이 단원은 뉴런의 한 지점에서 일어나는 막전위 변화, 축삭을 따라 흥분이 퍼지는 속도, 시냅스에서 신경 전달 물질이 건너가는 과정, 그리고 근육 원섬유 마디의 길이 변화까지 이어서 다룹니다. 아래 시험지 20문항으로는 표와 수치에서 이온의 이동 방향과 길이를 읽어 내는지, 약물이 어느 단계에 작용하는지 추론하는지를 확인합니다.
📝 자극의 전달 시험지 — 20문항, 정답·해설은 뒤쪽 별지
이름
날짜
점수/100
배점 · 20문항 · 한 문항 5점 · 100점 만점 · 권장 풀이 시간 30분 · 기본·보통·심화가 섞여 나옵니다(정답·해설은 별지).
‘PDF 만들기’를 누르면 화면과 같은 문제로 A4 PDF 파일이 내려받아지고, 폰에서도 됩니다. 같은 학년·같은 과목 문제는 하루에 한 번 만들어지고, 그날은 같은 문제가 다시 나옵니다. 인쇄물 맨 위에 이름·날짜·점수 칸이 함께 찍힙니다.
원장 한마디
저는 수학학원 원장이라 뉴런이나 근육 이야기는 하지 않겠습니다. 시험지 한 장을 집에서 어떻게 쓰면 좋은지만 말씀드립니다.
이 단원 20문항은 표와 수치를 읽는 문제가 중심이라고 적혀 있습니다. 그렇다면 눈으로만 훑게 하지 말고, 연필로 표 옆에 방향이나 길이를 직접 적어 가며 풀게 하세요. 읽는 손이 느려도 괜찮습니다. 저는 빨리 푼 한 장보다 천천히 읽은 열 문항이 낫다고 봅니다.
채점은 풀이가 끝난 뒤에 하십시오. 종이로 풀리셨다면 화면에서 풀고 채점하기로 한 번 더 확인해 보셔도 됩니다.
— 수학의 신호 원장
자극의 전달, 전도에서 수축까지
먼저 한 지점의 막전위 변화를 배웁니다. 역치 이상의 자극이 오면 Na⁺ 통로가 열려 Na⁺이 세포 안으로 들어오며 막전위가 오르고, 이어 K⁺이 세포 밖으로 나가며 내려옵니다. 이 변화가 옆 지점으로 이어지는 것이 흥분 전도이고, 속도는 두 지점 사이 거리를 걸린 시간으로 나누어 구합니다.
흥분이 축삭 돌기 말단에 닿으면 칼슘 이온이 들어와 소포가 막과 합쳐지고 신경 전달 물질이 나옵니다. 이 물질은 시냅스 틈을 건너 다음 세포의 수용체에 결합합니다. 신경 근육 접합부에서는 이 신호가 근육으로 넘어가 액틴 필라멘트가 마이오신 필라멘트 사이로 미끄러지는 근수축으로 이어지므로, 전달과 수축을 한 흐름으로 묶어 이해해야 합니다.
자극의 전달에서 헷갈리는 지점
세포 안팎 농도의 크기 관계 막전위가 +30 mV까지 올라도 Na⁺ 농도는 여전히 세포 밖이 높고, K⁺ 농도는 세포 안이 높습니다. 전위의 부호와 농도의 높낮이는 따로 판단해야 합니다.
약물이 작용하는 단계 구분 방출된 소포 수가 같다면 방출은 정상이고, 탈분극이 오래 이어지면 분해가 억제된 것입니다. 칼슘 유입이 없으면 방출보다 앞선 단계가 막힌 것이므로 표에서 달라진 열부터 확인합니다.
필라멘트와 대의 길이 혼동 근수축 때 A대와 필라멘트의 길이는 그대로이고 H대와 I대가 짧아집니다. 마디 길이에서 H대를 구할 때는 액틴 필라멘트 길이를 두 번 빼야 하는데, 이 부분을 놓치기 쉽습니다.
시험지에서 뽑아 본 문제
시냅스에서 흥분이 시냅스 이전 뉴런에서 시냅스 이후 뉴런으로만 전달되는 까닭으로 가장 적절한 것은? ① 신경 전달 물질이 시냅스 이전 뉴런의 축삭 돌기 말단에서만 방출되고, 시냅스 이후 뉴런의 막에 있는 수용체에 결합하기 때문이다. ② 시냅스 이후 뉴런의 가지 돌기 말단에도 시냅스 소포가 있어 신경 전달 물질이 방출되기 때문이다. ③ 시냅스 틈에서는 활동 전위가 전기 신호 그대로 건너뛰어 전달되기 때문이다. ④ 시냅스 이전 뉴런의 막에는 Na⁺ 통로가 없어 탈분극이 일어나지 않기 때문이다.정답 · ① 신경 전달 물질이 시냅스 이전 뉴런의 축삭 돌기 말단에서만 방출되고, 시냅스 이후 뉴런의 막에 있는 수용체에 결합하기 때문이다. — 신경 전달 물질을 담은 시냅스 소포는 시냅스 이전 뉴런의 축삭 돌기 말단에만 있다. 방출된 물질은 시냅스 틈을 확산하여 시냅스 이후 뉴런의 수용체에만 결합하므로 흥분 전달이 한 방향으로만 일어난다.
표는 어떤 뉴런의 한 지점에 역치 이상의 자극을 준 뒤 이 지점에서 측정한 막전위를 시간에 따라 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? 시간(ms) | 0.0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.0 막전위(mV) | -70 | -50 | +30 | -10 | -80 | -70 가상의 뉴런 축삭 한 지점에 활동전위를 일으킨 뒤 막전위를 측정하였다. 0.0 ms는 자극을 준 순간이며, 측정 간격이 일정하지 않으므로 표의 값을 시간 구간별로 해석한다. 이 뉴런의 휴지 전위는 -70 mV이다. ① 0.0 ms일 때에는 Na⁺-K⁺ 펌프가 작동하지 않는다. ② 0.5~1.0 ms 구간에서는 Na⁺ 통로가 열려 Na⁺이 세포 안으로 유입된다. ③ 1.0~1.5 ms 구간에서는 K⁺이 세포 안으로 유입된다. ④ 2.0 ms일 때 K⁺ 농도는 세포 안이 세포 밖보다 낮다.정답 · ② 0.5~1.0 ms 구간에서는 Na⁺ 통로가 열려 Na⁺이 세포 안으로 유입된다. — 0.5~1.0 ms에는 막전위가 -50 mV에서 +30 mV로 상승하는 탈분극이 일어나며, 이는 Na⁺ 통로가 열려 Na⁺이 세포 안으로 유입되기 때문이다. 1.0~1.5 ms의 재분극 때에는 K⁺이 세포 밖으로 나
약물 A와 B의 작용으로 가장 타당한 것은? (단, 각 약물은 한 가지 단계에만 작용한다.) 신경 근육 접합부에서 운동 뉴런을 자극할 때 약물이 흥분 전달에 미치는 영향을 알아보기 위해 대조군, 약물 A 처리군, 약물 B 처리군에서 축삭 돌기 말단으로의 Ca²⁺ 유입 여부, 시냅스 틈 아세틸콜린 농도(상댓값), 근육 세포막의 탈분극을 측정하였다. 구분 | 축삭 돌기 말단으로의 Ca²⁺ 유입 | 시냅스 틈 아세틸 ① A: 아세틸콜린의 방출을 촉진한다. B: 아세틸콜린 분해를 촉진한다. ② A: 아세틸콜린 수용체를 차단한다. B: 아세틸콜린 합성을 촉진한다. ③ A: Ca²⁺ 통로를 차단한다. B: 아세틸콜린 분해 효소의 작용을 억제한다. ④ A: 아세틸콜린 분해 효소의 작용을 억제한다. B: 축삭 돌기 말단의 Ca²⁺ 통로를 차단한다.정답 · ④ A: 아세틸콜린 분해 효소의 작용을 억제한다. B: 축삭 돌기 말단의 Ca²⁺ 통로를 차단한다. — A 처리군은 자극 직후 농도(10)가 대조군과 같으므로 방출은 정상이다. 그런데 5 ms 후에도 9가 남아 있으므로 분해가 억제된 것이다. B 처리군은 Ca²⁺이 유입되지 않았고 아세틸콜린도 방출되지 않았으므로 Ca
뉴런 A의 자극 지점에 역치 이상의 자극을 준 순간부터 뉴런 B의 말단에 활동전위가 도달할 때까지 걸리는 시간은 몇 ms인지 단위를 포함하여 쓰시오. 뉴런 A와 B는 하나의 시냅스를 이루며, 자극 지점에서 A의 축삭 돌기 말단까지의 거리는 60 mm이고 A에서 흥분 전도 속도는 30 m/s이다. 흥분이 A의 말단에 도달한 뒤 B에 활동전위가 발생하기까지 시냅스 전달에 1.5 ms가 걸린다. B에서 시냅스 부위부터 B의 축삭 돌기 말단까지의 거리는 80 mm이고 B에서 정답 · 5.5 ms — A에서 전도 시간은 60 mm÷30 m/s=2 ms, B에서 전도 시간은 80 mm÷40 m/s=2 ms이다. 시냅스 전달에 1.5 ms가 더 걸리므로 전체 시간은 2+1.5+2=5.5 ms이다.
시험지는 같은 단원의 기본·보통·심화 문항을 섞어 20개로 냅니다. 위 문제는 그 가운데 몇 개를 옮겨 놓은 것입니다.
자극의 전달 시험지에 나오는 문항 모양
선다
단답
집에서 이 단원을 공부하는 순서
먼저 막전위 그래프를 그려 구간마다 탈분극과 재분극을 표시하고, 각 구간에서 움직이는 이온과 방향을 적어 봅니다. 그다음 거리와 시간의 단위를 mm와 ms로 맞춰 속도를 구하는 계산을 따로 연습합니다. 하루에는 한 주제만 잡아 짧게 끝내는 편이 좋습니다.
시냅스 문항은 소포 수, 신경 전달 물질 농도, 탈분극 지속 시간 중 무엇이 달라졌는지 표에서 먼저 표시한 뒤 약물의 작용 단계를 말로 적습니다. 근수축 문항은 마디, A대, H대, I대를 그림으로 그려 길이를 채우며 풀고, 마지막에 개념이 이어지는 순서를 소리 내어 설명해 봅니다.