답변 내역

안녕하세요. 네, 말씀하신 것처럼 식물의 광합성을 이용하여 전기에너지를 생산해 본 연구가 있습니다. 연세대 기계공학과와 호주 뉴캐슬 화학공학과의 공동 연구에서 식물 광합성 과정에서 얻은 전기에너지로 소형 전자계산기를 구동하는 데 성공한 연구결과가 나온 것인데요, 이는 시금치 엽록체에 존재하는 ‘틸라코이드’라는 광복합체를 활용한 식물 광합성 전지를 개발한 것입니다. 식물은 빛을 흡수하고 물을 분해하는 광합성 과정을 통해 수소이온과 산소, 높은 에너지를 갖는 광합성 전자를 만들냅니다. 이처럼 엽록체 안에 존재하는 광복합체인 틸라코이드에 빛과 물을 공급하면 광합성 전자가 만들어지기 때문에 틸라코이드로 전지를 만들어 친환경 전기 생산에 성공한 것입니다.

안녕하세요. 집에서 할 수 있는 식물 관련 실험으로 '식물 색소 추출 및 pH 변화 관찰 실험'을 추천드립니다. 우선 필요한 준비물은 적양배추, 물, 냄비, 여러 가지 pH 용액 [ex. 식초(산성), 물(중성), 베이킹소다(염기성)]입니다. 우선 양배추를 적당한 크기로 잘라서 물을 받은 냄비에 넣고 색소가 추출될 수 있도록 충분히 끓여주세요. 다음으로 식초(산성), 물(중성), 배이킹 소다(염기성)를 녹인 물을 각각 종이컵에 동일한 양으로 준비해주세요. 이후에 양배추로부터 추출한 색소가 퍼진 물을 각각의 종이컵에 동일한 양씩 부어주시고, 색 변화를 관찰해보시면 됩니다. 식초 (산성) 에 자주색 양배추 색소를 넣으니 붉은색으로 변할 것이고, 베이킹 소다 (염기성) 에 자주색 양배추 색소를 넣으니 파란색으로 변할 것이며, 물 (중성)에 자주색 양배추 색소를 넣으니 그냥 원래 색깔인 보라색으로 변할 것입니다. 이렇게 서로 다른 pH의 용액과 만나 색 변화가 일어나는 이유는 자주색 양배추에는 안토시아닌이라는 색소가 들어있는데 자연에는 수백가지의 안토시아닌 색소가 있고 안토시아닌 색소는 꽃, 과일, 채소에 들어가 있으며 보라색, 적색을 뛰고 물에 잘 녹는 특성이 있으며 안토시아닌 색소는 PH에 따라 색이 변하는 특성을 가지고 있어 지시약 실험에 사용할 수 있는 것입니다.

안녕하세요. 대부분의 곤충은 알을 낳지만, 모든 곤충이 알을 낳는 것은 아닙니다. 곤충의 생식 방식에는 여러 가지가 있으며, 크게 난생(알을 낳는 것), 태생(새끼를 낳는 것), 그리고 난태생(알이 어미의 몸 안에서 부화하여 새끼로 태어나는 것)으로 구분할 수 있습니다. 물론 대다수의 곤충을 알을 낳아 번식하는 난생을 하며, 대표적인 예시로 나비, 벌, 개미 등이 있습니다. 예외적으로 파리처럼 알이 몸 안에서 부화하여 밖으로 작은 구더기를 낳는 난태생, 일부 진딧물처럼 새끼를 낳는 태생의 방식이 있습니다.

안녕하세요. '갈대'는 외떡잎식물 화본목 벼과에 속하는 여러해살이풀인데요, 습지나 갯가, 호수 주변의 모래땅에 군락을 이루고 자랍니다. 갈대는 일반적으로 매우 강한 생명력을 가지고 있으며, 환경의 변화에 대한 적응력이 뛰어나기 때문에, 폭우나 장마로 인해 쓰러졌더라도 시간이 지나면서 뿌리와 줄기가 튼튼하다면 다시 일어설 가능성이 높습니다.

안녕하세요. '도둑게'는 절지동물 십각목 바위게과의 갑각류이며, 바닷가에 가까운 육상 습지나 냇가의 방축 돌 밑, 논밭 등에서 서식합니다. 우물가나 심지어 부엌에까지 들어가며 여름철에는 해안의 산 위에까지 올라가는데요, 도둑게라는 이름은 부엌에 들어가서 음식물을 훔쳐 먹는다 해서 생겼습니다. 도둑게는 잡식성이기 때문에 무엇이든 잘 먹습니다. 밥풀, 상추, 배추, 과일 등 못 먹는 것이 없으나, 자극적이거나 가공된된 음식은 주지않는 것이 좋으며, 건강을 위해 갑각류 전용 사료를 주는 것을 추천드립니다. 도둑게의 평균 수명은 보통 7~8년이며, 오래 사는 게는 15년까지도 산다고 한다고 합니다. 도둑게는 육지 생활도 하는 게이기 때문에 쉼터를 마련해주는 것이 좋으며, 벽을 타는 것을 좋아하기 때문에 수조 위에 튼튼한 뚜껑을 덮어주는 것이 좋습니다.

안녕하세요. Gibson assembly cloning은 합성 생물학 회사인 Telesis Bio의 최고 기술 책임자이자 공동 창업자인 Gibson의 이름을 따서 명명된, 단일 등온 반응으로 여러 DNA 단편을 결합할 수 있는 분자 복제 방법을 말합니다. 깁슨 어셈블리 master mix는 세 가지 서로 다른 효소가 포함되어 있는데요, 각각 T5 exonuclease, DNA polymerase, DNA ligase입니다. T5 exonuclease는 5'→3' 방향으로 DNA의 단일 가닥을 잘라내는 효소인데요, DNA 조각의 5' 말단에서 뉴클레오타이드를 제거하여 단일 가닥의 오버행(지속적으로 남아있는 DNA 서열)을 생성합니다. DNA polymerase는 DNA 합성 효소로, 3' 말단에서 새로운 뉴클레오타이드를 추가하여 DNA의 간극을 채우는 역할을 합니다. 마지막으로 DNA ligase는 DNA 조각 간의 인산-당 결합을 형성하여 두 조각을 연결하는 효소입니다. 이 효소는 DNA의 3' OH와 5' phosphate 그룹 사이의 결합을 형성하여, 두 조각이 안정적으로 결합되도록 돕습니다.

안녕하세요. '증산작용'이란 식물 잎의 기공을 통해 물이 수증기가 되어 식물체 밖으로 빠져나가는 현상을 말하는데요, 증산 작용은 뿌리에서 흡수한 물을 잎까지 끌어올려 광합성에 공급함과 동시에 뿌리에서 계속 물을 흡수하도록 하며, 식물체의 온도 조절에 관여합니다. 물이 수증기로 기화 될 때 주위에서 기화열을 빼앗아 가는데, 이 과정에서 증산 작용을 통해 식물체의 온도를 낮출 수 있는 것입니다. 이는 마치 사람이 더울 때 땀을 흘려 몸의 온도를 낮추는 것과 동일한 원리라고 할 수 있습니다. 반면에 겨울철 건조한 기후가 되면 식물은 '앱시스산'이라고 하는 신호전달호르몬을 분비하는데요, 이를 통해 증산작용으로 수분을 빼앗기지 않도록 기공을 닫습니다. 이렇게 기공을 닫게 되면 대기로부터 이산화탄소도 받아들일 수 없고, 햇빛의 양도 적어 광합성에 적합하지 않으니 잎을 떨어뜨리는 것입니다.

안녕하세요. 생명체의 모든 구조물은 세포 증식에 의해 형성되는데 손가락과 발가락은 일정부분 세포사멸로 이뤄지는 것인데요, 따라서 태아의 몸통에서 처음 나온 손은 주걱처럼 뭉툭하게 생겼지만, 여기에 다섯 개의 손가락과 발가락을 뺀 나머지 부분의 세포가 자가 사멸하여 손가락과 발가락이 만들어지는 것입니다. 이러한 손가락은 진화 과정에서 손의 기능을 향상시키기 위해 발달했는데요, 손가락의 주요 역할은 다양한 물체를 잡고 조작하는 것입니다. 인간을 포함한 많은 동물들이 손가락을 이용해 물건을 집거나 조작하는 능력을 발전시켰고, 이는 생존과 번식에 유리한 조건을 제공합니다. 손가락은 물체를 잡고, 조작하며, 도구를 사용하는 데 필수적입니다. 인간의 손은 정밀한 작업이 가능하도록 진화했으며, 이는 기술적 진보와 문화적 발전을 가능하게 했습니다. 손가락이 없었다면 이러한 정밀한 조작이 어려웠을 것이고, 이는 생존과 생활에 큰 불편을 초래했을 것입니다.

안녕하세요. '다인자 유전'이란 여러 쌍의 대립 유전자들이 작용하여 한 형질이 결정되는 유전 현상을 말합니다. 즉 한 쌍의 대립유전자에 의해서 형질이 결정되는 유전 현상인 단일 인자 유전와 대비 되는 유전 현상이라고 할 수 있으며, 연속적인 표현형의 분포를 나타내는 것이 특징입니다. 다인자 유전에 의한 표현형의 분포는 다인자 유전에 관여하는 각 유전자 쌍들은 표현형에 나타나는 데 미치는 영향력이 동일하며, 다인자 유전에 관여하는 유전자 사이에서 상위(epistasis)가 일어나지 않는다고 가정하는데요, 여기서 '상위'란 두 쌍 이상의 대립유전자가 하나의 형질을 결정할 때, 특정 한 종류의 대립유전자 쌍에 지배되어 표현형이 나타나는 것을 뜻합니다. 이러한 사항들을 가정했을 때 정규분포 곡선을 나타내게 됩니다. 또한 다인자 유전에서는 여러 쌍의 대립유전자가 형질의 표현형에 영향을 미칩니다. 이 대립유전자들은 서로 상호작용하여 결과적인 형질을 결정짓는데, 대문자 유전자는 일반적으로 우성 유전자이며, 형질의 표현에 더 강한 영향을 미치는 경향이 있습니다. 따라서, 대문자 유전자가 많을수록 형질이 더 두드러지거나 강하게 나타나게 됩니다. 유전자 쌍들간에 표현형에 미치는 영향력을 동일하다고 가정했기 때문에 A, a / B, b / D, d 세 쌍의 유전자가 관여한다고 가정했을 때 대문자의 수에 따라서 0개~6개로 형질이 나뉘어지는 것입니다.

안녕하세요. '부레옥잠'은 외떡잎식물 분질배유목 물옥잠과에 속하는 여러해살이풀인데요, 연못에서 떠다니며 자라며 물속에 잠긴 많은 수염뿌리가 수분과 양분을 빨아들이는 수생식물입니다. 외떡잎식물의 경우에는 원뿌리가 거의 자라지 않고 죽어 없어져 줄기의 마디 근처에서 생겨난 가늘고 수가 많은 ‘수염뿌리’를 가지고 있으며, 수염뿌리는 어린뿌리가 자라서 된 원뿌리에 비해 식물체를 잘 지지하지는 못하지만 땅 표면 가까이에 있는 물은 더 잘 흡수하는 장점을 가지고 있습니다.