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참깨와 들깨는 각각 어느 과에 속하는 식물인가요?
안녕하세요. 참깨와 들깨는 생물 분류상 서로 다른 과(Family)에 속하는 식물입니다. 참깨(Sesamum indicum)는 참깨과(Pedaliaceae)에 속하는 식물입니다. 참깨과는 주로 열대와 아열대 지역에서 자라는 여러 종의 식물을 포함하고 있으며, 참깨는 이 과에 속하는 대표적인 작물입니다. 들꺠(Perilla frutescens)는 꿀풀과(Lamiaceae)에 속합니다. 꿀풀과는 전 세계에 분포하는 다양한 초본 식물을 포함하며, 허브나 약용 식물로 널리 알려진 다양한 식물이 포함되어 있습니다. 들깨는 꿀풀과 중에서도 아시아에서 주로 재배되고 소비됩니다.
학문 / 생물·생명
24.10.25
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나무에도 수명이 정해져있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 맞습니다. 나무와 식물에도 일정한 수명이 있으며, 이는 식물의 종류와 환경 조건에 따라 다르게 나타납니다. 일반적으로 나무와 식물의 수명은 동물보다 상대적으로 길며, 어떤 나무는 수백 년에서 수천 년까지 살 수 있습니다. 나무와 식물은 유전적 요인과 환경적 요인에 의해 수명이 정해집니다. 예를 들어, 작은 풀이나 일년생 식물은 생애 주기가 짧고 빠르게 성숙한 후 번식을 마치고 시들어 버립니다. 반면, 목본식물(woody plants)인 나무는 더 오래 생존하며, 일반적으로 몇 십 년에서 몇 백 년까지 살 수 있습니다. 나무의 수명은 나무의 종류, 기후 조건, 토양의 영양 상태, 병해충 노출 등의 요인에 의해 영향을 받습니다. 장수하는 대표적인 나무로는 올리브 나무가 있습니다. 올리브 나무(Olea europaes)는 1000년 이상 생존하는 개체가 많으며, 이는 지중해 지역의 환경에서 적응한 특유의 생리적 특성과 관련이 있습니다. 나무는 생애 동안 세포가 계속 분열하며 성장을 유지하기 때문에, 이론적으로 무한히 살아갈 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 하지만, 자연 상태에서는 영양 부족, 기후 변화, 병해충 등 다양한 요인에 의해 수명이 제한됩니다. 일부 나무는 환경의 어려움을 극복하고 장수할 수 있도록 느린 성장과 조직의 치밀함을 통해 세포 손상을 최소화하며 생존합니다.
학문 / 생물·생명
24.10.25
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목화, 밤송이, 성게가 가지고 있는 공통적인 특징이 어떤 것인가요?
안녕하세요. 목화, 밤송이, 성게, 눈송이와 같은 자연물들은 공통적으로 구조적 대칭성과 방사형 배열, 보호 및 생존을 위한 구조적 특성이라는 중요한 특징을 공유합니다. 이러한 특성들은 각 개체가 처한 환경에서 최적의 생존과 기능을 수행할 수 있도록 진화된 결과입니다. 이들 자연물은 대칭적이고 방사형으로 배열된 구조를 갖추고 있어 전체적으로 균형 잡힌 형태를 띠며, 이는 생리적 또는 환경적 필요에 의해 진화한 특성입니다. 예를 들어, 성게의 가시는 몸의 중심으로부터 방사형으로 펼쳐져 외부의 자극이나 공격으로부터 모든 방향에서 동일하게 방어할 수 있습니다. 목화의 솜털도 방사형으로 퍼져 있어, 씨앗이 주위에 골고루 흩어질 수 있도록 돕습니다. 밤송이의 가시 구조 역시 방사형 배열을 통해 종을 보호하며, 외부의 포식자로부터 효과적으로 방어할 수 있는 장점을 제공합니다. 이들은 각각의 생존을 위해 독특한 방어 메커니즘이나 생존 전략을 갖추고 있습니다. 예를 들어, 밤송이와 성게는 날카로운 가시로 둘러싸여 있어 포식자에게 접근을 어렵게 만듭니다. 목화의 솜털은 씨앗이 바람을 타고 멀리 퍼질 수 있도록 도와, 넓은 범위에 걸쳐 번식할 수 있게 합니다. 이러한 구조는 단순히 생리적 형태를 넘어 개체의 생존율을 높이는 중요한 역할을 합니다. 성게의 가시는 세포벽이 강화된 구조로 구성되어 외부 충격에 저항성을 가집니다. 밤송이의 껍질과 가시도 강력한 물리적 방어막으로 기능하며, 목화의 솜털은 보온과 함께 씨앗을 보호하는 역할을 합니다.
학문 / 생물·생명
24.10.25
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DNA의 구조와 기능이 궁금합니다..
안녕하세요. DNA(Deoxyribonucleic Acid; 디옥시리보핵산)는 모든 생명체의 유전 정보를 저장하고 전달하는 복합 분자입니다. DNA는 이중 나선(double helix)구조를 가지며, 이는 두 가닥의 폴리뉴클레오타이드가 서로 꼬여있는 형태입니다. 각 가닥은 뉴클레오타이드(nucleotide)라는 기본 단위로 구성되며, 뉴클레오타이드는 당(deoxyribose), 인산(phosphate group), 염기(base) 세 부분으로 이루어집니다. 염기는 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G), 시토신(C) 네 종류로 구성되며, 특정 쌍을 이루는 원리로 상보적 결합을 형성합니다. 즉, 아데닌은 티민과, 구아닌은 사이토신과 결합하여, A-T와 G-C의 쌍이 이루어집니다. 이러한 결합 방식이 이중 나선의 안정성을 유지하는데 중요한 역할을 합니다. DNA의 이중 나선 구조는 왼쪽에서 오른쪽으로 꼬여 있으며, 이는 뉴클레오타이드 간의 강력한 수소 결합(hydrogen bond)과 반데르발스 결합(van der Waals forces)에 의해 안정성을 유지합니다. 이 이중 나선 구조는 DNA가 세포 분열 시 효율적으로 복제될 수 있도록 돕습니다. DNA는 유전 정보를 보관하고 ,이를 통해 생명체의 발달과 생리적 기능을 제어하는 두 가지 중요한 역할을 수행합니다. DNA는 세포와 생명체가 기능하는데 필요한 모든 단백질의 설계도를 포함하고 있습니다. 이 유전 정보는 염기 서열의 순서로 암호화되어 있으며, 이러한 순서가 바뀌면 유전자가 달라지고 결과적으로 단백질의 특성이나 기능도 달라집니다. DNA는 단백질 합성을 지시하는 역할을 합니다. 유전자의 염기 서열은 mRNA(messenger RNA)로 전사(transcription)된 후, 리보솜에서 단백질로 translation됩니다. DNA의 특정 염기 서열(코돈)은 아미노산의 순서를 결정하여 단백질의 구조와 기능을 규정합니다. 이를 통해 세포는 필요에 따라 다양한 단백질을 합성하고, 이들 단백질은 신체의 모든 생리적 과정과 반응을 조절합니다.
학문 / 생물·생명
24.10.25
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유전자 발현이 환경 요인에 의해 조절되나요?
안녕하세요. 유전자 발현은 환경적 요인에 의해 조절될 수 있으며, 이는 생명체가 외부 환경 변화에 적응하는데 필수적인 메커니즘입니다. 유전자 발현 조절은 에피제네틱 조절(epigenetic regulation)과 발현 수준의 상향 또는 하향 조절(upregulation, downregulation)이라는 두 가지 주요 메커니즘을 통해 이루어집니다. 이 과정은 외부 요인이 유전자 발현에 미치는 영향을 설명하는데 있어 중요한 역할을 합니다. 에피제네틱 조절은 유전자의 염기 서열 자체에는 변화를 주지 않지만, 유전자 발현에 영향을 미치는 방식으로 조절됩니다. 이 과정에는 DNA 메틸화(DNA methylation)와 히스톤 변형(histone mdification)이 포함됩니다. 예를 들어, 특정 유전자 프로모터 부위의 메틸화는 유전자 발현을 억제하며, 스트레스와 같은 외부 요인은 메틸화 패턴을 변화시켜 특정 유전자의 발현을 억제할 수 있습니다. 또한, 히스톤 단백질에 아세틸기나 메틸기가 추가되거나 제거됨에 따라 DNA가 느슨해지거나 응축되어 유전자 발현이 촉진되거나 억제될 수 있습니다. 이는 영양 상태나 환경적 자극이 히스톤 변형을 통해 특정 유전자의 발현을 조절할 수 있음을 시사합니다. 유전자 발현의 상향 조절과 하향 조절은 특정 유전자가 더 활발히 발현되거나 억제되는 것을 의미합니다. 예를 들어, 고산지대의 산소 부족 환경에서 적혈구 생산을 담당하는 EPO(erythropoietin) 유전자는 상향 조절되어 산소 전달 능력을 높입니다. 이러한 유전자 조절은 생존에 필수적인 기능을 수행하며, 환경 적응에 중요한 역할을 합니다.
학문 / 생물·생명
24.10.25
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충전식 배터리가 방전되고나면 충전이 안되나요?
안녕하세요. 충전식 배터리가 완전히 방전된 후 충전이 어려워지는 이유는 주로 화학적 변화와 배터리 구성 요소의 손상에 있습니다. 차량 배터리와 같은 납축 배터리(lead-acid battery)나 리튬 이온 배터리는 방전이 심할수록 내부에서 비가역적(irreversible)인 변형이 발생해 배터리 성능이 떨어지고, 때로는 충전이 불가능해질 수 있습니다. 납축 배터리가 방전될 때, 황산연(PbSO₄)이 배터리의 양극과 음극에 축적됩니다. 배터리가 정상적으로 충전되면 이 황산연이 다시 황산으로 환원되어야 하는데, 완전히 방전된 상태가 오래 지속되면 황산연이 결정화되어 전극 표면에 고착됩니다. 이로 인해 전기 흐름이 원활하지 않게 되어 배터리 내부 저항이 증가하며, 재충전이 어려워지는 상태에 이르게 됩니다. 또한, 극단적으로 방전된 배터리는 전압이 너무 낮아져 충전 회로에서 충전 가능 상태로 인식되지 않을 수 있습니다. 차량의 충전 시스템이나 보조 배터리로 연결해도 충전이 불가능해지거나 충전 속도가 매우 느려질 수 있습니다. 리튬 이온 배터리도 과방전 상태에 도달하면 화학적 변화가 발생합니다. 리튬 이온이 너무 많이 빠져나가면, 전극이 손상되거나 내부 보호 회로가 활성화되어 충전을 차단할 수 있습니다. 특히 차량용 리튬 배터리는 과방전을 방지하는 보호 회로가 있어 일정 전압 이하로 떨어지면 충전 자체가 차단되도록 설계됩니다. 이는 배티러 수명을 보호하고 안전사고를 예방하기 위한 조치입니다.
학문 / 화학
24.10.25
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유전자 수가 많을수록 고등한 생명체라고 할 수 있나요?
안녕하세요. 유전자 수가 많다고 해서 반드시 더 고등한 생명체라고 할 수는 없습니다. 유전자 수는 생물체의 복잡성을 어느 정도 설명할 수 있지만, 그것이 고등성과 직결되는 것은 아닙니다. 생물의 고등성이나 복잡성은 유전자 수뿐만 아니라 유전자의 조절 방식, 발현의 다양성, 유전자 간 상호작용에 크게 영향을 받습니다. 사람의 유전자 수는 약 2만~2만 5천 개로 추정되며, 이는 다른 많은 생물과 유사하거나 오히려 적을 수도 있습니다. 예를 들어, 벼는 약 3만 7천 개의 유전자를 가지며, 이는 인간보다 훨씬 많습니다. 그러나 벼는 인간에 비해 고등하거나 복잡한 생물로 간주되지 않습니다. 또한, 개미나 벌과 같은 곤충은 놀랍게도 인간과 유사한 수준의 유전자 수를 가지고 있습니다. 생물의 고등성은 유전자 수뿐만 아니라 유전자 조절 기전에 따라 달라집니다. 인간을 비롯한 고등동물은 에피제네틱(epigenetic) 조절, 스플라이싱(splicing), 발현의 정교한 조절 등을 통해 제한된 유전자 수로도 다양한 단백질을 만들어 복잡한 생리적, 신경적 기능을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 단일 유전자에서도 대체 스플라이싱(alternative splicing)을 통해 여러 형태의 단백질이 생성될 수 있으며, 이는 유전자 수 이상의 기능적 다양성을 가능하게 합니다. 또한, 인간과 같은 고등 생물은 세포와 조직의 복잡한 상호작용, 신경계의 복잡한 구조, 면역계의 정교한 반응 등 유전자 수 이상의 생리적 메커니즘을 통해 복잡성을 발현합니다. 이러한 요소들은 단순히 유전자 수로는 설명할 수 없는 고등성을 나타냅니다.
학문 / 생물·생명
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화학 분자,원소 명칭에 "과"가 들어가는경우 뜻?
안녕하세요. 화학에서 명칭에 '과(過)'가 들어가는 경우, 이는 일반적으로 해당 원소가 더 높은 산화수를 가지거나 추가 산소 원자가 결합된 상태를 의미합니다 '과'라는 접두사는 주로 산소 원자 수가 더 많을 때 사용되며, 해당 화합물이 산화성(oxidizing property)을 가지고 있음을 나타내기도 합니다. 과산화수소(H₂O₂)와 과염소산(HClO₄)을 예로 들면, 먼저 과산화수소는 일반적인 산화수인 -2가 아닌, 산소의 산화수가 -1인 산소-산소 결합을 포함하고 있습니다. 이는 산소가 수소와 결합하면서 산화 상태가 다소 '과'하게 되어 생기는 화합물입니다. 과산화수소는 물(H₂O)보다 산소가 더 많으며, 높은 산화 특성을 가집니다. 과염소산은 염소산의 산소 원자가 추가된 형태로, 염소가 더 높은 산화수를 가지고 있습니다. 염소산(HClO₃)에서 산소가 하나 더 결합하여 산화수가 증가된 형태입니다. 염소가 최대 산화수를 가지며 매우 강력한 산화제로 작용합니다. 따라서, '과'는 화합물이 같은 원소의 다른 산화 상태보다 산화수가 높거나, 추가적인 산소 원자를 포함하고 있음을 나타냅니다.
학문 / 화학
24.10.25
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과일을 에탄올에 담궈 추출할 때 실온보관 or 냉장보관?
안녕하세요. 과일을 에탄올에 담가 추출한 경우, 실온 보관이 가능합니다. 99.9% 에탄올은 살균력이 강해 대부분의 미생물 성장을 억제하여 상할 가능성이 매우 낮습니다. 과일을 으깬 상태로 에탄올과 혼합한 경우, 높은 에탄올 농도가 추출물을 안정적으로 보관할 수 있도록 보호하는 역할을 합니다. 따라서 실온에서도 안전하게 보관할 수 있습니다. 그러나 추출물이 온도 변화에 민감하거나, 보관 기간이 길어질 경우에는 냉장 보관을 선택하는 것이 품질 유지에 더 유리할 수 있습니다. 냉장 보관은 열에 의한 에탄올의 증발을 최소화하고, 추출물의 변질 가능성을 더욱 낮추어 줍니다.
학문 / 화학
24.10.25
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사람의 몸에 나는 털은 어떤 역할을 하나요?
안녕하세요. 사람의 몸에 나는 털은 진화적, 생리적 측면에서 여러 가지 중요한 역할을 수행합니다. 인간의 털은 주로 보호, 온도 조절, 감각 기능을 제공합니다. 먼저, 털은 피부를 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 합니다. 예를 들어, 머리카락은 자외선으로부터 두피를 보호하고, 눈썹과 속눈썹은 먼지나 땀이 눈에 들어가는 것을 막아주는 역할을 합니다. 또한, 콧속의 털은 공기 중의 미세먼지를 걸러내어 호흡기를 보호하는 중요한 역할을 수행합니다. 온도 조절 측면에서 보면, 털은 체온 유지에 기여합니다. 털이 서 있는 상태는 외부로부터 열 손실을 줄이고, 몸의 온도를 유지하는데 도움이 됩니다. 이는 추운 환경에 적응한 동물들에서 특히 두드러지지만, 인간의 경우에도 팔, 다리와 같은 노출된 부분에 적당한 양의 털이 있어 온도 조절 기능을 수행합니다. 마지막으로, 털은 감각 기능을 제공합니다. 피부에 있는 털의 뿌리에는 신경 말단이 분포해 있어, 털을 통해 가벼운 자극이나 미세한 공기의 흐름을 감지할 수 있습니다. 이러한 감각 기능은 피부에 닿는 자극에 민감하게 반응하여, 잠재적 위험을 조기에 감지하는데 도움을 줍니다.
학문 / 생물·생명
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