01 다음은 골격근의 구조와 이에 대한 설명이다. ㉠~㉣에 들어갈 알맞은 말을 쓰시오. ㉠~㉣은 각각 근육 섬유, 근육 원섬유, 근육 섬유 다발, 근육 원섬유 마디 중 하나이다.

Ⅲ. 항상성과 건강 / 2. 항상성과 몸의 기능 조절

16. 근육의 수축

소단원 문제

골격근은 여러 개의 ㉠(    )(으)로 구성되어 있고,

하나의 ㉡(    )은/는 많은 수의 미세한 ㉢(    )(으)

로 구성되어 있다. ㉢(    )은/는 액틴 필라멘트와 마

이오신으로 구성되어 있으며, ㉣(    )이/가 반복적으

로 나타난다.

02 그림은 근육 원섬유 마디의 구조를 나타낸 것이다. 각 부위의 명칭을 쓰시오.

03 다음은 근육 수축에 대한 설명이다. ㉠~㉢에 들어갈 알맞은 말을 쓰시오.

근육이 수축할 때, ㉠(     ) 필라멘트가 ㉡(     )

사이로 미끄러져 들어가 근육 원섬유 마디가 짧아지

는데, 이러한 이론을 ㉢(     )(이)라 한다.

04 그림은 이완된 상태의 근육 원섬유 마디를 나타낸 것이다.

근육이 수축할 때의 변화로 옳지 않은 것은?

① I대의 길이가 짧아진다.

② H대의 길이가 짧아진다.

③ A대의 길이는 변하지 않는다.

④ 근육 원섬유 마디가 짧아진다.

⑤ 액틴 필라멘트의 길이가 짧아진다.

05 그림은 근육 원섬유 마디의 구조를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① (가)는 액틴 필라멘트이고, (나)는 마이오신이다.

② (나)는 근육이 수축할 때 M선 쪽으로 활주한다.

③ 근육 원섬유가 수축할 때 A, B, C 각각의 길이는 짧

아진다.

④ 근육 원섬유가 이완할 때 D의 길이는 짧아진다.

⑤ 수축 여부에 관계없이 E의 길이는 일정하게 유지된다.

06 그림 (가), (나), (다)는 근육이 수축할 때 서로 다른 시점에서 관찰한 근육 원섬유 마디의 구조를 나타낸 것이다.

(가)             (나)            (다)

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① (가) → (나) 과정이 일어나기 위해서는 [eqn: rmCa^2+]이 필요

하다.

② 근육이 수축할 때 액틴 필라멘트와 마이오신의 길이

가 짧아진다.

③ 근육이 수축할 때 액틴 필라멘트가 마이오신 사이를

활주한다.

④ 근육이 완전히 수축하면 액틴 필라멘트가 서로 겹치

는 구간이 생긴다.

⑤ 세포 호흡이 억제되면 근육 수축이 일어나지 않는다.

07 그림은 근육이 수축할 때의 변화를 나타낸 것이다.

<근육 이완>

<근육 수축>

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 근육이 수축할 때 ATP가 필요하다. ㄴ. ⓐ는 마이오신이고, ⓑ는 액틴 필라멘트이다. ㄷ. 근육이 수축할 때 ⓑ가 ⓐ 사이로 미끄러져 들어간 다.

① ㄱ	② ㄱ, ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

서술형 문제

08 그림은 근육 원섬유 마디를 전자 현미경으로 관찰한 모습을 나타낸 것이다.

근육이 수축할 때 ㉠과 ㉡의 길이 변화를 서술하시오.

09 그림은 근육이 이완되었을 때 근육 원섬유의 A~C 부위에서의 횡단면을 나타낸 것이다.

㉠과 ㉡의 명칭을 쓰시오.

10 근수축 시 액틴 필라멘트와 마이오신의 길이는 어떻게 변하는지 서술하시오.

정답과 해설

01 ㉠ 근육 섬유 다발 ㉡ 근육 섬유 ㉢ 근육 원섬유 ㉣ 근육 원섬유 마디   02 ㉠ 마이오신 ㉡ 액틴 필라멘트 ㉢ I대( = 명대) ㉣ A대(=암대) ㉤ H대   03 ㉠ 액틴 ㉡ 마이오신 ㉢ 활주설   04 ⑤   05 ②   06 ②   07 ⑤   08~10 해설 참조

01

골격근은 여러 개의 근육 섬유 다발로 구성되어 있고, 하나의 근육 섬유는 수많은 근육 원섬유로 구성되어 있는 다핵 세포이다. 근육 원섬유는 액틴 필라멘트와 마이오신으로 구성되어 있으며, 근육 원섬유 마디가 반복적으로 나타난다.

02

굵은 가닥 ㉠은 마이오신이고, 가느다란 가닥 ㉡은 액틴 필라멘트이다. 액틴 필라멘트로만 되어 있어 밝게 보이는 ㉢은 I대(또는 명대)이고, 마이오신과 액틴 필라멘트가 겹쳐 있어 어둡게 보이는 ㉣은 A대(또는 암대)이며, 근육 원섬유 마디의 중앙 부분으로 마이오신으로만 구성된 ㉤은 H대이다.

03

근육이 수축할 때, 액틴 필라멘트가 마이오신 사이로 미끄러져 들어가 근육 원섬유 마디가 짧아지는데, 이를 활주설이라 한다.

04

액틴 필라멘트가 마이오신 사이로 미끄러져 들어가 근육 수축이 일어나면 근육 원섬유 마디가 짧아지는데, 이때 액틴 필라멘트와 마이오신의 길이는 변하지 않는다. 또한 이 과정에서 H대와 I대의 길이가 짧아지지만, A대의 길이는 변하지 않는다.

05

(가)는 마이오신, (나)는 액틴 필라멘트, A는 I대, B는 A대, C는 I대, D는 H대, E는 근육 원섬유 마디이다.

② 근육이 수축할 때 액틴 필라멘트가 마이오신 사이에서 근육 원섬유 마디의 중앙에 있는 M선 쪽으로 활주하여 근육 원섬유 마디의 길이가 짧아진다.

① (가)는 굵은 마이오신이고, (나)는 가느다란 액틴 필라멘트이다.

오답 체크

③ 근육 원섬유가 수축할 때 I대(A, C)의 길이는 짧아지지만, A대(B)의 길이는 변하지 않는다.

④ 근육 원섬유가 이완할 때 H대(D)의 길이는 길어진다.

⑤ 근수축 시 근육 원섬유 마디(E)의 길이는 짧아진다.

06

② 근육이 수축할 때 근육 원섬유 마디의 중앙 쪽으로 액틴 필라멘트가 마이오신 사이를 활주한다. 이때 근육 원섬유 마디의 길이는 짧아지지만, 액틴 필라멘트와 마이오신 자체의 길이는 변하지 않는다.

① (가) → (나) 과정이 일어나면서 근육 원섬유 마디가 수축하기 위해서는 마이오신 머리가 액틴 필라멘트의 마이오신 결합 부위에 결합해야 하는데, 마이오신 결합 부위는 [eqn: rmCa^2+]이 존재할 때에만 노출되어 마이오신 머리와 결합할 수 있다.

오답 체크

③ 근육 원섬유 마디가 수축할 때 마이오신 머리가 액틴 필라멘트와 결합해 양쪽에 있는 액틴 필라멘트를 근육 원섬유 마디의 중앙 쪽으로 끌어당기게 되고, 이로 인해 액틴 필라멘트는 마이오신 사이를 활주하게 된다.

④ (다)에서 알 수 있듯이 근육이 완전히 수축하면 액틴 필라멘트의 활주로 인해 근육 원섬유 마디의 중앙 부위에서 액틴 필라멘트끼리 겹치는 구간이 생긴다.

⑤ 세포 호흡이 억제되면 ATP 공급 또한 억제되므로 근육 수축이 일어나지 않는다.

07

ㄱ. 마이오신에 액틴 필라멘트가 결합해 미끄러지면서 수축이 일어나며, 이 과정에 ATP가 필요하다.

ㄴ. ⓐ는 마이오신, ⓑ는 액틴 필라멘트이다.

ㄷ. 근육이 수축할 때 액틴 필라멘트가 마이오신 사이로 미끄러져 들어간다.

08

모범답안_ ㉠의 길이는 짧아지고, ㉡의 길이는 변하지 않는다.

해설_ 근육이 수축하기 위해서는 근육 원섬유 마디가 수축해야 하는데, 근육 원섬유 마디가 수축할 때 마이오신 머리가 액틴 필라멘트에 결합해 액틴 필라멘트를 근육 원섬유 마디의 중앙 쪽으로 끌어당긴다. 따라서 액틴 필라멘트로만 이루어진 ㉠의 길이는 줄어들지만 마이오신이 있는 ㉡의 길이는 변하지 않는다.

채점 기준

등급	채점 기준	배점(%)
A	㉠과 ㉡의 길이 변화를 모두 옳게 서술한 경우	100
B	㉠과 ㉡의 길이 변화 중에서 한 가지만을 옳게 서술한 경우	50

09

모범답안_ ㉠ 액틴 필라멘트, ㉡ 마이오신

해설_ A는 액틴 필라멘트와 마이오신이 겹쳐진 부위, B는 마이오신만 있는 부위, C는 액틴 필라멘트만 있는 부위이다. 따라서 ㉠은 액틴 필라멘트이고, ㉡은 마이오신이다.

채점 기준

등급	채점 기준	배점(%)
A	㉠과 ㉡의 명칭을 모두 옳게 쓴 경우	100
B	㉠과 ㉡의 명칭 중에서 한 가지만을 옳게 쓴 경우	50

10

모범답안_ 액틴 필라멘트와 마이오신의 길이는 변하지 않는다.

해설_ 근육이 수축하는 것은 액틴 필라멘트가 마이오신 사이로 미끄러져 들어가 근육 원섬유 마디가 짧아지는 것으로, 액틴 필라멘트와 마이오신의 길이는 변하지 않는다.

채점 기준

등급	채점 기준	배점(%)
A	액틴 필라멘트와 마이오신의 길이 변화를 모두 옳게 서술한 경우	100
B	액틴 필라멘트와 마이오신의 길이 변화 중 하나만 옳게 서술한 경우	50