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근육의 수축과정이 탈분극이고 근육의 이완과정이 재분극인가요??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.근육의 수축 과정은 다음 순서로 진행됩니다.신경세포의 활동전위가 근육세포의 수용체에 도달합니다.근육세포의 수용체가 활성화되면서 세포막의 Ca2+ 채널이 열립니다.Ca2+ 이온이 세포막의 안쪽으로 들어오게 되면서 트로포닌-트로포미오신 복합체가 변형됩니다.트로포닌-트로포미오신 복합체의 변형으로 인해 미오신 필라멘트가 액틴 필라멘트에 결합할 수 있게 됩니다.미오신 필라멘트가 액틴 필라멘트에 결합하면서 근육 세포가 수축합니다.이 과정에서 막전위는 다음과 같은 역할을 합니다.신경세포의 활동전위는 근육세포의 수용체에 도달하여 근육세포를 자극합니다.근육세포의 수용체가 활성화되면서 세포막의 Ca2+ 채널이 열립니다.근육의 이완 과정은 다음과 같은 단계로 이루어집니다.근육세포에서 ATP가 분해되면서 미오신 필라멘트와 액틴 필라멘트 사이의 결합이 끊어집니다.결합이 끊어진 미오신 필라멘트와 액틴 필라멘트는 원래의 위치로 돌아갑니다.세포막의 Ca2+ 채널이 닫히면서 세포막의 내부 Ca2+ 농도가 낮아집니다.근육세포에서 ATP가 분해되면서 미오신 필라멘트와 액틴 필라멘트 사이의 결합이 끊어집니다.세포막의 Ca2+ 채널이 닫히면서 세포막의 내부 Ca2+ 농도가 낮아집니다.따라서 근육의 수축과이완 과정은 모두 막전위의 변화에 의해 이루어진다고 할 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
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물리
24.01.14
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근육의 수축과 이완 과정을 "흥분, 전도, 막전위" 를 사용해서 설명해야하는데 자세한 과정이 뭔가요??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.막전위는 세포막의 양쪽 사이의 전위차를 말합니다. 세포막의 안쪽은 바깥쪽보다 음(-)으로 대전되어 있습니다. 세포막의 양쪽 사이의 전위차를 세포막 전위라고도 합니다.막전위는 세포막의 이온 투과성 차이에 의해 생성됩니다. 세포막은 단백질로 이루어진 이온 채널을 가지고 있는데 이온 채널은 특정 이온만 통과하도록 설계되어 있습니다.세포막의 안쪽에는 주로 K+ 이온이 바깥쪽에는 주로 Na+ 이온이 존재합니다. K+ 이온은 세포막의 안쪽에서 바깥쪽으로 Na+ 이온은 세포막의 바깥쪽에서 안쪽으로 확산하려는 경향이 있습니다.세포막에는 K+ 이온 채널이 많고 Na+ 이온 채널이 적기 때문에 K+ 이온은 세포막의 안쪽에서 바깥쪽으로 쉽게 확산되지만 Na+ 이온은 세포막의 바깥쪽에서 안쪽으로 쉽게 확산되지 않습니다.이로 인해 세포막의 안쪽은 바깥쪽보다 음(-)으로 대전되게 되고 세포막 전위가 형성됩니다.활동전위는 세포막의 전위가 급격히 변하는 현상을 말합니다. 활동전위는 신경세포에서 주로 발생하며 근육세포로 자극을 전달하는 역할을 합니다.활동전위는 다음과 같은 과정으로 발생합니다.탈분극 : 세포막의 Na+ 채널이 열리면서 Na+ 이온이 세포막의 안쪽으로 들어오게 됩니다. 이로 인해 세포막의 전위가 점차 0에 가까워집니다.역치 도달 : 세포막의 전위가 역치에 도달하면 Na+ 채널이 닫히고 K+ 채널이 열리게 됩니다.재분극 : K+ 이온이 세포막의 바깥쪽으로 나가면서 세포막의 전위가 점차 음(-)으로 되돌아갑니다.불활성화 : Na+ 채널이 불활성화되면서 Na+ 이온이 세포막의 안쪽으로 더 이상 들어오지 않습니다.활동전위는 신경세포의 축삭을 따라 전달되며 근육세포의 수용체에 도달하면 근육세포의 활동전위를 발생시킵니다.차등전위는 신경세포의 축삭을 따라 활동전위가 전달되는 과정에서 발생하는 전위차를 말합니다. 차등전위는 활동전위의 전류가 축삭의 내막과 외막 사이에 전위차를 형성하면서 발생합니다.차등전위는 활동전위의 전달을 촉진하는 역할을 합니다. 활동전위가 축삭의 한 부분을 지나면이 부분의 막전위는 음(-)으로 변합니다.다음 부분의 막전위는 점차 0에 가까워지게 되고 활동전위의 전달이 촉진됩니다.신경세포에서 근육세포로 자극을 전달하는 과정은 가장 먼저 신경세포의 수용체가 자극을 받습니다.자극이 신경세포의 축삭을 따라 활동전위로 전달됩니다.활동전위가 근육세포의 수용체에 도달합니다.근육세포의 활동전위가 발생합니다.근육세포가 수축합니다. 이 과정을 통해 신경세포는 근육세포에 자극을 전달하고 근육세포는 수축하여 운동을 수행합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
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물리
24.01.14
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유도기전력 유도하는 공식인데 어떻게해서 이렇게 나오는지 알고싶습니다
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.유도기전력은 자기장의 변화에 의해 생기는 전기력입니다. 유도기전력을 유도하는 법은 자기장을 변화시키는 것입니다.자기장의 세기를 변화시키거나 자기장의 방향을 변화시키거나 자기장의 모양을 변화시킬수 있습니다.유도기전력 공식은 다음과 같습니다.e = blve는 유도기전력(V)b는 자기장 세기(T)l은 도체의 길이(m)v는 도체의 속도(m/s)이 공식은 다음과 같은 원리에서 유도됩니다.자기장이 변화하면 자기장이 도체를 통과할 때 도체 내부의 전자들이 힘을 받게 됩니다. 이 힘을 로렌츠 힘이라고 합니다. 로렌츠 힘은 전자의 속도와 자기장의 세기에 비례합니다.자기장의 세기가 크거나 전자의 속도가 빠르면 로렌츠 힘도 커집니다. 로렌츠 힘이 커지면 도체 내부의 전자들이 움직이게 되고 이로 인해 전류가 흐르게 됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
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전기·전자
24.01.14
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초전도체 개발 현황 관련 질문입니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.2023년에 한국의 퀀텀에너지연구소가 납 구리 인회석을 결합한 새로운 결정구조인 LK-99가 상온에서 초전도성을 보인다는 논문을 발표했습니다. 이 논문은 세계적으로 큰 화제를 불러일으켰고 한국이 상온 초전도체 개발에 성공했다는 기대감이 높아졌습니다.LK-99의 상온 초전도성은 여러 연구진의 검증을 통해 부정되었습니다. 2023년 8월 중국 베이징 대학과 중국과학원 독일 막스 플랑크 연구소 등은 LK-99의 결정구조가 논문에서 발표된 것과 다르고 상온 초전도성을 보이지 않는다는 연구 결과를 발표했습니다.한국초전도저온학회는 2023년 12월에 LK-99의 상온 초전도성을 검증하기 위한 국내 검증위원회를 구성하여 연구를 진행했습니다. 검증위원회는 LK-99의 결정구조와 물성을 분석한 결과상온 초전도성이 없다는 결론을 내렸습니다.현재까지 LK-99는 상온 초전도체가 아닌 것으로 밝혀졌습니다. 한국의 상온 초전도체 개발은 아직까지 성공하지 못한 것으로 보입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
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전기·전자
24.01.14
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핵융합에 필요한 연료는 무한으로 가동가능한가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.가벼운 원자끼리 융합해서 만들어진 질량이 약간 적은 무거운 핵이 또 무거운 핵과 융합할 수 있습니다. 질량 차이에 해당하는 에너지가 방출됩니다.수소 두 개가 융합하여 헬륨 하나를 만들면 약 0.7%의 질량이 에너지로 방출됩니다. 이 에너지는 빛 열 중성자 등의 형태로 방출됩니다.헬륨 두 개가 융합하여 탄소 하나를 만들면 약 7.2%의 질량이 에너지로 방출됩니다. 이 에너지는 빛 열 중성자 등의 형태로 방출됩니다.핵융합 반응은 별에서 일어나는 에너지의 원천입니다. 태양은 수소와 헬륨 원자가 핵융합 반응을 통해 에너지를 방출하면서 빛과 열을 내뿜습니다.핵융합 반응은 고온과 고압이 필요한 반응이기 때문에 지구에서는 실험실에서만 이루어지고 있습니다. 핵융합 반응을 이용한 발전은 무한한 에너지원을 제공할 수 있는 잠재력이 있기 때문에 많은 연구가 진행되고 있습니다.핵융합 반응이 일어나는 과정에서는 질량이 감소하기 때문에 핵융합 반응은 항상 에너지를 방출하는 반응입니다. 가벼운 원자끼리 융합해서 만들어진 질량이 약간 적은 무거운 핵이 또 무거운 핵과 융합할 수 있고 이때에도 질량 차이에 해당하는 에너지가 방출됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
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화학
24.01.14
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Protease에 민감한 세포를 계대배양하는 방법은?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.세포 subculture를 할 때 세포를 배지 표면으로부터 분리하기 위해서 트립신을 사용합니다. 트립신은 단백질 분해 효소로 세포를 구성하는 단백질을 분해하여 세포를 떨어뜨리는 역할을 합니다.일부 세포는 트립신에 민감하여 트립신을 처리하면 세포가 손상되거나 죽을 수 있습니다. 콜로니를 채취하는 방법은 트립신을 사용하지 않고 세포를 분리하는 방법입니다.세포가 빽빽하게 배양되어 있는 경우에 효과적입니다.세포가 배양된 플레이트를 37도에서 5분에서 10분 동안 배양합니다. 세포가 콜로니를 형성합니다. 콜로니가 형성되면 플레이트의 가장자리를 따라 칼이나 유리막자 등을 사용하여 콜로니를 채취합니다. 세포를 용해하는 방법은 세포를 트립신으로 용해한 후 세포를 분리하는 방법입니다. 이 방법은 트립신에 민감한 세포를 subculture할 때 효과적입니다.세포가 배양된 플레이트에 트립신을 처리합니다. 트립신을 처리한 후 37도에서 5~10분 동안 배양합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
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생물·생명
24.01.14
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탄산염과 염산과의 반응에서 이산화탄소를 발생시킬 때
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.탄산염과 염산의 반응은 다음과 같은 화학 반응식과 같습니다.M2CO3 + 2HCl → 2MCl + CO2↑여기서 M은 탄산염의 금속 원소입니다.탄산칼슘이나 탄산바륨은 염산과 반응하여 생성되는 염화물의 용해도가 낮습니다. 탄산칼슘이나 탄산바륨을 사용하여 이산화탄소를 발생시키면 생성된 염화물이 용액에 남아서 이산화탄소의 발생량을 감소시킬 수 있습니다.반면 탄산칼륨 탄산나트륨 탄산리튬은 염산과 반응하여 생성되는 염화물의 용해도가 높습니다. 탄산칼륨 탄산나트륨 탄산리튬을 사용하여 이산화탄소를 발생시키면 생성된 염화물이 용액에 잘 녹아서 이산화탄소의 발생량을 증가시킬 수 있습니다.따라서 탄산염과 염산과의 반응에서 이산화탄소를 발생시킬 때는 탄산칼슘이나 탄산바륨보다 탄산칼륨, 탄산나트륨 ,탄산칼륨 탄산나트륨 탄산리튬은 염산과 반응하여 생성되는 염화물의 용해도가 높아서 생성된 염화물이 용액에 잘 녹아서 이산화탄소의 발생량을 증가시킬 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
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화학
24.01.14
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젤라틴은 왜 굳는 성질이 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.젤라틴은 동물의 뼈 가죽 연골 등을 가수분해하여얻은 단백질입니다. 젤라틴은 긴 사슬 모양의 단백질로 이루어져 있습니다. 젤라틴이 액체에 녹으면 단백질 사슬이 풀리면서 물 분자와 결합합니다. 단백질 사슬이 서로 얽히고설키면서 3차원 구조의 그물망을 형성합니다. 그물망이 액체를 가두어 굳히는 역할을 합니다.젤라틴이 굳는 온도는 35도에서 40도 정도입니다. 젤리를 만들 때는 끓는 물에 젤라틴을 녹이고 식을 때까지 식혀줍니다. 젤라틴이 굳으면 액체가 젤라틴의 그물망에 갇혀서 고체처럼 됩니다.젤라틴의 굳는 정도는 젤라틴의 함량과 온도에 따라 달라집니다. 젤라틴의 함량이 높을수록 젤리가 더 단단하게 굳습니다. 온도가 낮을수록 젤리가 더 천천히 굳습니다.젤라틴은 젤리뿐만 아니라 푸딩 아이스크림 과자 화장품 등 다양한 제품에 사용됩니다. 젤라틴은 액체를 굳히는 기능뿐만 아니라 고소한 맛과 탄성을 주는 기능도 가지고 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 /
화학
24.01.14
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걷기운동이 뇌건강에 좋은 과학적 근거가 있을까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.걷기는 치매 예방에 도움이 된다는 연구 결과가 있습니다. 걷기는 뇌의 혈액 순환을 개선하고신경세포의 성장과 재생을 촉진하며 뇌의 노화를 늦추는 데 도움이 됩니다.걷기는 혈액의 흐름을 증가시켜 뇌에 더 많은 산소와 영양분을 공급합니다. 뇌의 신경세포 활동을 활성화하고 인지 기능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.걷기는 신경세포의 성장과 재생을 촉진하는 신경 성장 인자의 분비를 증가시킵니다. 치매의 원인 중 하나인 신경세포의 손상을 방지하고 뇌의 기능을 유지하는 데 도움이 됩니다.걷기는 뇌의 노화를 촉진하는 활성산소의 생성을 억제합니다. 뇌의 손상을 예방하고 뇌의 기능을 유지하는 데 도움이 됩니다.매일 꾸준히 걷기를 하면 치매 예방에 도움이 될 수 있습니다. 중년 이후부터는 걷기의 강도와 시간을 점차 늘려가는 것이 좋습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
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생물·생명
24.01.14
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천문학적인 요소들이 지구의 기후 변화에도 영향을 주고 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.지구 기후 변화에 영향을 주는 요소들은 지구 내부에만 존재하는 것은 아닙니다. 우주의 현상들도 지구의 기후 변화에 영향을 줄 수 있습니다.태양 활동은 태양 표면에 발생하는 폭발 흑점 플레어 등의 활동을 말합니다. 태양 활동이 활발할 때는 태양으로부터 지구로 전달되는 에너지가 증가하여 지구의 기온이 상승할 수 있습니다.지구의 공전궤도는 타원형이며 지구의 공전 궤도 길이가 달라짐에 따라 지구가 받는 태양 에너지량이 달라질 수 있습니다. 공전 궤도 길이가 길어지면 태양으로부터 받는 에너지량이 감소하여 지구의 기온이 하강할 수 있습니다.지구의 자전축 기울기는 약 23.5도입니다. 자전축 기울기가 달라짐에 따라 지구의 계절이 달라집니다. 자전축 기울기가 커지면 여름과 겨울의 기온 차이가 커질 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
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지구과학·천문우주
24.01.14
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