발생학문제(외배엽, 중배엽, 내배엽으로부터 발달하는 기관들)

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외배엽, 중배엽, 내배엽으로부터 발달하는 기관들

 

I. 다음 설명이 옳으면 T, 틀리면 F로 표시하시오.

 

1. 소화계와 호흡계는 내배엽으로부터 만들어진다.

2. 피세포는 내배엽으로부터 만들어진다.

3. 색소세포는 신경제 세포로부터 만들어진다.

4. 양서류의 신경계 형성은 신경판, 신경습, 신경관 순으로 형성된다.

5. 수컷에서 정소가 결정 된 후 중신관이 생식기의 일부가 된다.

6. 조류에서 신경계의 앞과 뒷 부분의 형성은 시간적으로 차이가 있으며 앞쪽이 우선적으로 형성된다.

7. 측판 중배엽으로부터 척삭이 형성된다.

8. 표피는 외배엽으로부터 만들어진다.

9. 뼈는 중배엽으로부터 만들어진다.

10. 신경제 세포 이동의 개시와 종료에는 세포외기질이, 이동경로에는 세포부착단백질이 관여한다.

 

해) 1 (T), 2 (T), 3 (T), 4 (T), 5 (T), 6 (T), 7 (F), 8 (T), 9 (T), 10 (F)

 

II. 다음 질문에 가장 적합한 답을 선택하시오.

 

1. 신경배 시기의 중배엽은 다섯 부위로 나누어지는데, 각 부위로부터 독특한 조직과 기관이 형성된다. 각 중배엽의 부분과 발생 부위가 잘못 짝지어진 것은?

① 척삭 중배엽 – 척삭

② 배측 체절 중배엽 – 소화계, 호흡계

③ 중간대 중배엽 – 비뇨기. 생식기관

④ 측판 중배엽 – 심장, 순환계통

⑤ 두부 중배엽 – 머리의 결합조직, 근육

 

답1) (2) 소화계와 호흡계는 내배엽으로부터 만들어진다.

 

2. 배설계 형성에 관한 설명으로 잘못된 것은?

① 중간대 중배엽의 생식소 융기가 비뇨기의 기원이다.

② 척추동물은 발생 과정 중에 전신, 중신, 후신 중 어느 한가지만 나타난다.

③ 여과 기능을 갖는 네프론과 여과된 노폐물을 모아 체외로 운반하는 관으로 되어 있다.

④ 수컷에서 중신관은 생식기의 일부로 편입된다.

⑤ 사람의 중신은 며칠동안 기능을 발휘하다 기능을 상실한다.

 

답2) (2) 척추동물은 발생단계에서 전신, 중신, 후신의 3가지 다른 신장이 시간적․공간적로 다르게 나타난다. 사람의 경우 전신은 기능을 못하며, 중신은 일시적인 기능을 발휘하다 기능을 상실하고, 후신이 영구적인 신장이 된다.

 

3. 다음은 외배엽 기관의 발생에 관한 설명이다. 틀린 것은?

① 신경관 형성과정은 신경판 -신경습-신경관 순으로 만들어진다.

② 신경관 앞부분은 뇌로, 신경관 뒷부분은 척수로 발생한다.

③ 신경제 세포의 이동과 개시에는 세포부착 단백질이, 이동경로에는 세포외 기질이 관여한다.

④ 신경제 세포는 신경세포 성장요소에 의해 부신수질 분비세포로, 글루코코르티코이드에 의해 교감신경으로 분화한다.

⑤ 표피는 가장 아래에 기저막-기저층-과립층-각질층의 순서로 구성되어있다.

 

답3) (4) 완전히 분화되지 않은 신경제 세포가 섬유모세포 성장요소나 신경세포 성장요소에 의하여 교감신경으로 분화하고, 부신피질세포가 분비하는 호르몬인 글루코코르티코이드에 의하여 부신수질 세포로 분화한다.

 

4. 중배엽성 기관의 발생으로 틀린 것은?

① 중배엽으로 부터 척추, 심장, 혈관, 피세포, 비뇨기, 근육, 뼈 등이 만들어진다.

② 막골은 간충직 세포가 조골세포로 분화되어 골이 되며, 연골내골은 간충직 세포가

연골을 구성하고 이것이 경골로 치환되어 형성된다.

③ 근모세포는 빠른 속도로 증식하다가 서로 접촉하면서 정렬하기 시작하여 세포막 융합이 일어나 다핵의 근섬유가 형성된다.

④ 배설계의 발생은 동물의 진화 상태에 따라 차이가 있어 원구류에서는 후신, 양서류

에서는 중신, 파충류 이상에서는 전신이 영구적인 신장으로 발달한다.

⑤ 양막, 요막, 융모막 등의 배외막은 파충류, 조류, 포유류에서만 나타나는 구조로서 배아의 발생을 돕는 막이다.

 

답4) (4) 원구류는 전신, 양서류에서는 중신, 파충류 이상에서는 후신이 영구적인 신장으로 발달한다.

 

5. 다음 설명 중 옳은 것은?

① 일반적으로 기관은 한 종류의 배엽으로부터 유래한 세포들로 구성된다.

② 신경관의 형성은 외배엽의 모든 부위에서 같은 속도로 진행된다.

③ 척추동물 배아의 호흡은 폐를 통하여 한다.

④ 척추동물에서는 인두의 발생과정 중 인두낭이 피부층과 만난다.

⑤ 근육은 중배엽으로부터 만들어진다.

 

답5) (5) 소장의 경우 내벽은 외배엽성이지만 근육과 결합조직은 중배엽성이고 또 이곳에 분포한 신경은 외배엽성으로 한 기관은 여러 배엽이 관여하는 것을 볼 수 있다. 계배에서는 신경계의 앞쪽부터 차레대로 형성된다. 척추동물 배아의 호흡은 아가미나 폐를 통하지 않고 양막이나 요막을 통해 이루어지는데 이때 혈관이 영양분과 산소를 운반하는 통로가 된다. 어류나 양서류를 제외한 척추동물에서는 인두낭이 피부층과 만나는 경우는 없으며, 호흡과 전혀 관련이 없는 다른 기관으로 발달한다.

 

6. 다음중 뇌의 이름과 그 기능이 옳은 것은?

ⓛ 단뇌- 근육운동의 통합 ② 간뇌- 체온, 잠, 호흡 등 생체 리듬 조절

③ 중뇌- 단기 기억 저장 ④ 후뇌- 감각 신경 릴레이 센터

⑤ 말뇌- 전후 상하 뇌 부위의 연결

 

답6) (2) 단뇌- 후각, 단기 기억 저장 통합적 기능(기억, 추리), 중뇌- 전후 상하 뇌 부위의 조절, 후뇌- 근육 운동의 통합, 대뇌와 소뇌의 연결, 말뇌- 내장기관의 불수의적 운동 (심장, 호흡 운동)

 

7. 다음 삼배엽성 기관의 발생에 관한 설명 중 옳은 것은?

① 외배엽으로부터 유래한 기관, 조직에는 중추신경계, 표피, 진피 등이 있다.

② 신경제 세포의 분화양상은 이동경로와 목적지, 세포가 처한 환경에 의해 결정되나 호르몬이나 성장인자에는 영향을 받지 않는다.

③ 신경제 세포의 이동경로에는 세포부착 단백질이, 이동의 개시와 종료에는 세포외 기질이 관여한다.

④ 배설계의 발생에서 하등한 척추동물은 후신을, 사람과 같은 고등한 동물은 전신을 갖는다.

⑤ 포유류 수컷에서 중신관의 일부가 정소로 되고 이것이 총배설강과 만나므로 소변과 정자는 같은 관을 통해 배출된다.

 

답7) (5) 진피는 중배엽으로부터 유래한다. 신경제세포의 분화양상은 호르몬이나 성장인자에 영향을 받는다. 신경제세포의 이동경로에는 세포외 기질이, 이동의 개시와 종료에는 세포부착 단백질이 관여한다. 파충류 이상의 고등한 척추동물에서는 후신을 갖는다.

 

8. 외배엽으로 부터 형성되는 구조는 ?

① 뇌 ② 골격 ③ 소화계 ④ 배설계 ⑤ 근육

 

답8) (1) 중배엽에서 골결과 근육이 유래되고, 소화계와 배설계는 내배엽에서 유래된다

 

9. 다음의 보기에서 옳은 것끼리 묶어 놓은 것은?

가. 외배엽-상피조직, 척수 나. 중배엽-소화계, 골격다. 내배엽-호흡계, 배설계 라. 외배엽-근육, 뇌

1) 가, 나, 다 2) 가, 다 3) 나, 라 4) 가, 다, 라 5) 가, 나, 다, 라

 

답9) (2) 외배엽-상피조직, 뇌 및 척수; 중배엽-골격, 근육, 혈관, 생식소; 내배엽-소화계, 호흡계, 배셜계

 

10. 일반적으로 특정 기관을 형성할 때 한 종류의 배엽으로부터 나온 세포가 주종을 이루고 다른 배엽으로부터 온 세포는 이 배엽에 연관되어 조직과 기관을 형성한다. 이런 패턴과 달리 다른 지역에서 만들어진 세포가 기관이 형성될 공간으로 이동함으로써 생성된 기관은?

① 배설계 ② 심장 ③ 호흡기 ④ 소화기 ⑤ 생식기

 

답10) (5) 생식기를 형성하는 생식세포는 발생 초기에 다른 지역에서 시원생식세포로 만들어져 미래에 생식소가 형성될 지역으로 이동한다.

 

11. 다음 중 중배엽성 기관이 아닌 것은?

① 생식기 ② 척수 ③ 뼈 ④ 심장 ⑤ 근육

 

답11) (2) 중배엽성 기관으로는 비뇨기, 생식기, 근육, 심장, 피세포, 뼈 등이 있고 척수는 상피조직, 뇌 등과 함께 외배엽성 기관에 속한다.

 

12. 다음 외배엽성 기관의 발생에 대한 설명 중 옳은 것은?

① 신경계는 기관형성 시 비교적 후반부에 나타난다.

② 조류의 신경관 형성은 앞, 뒷부분이 동시에 형성되는데 반해, 양서류에서는 앞쪽과 뒤쪽이 시간적으로 달리 발달한다.

③ 포유류에서 후단부 신경관이 두꺼워지며 주머니형태로 함입되어 뇌반구를 형성한다.

④ 신경제 세포는 외배엽성 세포로 감각기관, 신경교세포, 색소세포 등 다양한 조직으로 분화한다.

⑤ 신경제 세포의 이동경로에는 세포부착단백질이 관여하며, 이동의 개시와 종료에는 세포외 기질이 관여한다.

 

답12) (4) 신경배 시기는 기관형성 시 가장 처음 나타나는 시기이다. 양서류에서는 신경계의 앞, 뒤가 동시에 형성되며, 조류에서는 시기적으로 달리 형성된다. 뇌와 척수가 형성되는 부위는 전단부 신경관이다. 신경제 세포의 이동경로에 세포외기질이 관여하며, 이동의 개시와 종료에 세포부착단백질이 관여한다.

 

13.신경배 시기의 각 중배엽으로부터 생성되는 조직과 기관형성이 바르게 짝지어진 것은?

① 척삭 중배엽 – 신경관 ② 배측 체절 중배엽 – 척삭

③ 중간대 중배엽 – 비뇨기, 생식기관 ④ 장측 중배엽 – 호흡기관

⑤ 두부 중배엽 – 심장, 순환계통

 

답13) (3) 척삭 중배엽-척삭, 배측 체절 중배엽-체절, 장측 중배엽-심장, 순환계통 두부 중배엽-머리의 결합조직, 근육

 

14. 외배엽성 기관의 발생에 대한 설명 중 옳은 것은?

① 신경관의 형성은 외배엽의 모든 부위에서 동시에 일어난다.

② 뇌와 척수는 신경관에서부터 형성되는데 이 둘은 비슷한 분화과정의 결과이다.

③ 신경제 세포는 분화양상이 환경에 따라 매우 다양하다.

④ 피부는 외배엽성 표피로 구성된다.

⑤ 신경상피세포는 신경관의 주변부로 이동하여 신경모세포가 된다.

 

답14) (3) 뇌와 척수의 분화과정은 매우 다르고, 피부는 외배엽성 표피와 중배엽성 표피로 구성된다. 신경상피세포는 신경관의 주변부로 이동하여 신경모세포와 신경교모세포로 분화한다.

 

15. 다음 중 중배엽성 형성 기관은?]

① 혈액 ② 소화기 ③ 수정체 ④ 호흡기 ⑤ 중추신경계

 

답15) (1) 소화기와 호흡기는 내배엽성 기관이며, 수정체와 중추신경계는 외배엽성 기관이다.

 

16. 다음 외배엽성 기관의 발생에 대한 설명으로 맞는 것은?

① 외배엽으로부터 유래한 기관에는 중추신경계, 표피, 내이, 근육, 진피 등이 있다.

② 간뇌는 시상, 시상하부, 송과체로 분화되며 감각신경 릴레이 센터, 체온, 잠, 생체 리듬 조절 등의 기능을 한다.

③ 연수는 근육 운동의 통합과 대뇌와 소뇌의 연결에 관여한다.

④ 머리 쪽에 있는 신경제 세포는 뒤쪽으로 더욱 이동하여 얼굴의 연골 및 연구개, 이소골, 멕켈 연골, 안구 공막 등을 형성한다.

⑤ 신경제 세포 이동의 개시와 종료에는 세포외기질이, 이동경로에는 세포부착단백질이 관여한다.

답16) (2)

 

17. 다음 중 중배엽으로부터 유래한 기관 또는 조직이 아닌 것은?

① 골격 ② 근육 ③ 심장 ④ 신장 ⑤ 중추신경계

 

답17) (5) 중추신경계는 외배엽으로부터 만들어진다.

 

20. 다음의 각 배엽으로부터 유래한 기관 또는 조직으로 잘못된 것은?

① 외배엽 – 중추신경계 ② 내배엽 – 소화기의 내면 ③ 중배엽 – 땀샘, 피지선

④ 외배엽 – 표피 ⑤ 내배엽 – 방광

 

답20) (3) 땀샘, 피지선은 외배엽으로터 유래하는 조직이다.

 

21. 다음 중 맞게 설명한 것을 고르시오.

① 내배엽은 몸의 제일 안쪽에 위치해 있으며, 뇌 및 척수를 포함하는 신경 구조가 속한다.

② 중배엽은 몸의 중앙에 위치하고 골격, 근육, 혈관, 생식소 등이 속한다.

③ 소장의 내벽은 내배엽성이지만 근육과 결합 조직은 외배엽 성이다.

④ 외배엽은 솜의 바깥 부분을 구성하며 소화계, 호흡계, 배설계의 내벽을 이룬다.

 

답21) (2)

 

22. 분화된 전뇌는 후에 어떤 기능을 수행하는가?

① 후각, 단기 기억 저장 ② 전후 상하 뇌 연결 ③ 근육 운동

④ 내장기관의 운동 ⑤ 대뇌와 소뇌연결

 

답22) (1) 전뇌는 후각과 단기 기억 저장, 통합적 지능을 담당한다.

 

23. 중추신경계가 분화되어 나타난 세포의 종류나 구조가 아닌 것은?

① 감각 신경절 및 교감신경절 ② 부교감 심경절 ③ 신경절 세포

④ 슈반세포 ⑤ 흉선

 

답23) (5) 흉선은 중배엽으로부터 분화한 기관이다.

 

III. 다음 설명에 대하여 구체적으로 설명하시오.

 

1. 신경제 세포는 외배엽성이지만 분화양상은 매우 다양하여 세포가 어디로 이동하느냐에 따라 결정된다. 신경제 세포의 분화에 영향을 주는 요인에 대하여 서술하시오.

 

답1) 머리쬭에 있는 신경제 세포는 앞쪽으로 더욱 이동하여 얼굴의 연골 및 연구개, 이소골, 멕켈 연골, 안구 공막 등을 형성한다. 몸통의 신경제 세포는 크게 2가지 이동 경로가 밝혀졌는데, 첫 번째 이동 경로는 배아의 외배엽 아래 복측면으로서, 등쪽 중앙에서 외배엽층 표면을 따라 이동하며 피부조직에서 멜라닌 세포와 같은 색소세포로 분화된다. 두 번째 경로는 복부 쪽으로 이동하는 것으로, 이후 교감신경절이나 부신수질에서 에피네프린을 분비하는 세포로 분화하게 된다.

 

2. 왜배엽, 중배엽, 내배엽으로부터 만들어지는 기관 또는 조직에 대하여 설명하시오.

 

답2) 내배엽: 소화기 내면 ,호흡기의 내면 , 방광

중배엽: 골격 ,진피 ,근육, 신장, 생식소, 혈액 ,심장

외배엽: 중추신경계 , 표피, 내이 땀샘 ,피지선 수정체, 구강 내면, 모발

 

3. 포유류 태아의 혈액 순환에 관하여 설명하시오.

 

답3) 포유류의 태아의 심장은 2개의 심방과 2개의 심실로 구성되어 있으나 심방 사이에 난원공이 있어 혈액이 상호 교통하고 있다. 이 구멍의 역할은 온몸으로부터 들어온 우심방의 혈액이 폐순환을 하지 않고 좌심방, 좌심실을 거쳐 다시 온몸과 태반을 순환하도록 해준다. 또한 우심실을 거쳐 폐로 가는 혈액은 폐동맥과 대동맥 사이의 동맥관을 통해 중간에서 다시 전신순환을 하게 된다. 이러한 혈액의 흐름으로 폐를 사용하지 않아도 되며 태반과의 혈류를 유지할 수 있다.

 

4. 중배엽성 기관의 발생에 대해 간단하게 서술하시오.

 

답4) 중배엽성 세포는 척삭, 체절, 신절, 생식기관, 심장, 혈액을 형성한다. 이중 체절은 경절, 근절, 진피절로 분화되어 각각 골격계, 근육계, 진피를 형성한다. 중간대 중배엽에서는 생식기와 배설계의 기관이 나타나는데 중신관은 발생도중에 배설작용을 담당하다가 생식기의 일부로 편입되고 후신이 새로이 나타나 배설기능을 담당한다. 원장의 좌우측 중배엽에서 두 개의 혈관이 만들어지고, 이것이 중앙으로 이동하여 합쳐지면서 심장이 형성된다. 혈관은 요막에 존재하는 혈관형성 세포 덩어리로부터 만들어진다. 배외막인 양막과 장막은 외배엽성과 중배엽성 세포로, 요막과 난황낭은 내배엽성과 중배엽성 세포의 융합을 통해 신장이 된다. 양막은 배아를 건조와 충격으로부터 보호하고, 장막은 산소와 이산화탄소의 교환이나 영양분 교환에 쓰이며, 요막은 노폐물의 저장과 기체교환, 그리고 난황낭은 난황의 저장에 관여한다.

 

5. 양서류 배아의 신경관 형성과정에 대하여 설명하시오.

 

답5) 신경관은 척색 등의 배측 중배엽에서 분비된 여러 인자가 인접한 외배엽에서 신경특이 적 유전자를 발현시켜 유도된다. 우선 외배엽의 등 쪽 중앙에 위치한 세포들이 입방체 모 양으로 길어지는 한편, 주위의 표피로 분화될 세포들은 편평하고 납작하게 변하면서 넓 적한 신경판이 만들어진다. 뒤이어 신경판의 양쪽 가장자리는 점점 두꺼워지며 위로 솟 아 올라 주름 모양의 신경습을 형성하였다가, 이것이 U자 형태의 신경구를 만들어낸다. 이 후 신경구가 더욱 위로 융기하면서 배의 중앙 윗 부분에서 만나 융합하게 됨으로써 관 모양의 신경관을 형성하게 된다. 이 때 외부의 외배엽과 신경관 사이의 세포들을 신 경제 세포라 하는데 이 세포들은 배아 내에서 여러 부위로 이동한 후 멜라닌 색소를 포함 하는 색소세포나 안면 연골 등 다양한 세포와 조직으로 분화한다.

 

6. 연골내골화의 과정에 대해 설명하시오.

 

답6) 골막에 의해 간충직 세포가 뭉쳐서 연골세포를 형성한다. 이후 연골 중심부의 세포가 비대연골세포로 되었다가 이 세포가 특이 기질을 분비하면서 혈관 형성을 유도한다. 혈관은 골막을 뚫고 골 내부에 분포하면서 점점 자라게 되는데 이때 혈액으로부터 유래한 대식세포가 연골기질을 용해시키고 경골세포가 경골기질을 분비한다. 경골의 양끝에는 연골성 골단 성장판이 만들어지고 성장이 계속된다.

 

7. 중배엽에서 발생하는 골의 형성에 대해 서술하시오.

 

답7) 척추, 늑골은 경절에서 유래하고 두개골의 골격은 몸 측면 중배엽과 신경제 세포로부터 발생한다. 골은 막골과 연골내골로 나뉘는데, 막골(membrane bone)은 간충직세포가 조골세포로 분화되어 형성되는 뼈로서, 간충직세포와 상피세포와의 상호작용이 매우 중요하며 골형성인자인 BMP(bone morphogenic protein)가 관여한다. 연골내골(endochondral bone)은 간충직세포가 연골을 구성하고 이것이 경골로 치환되는 뼈이다. 즉, 간충직세포가 뭉쳐 연골세포를 형성하면 골 중심의 연골세포가 비대연골세포로 변하고 기질을 변화시켜 혈관분포를 유도한다. 혈관에서 유래한 대식세포가 연골기질을 용해시키고 경골세포가 경골기질을 분비하며, 경골의 양 끝에서 연골성 골단 성장판이 만들어지면서 성장이 계속된다. 그러나 사춘기 말에 고농도의 에스트로겐과 프로제스테론에 의해 연골세포가 비대연골세포로 변하게 되면 곧 경골세포로 대체되어 골의 성장은 정지한다.

 

8. 포유류 태아가 출생할 때의 혈류와 심장의 변화를 설명하시오

 

답8) 태아의 심장은 2개의 심방과 2개의 심실로 구성되어 있으나 심방 사이에 난원공이 있어 혈액이 상호 교통하고 있다. 이 구멍의 역할은 온몸으로부터 들어온 우심방의 혈액이 폐순환을 하지 않고 죄심방, 죄심실을 거쳐 다시 온몸과 태반을 순환하도록 해준다. 또한 우심실을 거쳐 폐로 가는 혈액은 폐동맥과 대동맥 사이의 동맥관을 통해 중간에서 다시 전신순환을 하게 된다. 신생아가 태어났을 때 폐에 공기가 들어차게 되고, 혈액내 산소 농도가 높아지면서 동맥관을 감싸고 있는 근육의 수축이 일어난다. 그 결과 동맥관이 막힘에 따라 혈액의 흐름이 대동맥과 폐동맥으로 나누어지고 폐에 혈액순환이 활발하게 된다. 열려있던 난원공도 차츰 작아지다가 막히게 되면서 전신순환과 폐순환이 완전히 나뉘어지게 된다.

 

9. 전신의 발생과정에 대해 설명하시오.

 

답9) 전신의 발샐 과정에서는 먼저 체강에 오목하게 파인 곳이 나타나고, 파인 홈 끝에 둥글게 세포가 배열한 후 길어져서 전신소관을 만드는데, 각 체절마다 전신소관이 형성된다. 이들은 꼬리 쪽으로 향하는 전신소관으로 합쳐지고 이 곳은 총 배설강과 연결되어 외부로 노폐물을 운반할 수 있게 된다. 전신소관은 체강과 연결되어 있는데, 이것에 홈이 열려 있고 이 구명을 신구라 한다. 신구 주위에는 모새혈관으로부터 빠져 나와 체강으로 들어간다. 노폐물은 체강에서 다시 전신소관으로 모였다가 전신관을 따라 몸 밖으로 나가게 된다. 포유동물에서 전신은 잠시 나타났다 사라져 흔적만 남는다.

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조상환

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