제리파아제펩티다아제말타아제락타아제수크라아제 엿당 탄수화물 덱스트린 엿당, 젖당, 설탕 포도당, 갈락토오스, 과당 단백질 폴리펩티드 유화 펩티드 아미노산 지방 지방산, 글리세롤 36 37 탐구 6 해설 1_ 탄수화물은포도당, 갈락토오스, 과당등의단당류로, 지방은 글리세롤과지방산으로, 단백질은아미노산으로소화된다. 2_ 소화효소 소화기관 효소및분비물질 기능 입 아밀라아제 녹말 엿당 위 펩신 단백질 폴리펩티드 염산 펩시노겐 펩신 프로레닌 레닌 살균 점액 위벽보호 이자 아밀라아제 녹말 엿당 리파아제 지방 1글리세롤 +3지방산 트립신 단백질, 폴리펩티드 펩티드 탄산수소나트륨 음식물중화 소장 말타아제 엿당 포도당 + 포도당 락타아제 젖당 포도당 + 갈락토오스 수크라아제 설탕 포도당 + 과당 펩티다아제 디펩티드, 트리펩티드 아미노산 뉴클레아제 핵산 뉴클레오티드 3_ 염산은불활성인펩시노겐을활성화시키고, 음식물에섞인세균을살균한다. 4_ 쓸개즙은간에서생성되어지방을유화시키고, 리파아제를활성화시킨다. 또, 약알칼리성으로위액을중화시키기도한다. 5_ 이자에서는탄수화물, 지방, 단백질을분해하는각효소가분비된다. 소화효소와화학적소화 효소는활성화에너지를낮추어반응이잘일어나게하는촉매와같은역할을한다. 소화효소는녹말, 지방, 단백질등의거대분자를쉽게분해하도록돕고있다. 생활속의과학 Q 생활습관이불규칙하거나정서적으로스트레스를많이받는사람 에게서위궤양이일어나는경우가많다. 스트레스의해소, 규칙적인식사, 술과커피등을자제하는생활습관 이필요하다. 또, 부신피질호르몬제, 아스피린, 비스테로이드성소염제 같은약물의사용을억제해야한다. 7 Ⅱ. 영양소와소화
차거나맵고짠음식을많이먹으면배탈이나는이유는소화기관안의온도나 ph 등이달라져소화효소가제대로활성화되지않기때문이다. 아밀라아제의활성에영향을미치는요인에대해알아보자. 생활속의과학 ;fau?ryfs ibjtqjrw7f] 7 'fzub 염산과수산화나트륨용액을주의해서다룬다. 화재에주의한다. 소화효소의활성에영향을미치는요인은무엇일까? 실험준비 1% 녹말용액, 요오드-요오드화칼륨용액, 베네딕트용액, 2`% 염산용액, 2`% 수산화나트륨용액, 증류수, 얼음, 슬라이드글라스, 알코올램프, 온도계, 스포이트, 피펫, 시험관, 고무줄, 비커 1. 입속을물로씻은후고무줄을씹어입안에침이고이게한다음침을모아증류수로 5배정도묽게하자. 2. 1% 녹말용액 10mL를 A, B, C, D, E 시험관에각각넣자. 3. A에는 2% 염산용액 1방울을, B에는 2% 수산화나트륨용액 1방울을넣자. 4. A, B, E는 40æ로, C는 100æ로물중탕하고, D는얼음물에담근상태에서각시험관에침희석액을 1mL씩넣자. 방귀는약 70% 가공기이고, 여기에이산화탄소, 암모니아, 수소, 메탄등의다양한성분이첨가된기체이다. 방귀는대장에서식하는각종미생물이생산한다. 소장에서소화, 흡수되지않은식품의성분이대장에도달하면장내미생물이이를먹이로하여생활하는데, 이때부산물로각종유기산과기체가생성된다. 이들기체가장에모여있다가항문을통해배출되는것이방귀이다. 대장에미생물의먹이가많이들어올수록더많은기체가생성되므로방귀가잦아진다. 특히소화가잘되지않는당류가많으면많은양의방귀가생성된다. 예를들어콩을많이먹으면방귀가잦은데, 이는콩속에들어있는, 소화가잘되지않는올리고당류때문이다. 방귀의냄새를나게하는물질은인돌과스카톨이라알려져있다. 방귀의양과냄새는식품의성분과밀접한관련이윽, 냄새! 너아침에뭐있다. 예를들어, 단백질성식품을섭취한경우방귀의양은먹었냐? 적지만단백질분해로인해불쾌한냄새성분이생긴다. 따라서소리없이적은양의방귀가나오지만냄새는심하다. 반면, 탄수화물성식품을섭취하였을때에는주로이산화탄소가주성분인방귀가상당히많이생성된다. 하지만냄새가많이나는성분의생성이적기때문에요란한소리에비해냄새는심하지않다. A B C E Q 방귀를참으면어떻게될까? D m/fxjrsmfur 1. 탄수화물, 지방, 단백질의최종소화산물은무엇인가? 정답 : 232 쪽 2. 다음은몇가지효소의활성화조건을나타낸것이다. ph와온도에따라소화효소의활성이달라지는이유는무엇인가? 5. 30분후각시험관의용액 1방울을슬라이드글라스에놓고요오드-요오드화칼륨용액 1방울을떨어뜨려색변화를관찰해보자. 6. 각시험관에베네딕트용액 2~3 방울을넣고가열하면서색변화를관찰하자. 1. 이실험에서검증하고자하는가설은무엇인가? 2. 소화효소의활성화에영향을미치는요인은무엇인가? 반응속도 펩신 아밀라아제 트립신 리파아제 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11pH 산성 중성 염기성 소화효소와 ph 반응속도 35~40 고온도 (#) 3. 여름에지나치게찬음식을많이먹거나배를차게하고잤을때배탈이나는이유는무엇일까? 0 저 소화효소와온도 38 39 탐구 7 해설 1_ 가설 1. 침은중성에서녹말을가장잘소화할것이다. 가설 2. 침은체온범위에서가장활성화될것이다. 2_ ph, 온도 효소의일반적특징 1 기질특이성 : 효소마다작용하는기질이정해져있어한가지특정반응에만촉매작용을한다. 2 생체촉매 : 단백질이주성분으로 ph와온도에민감한영향을받는다. 소화효소의활성에 ph가영향을미치는이유 소화효소를비롯한대부분의효소는단백질이주성분이므로, ph가달라지면그기능에영향을받는다. 단백질의구조는수소결합을비롯한여러가지결합력에의해결정되는데, ph의변화는이결합력에영향을미치므로효소의구조가달라진다. 따라서효소는그기능을잃는경우가많다. 소화효소의활성에온도의변화가영향을미치는이유 단백질의구조는온도에민감하게변하므로온도가변하면구조가쉽게변한다. 따라서체온부근에서가장활성화되고온도가높거나낮으면그기능이현저하게떨어진다. 기질의농도와접촉면적 기질이란효소가작용하는물질을말하는데, 기질의농도가높다는것은곧반응하는면적이넓다는것과거의동일한의미이다. 생활속의과학 Q 방귀를참으면일부성분은혈액속에녹아신장을통해오줌으로 배출되며나머지는고체형태로변해대변으로나온다. 심한경우엔장 이기체로팽만해져연동운동기능이떨어질수도있다. 확인하기정답 1_ 탄수화물 : 포도당, 과당, 갈락토오스지방 : 지방산, 글리세롤단백질 : 아미노산 2_ 소화효소는단백질이주성분이므로 ph와온도에따라활성부위의구조가달라진다. 3_ 온도가맞지않아소화기관의효소가제기능을다하지못하기때문이다. 8 Ⅱ. 영양소와소화
04 nvm/fk/rs jeaj6anvhgs jt9truc mg1nbk/rhgsuf] 1. 소장의안쪽이융털과미세융털로되어있어유리한점은무엇인가? 소화된영양소의흡수와이동을설명할수있다. 2. 모세혈관에서는어떤영양소가흡수되는가? 3. 암죽관으로흡수되는영양소에는무엇이있는가? 소장은가장긴소화기관이며음식물이머무르는시 4. 모세혈관과암죽관으로흡수된영양소의이동경로를말해보자. 와! 우리몸안에이렇게긴동굴이있단말이야? 간이 2시간정도이다. 또, 소장은많은융털이있어음식물과의접촉면적이넓다. 융털로이루어진소장에서음식물이서서히이동하는것은어떤점에서유리할까? 모세혈관으로흡수된영양소중일부의포도당은간에서글리코겐으로저장되고, 나머지는간정맥을거쳐하대정맥을통해심장으로들어간후온몸의조직세포로공급된다. 글리코겐포도당이조밀하게결합된구조이다. 지방산과글리세롤은융털의상피세포에서작은지방입자로합성되 8 'fzub 소화효소에의해분해된영양소는소장의융털에서흡수된다. 흡수된영양소는어디로이동하는지알아보자. 영양소의흡수와이동 자료해석 그림은소장의융털에서흡수된영양소가이동하는경로를나타낸것이다. 소장의구조와영양소의흡수을알아보자. 어암죽관으로흡수된후, 림프관을따라심장으로들어가피부밑이나장간막, 간등에저장된다. 온몸의조직세포로들어간영양소는세포호흡으로에너지를내고, 남는영양소는지방으로전환되어간이나피부밑에축적되기도한다. 간이나피부밑에저장된지방은필요할때분해되어, 혈액속으로나와온몸의조직세포에공급된다. 음식물의대부분을차지하는물은대장에서흡수된다. 대장에는소화효소는없고대장균이살고있어, 소장에서소화되지않은영양소를분해하기도한다. 대장에서물을잘흡수하지못하면설사가일어나고, 너무많이흡수하면변비가된다. 우유속의젖당을분해하는효소가없는사람이우유를마시면젖당이분해되지않고물의흡수를방해하여설사를하게된다. 간문맥 수용성비타민, 포도당, 아미노산, 무기염류 모세혈관 간정맥 암죽관 심장 지용성비타민, 지방산, 글리세롤 가슴관 m/fxjrsmfur 정답 : 233쪽 1. 소장에서영양소를흡수하기에알맞은구조는무엇인가? 2. 융털의상피세포로흡수된지방산과글리세롤이지방으로재합성되어유리한점은무엇인가? 3. 두사람가운데누구의의견이옳은가? 지민 : 밥을많이먹으니까비만이되지. 림프관 승민 : 무슨소리야. 밥은지방이아니니까비만과는관계없지. 정맥 동맥 4. 수인성전염병의특징가운데하나가설사이다. 수인성전염병환자에게물을많이마시게해도체내에수분이모자라게되는이유를설사와관련지어설명하여라. 영양소의흡수 40 41 탐구`8 해설 1_ 소장내부는많은돌기로이루어진융털로되어있고, 융털의표면도작은미세융털로되어있어표면적을최대로넓히는구조이다. 표면적이넓을수록영양소를효율적으로흡수할수있다. 2_ 물에용해되는포도당, 아미노산, 무기염류, 비타민 B, C 3_ 지용성인지방산, 글리세롤, 비타민 A, D, E 등 4_ 융털의모세혈관 `간 `대정맥 `심장융털의암죽관 `가슴관 `대정맥 `심장 소장의길이 소장의길이는대개 7m 정도인데, 동양인의소장이서양인보다일반적으로길다. 채식을주로하는식생활습관의차이때문인것같다. 글리코겐 녹말을포함하여대부분의다당류는포도당이일직선또는가지형으로결합되지만글리코겐은포도당이원형으로조밀하게결합된구조를하고있어분자량이매우크다. 지방의흡수와쓸개즙 지방은거대분자이므로직접흡수할수없고지방산과글리세롤로분해되어흡수된다. 쓸개즙은지방을물과섞일수있게유화시키고, 이자액의리파아제가효율적으로소화시킬수있게도운다. 글리세롤과지방산은쓸개즙과결합하여물에녹을수있게된상태에서소장의세포속으로흡수된후소장세포속에서다시지방으로재합성된다. 이재합성지방은인지질이나단백질등에싸여물에녹을수있는상태가된다. 이재합성된지방은분자가커모세혈관으로흡수되지못하고, 암죽관으로들어가림프관을타고심장으로들어간다. 확인하기정답 1_ 융털과미세융털 2_ 고분자인지방은혈관에침적되지않는다. 3_ 지민 4_ 설사는대장에서수분의흡수가잘일어나지않기때문에생기며, 이로인해물이계속공급되어도수분이부족하게된다. 9 Ⅱ. 영양소와소화
05 jgzlbhgs utsufajc jt9ts jeam6ajgw irorhgsuf] 4. 간에서해독할수있는양보다많은양의알코올이몸안에들어가면미처분해되지못한알코올은간에지방으로축적되어지방간이된다. 지방간은 음주와건강의관계를설명할수있다. 동의보감에 추위를물리치고혈액순환을좋게하고, 신진대사를도우며, 약기운을끌어주는데에는술처럼좋은것이없다. 라는말이있다. 그러나다른한편으로는 술을지나치게많 곧딱딱하게굳어간경화가된다. 간경화가어떤증상을나타내는지조사, 토의해보자. 5. 술은위를자극하여위산분비를촉진하고위점막을약화시켜위벽에손상을준다. 술과위염, 위궤양, 위암과의관계를조사하여토의해보자. 간에서알코올을분해하는효소는알데히드탈수소효소이다. 술을마셨을때얼굴이붉어지는사람은이효소의양이부족하거나없을가능성이많다. 여자는남자에비해일반적으로이효소의양이적다. 이마시면내장에독이쌓여수명이짧아진다. 라고도하여술에대해경계하고있다. 음주와건강에대해알아보자. 동의보감 간경화 ( 400) 위궤양 9 'fzub 술의주성분은에탄올이다. 술이란어떤물질이며, 우리몸에들어갈경우어떤현상이나타날까? 술로인한질병에는어떤것이있을까? 조사, 토의 1. 술이주로흡수되는곳은어디인가? 2. 술의알코올을분해하는기관은어디인가? 3. 술에들어있는알코올은우리몸에서어떤작용을하는가? 알코올은간에서 90~98% 가분해되는데, 간이시간당처리할수있는 혈중알코올농도가 0.05% 이상 알코올 1. 술병에표시된술의주성분과이면음주운전으로단속된다. 알코올의양은체중 1kg당 0.1~0.15g 정도이다. 사람에따라술을분해탄소와수소로만이루어진탄화주의사항을조사해보자. 수소의수소원자를하이드록시하는효소의양이다르게분비되므로자신의체질을알고항상조심스럽 기 (-`OH) 로치환한화합물 2. 알코올은위와소장에서흡수 게술을대해야한다. 지나친음주는소화계의각종질병을유발할뿐만 에탄올과메탄올되어 10% 정도는오줌과땀아니라, 신경계통에도영향을미쳐정상적인운동이힘들며심하면알코알코올의일종으로성질이비슷으로배설되고, 90% 는간에하다. 에탄올은몸에서물과 CO2 올중독에의한정서장애, 치매등을유발하기도한다. 로분해되지만메탄올은포름알 서이산화탄소와물로분해된 데히드라는독성물질을생성하 므로인체에치명적이다. 다. 술을매일마신다고가정 여러가지술 md;vur 혈중알코올농도는? 할때술이간에미칠수있는영향을조사해보자. 3. 술을많이마시면어떤질병에걸리는지조사해보고, 각질병의원인과예방및치료방법을말해보자. 4. 술을마시면평상시와달리얼굴이붉게달아오르고, 많이마시면취하여비틀거리며몸의중심을잡지못하기도한다. 취한다는것은어떤상태인지조 혈중알코올농도가 0.05% 이상이되면정상적활동을하기어려운상태가된다. 알코올농도가 22% 인소주 1잔 (50mL) 을마셨을때의혈중알코올농도를계산해보자. 혈중알코올농도 ={( 주류의알코올농도 (%) 마신양 (ml) 0.8)} {(0.6 체중 (kg) 1000)} 사해보자. 42 43 탐구`9 해설 1_ 술의 20% 는위에서위벽을통해즉시혈관으로흡수되고, 나머지 80% 는소장에서이보다늦게천천히흡수된후, 혈액을따라뇌와장기및체조직으로퍼져나간다. 2_ 흡수된알코올성분은간에서알코올대사에의해산화분해된다. 알코올대사란알코올이알코올탈수소효소에의해아세트알데히드로전환된후알데히드탈수소효소에의해식초산 ( 아세트산 ) 으로산화되고, 이것이분해되어에너지, 이산화탄소, 물로변하는일련의사이클을말한다. 3_ 뇌에는다른신체기관보다많은혈액이공급되기때문에혈관에흡수된알코올성분은뇌에즉시영향을미친다. 술을마시면알코올의흡수량에따라처음에는기분좋은이완상태를느끼다가차차말이많아지고자제력이떨어지기시작한다. 이런상태에서술을더마시면청력도둔감해지고발음도부정확해지며물체도흐릿하게보인다. 뒤이어시야가흐려지고몸의균형을잃으며잠시후에는의식을잃게된다. 심한경우에는호흡이정지되어사망할수도있다. 술의분해효소 가장많은알코올을분해하는효소는알코올탈수소효소인데, 이는알코올분자에서수소원자한개를떼어내는효소이다. 그외카탈라아제 (Catalase) 와옥시다아제 (Oxidase) 가있다. 이런효소들에의해서알코올은아세트알데히드 (Acetaldehyde) 란물질로변하고, 아세트알데히드는아세틸코에이 (Acetyl CoA) 라는물질을거쳐결국이산화탄소와물로변하게된다. 물은체내에서재활용되고이산화탄소는폐를통하여공기중으로나간다. 간속에보유하고있는알코올탈수소효소의양은사람에따라개인차가아주심하다. 이효소의양이많은사람은 술이센사람 이되고적은사람은 술이약한사람 이되는것이다. 간경화 간염이나지나친음주로간장의세포가파괴와재생을거듭하는에서파괴된세포를보충하기위해섬유가늘어남으로써간장이굳어제기능을하지못하는질병이다. 해보기해설 (22_50_0.8) (0.6_70_1000)=0.002% 10 Ⅱ. 영양소와소화
위와소장에서흡수된알코올은혈액을따라이동하면서중추신경에큰영향을미친다. 그림은혈중알코올농도에따른일반적인증상을나타낸것이다. 생활속의과학 ufsjgs jbyr ivzj8 m/fmfx uvalfa 0.05% 이하얼굴이붉어지고몸이가벼워지는것처럼느껴지며, 기분이좋아진다. 0.25~0.35% 보행이곤란해지며의식이없어진다. 술이인체에미치는영향 0.05~0.15% 맥박이나호흡이조금씩빨라지며, 말이많아진다. 0.35% 이상의식을잃고호흡이정지되어사망한다. 0.15~0.25% 언어장애가나타나고, 갈짓자걸음으로비틀거린다. 과음은인체에매우해롭다. 약 140억개의신경세포가복잡하게뒤얽혀있는사람의뇌는본능을관장하는구피질과이성과의식을책임지는신피질로나누어져있다. 평상시에는신피질이구피질을통제하지만알코올이대뇌에영향을미치기시작하면구피질이신피질의통제를받지않아스스로명령을내리기시작하므로잠재되어있던의식들이나타나기도한다. 간의무게는 1~1.5kg 정도이며, 체내에서가장무겁고큰장기이다. 두껍고큰우엽과얇고작은좌엽으로나누어져있으며, 우엽은좌엽보다 4~5 배크다. 빛깔은암적갈색이며, 구조는물렁물렁하고부서지기쉬우므로압박이나손상을받기쉽다. 간은체내물질의처리와저장에중요한역할을한다. 실제로간은당, 단백질, 지방등의물질대사에중심이되며, 체온조절, 해독작용등매우많은기능을하고있다. 이러한복잡한기능에는간에서생산되는 1천여종의효소가관여한다. 간을구성하는세포는엄청난재생력을가지고있다. 간 3 은정도를잘라내어도 4`개월이면완전히원래크기대 4 로회복되므로이식할수도있으며, 간염으로간세포가파괴되어도수주일이면회복된다. 그러나지방성분이침투하면간세포가쓸데없는섬유질로대체되는지방간이되며, 이렇게간이병들면눈이나피부가맥주한병처리하는데 3시간이나걸리는데그노랗게되는황달증상을나타낸다. 렇게많이마시면난어떡해? 술은간에서분해되므로술을지나치게많이마시면간염이나간경화등이온다. m/fxjrsmfur 정답 : 233 쪽 1. 술의주성분은무엇이며, 신경계에어떤영향을미치는가? 2. 과다한음주가일으키는질병에는어떤것이있는가? 3. 술을많이마신사람중에는다음날, 그전날의일을기억하지못하는경우가있다. 그이유는무엇인가? Q 황달이오면건강에적신호라고하는이유는무엇인가? 44 45 술의작용 알코올은세포의원형질에작용하여수분의양을변화시키므로술을마실때위점막과목을따끔거리게하고, 갈증을느끼게만드는자극작용을한다. 술은중추신경계에작용하여뇌의기능을약화시켜서판단력을흐리게하고, 감정을이완시켜안전감, 자기만족감및기억력저하, 체력의저하등복잡한생리작용을일으킨다. 또, 술은대뇌의신피질에작용하여동작을둔하게하고, 구피질과연결된신경계통을마취상태에빠뜨려이성의통제를약화시키며, 심지어는기억상실까지일으킨다. 인체에서알코올이산화되면그램당 7cal의열량을내지만알코올은체내에서계속산화만일으키므로오히려인체내에존재하는효소, 비타민, 무기질을강제로소모시키기때문에물질의부족현상이나타난다. 그밖에알코올은후각이나미각, 냉각, 통각을약화시키는작용도한다. 확인하기정답 1_ 에탄올, 신경계를마비시킨다. 2_ 알코올중독, 위염, 위암, 간경화, 간암등 3_ 뇌의구피질에의한본능적행동이나타났기때문이다. 생활속의과학 Q 읽을거리 술을마시면얼굴이붉어지거나창백해지는이유 알코올의산화에의한대사작용중산화 1 차대사산물인아세 트알데히드는말초혈관을확장시켜얼굴이붉어지게만든다. 즉, 몸의피부에있는말초혈관을확장시키는것이다. 이와는반대로술을마셨을때오히려창백해지는사람이있다. 알코올을섭취하면일시적으로혈압이상승하였다가다시하강하 여원래의상태로돌아온다. 알코올섭취에의해말초혈관이확장 되면자연히혈압이내려가고내장계의혈류가나빠진다. 따라서, 이를보완하기위해생체가아드레날린을분비하여혈관을수축시 킴으로써혈압을높이는데, 이에서혈류량이줄어들어창백해 지는것이다. 황달은얼굴이노랗게변하는것으로황색색소인빌리루빈의증가 로일어난다. 간에서수명을다한적혈구의헤모글로빈은노란색인빌 리루빈으로분해되어쓸개즙을만드는데, 쓸개즙의분비관이막히거나 간기능에이상이생겨나타난다. 지방과알코올섭취를억제하고충분 한영양공급을해야하며무엇보다휴식을취하는것이중요하다. 11 Ⅱ. 영양소와소화