답변 내역
- 아무래도 여름에는 녹조현상이 심할텐데요, 기사에 많이 접하지는 많지 않다 보니까요, 현재는 어떠할까요?네, 녹조현상은 강이나 호수, 저수지 같은 담수에서 조류 특히 남세균이 이상 증식하여 물 표면이 녹색으로 변하는 현상을 말하는 것인데요 현시점의 대한민국 주요 강과 저수지에서는 여전히 녹조현상이 심각한 수준입니다. 낙동강 전 구간에서 남조류 세포 수가 매우 높은 수준으로 측정되었으며, 일부 지역에서는 ‘관심’ 이상의 조류경보가 여전히 유지되고 있는데요, 아무래도 폭염과 높은 수온 및 영양염류 유입 증가 조건이 여전히 유지되고 있고, 이에 따라서 정부 및 지자체의 적극적인 대응에도 불구하고 완전 해소는 어려운 상황입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.0800
- 우리가 흔히 먹는 과일, 채소는 사실 대부분 인류가 개량한 것이라는데 원래 모습은 얼마나 달랐을까요?네, 말씀해주신 것과 같이 쉽게 볼 수 있는 과일과 채소는 사실 대부분 수천 년에 걸쳐 인류가 선택적으로 개량한 결과물입니다. 예를 들어, 옥수수는 현재 우리가 먹는 달콤하고 알이 큰 형태와 달리, 원래는 멕시코 지역에서 자라던 테오신트라는 풀에서 유래했는데요, 이 시기만 해도 씨앗 알갱이가 몇 개 안 되고 단단해서 사람이 직접 씹어 먹기 어려운 수준이었습니다. 인류가 더 많은 알갱이, 부드러운 식감, 높은 영양가를 기준으로 선택하면서 지금의 옥수수가 된 것입니다. 또한 바나나 역시 야생종은 씨앗이 크고 과육이 적어서 먹기 힘든 과일이었는데요, 우리가 아는 씨 없는 바나나는 사실상 자연 상태에서는 스스로 번식이 어렵고, 사람의 손을 거쳐서만 유지되는 품종입니다.이처럼 우리가 먹는 과일·채소 대부분은 자연 상태의 야생종과는 상당히 달라졌고, 심지어 어떤 것은 인간이 없으면 스스로 유지될 수 없는 수준까지 개량되었습니다. 사실 자연은 항상 변화하고, 생물은 환경과 상호작용하면서 진화해 왔는데요 인간의 선택적 개량도 넓게 보면 ‘자연 선택’의 한 형태, 즉 인간이라는 환경 요인에 의한 선택이라고 볼 수 있습니다. 따라서 우리가 보는 ‘야생 그대로의 자연’도 사실은 수천만 년의 진화와 환경 적응의 산물이니, 절대적인 “순수한 자연”이라는 개념은 존재하기 어렵습니다. 다만 구분하자면, 인간의 의도적 개입이 최소화된 상태를 야생 자연이라 하고, 인간의 목적에 따라 선별된 결과를 재배종이라고 말할 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.085.01명 평가00
- 최근 고온다습한것도 문제지만 옷장내 곰팡이로 머리가 아프네요시중에서 흔히 볼 수 있는 반영구적 제습제는 대부분 흡습 후 건조하면 다시 사용 가능한 제품인데요, 대표적인 예시로는 실리카겔이나 제올라이트가 있습니다. 이와 같은 제습제는 기체 상태의 수분을 흡수한 후 포화되면 열이나 햇빛으로 건조했다가 다시 사용 가능합니다. 반면에 염화칼슘 제습제는 소금처럼 수분과 반응하여 액체로 변하는 성질이 있어, 일단 흡습하면 다시 말려도 완전히 재사용하기 어려우며 즉 소모형이라고 볼 수 있습니다. 따라서 반영구적 재사용이 가능하려면 실리카겔이나 제올라이트 제품을 선택하는 것이 좋습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.0800
- 실제 기체에 대해서는 반데르발스 방정식을 어떤 식으로 보정할 수 있나요?네, 말씀해주신 것처럼 실제 기체는 이상 기체와 달리 분자의 부피와 분자 간 상호작용을 무시할 수 없기 때문에, 이상 기체 방정식 PV=nRT를 그대로 적용하면 오차가 발생합니다. 이를 보정하기 위해 반데르발스 방정식이 사용되는데요, 이 식은 첨부한 사진과 같이 보정을 하게 됩니다. 즉, 실제 기체 분자 사이에는 약한 인력이 작용하는데요, 분자들이 서로 끌어당기므로 이상기체보다 실제 압력이 낮게 측정됩니다. 이를 보정하기 위해 특정 갑을 원래 압력에 더해 이상기체 방정식에 적용합니다.다음으로 실제 분자는 크기가 있어 완전히 점과 같은 존재가 아닙니다. 이상기체 가정에서는 분자 부피를 무시하지만, 고압에서는 분자 자체가 차지하는 공간이 커지는데요, 따라서 전체 부피에서 분자 부피에 해당하는 nb를 빼서 유효 부피로 사용하게 됩니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.0800
- 이상 기체 상태 방정식을 이용할 때 압력과 온도가 매우 높은 상황에서는 왜 실제 기체와 차이가 나나요?이상기체 상태방정식 'PV=nRT'는 기체 분자들이 부피를 갖지 않고, 분자 간 인력이 없다는 이상적인 가정을 전제로 만들어진 식인데요, 따라서 보통 온도와 압력이 극단적이지 않은 조건에서는 실제 기체와 큰 차이가 없지만, 압력과 온도가 매우 높은 경우에는 실제기차와 차이가 발생합니다.우선 압력이 높아지면 기체 분자들이 서로 가까워지는데요 이상 기체는 분자의 자체 부피가 무시 가능하다고 가정하지만, 실제로는 분자가 차지하는 부피가 무시할 수 없게 됩니다. 또한 가까워진 분자들은 서로 반발력과 약한 인력을 경험하게 되는데요, 특히 인력이 무시되지 않으면, 기체가 이상 기체 방정식이 예측하는 압력보다 낮거나 부피가 작게 나타납니다. 결과적으로 고압에서는 실제 기체의 부피가 이상 기체 방정식이 예상한 값보다 작거나, 압력 계산이 달라집니다.다음으로 온도가 높아지면 분자들의 운동 속도가 매우 커지는데요, 이상 기체 방정식은 운동 에너지가 완전히 이상적이라고 가정하지만, 실제 분자 간 충돌은 비탄성적이어서 일부 에너지가 상쇄됩니다. 또한 고온에서는 일부 기체 분자가 분해, 결합, 반응할 수 있는데요, 이런 현상도 이상 기체와 실제 기체 사이의 차이를 유발합니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.0800
- DNA의 복제 방식이 반보존적 복제라는 것은 어떻게 증명할 수 있나요?DNA가 반보존적(semi-conservative) 방식으로 복제된다는 사실은 메셀슨과 스탈(1958)의 실험을 통해 증명되었는데요, 말씀하신 것처럼 원래 DNA의 복제 방식에 대해서는 보존적, 반보존적, 분산적 복제 방식이 가설로 제기되었습니다. 메셀슨과 스탈은 무거운 질소 동위원소(15N)을 사용하여 반보존적 복제 방식이 맞다는 것을 밝혀내었는데요, 우선 대장균을 15N이 풍부한 배지에서 키워 DNA를 무겁게 했습니다. 이후 15N-부모 DNA를 가진 대장균을 14N 배지로 옮기고, 여러 세대로 배양했습니다. 이후 DNA를 고밀도 용액에서 원심분리하여 DNA 가닥의 무게에 따라 층이 형성되는지 확인했습니다. 결과적으로 1세대 후에는 DNA가 중간 밀도로 나타났기 때문에 부모 DNA 한 가닥과 새 가닥 한 가닥이 섞인 구조를 이루었으나, 2세대에서는 두 층이 다 나타나는 것을 보고 반보존적 복제임을 증명한 것입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.085.01명 평가00
- 진핵생물의 생식세포는 어떻게 텔로미어서열을 복원하나요?네, 진핵생물의 생식세포에서 텔로미어 서열을 복원하는 과정은 텔로머레이즈라는 효소가 핵심적인 역할을 하는데요, DNA 복제는 5’→3’ 방향으로만 진행되기 때문에, DNA 말단에서는 프라이머 제거 후 DNA 합성이 완전하지 않아 일부 염기서열이 짧아지는 문제가 생깁니다. 이러한 반복적 단축은 체세포에서는 누적되며, 결국 세포 노화와 분열 정지를 유발하게 됩니다. 반면에 난자, 정자 등 생식세포는 다음 세대로 DNA를 전달해야 하기 때문에 텔로미어가 짧아지면 안되는데요, 따라서 이 세포에서는 텔로머레이즈가 활성화되어 있습니다. 텔로머레이즈는 리보뉴클레오프로테인 복합체(RNP complex)인데요, 텔로머레이즈가 DNA 말단의 3' 끝에 결합하면 TERC RNA를 템플릿으로 사용하여 반복 서열(TTAGGG 등)을 3' 말단에 연장하게 되고, 연장된 3’ 말단을 DNA 폴리메라제가 이용하여 상보적 가닥을 합성함으로써 완전한 텔로미어가 형성될 수 있는 것입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.085.01명 평가00
- 원핵의 DNA 복제 과정에서 지연가닥 합성 시 DNA polymerase 1이 필요한 이유는?네, 말씀해주신 것과 같이 원핵생물의 DNA 복제 과정에서 지연가닥 합성 시 DNA polymerase I이 필요한데요, 우선 DNA는 항상 5’→3’ 방향으로만 합성됩니다. 이때 선도가닥과는 달리 지연가닥은 복제 포크 방향과 반대 방향으로 합성되므로 짧은 조각, 즉 오카자키 단위로 만들어집니다. 각 오카자키 절편은 RNA 프라이머로부터 중합이 시작되는데요, 이때 DNA polymerase III는 주요 DNA 합성 효소로, RNA 프라이머로부터 DNA를 합성하여 오카자키 절편을 만들어냅니다. 그러나 DNA polymerase III는 RNA 프라이머를 제거할 수 없고, RNA로 된 시작점을 DNA로 바꿀 수 없습니다.반면에 DNA polymerase I은 2가지 중요한 기능을 가지고 있는데요, 5’→3’ exonuclease 활성을 통한 RNA 프라이머 제거와 5’→3’ DNA polymerase 활성을 통한 DNA 채움 기능입니다. 따라서 DNA polymerase I 덕분에 RNA 프라이머가 DNA로 교체되고, 지연가닥이 연속된 DNA 사슬로 연결될 수 있는 것이기 때문에 DNA polyerase 1이 필요한 것입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.085.01명 평가00
- 백색소음이 왜 집중력에 도움이 되는건가요?질문해주신 백색소음이 집중력에 도움을 주는 원리는 뇌 과학적 관점에서 뇌의 신호 처리와 주의 집중 메커니즘과 관련이 있습니다. 우선 인간의 뇌는 주변 환경에서 들어오는 모든 자극을 처리하려고 하는데요, 완전히 조용한 환경에서는 미세한 잡음이나 심장 박동, 혈액 흐름, 근육 긴장 등의 체내 신호도 뇌가 잠재적 신호로 인식하여 주의를 분산시킬 수 있습니다. 이 때문에 조용할수록 오히려 산만해지거나 졸음이 몰려올 수 있습니다.이때 백색소음은 모든 가청 주파수의 소리를 균등하게 포함하는 소리를 말하는 것인데요, 이 때문에 특정 주파수에 편향되지 않고 지속적이고 일정한 배경 소리로 작용합니다. 이러한 백색소음은 뇌가 불규칙한 외부 자극에 과민 반응하지 않도록 도와주는데요, 불규칙한 소음보다 일정한 소음이 존재하면 뇌는 이를 배경으로 인식하고, 중요한 과제나 학습 자극에만 주의를 집중시킬 수 있으며 또한 주변 환경의 돌발 소음을 마스킹하여, 외부 방해로 인한 주의 분산을 줄여줄 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.085.01명 평가10
- 지식 레벨업100
- DNA만을 순수 분리하고자 할 때 알칼리 분해법을 사용할 수 있는 이유는 무엇인가요?질문하신 알칼리 분해법을 이용해 DNA만을 선택적으로 분리할 수 있는 이유는 DNA와 RNA가 알칼리 조건에서 갖는 화학적 안정성 차이를 갖기 때문인데요, 우선 DNA는 2′ 위치의 수산화기(–OH)가 없는 2′-deoxyribose를 갖고 있으나 RNA는 2′ 위치에 수산화기(–OH)가 존재하는 리보오스 오탄당을 가집니다.따라서 RNA의 리보스 2′-OH가 염기성 환경에서 자기 가수분해를 일으킬 수 있는데요 구체적으로, OH가 인접한 인산 결합을 공격하여 인산-에스터 결합을 절단하게 되므로, RNA 사슬이 잘게 쪼개집니다. 이 반응은 pH가 높을수록 빠르게 일어나며, RNA가 쉽게 분해됩니다. 반면에 DNA는 2′-deoxyribose이므로 2′-OH가 없고, 따라서 같은 메커니즘으로 가수분해되지 않으며, 결과적으로 DNA는 알칼리 조건에서도 거의 손상되지 않고 안정하게 남는 것입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.085.01명 평가00