정답
(ㄱ) 시교차상핵(SCN), 멜라놉신의 흡수 스펙트럼은 B, 호르몬은 멜라토닌이며 야간 청색광은 멜라토닌 분비를 억제하여 수면을 방해한다.
출제 의도
일주기 시계의 중추(시상하부의 특정 핵)를 알고, 일주기 동기화에 관여하는 망막 광수용체(멜라놉신)의 파장 민감도를 구분하며, 송과샘 호르몬(멜라토닌) 분비와 빛(특히 청색광)의 관계를 연결해 설명할 수 있는지를 평가한다.
풀이 과정
<자료 1>에서 “시상하부에 존재하며 약 20,000개의 신경세포로 구성된 시계 세포”는 사람의 일주기 중추인 시교차상핵(SCN)을 의미한다. 따라서 (ㄱ)은 시교차상핵이다.
<자료 2>에서 일주기 시계의 보정(빛에 의한 동기화)에 핵심적으로 관여하는 광색소는 멜라놉신이다. 멜라놉신은 청색광(약 480 nm 부근)에 가장 민감한 것으로 알려져 있으므로, 제시된 A~E 흡수 스펙트럼 중 청색 영역(약 480 nm 근처)에 최대 흡수가 나타나는 곡선을 고르면 된다.
그림에서 A~E 중 청색 영역에 가장 잘 맞는 피크는 B이므로, 멜라놉신의 빛 흡수 스펙트럼은 B로 판단한다.
송과샘에서 분비되어 일주기 조절에 관여하는 호르몬은 멜라토닌이다. 밤에는 멜라토닌 분비가 증가하여 졸림을 유도하고 수면을 촉진한다.
야간에 청색광에 노출되면(멜라놉신이 강하게 자극됨) 망막에서 들어온 빛 정보가 시교차상핵을 통해 송과샘으로의 신경 경로를 조절하여 멜라토닌 분비를 억제한다. 그 결과 밤에 멜라토닌이 충분히 증가하지 못해 졸림이 감소하고 수면 시작이 지연되어 수면을 방해한다.
<풀이가 부정확할 수 있으니 반드시 교차검증 확인 바랍니다.>