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왜 사람은 운동하면 숨이 차고 호흡이 빨라질까?
안녕하세요.사람이 운동할 때 숨이 차고 호흡이 빨라지는 현상은 몸이 에너지를 빠르게 생산하기 위해 더 많은 산소를 필요로 하기 때문인데요 운동은 근육 활동을 급격히 증가시키므로, 에너지 소비량과 산소 요구량이 평상시보다 훨씬 커지게 됩니다. 운동 중 숨이 차는 이유는 ATP 생산량 증가 필요성 때문입니다. 근육이 수축하려면 ATP라는 에너지가 필요합니다. 평소에는 산소를 이용한 호기성 호흡으로 ATP를 안정적으로 만들지만, 운동을 시작하면 갑자기 많은 ATP가 필요하기 때문에 산소 요구량이 폭발적으로 증가합니다. 따라서 몸은 호흡수를 늘려 산소 흡입 증가시키고 심박수를 높여 산소를 근육에 더 빨리 공급을 통해 에너지 생산 효율을 높입니다.또한 운동 중 근육에서 ATP 생성 과정이 활발해지면 CO₂의 생성량도 증가합니다. 피 속의 이산화탄소가 많아지면 산성이 되어 혈액 pH가 떨어질 수 있습니다. 이를 막기 위해 폐에서 CO₂를 더 빨리 배출하고 결과적으로 호흡 속도와 깊이가 증가하는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.23
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여름에 모기가 사람을 더 자주 무는 조건은 무엇인가요?
안녕하세요. 말씀하신 것처럼 여름철에 모기가 사람을 더 자주 무는 경우가 있습니다.모기는 흡혈 전에 사람을 찾아내는 과정에서 이산화탄소, 체온, 체취, 땀 성분, 습도, 피부 미생물 등을 통해 대상을 선택합니다. 사람이 숨을 쉴 때 내뿜는 이산화탄소 농도는 모기의 가장 강력한 유인 신호인데요, 호흡량이 많은 사람은 더 많이 유인되고 모기는 CO₂ 변화를 약20~50m 거리에서도 감지할 수 있습니다.또한 모기는 따뜻한 표면을 감지하여 혈관의 위치를 판단합니다. 체온이 높은 사람, 운동 직후, 술 마신 후, 임산부는 모기에게 더 매력적입니다. 이와 함께 땀 속의 젖산, 암모니아, 지방산 등은 모기가 선호하는 화학적 유인물질인데요 운동 후, 땀을 많이 흘린 후 모기가 더 몰리는 이유입니다.게다가 사람의 피부에는 수조 개의 미생물이 서식하며, 이 미생물들이 땀을 분해할 때 나는 냄새 조합이 사람마다 다릅니다. 특히 발 냄새, 겨드랑이 냄새는 모기의 강한 유인 물질입니다. 즉, 피 냄새 때문이 아니라 체취의 화학적 성분이 모기를 끌어당기는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.23
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뉴클레오타이드의 syn, anti형
안녕하세요.질문해주신 뉴클레오타이드의 syn형과 anti형은 염기가 당 위에서 어떤 방향으로 회전하여 위치하느냐에 따라 구분되는 입체적 구조 차이입니다. 즉, 염기가 당의 중심축을 기준으로 회전한 결과 만들어지는 두 가지 대표적인 형태라고 이해하시면 됩니다.뉴클레오타이드는 당의 1번 탄소(C1')에 염기가 결합하는데요, 이때 염기가 당 위에 어떤 방향으로 누워 있느냐에 따라 다음과 같이 달라집니다.우선 anti형은 염기가 당으로부터 바깥쪽, 즉 떨어진 방향으로 기울어진 상태입니다. 가장 안정적이며 자연에서 대부분의 DNA와 RNA가 이 상태이고 이 형태일 때 이중나선 구조가 정상적으로 형성됩니다.다음으로 syn형은 염기가 당쪽으로 안쪽, 즉 내부 방향을 향하여 겹치듯이 기울어진 상태입니다. 입체적 충돌 때문에 일반적으로는 불리하며 잘 나타나지 않지만 퓨린계 염기에서 일부 존재할 수 있으며, 특히 Z-DNA에서는 구아닌이 syn형으로 존재하는 것이 특징입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.23
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본인이 멀티태스커 라고 하는 사람들이 있는데, 사람이 진짜 멀티태스킹이 가능한가?
안녕하세요. 인간은 실제 의미의 진짜 멀티태스킹을 거의 할 수 없습니다. 두 가지 일을 독립적으로 동시에 완전히 집중하여 처리하는 것은 뇌의 구조상 대부분 불가능한 것으로 밝혀져 있는데요, 사람이 멀티태스킹이라고 느끼는 대부분의 경우는 두 작업 사이를 매우 빠르게 전환하는 것입니다.인간은 멀티태스킹이 어려운 이유는 뇌의 전전두엽의 구조 때문인데요, 전전두엽은 주의 집중, 판단, 계획, 작업 기억을 담당하는데 이 부위는 한 번에 하나의 주요 인지 업무만 처리하는 것이 원칙입니다. 두 가지 복잡한 과제를 동시에 수행하려고 하면 전전두엽이 과제 간 전환을 반복하며 전환할 때마다 시간이 소모되고 집중력이 분산되어 실수율이 증가하는 것으로 나타나 있습니다.예를 들어서 음악 듣기는 대부분 자동처리 단계로 뇌 자원을 거의 소모하지 않는데요, 그러나 가사가 있는 음악은 언어 처리 영역을 방해하여 공부 효율을 현저히 떨어뜨립니다. 그래서 많은 사람이 음악을 들으면서도 충분히 다른 일을 한다고 느끼지만 실제로는 음악이 아주 낮은 인지 부담을 가진 상태라 가능한 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.22
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물고기는 상처 발생시에 어떻게 해서 치유과정을 거치게 되는지 궁금해여?
안녕하세요.물고기는 물속에서 살아가기 때문에 상처 부위가 바로 물과 접촉하게 되고, 육지 동물처럼 두꺼운 피부나 딱딱한 딱지가 생기기 어렵습니다. 하지만 물고기도 사람과 마찬가지로 혈소판이 있으며, 상처가 생기면 혈소판이 상처 부위에 모여 혈액 응고를 시작합니다. 다만 육상 동물처럼 건조한 딱지가 두껍게 형성되기보다는 얇고 젤리 같은 막 형태로 응고층이 형성됩니다. 이 막은 물속에서도 쉽게 떨어지지 않고 상처 부위를 보호해 줍니다.또한 물고기 피부에는 항상 점액층이 존재합니다. 상처가 생기면 점액 분비가 더 증가하여 세균 침투를 막고 상처 표면을 덮어 물리적 보호막을 형성하며 회복에 필요한 세포가 자리 잡도록 도와줍니다. 즉 개구리의 점액 보호 메커니즘과 매우 유사하다고 보시면 됩니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.22
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오메가3와 멸치복용 차이점 궁금합니다
안녕하세요. 오메가-3 영양제는 EPA와 DHA를 고농도로 농축하여 한 번에 많은 양을 섭취하게 만드는 형태인 반면 멸치와 같은 자연식품은 EPA·DHA 함량이 매우 적고, 단백질·칼슘·비타민 등 다양한 영양성분이 함께 포함된 상태로 천천히 흡수됩니다.멸치를 많이 먹으면 EPA+DHA 2,000mg을 넘길 수 있을지에 대해선 현실적으로 거의 불가능합니다. 작은 멸치의 경우 EPA+DHA 총량은 약 200~300mg 정도입니다. 즉, EPA+DHA 2,000mg을 자연식으로 채우려면 멸치를 하루에 700~1,000g 이상 드셔야 합니다. 이는 사실상 먹기 어렵고, 그 전에 나트륨 과다, 단백질 과다, 칼슘 과잉 등의 다른 부작용이 먼저 나타납니다.따라서 일반적으로 영양제는 하루 1,000mg 전후(EPA+DHA합)를 권장하는 경우가 많습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.22
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물고기의 부레병은 어떻게 생겨나는 것인지 궁금해여?
안녕하세요.물고기가 뒤집히거나 몸의 균형을 잡지 못하고 떠오르거나 가라앉지 못하는 증상은 흔히 부레병이라고 부르는데요, 이 질환은 물고기 몸속의 부레 기능이 제대로 작동하지 못해 부력을 조절할 수 없게 되는 상태를 의미합니다.부레는 물고기가 수심에 따라 부력을 조절하여 떠오르거나 가라앉을 수 있도록 도와주는 기관입니다. 이 부레에 문제 발생 시 가스 압력 조절이 제대로 이루어지지 않아 방향감각과 균형을 잃습니다.부레병의 주요 원인은 장이 팽창하면 부레를 눌러 위치와 압력이 변하거나 세균성 감염으로 인해 부레 내부에 염증 발생하여 가스 조절 기능 저하했을 수 있습니다. 다만 이렇다고 해서 즉시 죽는 것은 아니며, 부레 기능만 일시적으로 장애가 생긴 상태일 수 있습니다.과식 또는 변비가 원인일 경우 금식만으로도 회복되는 경우가 매우 많고 물속 암모니아와 아질산 농도가 높으면 염증 발생을 촉진하기 때문에 부분 환수(20~30%)만 정기적으로 시행해주시면 좋을 것 같습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.22
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식물이 창문 방향으로만 기울어 자라는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.식물이 창문 방향으로 기울어 자라는 현상은 굴광성이라고 부르는 생리학적 반응 때문인데요, 이는 식물이 빛을 감지하고 그 방향으로 성장 속도를 조절하여 결과적으로 빛 쪽으로 몸을 기울이는 과정입니다.식물이 빛 쪽으로 굽어지는 과학적 원리는 옥신의 이동 때문인데요, 식물의 줄기에는 옥신이라는 대표적인 생장 호르몬이 존재합니다. 옥신은 세포 분열과 신장을 촉진하여 줄기가 자라도록 하는 역할을 합니다. 빛이 한쪽 방향에서 비추면, 빛을 직접 받은 면의 옥신 농도는 감소하고그늘진 반대쪽 면에는 옥신이 더 많이 이동하여 농도가 높아집니다. 결과적으로, 그늘진 쪽 세포가 더 길게 성장하고 줄기가 빛을 향해 굽어지는 형태의 성장합니다. 즉, 식물은 균일하게 자라지 않고 한쪽 면이 더 빨리 자라기 때문에 빛 쪽으로 방향이 틀어지게 됩니다.이때 빛은 식물이 광합성을 통해 에너지를 얻는 필수 요소이기 때문에, 더 많은 빛을 확보해야 생존 가능성이 높아지며 경쟁 상황에서 유리하게 작용합니다. 진화적으로 유리한 이 특성이 선택되어 굴광성이라는 생리적 메커니즘이 유지되어온 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.22
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식물이 햇빛 대신 LED 불빛을 받아도 잘 자라는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.요즘 실내 재배에서 LED 조명을 사용해도 식물이 잘 자라는 이유는 식물이 빛의 파장을 이용해 광합성하기 때문인데요, 식물이 필요로 하는 것은 빛 에너지이지, 햇빛 자체가 아닙니다. 식물의 광합성은 엽록소가 특정 파장의 빛을 흡수하여 일어나는 반응입니다. 특히 잘 흡수하는 빛은 청색광 (약 450nm), 적색광 (약 660nm)인데요 햇빛은 여러 파장이 섞인 백색광이지만, 광합성에 꼭 필요한 파장은 이 두 영역이 가장 중요합니다.LED의 장점은 필요한 빛만 딱 맞춤형 공급한다는 것인데요 LED는 파장을 조절할 수 있어 광합성 효율이 가장 높은 청색+적색 조명 비율로 만들 수 있습니다. 이 때문에 겨울, 실내, 지하 등에서도 채소, 과일을 생산할 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.22
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왜 고양이는 항상 발부터 착지할 수 있나요?
안녕하세요.고양이가 높은 곳에서 떨어져도 거의 항상 발부터 착지할 수 있는 이유는 생물학적 구조와 신경 조절 능력 때문이고 이를 바로서기 반사라고 부릅니다.고양이는 공중에서 몸의 방향을 조절하여 머리가 위, 다리가 아래로 향하도록 자세를 재정렬하는 반사 운동을 가지고 있는데요 이 반응은 생후 약 3주부터 나타나며, 7주가 되면 거의 완성됩니다.또한 고양이의 내이의 전정기관은 인간보다 훨씬 민감하며 이 평형 감각 기관이 공중에서 몸이 어떤 방향으로 회전했는지 즉시 감지하고, 뇌가 척추와 근육에 명령을 내려 몸을 회전시킵니다. 이때 고양이의 척추는 매우 많은 수의 분절로 이루어져 있고, 관절 가동 범위가 크며 유연성 매우 높습니다. 그래서 고양이는 공중에서도 머리–앞다리–몸통–뒷다리 순서로 회전하여 몸을 뒤집을 수 있습니다. 이와 함께 꼬리는 몸의 회전을 조절하는 균형추 역할을 하는데요, 꼬리를 좌우로 움직여 회전 관성을 조절해 안정적으로 방향을 잡습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.21
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