변화와 다양성
공룡과 사람은 함께 살았을까?
이 개념 문제 6개 풀기 →지질 시대
자료 · 계산 지질 시대 경계는 국제 층서 위원회(ICS) 국제 연대 층서표 2023/09, 대멸종의 시기 · 사라진 종의 비율은 널리 쓰는 어림값
해 볼 것 · 시대를 눌러 생물과 환경을 보고, ‘최근 5억 4천만 년 크게’에서 빨간 ✕(대멸종) 자리를 보세요.
46억 년을 하루로
자료 · 계산 지질 시대 경계는 국제 층서 위원회(ICS) 국제 연대 층서표 2023/09, 대멸종의 시기 · 사라진 종의 비율은 널리 쓰는 어림값
해 볼 것 · 먼저 예상해 보세요 — 사람은 하루 중 몇 시에 나타날까?
대멸종과 가설
자료 · 계산 지질 시대 경계는 국제 층서 위원회(ICS) 국제 연대 층서표 2023/09, 대멸종의 시기 · 사라진 종의 비율은 널리 쓰는 어림값
해 볼 것 · ‘대멸종 다섯 번’을 보고, ‘공룡은 왜 사라졌을까’에서 가설마다 맞는 증거를 견줘요.
지구의 역사는 생물의 큰 변화를 경계로 선캄브리아 시대 · 고생대 · 중생대 · 신생대로 나뉘고, 대부분이 미생물만 살던 선캄브리아 시대예요. 환경이 크게 바뀔 때 대멸종이 다섯 번 일어났고, 그 뒤 빈자리를 새 생물이 차지하며 다시 다양해졌어요. 공룡은 약 6600만 년 전에 사라졌고, 사람은 약 30만 년 전에 나타났어요.
항생제를 쓰면 왜 듣지 않는 세균이 늘까?
이 개념 문제 6개 풀기 →자연선택 모의실험
자료 · 계산 단순 모형(살아남은 세균이 같은 수로 다시 늘어남), 종 다양도는 심프슨 지수
해 볼 것 · ‘항생제 쓰기’를 여러 번 눌러 빨간 세균의 비율을 보세요. 죽이는 비율을 바꾸면 어떻게 될까요?
생물다양성
자료 · 계산 단순 모형(살아남은 세균이 같은 수로 다시 늘어남), 종 다양도는 심프슨 지수
해 볼 것 · 숲 가와 숲 나는 종의 수가 같아요. 어느 숲의 다양성이 높을까요?
같은 종 안에도 변이가 있어요. 환경에 유리한 변이를 가진 개체가 더 많이 살아남아 자손을 남기면 그 형질이 늘어요(자연선택) — 항생제가 내성을 만든 것이 아니라 원래 있던 내성 세균이 선택된 거예요. 이렇게 진화가 쌓여 유전적 · 종 · 생태계 다양성이 생겼어요.
광합성과 용광로는 무엇이 같을까?
이 개념 문제 7개 풀기 →산화와 환원
자료 · 계산 반응식은 원자 수를 맞춘 화학 반응식
해 볼 것 · 반응을 바꿔 가며 빨강(산화)과 파랑(환원)을 찾아보세요. 둘 중 하나만 있는 반응이 있나요?
용광로 3D
자료 · 계산 코드로 그린 설명용 모형, 온도는 일반적인 용광로의 어림
해 볼 것 · 높이를 바꿔 가며 어디에서 철광석이 산소를 잃는지 찾아요.
물질이 산소를 얻거나 전자를 잃으면 산화, 산소를 잃거나 전자를 얻으면 환원이에요. 한 물질이 산화되면 다른 물질은 환원돼 둘은 늘 함께 일어나요. 광합성에서 이산화 탄소가 환원되고, 연소에서 연료가 산화되며, 용광로에서 산화 철은 일산화 탄소에게 산소를 빼앗겨 철이 돼요.
산과 염기를 섞으면 언제 가장 뜨거울까?
이 개념 문제 6개 풀기 →중화 반응
자료 · 계산 1 M 염산 20 mL 에 1 M 수산화 나트륨 수용액, 중화열 57 kJ/mol · 열이 새지 않는다고 본 계산
해 볼 것 · 먼저 예상해 보세요 — 온도는 계속 오를까? 수산화 나트륨을 2 mL 씩 늘리며 그래프와 BTB 색을 봐요.
산은 물에 녹아 H⁺ 을, 염기는 OH⁻ 을 내놓아요. 섞으면 H⁺ 과 OH⁻ 이 물이 되며(중화 반응) 열이 나서, H⁺ 이 모두 반응하는 순간 온도가 가장 높고 BTB 가 초록색이 돼요. 그 뒤로는 반응 없이 섞이기만 해 온도가 내려가요. 제산제 · 산성 토양의 석회가 생활 속 중화예요.
불 없이 어떻게 도시락을 데울까?
이 개념 문제 5개 풀기 →에너지의 흡수와 방출
자료 · 계산 산화 칼슘과 물의 반응열 약 65 kJ/mol 로 계산, 열이 모두 물로 간다고 가정
해 볼 것 · 변화마다 온도계가 오르는지 내리는지 보고, ‘불 없이 데우기’에서 물 200 g 을 끓이려면 산화 칼슘이 얼마나 필요할지 찾아요.
연소 · 중화 · 손난로 · 산화 칼슘과 물의 반응은 에너지를 방출해 주변이 따뜻해지고, 광합성 · 냉찜질 팩 · 땀의 증발은 에너지를 흡수해 주변이 시원해져요. 발열 도시락은 산화 칼슘이 물과 반응하며 내는 열로 음식을 데워요.
염산에 수산화 나트륨 수용액을 조금씩 넣을 때 옳은 것은?
- 항생제가 세균에게 내성을 만들어 준다? — 원래 있던 내성 변이가 선택된 거예요.
- 종의 수가 같으면 종 다양성도 같다? — 각 종이 고르게 있을수록 다양성이 높아요.
- 산화만 따로 일어난다? — 산화와 환원은 늘 함께 일어나요.
- 중화가 끝나면 이온이 모두 없어진다? — 반응하지 않는 이온(Na⁺ · Cl⁻)은 남아요.
한 장 요약
한 장 요약
- 지질 시대: 선캄브리아(약 46억 ~ 5.4억 년 전) → 고생대 → 중생대 → 신생대. 대멸종 다섯 번 뒤에 새 생물이 다양해짐. 백악기 말 — 소행성 충돌(이리듐 층 · 칙술루브 구덩이).
- 자연선택: 변이 → 과잉 생산 → 생존 경쟁 · 자연선택 → 유전 → 진화. 생물다양성 = 유전적 · 종(종의 수 + 고른 정도) · 생태계.
- 산화(산소 얻음 · 전자 잃음)와 환원(산소 잃음 · 전자 얻음)은 동시에 — 광합성 · 호흡 · 연소 · 철의 제련(산화 철 환원, 일산화 탄소 산화).
- 산 → H⁺, 염기 → OH⁻. 중화: H⁺ 과 OH⁻ 이 만나 물, 열 발생, 완전히 중화될 때 온도 최고 · BTB 초록.
- 에너지 방출(연소 · 중화 · 손난로 · 산화 칼슘 + 물) / 흡수(광합성 · 냉찜질 팩 · 증발).
교육과정 · 2022 개정 고등학교 통합과학2 · 변화와 다양성 · [10통과2-01-01]~[10통과2-01-05] · 산화 · 환원은 산소와 전자의 이동만(산화수 X), 산 · 염기는 아레니우스 정의와 중화의 온도 · 지시약 변화만, 열화학 반응식 · 엔탈피는 다루지 않아요.
Practice
문제 풀기 30문제
지질 시대 가운데 가장 긴 시대는?
공룡이 번성한 지질 시대는?
같은 종의 개체 사이에서 나타나는 형질의 차이를 무엇이라고 할까?
물질이 산소를 얻는 반응은?
산이 물에 녹아 공통으로 내놓는 이온은?
냉찜질 팩을 누르면 차가워지는 까닭은?
46억 년의 지구 역사를 하루(24 시간)로 줄이면 공룡이 사라진 약 6600만 년 전은 몇 시쯤일까?
대멸종이 일어난 뒤의 변화로 가장 알맞은 것은?
다윈의 자연선택설에서 ‘자연선택’에 해당하는 설명은?
생물다양성의 세 수준에 들지 않는 것은?
메테인이 연소해 이산화 탄소와 물이 될 때 산화되는 물질은?
광합성에서 환원되는 물질은?
염산에 BTB 용액을 넣으면 나타나는 색은?
중화 반응에서 물이 만들어지는 이온의 짝은?
에너지를 방출하는 변화는?
발열 도시락에서 열을 내는 반응은?
백악기 말 대멸종의 ‘소행성 충돌 가설’을 뒷받침하는 증거가 아닌 것은?
세균 집단의 2 % 가 항생제 내성 세균이에요. 항생제가 내성이 없는 세균의 90 % 를 죽이고 내성 세균은 모두 살아남았다면, 살아남은 세균 가운데 내성 세균은 약 몇 % 일까요? (소수 첫째 자리에서 반올림)
답%숲 가는 네 종이 25 · 25 · 25 · 25 마리, 숲 나는 네 종이 85 · 5 · 5 · 5 마리 살아요. 옳은 것은?
용광로에서 일어나는 반응 산화 철(Ⅲ) + 일산화 탄소 → 철 + 이산화 탄소 에 대한 설명으로 옳은 것은?
황산 구리 수용액에 아연판을 넣었더니 아연판 표면에 붉은 물질이 생기고 용액의 파란색이 옅어졌어요. 옳은 것은?
1 M 염산 20 mL 에 1 M 수산화 나트륨 수용액을 2 mL 씩 넣으며 온도를 쟀어요. 온도가 가장 높을 때 넣은 수산화 나트륨 수용액은 모두 몇 mL 일까요?
답mL염산에 수산화 나트륨 수용액을 넣어 완전히 중화시켰을 때 용액에 가장 많이 남아 있는 이온은?
산화 칼슘 56 g 이 물과 반응하면 약 65 kJ 의 열이 나와요. 산화 칼슘 112 g 이 반응하면 약 몇 kJ 이 나올까요?
답kJ항생제를 처방받으면 정해진 기간 끝까지 먹어야 하는 까닭을 자연선택으로 설명하세요.
광합성과 세포 호흡을 산화 · 환원으로 견주어 설명하세요.
산화 칼슘 28 g 이 내는 열(약 32.5 kJ)이 모두 20 °C 물 250 g 으로 간다면 물의 온도는 약 몇 °C 가 될까요? (물 1 g 을 1 °C 올리는 데 4.18 J, 정수로 반올림)
답°C페름기 말 대멸종 뒤 중생대에 공룡이 크게 번성할 수 있었던 까닭을 생물다양성과 연결해 쓰세요.
다음 반응에 대한 설명으로 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? (가) 산화 구리(Ⅱ)와 탄소를 함께 가열하면 구리와 이산화 탄소가 생긴다. (나) 마그네슘이 산소 속에서 타 산화 마그네슘이 된다. (ㄱ. (가)에서 산화 구리(Ⅱ)는 환원된다. ㄴ. (나)에서 마그네슘은 전자를 잃는다. ㄷ. (가)와 (나) 모두 산화와 환원이 동시에 일어난다.)
1 M 염산 20 mL 에 1 M 수산화 나트륨 수용액을 넣을 때에 대한 설명으로 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? (ㄱ. 10 mL 를 넣었을 때 BTB 용액은 노란색이다. ㄴ. 30 mL 를 넣었을 때가 20 mL 를 넣었을 때보다 온도가 높다. ㄷ. 30 mL 를 넣은 용액에는 OH⁻ 이 있다.)
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