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중학교 3학년 (14-15세)

세포 분열

Cell Division (Mitosis)

한 변이 2배인 정육면체는 겉넓이가 4배, 부피가 8배로 늘어요. 세포도 마찬가지라 너무 커지면 필요한 물질을 들이고 노폐물을 내보낼 겉면이 부피를 따라가지 못해, 일정한 크기가 되면 둘로 나뉘어요. 체세포 분열에서는 먼저 간기에 DNA를 복제해 두고, 전기 · 중기 · 후기 · 말기를 거쳐 모세포와 염색체 수가 똑같은 딸세포 2개를 만들어요. 그림의 단계를 하나씩 넘기면 X자 모양 염색체가 세포 가운데에 늘어섰다가, 두 가닥으로 갈라져 양쪽 끝으로 끌려가고, 두 세포로 나뉘는 과정이 이어져요. 이렇게 늘어난 세포 덕분에 몸이 자라고 상처가 아물어요.

세포는 왜 분열할까

🔬 커질수록 불리해지는 세포
①세포가 커지면 부피는 길이의 세제곱으로, 겉넓이는 제곱으로 늘어 부피가 훨씬 빨리 커진다
②부피에 비해 겉넓이가 작아지면 물질을 주고받기가 어려워진다
③그래서 세포는 일정한 크기가 되면 커지는 대신 분열해 수를 늘린다
④여러 개의 작은 세포로 이루어진 생물이 자라는 것은 세포 수가 늘기 때문이다

체세포 분열 과정

간기
📖 단계마다 일어나는 일
①간기: DNA가 복제되며, 세포 주기의 대부분을 차지한다
②전기: 실처럼 풀려 있던 염색사가 꼬여 X자 모양 염색체가 되고, 핵막이 사라지며 방추사가 생긴다
③중기: 염색체가 세포 가운데(적도판)에 한 줄로 늘어선다
④후기: 방추사에 끌려 각 염색체의 두 염색 분체가 양쪽 끝으로 나뉘어 간다
⑤말기: 핵막이 다시 생기고 세포질이 나뉘어 딸세포 2개가 된다

총정리

체세포 분열의 결과
모세포(염색체 2n) → 딸세포 2개(각각 2n)
DNA를 복제한 뒤 똑같이 나누므로 딸세포의 염색체 수와 유전 정보는 모세포와 같다
세포 주기
간기(G₁ → S → G₂) → 분열기(M기)
간기가 세포 주기의 약 90 %를 차지하고, S기에 DNA가 복제된다
🎯 시험에서 자주 묻는 것
①체세포 분열 순서: 간기 → 전기 → 중기 → 후기 → 말기
②중기: 염색체가 가장 굵고 짧아 관찰하기 가장 좋다
③후기: 염색 분체가 나뉘어 세포 안 염색체 수가 잠시 2배가 된다
④딸세포의 염색체 수는 모세포와 같다
⑤체세포 분열로 생장과 재생이 일어난다

예제와 단원평가

예제 1
체세포 분열은 간기 다음에 어떤 순서로 진행되며, 염색체가 세포 가운데에 한 줄로 늘어서는 시기는 언제인가?
1
간기에 DNA를 복제한 뒤, 분열기는 전기 → 중기 → 후기 → 말기 순서로 진행된다.
2
염색체가 세포 가운데(적도판)에 한 줄로 늘어서는 시기는 중기이고, 이때 염색체가 가장 잘 보인다.
▸ 간기 → 전기 → 중기 → 후기 → 말기, 염색체가 가운데에 늘어서는 시기는 중기
양파 뿌리 끝을 현미경으로 보면 여러 시기의 세포가 섞여 있는데, 그중 간기 세포가 가장 많다.
예제 2
체세포 분열과 감수 분열은 분열 횟수와 딸세포의 염색체 수가 어떻게 다른가? (모세포의 염색체 수 2n)
1
체세포 분열은 한 번 분열해 모세포와 염색체 수가 같은(2n) 딸세포 2개를 만든다.
2
감수 분열은 연속해서 두 번 분열해 염색체 수가 절반(n)인 생식세포 4개를 만든다.
▸ 체세포 분열은 1회 · 딸세포 2개 · 2n, 감수 분열은 2회 · 딸세포 4개 · n
감수 분열로 염색체 수가 절반이 되기 때문에, 정자와 난자가 수정해도 자손의 염색체 수가 2n으로 유지된다.
단원평가 유형
세포 분열에 대한 설명으로 옳은 것은?
①체세포 분열에서는 염색체 수가 절반으로 줄어든다
②감수 분열은 한 번만 분열한다
③체세포 분열 중기에 염색체가 적도판에 배열된다
④간기에는 아무 일도 일어나지 않는다
⑤후기에는 염색체가 적도판에 모인다
▸ ③ 체세포 분열 중기에 염색체가 적도판에 배열된다
1
체세포 분열은 염색체 수가 그대로 유지되고(①X·감수분열이 절반), 감수 분열은 연속 2번 분열한다(②X).
2
간기에는 DNA가 복제되며(④X), 후기에는 염색 분체가 양극으로 이동한다(⑤X·적도판 배열은 중기). 체세포 분열 중기에 염색체가 적도판에 배열된다(③O).
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