온도에 따라 달라지는 몸속 도우미의 일솜씨
화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 아래 표는 어떤 몸속 도우미가 설탕을 잘게 나누는 일을 할 때, 온도를 바꿔 가며 잰 '일의 빠르기(상대값)'입니다. — 온도(℃): 0 · 10 · 20 · 30 · 35 · 40 · 45 · 50 / 빠르기: 1 · 3 · 9 · 20 · 25 · 18 · 7 · 0. 이 표를 보고 활동을 해 보세요. 예제: 설탕을 잘게 나누는 도우미 (비교용: 10℃에 두었던 도우미 vs 100℃로 데운 도우미)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 위 표에서 '빠르기'가 가장 큰 온도와 그때의 빠르기 값을 적어 보세요.
- ②[칸 C]에 10℃일 때와 [칸 A]의 온도일 때의 빠르기를 나란히 적고, 몇 배 차이인지 적어 보세요.
- ③표에서 온도를 0℃부터 50℃까지 올릴 때 빠르기가 어떻게 변하는지 [칸 D]에 한 문장으로 적어 보세요.
- ④어떤 도우미를 100℃ 물에 넣었다가 다시 35℃로 식혔더니 더는 일하지 못했습니다. 이 사실을 [칸 B]에 옮겨 적고 '식혀도 못 함'에 밑줄 그으세요.
- ⑤도우미 ㄱ을 설탕·요소·녹말·단백질에 각각 넣었더니 설탕에서만 잘게 나눠졌습니다. [칸 E]에 ㄱ이 나누는 것 하나만 적어 보세요.
- ⑥도우미 ㄴ은 요소만, ㄷ은 녹말만, ㄹ은 단백질만 나눕니다. [칸 F]에 네 도우미(ㄱ~ㄹ)와 각자 나누는 대상을 짝지어 적어 보세요.
칸 A — 빠르기가 가장 큰 온도와 그때의 빠르기
칸 B — 100℃로 데운 뒤 다시 식혔을 때 관찰한 것
칸 C — 10℃와 가장 빠른 온도의 빠르기·배수
칸 D — 온도를 0→50℃로 올릴 때 빠르기 변화
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)빠르기가 가장 큰 온도가 있고, 그보다 낮아도 높아도 빠르기가 줄었습니다. 온도가 너무 높아 빠르기가 0에 가까워진 까닭이, 온도가 너무 낮아 느려진 까닭과 같은 이유일까요, 다른 이유일까요? 다른 도우미로도 같은 일이 생길지 자기 생각과 함께 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (같은 이유 / 다른 이유) 쪽에 걸겠다. 왜냐하면 낮을 때는 ___이고, 높을 때는 ___이기 때문이다.
(2)100℃로 데운 도우미는 다시 35℃로 식혀도 일하지 못했지만, 10℃로 차게 두었던 도우미는 따뜻하게 하면 다시 일합니다. 무엇 때문에 이런 차이가 생겼을지 여러분의 말로 쓰세요. (15점)
✎ 차게 둔 것은 ___만 달라졌지만, 뜨겁게 한 것은 ___이(가) 달라졌기 때문에 …
(3)도우미 ㄱ은 설탕만 나누고 요소·녹말·단백질은 나누지 못했습니다. 이 사실로 도우미와 그 대상 사이에 어떤 관계가 있다고 말할 수 있나요? (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 알게 된 것을 세 문장으로 정리한 뒤(빠르기가 가장 큰 온도, 뜨거울 때 못 돌아오는 까닭, 한 도우미가 한 대상만 맡는 것), 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 용어를 스스로 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 표에서 값을 정확히 읽어 온도·빠르기·배수를 빠짐없이 찾고, 네 도우미와 대상을 바르게 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 낮은 온도와 높은 온도의 차이를 구분해 이유를 붙였고, 되돌아옴·되돌아오지 못함의 차이를 설명함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
온도에 따라 달라지는 몸속 도우미의 일솜씨 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 이제 배운 용어로 정리해 봅시다.
1.효소가 생체 내 반응 속도를 빠르게 하는 원리를, 활성화 에너지 개념을 사용하여 설명하시오.
2.대부분의 효소가 30~40℃에서 활성이 최대인 이유와, 온도가 그보다 크게 높아지면 효소가 기능을 잃는 이유를 각각 서술하시오.
3.다음 효소가 각각 무엇을 분해하는지 짝지으시오: 수크레이스, 유레이스, 아밀레이스, 카이모트립신.
4.10℃에 두었던 효소와 100℃로 가열한 효소를 각각 37℃로 만들었을 때, 활성이 회복되는지 여부와 그 이유를 쓰시오.
5.하나의 효소가 특정 기질에만 작용하는 성질을 무엇이라 하는지 쓰고, 효소를 이용한 일상 속 예를 2가지 쓰시오.
정답
1. 효소는 생체 촉매로서 반응의 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 크게 빠르게 한다.
2. 체온 범위가 최적 온도여서 이 부근에서 활성이 최대이다. 온도가 너무 높으면 효소를 이루는 단백질의 입체 구조가 변성되어 기질과 결합하지 못하므로 기능을 잃는다.
3. 수크레이스-설탕, 유레이스-요소, 아밀레이스-녹말, 카이모트립신-단백질
4. 10℃에 둔 효소는 다시 37℃가 되면 활성이 회복된다(가역적). 100℃로 가열한 효소는 변성되어 입체 구조가 영구히 변했으므로 회복되지 않는다(비가역적).
5. 기질 특이성. 예: 발효 식품(된장·김치 등), 효소 세제, 소변 검사지, 콘택트렌즈 세척제 중 2가지.