김지호님의 학문 분야 답변 목록 - 276 페이지 ㅣ 궁금할 땐, 아하!

전기뱀장어는 어떻게 몸에서 전기를 만들어 낼 수 있나요?

안녕하세요.전기의 성질을 가진 입자를 ‘전하’라고 하는데요, 전하의 종류에는 (+)전하(양성자)와 (-)전하(전자)의 두 종류가 있습니다. 같은 종류의 전하끼리는 밀어내고 다른 종류의 전하끼리는 끌어당기는 성질이 있으며 전하의 흐름으로 전기가 흐르게 됩니다. 생물의 몸속에서는 여러 가지 이온들 때문에 전기 현상이 나타나는데요, 생물의 세포에서 이루어지는 물질 대사로 인해 세포막 안팎의 이온 분포가 균일하지 않습니다. 이온들의 불균일한 분포는 세포막 안팎에서 전위차를 발생시킵니다. 보통 세포 내에는 칼륨 이온(K+)이 많고, 세포 밖에는 나트륨 이온(Na+)이 많이 분포하고 있습니다. 평상시에 세포막은 나트륨 이온보다는 칼륨 이온을 잘 통과시켜서 칼륨 이온이 세포막 밖으로 나갑니다. 그러면 세포 안쪽의 (+)전하가 감소하고, 세포막을 경계로 세포의 바깥쪽이 안쪽보다 전위가 수십 mV 정도 높아집니다. 그러나 신경이나 근육이 흥분하게 되면 세포막의 성질이 변하여 세포 바깥쪽에 있던 나트륨 이온이 세포막을 잘 통과할 수 있게 되어 세포막의 밖에서 안쪽으로 많은 양이 들어오게 됩니다. 그러면 세포막을 경계로 전위가 일반적일 때와 반대로 나타납니다. 이때 전기뱀장어가 몸 안에서 전기를 만들어내는 기관은 ‘가로무늬근’이라는 근육이 변화한 것으로, ‘전기판’과 비슷하게 세포가 겹겹이 쌓인 형태로 되어 있습니다. 이러한 전기판 근육은 마치 수많은 전기 회로가 직렬로 연결된 것처럼 매우 높은 전위차를 만들 수 있습니다. 실제로 남아메리카의 밀림 아마존에 있는 전기뱀장어의 경우에는 약 850V(볼트) 정도의 전위차를 발생시킬 수 있다고 합니다. 전기뱀장어는 몸 전체의 85%가 전기판 근육 세포로 되어 있고, 머리 쪽은 (+)극, 꼬리 쪽은 (-)극 역할을 합니다. 건전지가 직렬로 많이 연결되어 있으면 전압이 높듯이 몸집이 길고 큰 전기뱀장어가 세포의 수가 많아서 전압이 높습니다.

학문 / 생물·생명

24.09.27

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