자연과학 자료등록 질소 노폐물의 종류 DownLoad

자연과학 자료등록 질소 노폐물의 종류 DownLoad

자료문서 (파일첨부).zip

자연과학 자료등록 질소 노폐물의 종류

[자연과학] 질소 노폐물의 종류 - 미리보기를 참고 바랍니다.

동물 세포들은 질소 함유 단위체인 아미노산과 단백질, RNA 및 DNA를 합성하는데 사산을 가지고 있다. 아미노산과 핵산이 세포에 필요 이상으로 과다하면 이화반응을 통해서 분해되어 질소 노폐물을 만든다. 몸에서 생성된 노폐물들은 물에 녹아 있는 형태로 배설되기 때문에 배설물의 종류와 양은 해당 동물의 수분균형에 막대한 영향을 미칠 것이다. 따라서 물의 풍족도를 반영해서 삼투 스트레스의 양과 관련이 있다. 삼투조절에 미치는 영향으로 볼 때 가장 중요한 물질은 질소 노폐물이다. 이 질소 노폐물을 배설하지 않으면 해를 입게 되는데 크게 동물은 암모니아, 요소, 요산 3가지 형태로 질소 노폐물을 배출한다. 그렇다면 각각의 특징은 무엇이며, 동물들마다 서로 다른 형태의 노폐물을 선택하는 이유는 무엇인지, 또 어떤 과정을 통해서 생성되고 서로 전환되는지 알아보도록 하자.

단백질과 같은 고분자를 이용하여 에너지를 얻을 때 탄수화물이나 지방산의 형태로 전환되는데 이때 질소 원소들이 효소에 의해 암모니아의 형태로 제거된다. 암모니아는 암모늄이온을 형성하여 세포내 산화적 인산화 과정을 방해하기 때문에 독성이 강하게 나타난다. 어떤 동물에서는 암모니아 형태로 직접 배출하기도 하지만 대부분의 생물에서는 에너지를 사용하여 독성이 덜한 다른 물질로 전환 한 후 배출한다.



동물들은 암모니아의 농도가 매우 낮아야만 견딜 수 있기 때문에, 암모니아의 형태로 배설하는 동물은 많은 양의 물을 필요로 하고, 이런 이유로 암모니아 형태의 배설은 주로 수생생물들에서 볼 수 있다. 수중 무척추 동물이나 붕어와 같은 경골 어류의 경우 질소 노폐물을 암모니아의 형태로 아가미를 통해 배출하여 주변의 물로 확산시킨다. 암모니아는 체액의 pH를 높이고 막의 수송기능을 저해하기 때문에 몸 속에 축적되면 강한 독성을 나타내 매우 위험하다. 하지만 암모니아는 물에 잘 용해되고 세포막을 통해 빠르게 확산되어 나가기 때문에 물에서 사는 수중 동물은 독성이 강한 암모니아가 노폐물로 나올 때마다 물 쪽으로 배설하는데 아무 어려움이 없다. 무척추동물 중에서 거의 몸 전체에서 암모니아를 배출하는 것들도 잇다. 또 강물이나 바닷물은 워낙 많아서 물고기가 내보내는 암모니아가 들어와도 희석이 되니까 오염의 염려도 없다. 암모니아는 강한 염기로 즉각 양성자를 받아들여 암모늄이온이 된다. 어류의 경우는 대부분의 암모니아가 암모늄이온의 형태로 아가미에서 배출되고 신장에서는 적은 양만이 배출된다.

앞에서도 언급했듯이 암모니아는 그 독성 때문에 매우 희석된 상태로만 생성, 배출이 가능하고, 이를 위해서는 많은 양의 물이 필요한데, 육상동물과 많은 종류의 해수동물들 (주위 환경으로 수분을 상실하는 경향이 있는) 은 이처럼 많은 물을 배출할 수가 없다. 또한 암모니아는 공기 중으로 빠르게 확산되지 않기 때문에 육상 동물은 독성을 피할 수 있을 만큼 빠르게 처리하지 못한다. 따라서 건조한 서식지에서 사는 동물들은 요소와 요산을 생산하는 것이 특히 공통적이다.
포유류와 양서류 성체, 상어, 몇몇 경골어류, 그리고 거북이 등은 요소를 배출하는 방향으로 진화하였다. 요소는 척추동물의 간에서 만들어지며, 암모니아와 이산화탄소를 결합시키는 대사회로를 통해 만들어진다. 암모니아의 형태로 배출하면 수분 손실이 너무 크기 때문에, 독성의 암모니아의 1/100000배인 요소의 형태로 배설하여 수분 손실을 줄인다. 요소는 물에 아주 잘 녹고 독성이 약해서 체내에 농축된 형태로 체내에 머무를 수 있으며, 비교적 많은 수분을 잃지 않고 배설할 수 있다. (요소는 농축액으로 저장될 수 있고 배설되는데 물이 필요하다.) 비록 우리 신체는 높은 농도의 요소를 견디어내지 못하지만 요소는 암모니아 보다 독성이 덜하다. 따라서 육상 동물은 암모니아를 독성이 덜한 요소나 요산 등으로 전환 시키게 되는데, 이러한 요소나 요산은 체내에서 안전하게 운반, 저장 되었다가 배설계를 통하여 주기적으로 배설된다.
요소의 주된 단점은 에너지 소모에 있다. 즉 요소를 만들기 위해서는 에너지를 소모해야 한다. 따라서 에너지 효율면에서 볼 때 수상과 육상생활을 모두 하는 생물의 경우 물속에서는 암모니아를 배출하여 에너지를 절약하고, 육상에서는 요소를 배출하여 소분손실을 줄이는 것이 유리할 것으로 예측할 수 있다. 실제로 많은 양서류들이 수상생활을 하는 올챙이 시절에는 암모니아를, 육상생활을 하는 성체로 변태한 뒤에는 요소를 배출하는 것으로 알려져 있다.
조류, 곤충류, 파충류 등은 요산(uric acid)의 형태로 배설하여 수분 손실을 피할 수 있다. 요산은 반고체 상태의 불용성 물질이기 때문에 물에 잘 녹지 않아 수분이 없는 곳에서 사는 생물이 주로 형성한다. 그 결과 요산은 조류, 뱀, 도마뱀 및 육상 절지동물들이 최소량의 물을 소모하면서 여분의 질소를 버릴 수 있는 메커니즘을 제공한다. 많은 조류와 일부 곤충들은 실제로 오줌을 전혀 생산하지 않는다.
요산은 요소나 암모니아에 비해 매우 복잡한 분자로 수천 배 이상 불용성이며 작은 고체결정체로 배설될 수도 있다. 가장 흔한 예로 새가 소변과 함께 떨어뜨리는 하얀 배설물이 대부분 요산이다. 조류나 파충류가 물에 녹지 않는 요산이라는 고형물로 배출하는 것은 수분을 최대한 낭비하지 않기 위해서이다. 오줌을 배출하기 위해 많은 물이 필요하다면 새의 몸은 무거울 수밖에 없게 된다. 따라서 몸에 적은 양의 수분을 유지하기 위해 물에 잘 녹지 않는 요산은 이들 동물들이 많은 물 소실 없이 질소성 노폐물을 제거할 수 있도록 도와준다. 또 새는 하늘을 날기 위해 가벼워야 하므로 오줌을 모아 놓는 방광이 없고 창자의 길이도 아주 짧다. 즉 요산으로 배출하고 똥과 오줌을 한 번에 싸는 것은 하늘에서 살 수 있게 진화된 결과다.


이제 질소성 노폐물이 만들어지는 과정을 살펴보자.

질소성 노폐물의 대부분은 아미노산의 분해 산물이다. 분해 과정은 탈아미노 반응에 의해 이루어진다. 아미노산의 탈아미노 반응으로 암모니아가 만들어 진다.








자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?pk=11057355&sid=sanghyun7776&key=



[문서정보]

문서분량 : 6 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 자료등록 질소 노폐물의 종류
파일이름 : [자연과학] 질소 노폐물의 종류.hwp
키워드 : 자연과학,질소,노폐물,종류,자료등록,노폐물의
자료No(pk) : 11057355