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통합과학2 - Coggle Diagram

- - - - 1.화석과 지질시대
        
        화석
        
        화석종류
        
        생물의 뼈나 껍질
        
        공룡이나 생물의 발자국
        
        생물이 뚫은 구멍
        
        배설물
        
        삼엽충 화석
        
        퇴적 환경이나 생김새 등으로 볼 때 삼엽충은 바다에 살았음을 알 수 있다.
        
        산호 화석
        
        현재 산호의 서식 환경으로 볼 때 산호 화석이 나온 지역은 과거에 수온이 높고 얕은 바다였음을 알 수 있다.
        
        화석으로 알수있는 사실
        
        지층에서 발견되는 화석을 조사하면 과거에 살았던 생물의 구조와 특징,생물의 진화 과정 등을 알 수 있다.
        
        화석이란?
        
        과거의 살았던 생물의 유해나 흔적이 지층에 남아있는 것을 화석이라고 한다.
        
        지질시대
        
        지질시대란?
        
        지구가 탄생한 후부터 현재까지 지질학적 활동이 일어나고 있는 시대를 지질시대하고한다.지질시대는 선캄브리아시대가 지질 시대의 대부분을 차지한다.선캄브리아시대 이후에는 생물이 번성하여 화석이 많이 발견되며,화석에 나타나는 생물계의 큰 기준으로 고생대,중생대,신생대로 구분한다.
        
        선캄브리아시대(88.2%)
        
        선캄브리아시대?
        
        지질 기록에서 처음으로 풍부하고 다양한 생물의 화석이 산출되는 시기는 고생대의 시작인 캄브리이기다. 선캅브리아시대는 화석이 거의 발견되지 않는 시대, 즉 캄브리아기 이전의 시대라는 뜻이다.
        
        고생대(6.3%)
        
        중생대(4.1%)
        
        신생대(1.4%)
      - 2.지질 시대의 지구 환경과 생물의 변화
        
        선캄브리아시대
        
        선캄브리아시대에는 강하게 내리쬐는 자외선 때문에 생물이 주로 바다에서 생활하였을 것으로 추정된다. 약 35억 년 전 남세균이 출현하여 바다에 산소를 방출하기 시작하면서 대기에도 산소가 축적되었다. 선캄브리아시대 말기에는 최초의 다세포생물이 출현하였다.
        
        남세균과 스트로마톨라이트
        
        남세균은 최초의 광합성 생물이다. 스트로마톨라이트는 남세균의 점액질에 모래나 진흙 같은 부유물이 달라붙어 만들어진 퇴적 구조이다.
        
        고생대
        
        고생대에는 온도가 높고 형성되어 생물에 유해한 자외선이 차단되면서 생물이 육상으로 진출할 수 있게 되었다. 바다에는 삼엽충, 어류 등 다양한 생물이 번성하였고, 육지에는 양치류, 곤충, 양서류가 번성하였다. 이처럼 고생대에는 생물의 종류가 다양해지고, 생물의 수가 크게 증가하였다. 고생대 말기에는 여러 대륙이 모여 초대륙인 판게아를 이루면서 서식지가 축소되었고 기후가 급격히 변화하여 생물의 종과 개체수가 크게 감소하였다.
        
        중생대
        
        중생대에는 전반적으로 기후가 온난하였고, 대륙이 분리되면서 수륙 분포가 변화하였다. 생태계의 급격한 환경 변화에서 살아남은 생물은 새로운 환경에 적응하기 시작하였다. 바다에는 암모나이트가 번성하였고, 육지에는 다양한 종류의 공룡, 은행나무 같은 겉씨식물이 번성하였다.
        
        신생대
        
        신생대에는 초기부터 중기까지 대체로 온난하였지만 말기에는 빙하기와 간빙기가 반복되었다. 또한 대륙의 이동과 분리가 진행되어 오늘날과 비슷한 수륙 분포를 이루게 되었다. 바다에는 화폐석이 번성하였고, 육지에는 매머드와 같은 포유류, 참나무와 같은 속씨식물이 번성하였다. 신생대 말기에는 인류의 조상이 출현하였고, 진화를 거듭하여 현재의 모습에 이르렀다.
        
        빙하기
        
        기후가 한랭하여 고위도 지역이나 산악지대에 빙하가 발달한 시기
        
        간빙기
        
        방하기와 빙하기 사이의 기후가 온난한 시기
      - 3.대멸종과 생물다양성
        
        대멸종?
        
        공룡은 즁생대에 가장 번성하였던 동물이지만 지금은 멸종되어 찾을 수 없다. 이처럼 생물이 환경의 변화에 적응하지 못하거나 다른 집단과의 경쟁에서 도태되면 멸종에 이를 수 있다. 특히 지구 환경이 갑작스럽게 변화하여 많은 생물이 짧은 기간 동안 광범위한 지역에서 멸종하는 것을 대멸종이라고 한다.
        
        생물 다양성 형성
        
        지질 시대 동안 대멸종은 다섯 번 일어난 것으로 알려져 있다. 각각의 대멸종이 발생한 이후 오랜 시간이 흘러 대멸종의 주요 원인을 알아내기가 쉽지 않지만 지구 환경의 급격한 변화가 대멸종의 초래하였다는 점은 확실하다. 지구 환경이 급격하게 변화하여 대멸종이 일어난 뒤에는 생명수가 줄어들고, 생물의 종이 크게 달라졌다. 대멸종에서 살아남아 새로운 환경에 적응한 생물은 오랜 시간에 걸쳐 다양한 종으로 진화하였다. 이러한 과정이 지질 시대 동안 끊임없이 반복되면서 오늘날의 생물다양성을 형성하였다.
    - - 1.변이와 자연선택
        
        변이
        
        도마뱀은 같은 종이라도 개체마다 앞다리의 길이,발바닥의 넓이, 발바닥 빨판의 크기 등에 차이가 있다. 이처럼 같은 종의 개체사이에 나타나는 형질의 차이를 형질의 차이를 변이라고 한다.
        
        무당벌레의 딱지날개, 기린의 털 무늬와 색, 호랑나비의 날개 무늬와 색
        
        종
        
        자연적으로 교배하여 생식 가능하여 자손을 낳을 수 있는 생물ㄹ의 집단
        
        돌연변이
        
        dna의 유전정보가 달라져 부모에게 없던 형질이 나타나는 현상
        
        자연선택
        
        자연 상태에서는 변이에 따라 개체마다 환경에 다르게 적응한다. 환경에 적응하기 유리한 형질을 가진 ㄱ체는 그렇지 않은 개체에 비해 더 잘 사아남아 자손을 더 많이 남기는데, 이러한 과정을 자연선택 이라고 한다.
        
        1.같은 종의 생물 무리에 다양한 형질을 가진 개체들이 존재한다.
        
        자연 상태에서 포식자의 눈에 더 잘 띄는 피식자 개체가 높은 비율로 잡아먹힌다.
        
        3.시간이 지남에 따라 포식자의 눈에 덜 띄는 피식자 개체가 더 잘 살아남는다.
        
        4.살아남은 개체의 형질이 자손에게 전달되어 그 형질을 가진 개체수가 증가한다.
      - 2.생물의 진화
        
        진화
        
        수십억년의 지질 시대를 거치면서 자구 환경은 끊임없이 변화하였으며, 생물도 이에 적응하여 지속적으로 변화하였다. 오랜 시간 동안 여러 세대를 거치면서 생물이 변화하는 현상을 진화라고 한다.
        
        다윈의 진화선택설
        
        다윈은 자연선택설 기초로 하여 생물의 진화를 설명하였다. 이에 따르면 생물의 먹이나 서식지 등 주어진 환경에서 살아남을 수 있는 것보다 많은 수의 자손을 낳는다. 이때 과잉 생산된 가체들 사이에 다양한 변이가 나타나며, 이들은 먹이, 서식지, 배우자, 등을 차지하기 위해 생존경쟁을 한다. 환경에 적응하기 유리한 형질을 가진 개체는 그렇지 않은 개체에 비해 살아남아 자손을 남길 확률이 크다. 결국 생존경쟁에서 살아남은 개체가 생존에 유리한 형질을 자손에게 전달하여 그 형질을 가진 개체의 비율이 증가하며, 이 과정이 반복되어 생물이 진화한다.
        
        1.많은 수의 기린이 살고 있었고, 기린의 목 길이는 쩗은 것에서 긴 것까지 다양하였다.
        
        2.목이 짧은 기린은 높은 곳의 잎을 먹기 불리하여 죽었고, 목이 긴 기린만 살아남았다.
        
        3.살아남은 목이 긴 기린이 자손을 남겼고, 이 과정이 반복되어 목이 긴 기린이 번성하였ㄷ.ㅏ.
  - - - 1.자연과 인류의 역사에 변화를 가져온 화학 반응
        
        산화철
        
        원시 지구의 대기는 질소, 이산화 탄소, 수증기 등이 주성분 이었다. 그러나 원시바다에서 남세균이 최초로 공합성을 하면서 산소가 발생하였고, 산소가 바다에 녹아있던 철과 결합하여 산화 철이 생성되었다.산소는 바닷속의 철과 충분하 반응한 뒤 대기중으로 방출되었다. 그 결과 대기중에 산고의 농도가 증가하였고 산소 호흡으로 에너지를 얻는 생물이 출현하였다.
        
        철의 제련
        
        인ㄹ류는 산소와 결합한 산화물 형태으 광석으로 부터 순수한 금속을 얻기 위해 노력해 왔다. 자연에서 철은 주로 산화철로 존재한다. 순수한 철을 얻기 위해서는 산화 철에서 산소를 떼어 내야 하는데, 이 과정을 철의 제련이라고 한다. 인류는 철을 제련하여 철기 시대의 단검, 농기구 등을 만들어 사용하면서 철을 본격적으로 이용하는 철기시ㅣ대를 맞이할 수 있었고, 인류문명은 더욱 발달하였다.
        
        화석연료
        
        지질 시대 생물의 유해가 쌓여 생성된 화석 연료는 산소와 결합하는 연소 과정에서 에너지를 방출한다. 18세기 후반 인류는 화석 연료인 석탄을 ㅇ에너지원으로 하는 증기 기관을 발몋하였고, 이후 증기기관차 같이 증기기관으로 움직이는 증기기관차를 발명하였다. 이는 생산력의 향상과 교통의 발달로 이어져 농경 중심 사회에서 근대 산업 사회로 넘어가는 산업혁ㄱ명이 일어나는 데 큰 영향을 주었다.
      - 2.산화•환원 반응
        
        산화구리와 탄소의 반응 알아보기
        
        검은색의 산화 구리와 탄소를 섞어 가열하면 붉은색의 구리와 이산화 탄소가 생성된다.이 반응에서 탄소의 산화구리의 산소를 얻어 이산화 탄소가 되고, 산화 구리는 산소를 잃어 구리가 된다.
        
        2Cuo + C -> 2Cu + CO²
        
        이처럼 화학 반응이 일어날 때 물질이 산소를 얻는 반응을 산화라하고, 물질이 산소를 잃는 반응을 환원이라고 한다. 화학 반응이 일어날 때 어떤 물질이 산소를 얻으려면 산소를 잃는 다른 물질이 있어야한다. 따라서 산화와 환원은 항상 동시에 일어난다.
        
        마그네슘에 불을 붙이면 마그네슘이 밝은 빛을 내면서 연소하여 흰색의 산화 마그네슘이 생성된다. 이 반응에서 마그네슘은 전자를 잃어 마그네슘 이온이 되고 산소는 전자를 잃어 마그네슘 이온이되고 산소는 전자를 얻어 산화 이온이 되며, 두 이온이 결합하여 산화 마그네슘이 생성된다. 이때 마그네슘이 마그네슘 이온이 되는 것과 같이 전자를 잃는 반응을 산화라고한다. 그리고산소가 산화 이온애 되는 것 같이 전자를 얻는 반응을 환원이라고 한다.
        
        2Mg + O² -> 2MgO
        
        산화 • 환원 반응을 전자의 이동으로 정의하면 산소의 이동이 없는 여러 가지 반응도 산화와 환원으로 설명할 수 있다. 예를 들어 무색의 질산은 수용액에 구리 선을 넣으면 수용액은 푸른색으로 변하고 수리선의 표면이 은색 물질로 덮인다. 이것은 거이가 전자를 잃고 산화도이어 구리 이온으로 수용액에 녹아 들어가 푸른색을 나타내고, 은 이온이 전자를 얻고 환원되어 은으로 석출되기 때문이다.
        
        2Ag+ + Cu -> 2Ag + Cu²+
      - 3.산화•환원 반응의 이용
        
        산화 환원 반응은 일상생활에서 유용하게 이용된다. 예를 들어 철을 제련하기 위해 용광로에 철광석을 넣고 가열하면 먼저 코크스가 산화되어 일산화 탄소가 생성된다. 이후 철광석의 주성분인 산화철ㅇ서 철 이온은 산소를 잃어 철로 환워돠며, 일산화 탄소는 산소를 얻어 이산화 탄소로 산화된다.생성된 철은 각종 기구를 만들거나 건축물을 지을 때 이용된다.
        
        Fe2O3 + 3CO ---> 2Fe + 3CO2
        
        또한 수소 연료 전지에서는 수소와 산소가 반응을 하여 물이 생성되는 과정에서 산화 환원 반응이 일어난다. 이때 물질의 화학 에너지가 전기 에너지로 전환되며, 이 전기 에너지는 수소 자동차의 동력원이나 우주선의 에너지원으로 이용된다.
        
        2H2 + O2 ---> 2H2O
        
        CH4 + 2O2 ---> CO2 + 2H2O
        
        물질이 연소하는 반응도 산화 환원 반응이다. 예를 들어 도시가스의 주성분인 메테인이 연소하여 이산화 탄소와 물이 생성되는 고정에서 산화 환원 반응이 일어난다. 이떄 많은 열이 발생하며, 이 열은 음식을 조리하거나 집 안을 난방할 때 이용된다.
        
        산화 환원 반응은 생명체에서도 일어난다. 광합성은 식물이 빛에너지를 이용하여 양분을 합성하는 작용으로, 이산화 탄소와 물이 반응하여 포도당과 산소를 생성하는 과정에서 산화 환원 반응이 일어난다. 광합성으로 생성된 포도당은 생명체가 생명 현상을 유지하는 데 이용되며, 산소는 공기 중으로 방출된다.
        
        6CO2 + 6H2O ---> C6H12O6 + 6O2
- - - - 1.태양 에너지의 생성
        
        수소 핵융합 반응
        
        까닭
        
        수소 핵융합 반응으로 만들어진 헬륨 원자핵 1 개의 질량은 반응에 참ㅁ여한 샹성자 2개와 중성자 2개의 질량을 모두 더한 것보다 작다. 즉 핵 융합 반응 과정에서 질량이 줄어든다.
        
        이란?
        
        태양의 중심부에서는 수소 원자핵이 단꼐 별로 충돌하여 헬륨 원자핵이 만들어지는 수소 핵융합 반응이 일어난다.
      - 2.태양 에너지의 전환과 흐름
        
        지구에 도달한 태양ㅇ 에너지는 열에너지의 형태로 대기에 흦수되어 바람을 일으킨다. 이떄 발생한 ㅂ람의 운동 에너지는 대기와 해수를 움직이게 한다. 또한 태양 에너지는 태양 전지를 이용한 태양광 발전으로 빛에너지에서 전기 에너지로 전환된다. 이 전기 에너지는 여러가지 전기 제품에서 빛에너지, 열에너지, 운동에너지 등의 형태로 활용돤다.
        
        태양 에너지의 전환은 연속적인 과정으로 이루어지며 에너지 흐름을 일으킨다. 태양 에너지는 바다에 열에너지 형태로 흡수되어 물을 증발시키고, 증발한 수증기는 구름이 되어 비, 눈 등과 같은 기상 현상을 일으킨다. 지상에 내린 비와 눈은 위치 에너지 형태로 강물의 상류, 댐 등에 저장되고, 물이 흐르며 쌓인 운동 에너지는 수력 발전을 통해 전기 에너지로 전환된다. 그리고 물은 다시 바다로 흘러 가는 순환 과정을 거친다.
        
        대기 중에 이산화 탄소로 존재하는 탄소는 광합성으로 식물에 양분으로 저장된다. 이때 태양의 빛에너지는 화학 에너지로 전환된다. 식물을 포함한 생명체의 유해는 땅에 묻혀 화석 연료가 된다. 화석 연료의 화학 에너지는 자동차나 공장에서 연소하여 운동 에너지, 열에너지로 전환된다. 이 과정에서 탄소는 이산화 탄소로 바뀌어 대기로 배출되는 순환 과정을 거친다.
        
        이와 같이 지구에 도달한 태양 에너지는 다양한 에너지로 전환된다. 그리고 지구 시스템의 각 권역을 이동하면서 다양한 에너지 흐름을 일으킨다.
    - - 1.전자기 유도
        
        일반적인 손전등은 대부분 건전지로 작동되지만, 건전지 없이 작동되는 자가 발전형 손전등도 있다. 자가 발전형 손전등은 내부에 자석과 코일이 들어 있어 손잡이를 돌리면 전류가 흘러 불이 켜지는다
        
        코일 근처에서 자석을 움직이면 코일을 통과하는 자기장이 시간에 따라 변하여 코일에 전기력이 유도된다. 이와 같이 코일 근처에서 자석을 움직였을 때 전류가 유도되어 흐르는 현상을 전자기 유도라 하며, 이때 코일에 흐르는 전류를 유도 전류라고 한다.
        
        검류계의 바늘의 움직이는 방향으로 유도 전류의 방향을 알 수 있는데, 유도 전류의 방향은 자석의 운동 방향과 자석의 극에 따라 달라진다 자석을 코일에 가까이 할 때와 코일에서 멀리 할 때, 코일에 흐르는 유도 전류의 방향은 서로 반대가 된다. 또한 코일에 자석의 N극을 가까이 할 때와 S극을 가까이 할 때도 유도 전류의 방향은 반대가 된다.
        
        검류계의 바늘이 움직이는 폭으로 유도 전류의 세기를 알 수 있는데, 유도 전류의 세기는 자기석의 세기, 자석이 움직이는 빠르기, 코일의 감은 수에 따라 달라진다. 자석은 그대로 두고 코일이 움직이거나 자석을 빠르게 움직이면 자석에 의한 자기장의 변화가 클수록 유도 전류의 세기가 커진다. 또한 코일을 많이 감을수록 유도 전류의 세기가 커진다.