Ⅲ-2. 호르몬과 항상성

07. 항상성 유지

정답과 해설

[정답] ⑤

부신에서 분비되는 호르몬은 에피네프린이고, 혈당량을 증가시키는 호르몬은 글루카곤, 에피네프린이며, 순환계를 통해 표적 기관으로 운반되는 특징은 세 호르몬 모두의 특징이다. 하나의 호르몬만이 나타내는 특징인 ㉡이 ‘부신에서 분비된다.’이고, 이 특징을 나타내는 C가 에피네프린이다. 하나의 특징만을 나타내는 A는 인슐린이며, ㉢은 ‘순환계를 통해 표적 기관으로 운반된다.’이다. B는 글루카곤이고, ㉡은 ‘㉠은 혈당량을 증가시킨다.’이다.

해설

ㄱ. ㉠은 ‘혈당량을 증가시킨다.’이다.

ㄴ. B는 글루카곤이다. 글루카곤이 간에 작용하면 간에서 글리코젠이 포도당으로 분해되는 반응이 촉진된다. 분해를 통해 생성된 포도당이 방출되면 혈당량이 증가된다.

ㄷ. C는 에피네프린이다.

[정답] ②

학생 B: 땀을 많이 흘려 체내 수분량이 감소해 혈액의 삼투압이 높아지면 뇌하수체 후엽에서 항이뇨 호르몬의 분비량이 증가하여 콩팥에서 수분 재흡수를 촉진함으로써 오줌으로 배설되는 물의 양을 줄인다. 그 결과 혈액의 삼투압은 감소하여 정상 수준으로 되며, 오줌양은 감소하고 오줌의 농도는 진해진다.

해설

학생 A: 체온이 떨어져 저온 자극이 간뇌에서 감지되면 교감 신경이 피부의 모세 혈관을 수축시켜 피부 근처로 흐르는 혈액의 양을 줄임으로써 체외로 방출되는 열을 줄인다.

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학생 C: 갑상샘 호르몬인 티록신 농도가 증가하면 이 자극이 피드백되어 뇌하수체 전엽에서 갑상샘 자극 호르몬의 분비가 억제되고, 그에 따라 갑상샘에서 티록신 분비가 감소하여 티록신 농도가 정상 수준으로 된다.

[정답] ➂

근육 세포에서 포도당 흡수를 촉진하거나(가), 간세포에서 포도당이 글리코젠으로 전환되는 것을 촉진하면(다) 혈당량이 감소한다. 간세포에서 글리코젠, 단백질, 지방 등으로부터 포도당이 생성되도록 촉진하면 혈당량이 증가한다.

해설

[정답] ➂

ㄱ. 글루카곤은 혈당량을 높이는 호르몬이므로, 혈당량이 낮을 때 혈중 글루카곤 농도가 높다. t1일 때보다 t2일 때 혈당량을 낮추는 호르몬인 인슐린의 농도가 높은 것으로 보아 t1일 때보다 t2일 때 혈당량이 높다. 따라서 혈중 글루카곤 농도는 이와 반대로 t2일 때보다 t1일 때 더 높다.

해설

ㄴ. 인슐린은 혈당량을 낮추는 호르몬이므로, 혈당량이 높을 때 혈중 인슐린 농도가 높다. t3일 때보다 t2일 때 혈중 인슐린 농도가 높은 것으로 보아 혈당량은 t3일 때보다 t2일 때 더 높다.

ㄷ. 인슐린은 이자의 [eqn: beta] 세포에서 분비된다.

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[정답] ⑤

ㄱ. 부교감 신경과 교감 신경의 신경절 이전 뉴런의 말단에서 분비되는 물질은 모두 아세틸콜린으로 같다.

해설

ㄴ. 교감 신경의 신경절 이전 뉴런의 신경 세포체는 척수의 속질인 회색질(회백질)에 존재한다.

ㄷ. 혈당량을 낮추는 작용을 하는 호르몬 X는 인슐린으로, 이자의 β 세포에서 분비된다. 혈당량을 높이는 작용을 하는 호르몬 Y는 글루카곤으로, 이자의 α 세포에서 분비된다.

[정답] ③

식사 이후에 혈중 농도가 증가하고 이자에서 분비되며 혈당량 조절에 관여하는 X는 인슐린이다. 인슐린은 간에 작용하여 글리코젠 합성을 촉진한다.

해설

ㄷ. X(인슐린)는 이자의 β 세포에서 분비된다.

ㄱ. X(인슐린)는 간에서 ㉠ 과정을 촉진한다.

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ㄴ. X(인슐린)의 분비를 조절하는 중추는 시상 하부이다.

[정답] ③

㉠은 글루카곤이고, ㉡은 인슐린이다.

해설

ㄱ. ㉠은 혈당량이 낮을 때 분비가 촉진되어 혈당량을 높이는 작용을 하는 글루카곤이며, 글루카곤은 이자의 α세포에서 분비된다.

ㄷ. 인슐린은 ㉡이므로 혈중 인슐린 농도는 C2일 때가 C1일 때보다 높다.

ㄴ. 호르몬의 분비를 조절하여 혈당량과 같은 체내 환경을 일정하게 유지하는 항상성 유지의 중추는 간뇌 시상 하부이다.

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[정답] ⑤

ㄱ. 시상 하부의 온도가 높아지면 ㉠의 값이 증가하므로 ㉠은 피부에서의 열 발산량이다. 더울 때는 피부 근처 혈관이 이완되어 열 발산량이 증가한다.

해설

ㄷ. 시상 하부 온도가 높은 T2일 때는 T1일 때보다 피부 근처 모세 혈관이 확장되어 피부 근처 혈관을 흐르는 단위 시간당 혈액량이 증가함으로써 피부를 통한 열 발산량이 증가한다.

ㄴ. A는 추울 때 흥분이 촉진되어 피부 근처 혈관을 수축시키는 교감 신경이다. 교감 신경의 신경절 이후 뉴런의 말단에서는 노르에피네프린이 분비된다.

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[정답] ①

ㄱ. X는 뇌하수체 후엽에서 분비되어 삼투압을 조절하므로 ADH(항이뇨 호르몬)이다. 간뇌의 시상하부는 체내 삼투압에 따라 뇌하수체 후엽에서 ADH(항이뇨 호르몬)의 분비를 조절한다.

해설

ㄴ. p1은 혈장 삼투압이 높아져 혈중 X의 농도가 증가하는 시기이다. 땀을 많이 흘리면 혈장 삼투압이 더 높아지므로 혈중 X의 농도도 증가하여 콩팥에서 수분 재흡수를 촉진한다.

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ㄷ. 구간 Ⅰ에서 오줌 삼투압이 크게 낮아지는 것은 수분의 섭취로 오줌에 물이 많이 포함되었기 때문이다. 구간 Ⅱ는 구간 Ⅰ보다 오줌의 삼투압이 높은데, 이것은 오줌에 물이 적게 포함되었기 때문이다. 따라서 오줌의 양은 구간 Ⅱ에서보다 구간 Ⅰ에서 더 많다.

[정답] ①

ㄱ. X는 뇌하수체 후엽에서 분비되며, 혈장 삼투압이 높아질수록 혈중 농도가 높아지므로 항이뇨 호르몬(ADH)이다.

해설

ㄴ. t1 이전에 물을 섭취하여 체내 수분량은 높아진 상태이다. t3 이전에 오줌의 삼투압이 높아지므로 이때 오줌을 통한 수분의 체외 배출이 있었음을 알 수 있다. 그러므로 체내 수분량은 t1에서가 t3에서보다 많다.

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ㄷ. t2에서는 혈장의 삼투압이 물 섭취 시보다 낮은 상태이므로 콩팥에서 단위 시간당 수분 재흡수량이 물 섭취 시보다 적다.

[정답] ①

ㄱ. 혈액의 양이 증가하면 ADH 분비가 억제되고, 혈장 삼투압이 높아지면 ADH 분비가 촉진된다. (가)에서는 ㉠이 증가함에 따라 혈중 ADH 농도가 낮아지므로 ㉠은 전체 혈액량이다.

해설

ㄴ. (가)에서 t1은 안정 상태보다 ADH 분비가 촉진되어 콩팥에서 물의 재흡수가 촉진된다. 그 결과 오줌양이 감소하여 농도는 증가하므로 오줌의 삼투압은 안정 상태일 때보다 높다.

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ㄷ. (나)에서 t2는 안정 상태보다 ADH 분비가 촉진되어 콩팥에서 물의 재흡수가 촉진된다. 따라서 콩팥의 단위 시간당 수분 재흡수량은 안정 상태일 때보다 많다.

[정답] ①

ㄱ. ADH는 뇌하수체 후엽에서 분비되어 콩팥에서 물의 재흡수를 촉진하는 호르몬이다.

해설

ㄴ. 혈장 삼투압이 높으면 혈중 ADH의 농도가 증가하여 콩팥에서 물의 재흡수가 촉진되고, 그 결과 오줌의 삼투압도 높아지게 된다. 따라서 오줌의 삼투압은 혈장 삼투압이 높은 p2일 때가 혈장 삼투압이 낮은 p1일 때보다 높다.

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ㄷ. 물을 섭취하면 혈장 삼투압이 감소하므로, 오줌 생성량이 증가하여 혈장 삼투압을 회복한다. 또, 혈장 삼투압이 증가하면 콩팥에서 물의 재흡수가 촉진되어 오줌 생성량이 줄어든다. 따라서 혈장 삼투압은 오줌 생성량이 많은 구간 Ⅰ에서보다 오줌 생성량이 적은 구간 Ⅱ에서가 높다.

[정답] ①

뇌하수체 후엽에서 분비되는 X를 투여했을 때 오줌 생성량이 감소하므로 X는 항이뇨 호르몬(ADH)이다.

해설

ㄱ. 항이뇨 호르몬(X)의 표적 기관은 콩팥이다.

ㄴ. [eqn: t_{ 1}]과 [eqn: t _{2}] 사이에서 물을 섭취하였고, 단위 시간당 오줌의 생성량이 [eqn: t_{ 1}]에서보다 [eqn: t _{2}]에서 많으므로 혈장 삼투압은 [eqn: t_{ 1}]일 때보다 [eqn: t _{2}]일 때가 낮다.

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ㄷ. X는 콩팥에서 물의 재흡수를 촉진시키는 호르몬이므로 X를 투여하기 전인 [eqn: t _{2}]에서보다 투여한 이후인 [eqn: t _{3}]에서 물의 재흡수는 더 많이 일어난다. 물의 재흡수가 일어나면 오줌의 삼투압은 증가하므로 생성되는 오줌의 삼투압은 [eqn: t _{3}]일 때보다 [eqn: t _{2}]일 때 낮다.

[정답] ①

혈중 ADH 농도가 높아지면 오줌으로 빠져나갈 수분이 혈장으로 재흡수된다. 그러므로 오줌의 삼투압은 높아지고, 혈장의 삼투압은 낮아진다. ㉠은 오줌, ㉡은 혈장이다. 정상인이 1L의 물을 섭취하면 혈장 삼투압이 낮아져 혈중 ADH 농도도 낮아진다.

해설

ㄱ. 혈장 삼투압에 대한 정보를 받아들여 ADH의 분비를 조절하는 부위는 간뇌의 시상 하부이다.

ㄴ. ㉡은 혈장이다.

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ㄷ. 오줌 생성량은 구간 Ⅰ보다 구간 Ⅱ에서 적고, 혈중 ADH 농도는 구간 Ⅰ보다 구간 Ⅱ에서 높다. 그러므로

[eqn: {혈중` rm ADH``농도 it} over {오줌`생성량}]는 구간 Ⅰ에서가 구간 Ⅱ에서보다 작다.

[정답] ⑤

X는 항이뇨 호르몬(ADH)이다.

해설

ㄱ. 혈액량이 많을 때는 ADH의 농도가 감소하고, 혈액량이 적을 때는 ADH의 농도가 증가하므로 ㉠은 혈액량이 증가한 상태이다.

ㄴ. 단위 시간당 오줌의 생성량은 ADH의 농도가 높을 때는 적고, ADH의 농도가 낮을 때는 많다. 그러므로 ㉠일 때 단위 시간당 오줌 생성량은 p1일 때가 p2일 때보다 많다.

ㄷ. 호르몬 X의 혈중 농도는 혈장 삼투압이 높을 때 높고, 혈장 삼투압이 낮을 때 낮다. 혈장 삼투압은 t1일 때가 t2일 때보다 낮으므로 X의 혈중 농도도 t2일 때가 t1일 때보다 높다.

[정답] ①

물을 다량 섭취하면 체내 삼투압이 감소하여 물의 재흡수가 억제되고 오줌의 생성량이 많아진다.

해설

ㄱ. 항이뇨 호르몬 농도가 높을수록 오줌 생성량이 감소하므로 혈중 항이뇨 호르몬 농도는 구간 Ⅰ에서가 구간 Ⅱ에서보다 높다.

ㄴ. 혈장 삼투압이 높을수록 오줌 생성량이 적으므로 혈장 삼투압은 구간 Ⅱ에서가 구간 Ⅲ에서보다 낮다.

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ㄷ. t1□일 때 땀을 많이 흘리면, 혈장 삼투압이 증가하여 항이뇨 호르몬의 분비량이 늘어나고 이로 인해 물의 재흡수가 촉진되면 오줌의 삼투압이 증가한다.

[정답] ①

ㄱ. ADH는 뇌하수체 후엽에서 분비되는 항이뇨 호르몬이며, 콩팥에서 수분 재흡수를 촉진한다.

해설

ㄴ. ADH는 콩팥에서 수분 재흡수를 촉진하여 혈액량을 증가시키는 작용을 하므로, 전체 혈액량이 정상보다 감소한 상태일 때 ADH 분비가 촉진된다. 따라서 같은 혈장 삼투압일 때 ADH의 농도가 높은 ㉠일 때가 정상 상태일 때보다 전체 혈액량이 감소한 상태이다.

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ㄷ. ADH는 콩팥에서 수분 재흡수를 촉진하므로 혈중 ADH 농도가 높은 p2일 때가 p1일 때보다 콩팥에서 단위 시간당 수분 재흡수량이 많다.

[정답] ③

ㄱ. 체내 삼투압 정보를 감지하여 뇌하수체 후엽에서 분비되는 ADH의 분비량을 조절함으로써 항상성을 조절하는 중추는 간뇌의 시상 하부이다.

해설

ㄷ. ADH는 콩팥에서 수분 재흡수를 촉진하므로, 콩팥에서 단위 시간당 수분 재흡수량은 혈중 ADH 농도가 높은 C2일 때가 C1일 때보다 많다.

ㄴ. ㉠은 혈중 ADH 농도가 증가할수록 감소하므로 단위 시간당 오줌 생성량이다. 오줌 삼투압은 혈중 ADH 농도가 증가함에 따라 증가한다.

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