
지구 101 · 고생대 학생용 탐구 과제 석탄기 거대 곤충 — 산소 35%의 세계 날개폭 70cm 잠자리와 2.5m 노래기가 살던 시대. 곤충이 그렇게 커질 수 있었던 이유는 몸이 아니라 공기에 있었다. 그리고 그 공기는 나무가 만들었다. 학년 · 반 이름 날짜 학습 목표 제약 조건 분석 — 무엇이 크기의 한계를 정하는가 물질 수지 사고 — 만들어진 산소가 어디로 가는지 추적하기 가설 비교 — "썩힐 수 없었다" vs "썩을 수 없는 곳에 묻혔다" 되먹임 구분 — 산불은 양의 되먹임인가 음의 되먹임인가 Ⅰ단원 학습 내용 정리 GUIDING QUESTION · 오늘의 질문 지금 지구에서 가장 큰 곤충도 손바닥만 합니다. 그런데 3억 년 전에는 매만 한 잠자리가 있었습니다. 곤충의 크기를 가로막는 벽은 대체 무엇일까요? 약 30~35% 당시 대기 산소 (현재 21%) 약 70 cm 메가네우라의 날개폭 2.5 m 이상 아르트로플레우라의 몸길이 6천만 년 석탄기가 이어진 기간 곤충은 숨을 쉬지 않는다 나무가 산소를 쌓았다 거대해진 것들 불타는 세계 거인의 시대는 왜 끝났나 Ⅱ평가 문항 1서술형 배점 곤충은 확산으로, 사람은 혈액 순환으로 산소를 옮깁니다. 왜 곤충은 순환계를 발달시키지 않았을까요? 작은 몸에서 확산이 갖는 장점은 무엇일지 생각해 보세요. 2서술형 배점 산소가 높으면 산불이 늘고, 산불이 늘면 식물이 줄고, 식물이 줄면 산소가 줍니다. 028의 얼음–알베도 되먹임과 비교해 보세요. 두 되먹임은 무엇이 다르고, 그 차이가 지구 시스템에 어떤 의미를 가질까요? 3서술형 배점 우리는 지금 석탄기에 묻힌 탄소를 파내 태우고 있습니다. 3억 년에 걸쳐 저장된 것을 수백 년 만에 되돌리는 셈입니다. 물질 수지 관점에서 이 행위를 한 문장으로 설명해 보세요. 4객관식 정답 곤충의 몸 크기를 제한하는 근본 요인은? ①외골격의 무게 ②기관을 통한 산소 확산 거리의 한계 ③먹이의 부족 ④날개 근육의 힘 5객관식 정답 대기 산소 농도가 높으면 곤충이 더 커질 수 있는 이유는? ①산소가 외골격을 튼튼하게 만들기 때문 ②농도가 높으면 확산이 빨라져 산소가 더 깊이 도달하기 때문 ③산소가 곤충의 성장 호르몬을 자극하기 때문 ④산소가 많으면 먹이가 늘어나기 때문 6객관식 정답 석탄기에 대기 산소가 축적된 핵심 과정은? ①화산이 산소를 뿜었기 때문 ②죽은 식물이 썩지 못한 채 묻혀 유기 탄소가 지하에 갇혔기 때문 ③바다가 산소를 방출했기 때문 ④오존층이 두꺼워졌기 때문 7객관식 정답 '리그닌 분해 균류가 없어서 나무가 썩지 않았다'는 설명에 대한 본문의 입장은? ①완전히 확립된 정설이다 ②분해 균류가 이전부터 있었다는 증거가 나와, 지형·기후 조건을 더 중요하게 보는 견해가 힘을 얻고 있다 ③완전히 틀린 것으로 폐기됐다 ④석탄기에는 나무가 없었으므로 무의미하다 8객관식 정답 석탄기 지층에 목탄 화석이 많은 것이 알려주는 것은? ①당시 인류가 불을 사용했다 ②산소가 풍부해 산불이 매우 빈번했다 ③화산 활동이 활발했다 ④숲이 존재하지 않았다 9객관식 정답 거대 곤충 시대가 끝난 이유로 본문이 제시한 것은? ①새가 등장해 곤충을 모두 잡아먹었기 때문 ②기후 건조화로 매몰 조건이 사라져 산소 농도가 떨어졌기 때문 ③곤충의 유전자가 변했기 때문 ④먹이가 되는 식물이 독성을 갖게 됐기 때문

지구 101 · 고생대 학생용 탐구 과제

석탄기 거대 곤충 — 산소 35%의 세계

날개폭 70cm 잠자리와 2.5m 노래기가 살던 시대. 곤충이 그렇게 커질 수 있었던 이유는 몸이 아니라 공기에 있었다. 그리고 그 공기는 나무가 만들었다.

학년 · 반

이름

날짜

학습 목표

제약 조건 분석 — 무엇이 크기의 한계를 정하는가
물질 수지 사고 — 만들어진 산소가 어디로 가는지 추적하기
가설 비교 — "썩힐 수 없었다" vs "썩을 수 없는 곳에 묻혔다"
되먹임 구분 — 산불은 양의 되먹임인가 음의 되먹임인가

Ⅰ단원 학습 내용 정리

GUIDING QUESTION · 오늘의 질문

지금 지구에서 가장 큰 곤충도 손바닥만 합니다. 그런데 3억 년 전에는 매만 한 잠자리가 있었습니다. 곤충의 크기를 가로막는 벽은 대체 무엇일까요?

약 30~35%

당시 대기 산소 (현재 21%)

약 70 cm

메가네우라의 날개폭

2.5 m 이상

아르트로플레우라의 몸길이

6천만 년

석탄기가 이어진 기간

곤충은 숨을 쉬지 않는다
나무가 산소를 쌓았다
거대해진 것들
불타는 세계
거인의 시대는 왜 끝났나

Ⅱ평가 문항

1서술형 배점

곤충은 확산으로, 사람은 혈액 순환으로 산소를 옮깁니다. 왜 곤충은 순환계를 발달시키지 않았을까요? 작은 몸에서 확산이 갖는 장점은 무엇일지 생각해 보세요.

2서술형 배점

산소가 높으면 산불이 늘고, 산불이 늘면 식물이 줄고, 식물이 줄면 산소가 줍니다. 028의 얼음–알베도 되먹임과 비교해 보세요. 두 되먹임은 무엇이 다르고, 그 차이가 지구 시스템에 어떤 의미를 가질까요?

3서술형 배점

우리는 지금 석탄기에 묻힌 탄소를 파내 태우고 있습니다. 3억 년에 걸쳐 저장된 것을 수백 년 만에 되돌리는 셈입니다. 물질 수지 관점에서 이 행위를 한 문장으로 설명해 보세요.

4객관식 정답

곤충의 몸 크기를 제한하는 근본 요인은?

①외골격의 무게
②기관을 통한 산소 확산 거리의 한계
③먹이의 부족
④날개 근육의 힘

5객관식 정답

대기 산소 농도가 높으면 곤충이 더 커질 수 있는 이유는?

①산소가 외골격을 튼튼하게 만들기 때문
②농도가 높으면 확산이 빨라져 산소가 더 깊이 도달하기 때문
③산소가 곤충의 성장 호르몬을 자극하기 때문
④산소가 많으면 먹이가 늘어나기 때문

6객관식 정답

석탄기에 대기 산소가 축적된 핵심 과정은?

①화산이 산소를 뿜었기 때문
②죽은 식물이 썩지 못한 채 묻혀 유기 탄소가 지하에 갇혔기 때문
③바다가 산소를 방출했기 때문
④오존층이 두꺼워졌기 때문

7객관식 정답

'리그닌 분해 균류가 없어서 나무가 썩지 않았다'는 설명에 대한 본문의 입장은?

①완전히 확립된 정설이다
②분해 균류가 이전부터 있었다는 증거가 나와, 지형·기후 조건을 더 중요하게 보는 견해가 힘을 얻고 있다
③완전히 틀린 것으로 폐기됐다
④석탄기에는 나무가 없었으므로 무의미하다

8객관식 정답

석탄기 지층에 목탄 화석이 많은 것이 알려주는 것은?

①당시 인류가 불을 사용했다
②산소가 풍부해 산불이 매우 빈번했다
③화산 활동이 활발했다
④숲이 존재하지 않았다

9객관식 정답

거대 곤충 시대가 끝난 이유로 본문이 제시한 것은?

①새가 등장해 곤충을 모두 잡아먹었기 때문
②기후 건조화로 매몰 조건이 사라져 산소 농도가 떨어졌기 때문
③곤충의 유전자가 변했기 때문
④먹이가 되는 식물이 독성을 갖게 됐기 때문

지구 101 · 고생대 교사용 별지 · 정답과 해설

석탄기 거대 곤충 — 산소 35%의 세계

날개폭 70cm 잠자리와 2.5m 노래기가 살던 시대. 곤충이 그렇게 커질 수 있었던 이유는 몸이 아니라 공기에 있었다. 그리고 그 공기는 나무가 만들었다.

A객관식 정답과 해설

4번정답 ② 기관을 통한 산소 확산 거리의 한계

곤충은 펌프 없이 확산으로만 산소를 옮깁니다. 확산은 거리가 멀어질수록 급격히 느려지므로 몸이 두꺼워지면 안쪽 세포가 질식합니다.

5번정답 ② 농도가 높으면 확산이 빨라져 산소가 더 깊이 도달하기 때문

확산 속도는 농도 차에 비례합니다. 산소가 풍부하면 같은 시간에 더 멀리 밀려 들어가므로 몸 크기의 상한이 올라갑니다.

6번정답 ② 죽은 식물이 썩지 못한 채 묻혀 유기 탄소가 지하에 갇혔기 때문

광합성만으로는 산소가 쌓이지 않습니다. 나무가 썩으면 산소를 도로 소비하기 때문입니다. 탄소가 묻혀야 그 산소가 대기에 남습니다.

7번정답 ② 분해 균류가 이전부터 있었다는 증거가 나와, 지형·기후 조건을 더 중요하게 보는 견해가 힘을 얻고 있다

'썩힐 수 없었다'보다 '썩을 수 없는 곳에 묻혔다'가 더 정확한 표현입니다. 학계에서 아직 정리 중인 문제입니다.

8번정답 ② 산소가 풍부해 산불이 매우 빈번했다

산소는 연소의 조건입니다. 농도가 높으면 젖은 나무도 탑니다. 이 산불은 산소 농도가 무한정 오르지 못하게 막는 음의 되먹임으로도 작동했습니다.

9번정답 ② 기후 건조화로 매몰 조건이 사라져 산소 농도가 떨어졌기 때문

습지가 마르면서 탄소 매몰이 멈추고 산소가 떨어졌습니다. 여기에 카루 빙하기가 겹쳤고, 이후 페름기 말 대멸종이 남은 것들을 정리합니다.

B교육과정 연계

과목·영역	이 과제와의 연결	성취기준
중학교 과학 — 광합성과 호흡	광합성과 호흡에서 출입하는 물질의 변화. 그 균형이 깨졌을 때 대기 조성이 바뀐다	[9과12-02]
통합과학1 — 지구시스템의 상호작용	생물권(숲)이 기권(산소)과 지권(석탄)을 동시에 바꾼 연쇄. 권역 간 물질 순환의 대표 사례	[10통과1-03-01]
통합과학2 — 산화와 환원	화석 연료의 기원. 지금 태우는 석탄이 3억 년 전 묻힌 탄소이며, 태우는 순간 그때 남긴 산소를 되쓴다	[10통과2-01-03]
지구시스템과학 — 탄소·산소 순환	유기 탄소 매몰이 대기 산소를 좌우하는 원리. 지권·기권·생물권의 장기 되먹임	[12지시01-02]

C수업 활용 안내

이렇게 쓰면 좋습니다 Ⅰ은 예습·정리용입니다. 웹 레슨을 읽고 채우게 하면 20분 안팎이 걸립니다. 서술형 문항은 정답이 하나가 아닌 열린 질문이라 모둠 토론이나 서술형 평가에 적합합니다. 객관식은 웹에서 즉시 채점되므로, 지면으로 푼 뒤 이 별지로 확인시켜도 됩니다.

이용 범위 학교·학원 수업에서 인쇄해 배부하시는 것은 자유입니다. 출처 표시도 필요 없습니다. 그 밖의 활용은 사이트의 이용약관을 확인해 주세요.

웹 레슨 https://101scenes.com/ko/earth/049-carboniferous-giants/