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왜 어떤 곰팡이는 인간에게 이롭고, 어떤 곰팡이는 치명적일까요?
안녕하세요. 곰팡이가 유익한 경우는 주로 그들이 생산하는 물질이 인간의 건강이나 산업에 유용하게 활용될 때입니다. 예를 들어, 페니실리움(Penicillium) 속의 곰팡이는 페니실린(Penicillin)과 같은 항생물질을 생산하여, 각종 박테리아 감염에 대한 치료제로서 중요한 역할을 합니다. 또한, 일부 곰팡이는 치즈나 소무, 맥주와 같은 발효식품의 생산에 필수적인 역할을 수행합니다. 이러한 곰팡이들은 선별적으로 배양되어 식품의 맛과 질을 향상시키는 데 기여합니다. 또, 곰팡이가 해로운 영향을 미치는 경우는 주로 그들이 독소를 생산하거나 질병을 일으킬 때입니다. 아스퍼질러스(Aspergillus) 속의 일부 종은 아플라톡신(Aflatoxin)과 같은 강력한 발암물질을 생산하며, 이는 곡물이나 견과류에 오염되어 인간의 건강을 심각하게 위협할 수 있습니다. 또한, 칸디다(Candida)와 같은 곰팡이는 면역체계가 약화된 사람들에게 치명적인 감염을 일으킬 수 있습니다. 이러한 곰팡이는 감염을 일으키는 메커니즘을 통해 숙주의 면역 시스템을 회피하거나 손상시키는 능력을 갖고 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.20
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이 문제는 2번, 5번 둘다 맞는말 아닌가요?
안녕하세요. A와 C 구간들은 파동의 주기가 짧고 진폭이 작은 것을 보여주며, 해수의 높이가 상대적으로 낮음을 나타냅니다. 이는 해수의 수위가 낮은 상태, 즉 간조를 의미할 수 있습니다. 따라서, 보기 2번 A와 C 구간에서 조금(간조)이 일어나고 있음은 맞는 설명입니다. A와 C 구간의 해수 높이가 낮게 나타나는 것으로, 간조 상태를 나타내고 있음은 옳은 설명입니다. 보기5번 C 일 때 간조가 되면 특정 지역에서 바닷길이 열리기도 한다. 는 모든 상황에서 옳은 답은 아닙니다. 진폭은 단순히 해수면 높이의 변화를 시간에 따라 나타내고 있습니다. 이 그래프에서 C구간은 해수면 높이 변화에 대한 정보만 제공할 뿐, 바닷길이 열린다는 구체적인 지리적 현상을 증명하거나 설명하는 것은 아닙니다.
학문 / 물리
24.12.20
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겨울철 식물 물주기에 대해 질문드립니다.
안녕하세요. 겨울철에는 잔디의 생장이 느려지거나 정지하기 때문에 물의 필요량이 줄어듭니다. 그렇다고 완전히 건조한 상태로 두는 것은 아닙니다. 평균적으로, 겨울철에는 매달 1-2회 정도 물을 주는 것이 적절할 수 있습니다. 특히 비나 눈이 오지 않는 경우에는 더욱 그렇습니다. 영산홍과 같은 관목도 겨울 동안 물의 필요가 감소하지만, 토양이 완전히 마르지 않도록 주의해야 합니다. 겨울철에는 대략 한 달에 한 번 또는 필요에 따라 더 자주 물을 주어야 할 수도 있습니다. 감나무 묘목은 겨울철에도 뿌리가 자라날 수 있으므로 적절한 수분이 필수적입니다. 토양이 마르지 않도록 주기적으로 확인하고, 토양 상층부가 마른 것을 확인하면 물을 주는 것이 좋습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.20
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뇌수술 할 때 마취를 안하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 모든 뇌수술을 다 마취를 하지 않는 것은 아닙니다. 정교한 부위를 수술하기 때문에 오히려 전신마취를 하는 수술 또한 있습니다. 뇌수술 중 일부에 있어서 환자가 깨어 있는 상태로 수행되는 경우가 있습니다. 이러한 수술을 "깨어 있는 크라니오토미(awake craniotomy)"라고 부릅니다. 이 방법을 사용하는 주된 이유는 뇌의 중요한 기능을 담당하는 부위에 손상을 주지 않기 위해서입니다. 뇌 자체에는 통증 수용체가 없기 때문에 환자가 수술 도중 통증을 느끼지 않습니다. 이를 통해 의사는 환자의 반응을 실시간으로 모니터링하면서 수술을 진행할 수 있습니다. 환자가 말을 하거나 움직임을 보이는 등의 활동을 하면서 의사가 뇌의 특정 부위를 자극하고 이에 따른 반응을 관찰함으로써 언어, 시각, 운동 등의 기능을 담당하는 뇌 부위를 정확히 파악할 수 있습니다. 이 과정을 "뇌 매핑"이라고 하며 ,수술 중에 뇌의 어떤 부분이 중요한 기능을 담당하는지 정확히 알아내어 그 부위를 보존할 수 있습니다. 이러한 수술 방법은 특히 뇌 종양이 언어, 시각, 운동을 담당하는 뇌 부위 근처에 위치해 있을 때 사용됩니다. 깨어 있는 동안 수술을 진행함으로써 신경외과 의사는 종양을 제거하면서도 환자의 중요한 뇌 기능을 보존할 수 있는 최적의 방법을 찾을 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.20
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갈변 방지를 위해서는 어떠한 조취를 해야 하나요?
안녕하세요. ㄱ감자, 사과와 같은 과일 및 채소가 공기 중에 노출된 후 갈색으로 변하는 현상은 효소적 갈변(enzymatic browning)이라고 불리며, 이는 폴리페놀화합물(polyphenolic compounds)과 효소인 폴리페놀 옥시다제(polyphenol oxidase ; PPO)의 상호작용에 의해 촉진됩니다. 이 과정에서 생성된 멜라닌(melanin) 유사 물질이 갈변의 주요 원인입니다. 이를 억제하기 위한 방법들은 먼저, 산성 용액의 사용으로 효소의 활성을 억제할 수 있습니다. 레몬즙 또는 식초에 포함된 구연산(citric acid) 또는 아스코르빅산(ascorbic acid)은 pH를 낮추어 효소의 활성을 저하시킵니다. 이는 효소의 활성이 pH에 의존적임을 활용한 것입니다. 또, 차가운 물에 담그는 방법은 과일이나 채소의 산소와의 접촉을 최소화하여 산화 반응을 늦춥니다. 이는 물리적 방벽을 형성하여 공기 중의 산소와 접촉하는 표면적을 줄이는 방식입니다. 추가로, 황산화제의 첨가는 직접적으로 산화 반응을 억제합니다. 아스코르빅산과 같은 항산화제는 산화제와 반응하여 산화를 방지하는 환원제 역할을 합니다. 이는 효소의 기질과 반응하여 효소가 다른 반응을 촉진하지 못하게 하는 경쟁적 억제(competitive ingibition)의 한 형태입니다.
학문 / 화학
24.12.20
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광합성 과정에서 물이 만들어지는 이유에 관하여
안녕하세요. 광합성 과정은 크게 두 단계로 나뉘며, 이는 광반응과 암반응(칼빈 주기)으로 구분됩니다. 광반응에서는 물이 광분해(Photolysis)를 통해 산소, 전자, 양성자를 방출하며, 이 과정에서 산소가 대기로 방출되고 양성자와 전자는 에너지 전달과 환원 과정에 사용됩니다. 반면, 암반응에서는 이산화탄소가 고정되어 유기 분자인 포도당을 합성하는 과정에서 NADPH와 ATP가 사용되며, 이 과정에서 소량의 물이 부산물로 생성됩니다. 생성된 물의 근원은 주로 칼빈 주기의 화학 반응에서 찾을 수 있습니다. 이 과정에서 수소 이온과 전자는 CO₂ 분자의 환원을 통해 탄수화물을 형성하는데 기여하며, 이 과정에서 분자 간의 결합 변화로 인해 물이 생성됩니다. 특히, 포도당 합성 과정에서 여러 단계의 화학 반응이 포함되어 있으며, 각 단계에서는 작은 분자들이 결합하거나 분해되는 과정에서 물이 필요하거나 생산될 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.20
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pH에 따른 효모 세포호흡 속도 관찰 실험
안녕하세요. 효모 세포는 특정 pH 범위에서 최적으로 기능합니다. 일반적으로, 효모는 pH 4에서 6 사이에서 가장 활발히 활동하며, 이 범위를 벗어날 경우 효모 세포의 대사 활동이 저하될 수 있습니다. 특히, pH가 너무 낮은 환경(과도하게 산성)에서는 효모 세포 내부의 효소 활성이 저해받아 세포 호흡이 제대로 이루어지지 않을 수 있습니다. 이는 메틸렌 블루의 산화환원 반응이 일어나지 않아 색 변화가 관찰되지 않는 주된 원인일 수 있습니다. 효모의 호흡을 정상적으로 관찰하기 위해서는 각각의 pH 조건에서의 효모 세포 반응을 정확하게 조절하는 것이 필수적입니다. 산성 조건을 만들기 위해 사용한 묽은 염산의 양을 줄이거나, 적절한 버퍼 용액을 사용하여 pH를 더욱 정밀하게 조절할 필요가 있습니다. 중성 및 약간 염기성 조건에서의 실험 설정도 비슷한 방법으로 조절할 수 있으며, 이 경우 NaOH와 HCl을 적절하 사용하여 각각의 pH를 맞추는 것이 좋습니다.
학문 / 화학
24.12.20
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왜 물은 지구에서 유일하게 고체, 액체, 기체로 존재하나요?
안녕하세요. 물이 지구 상에서 고체, 액체, 기체의 세 가지 상태로 존재할 수 있는 이유는 그 구성 요소인 수소와 산소의 분자 구조 및 특성 때문입니다. 물의 분자는 극성을 가지고 있어 강력한 수소 결합(hydrogen bonds)을 형성합니다. 이러한 수소 결합은 물 분자들이 서로 결합을 유지하게 하여, 물이 상대적으로 높은 끓는점과 낮은 어는점을 가지게 만듭니다. 또한, 지구의 대기압과 온도 범위 안에서 물은 이 세 가지 상태 사이에서 쉽게 변환이 가능합니다. 예를 들어, 기체 상태인 수증기는 물이 끓을 때 형성되며, 액체 상태는 대부분의 지표 수분을 형성하고, 고체 상태인 얼음은 영하의 온도에서 형서오딥니다. 물의 이러한 유일한 성질은 생물학적, 환경적, 심지어 산업적으로 매우 중요한 역할을 합니다. 물의 높은 비열(capacity for heat)은 지구의 기후 조절에 기여하며, 수소 결합은 DNA와 같은 생명 분자의 구조적 안정성을 제공합니다.
학문 / 화학
24.12.20
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동물의 생명 주기는 어떤 식으로 진행이 되나요?
안녕하세요. 동물의 생명주기는 크게 생식, 발달, 성숙, 노화 및 사망 단계로 구분될 수 있습니다. 동물의 생명 주기는 대부분 생식으로 시작됩니다. 이는 성적으로(수컷과 암컷의 생식 세포가 결합하여 수정란을 형성) 또는 무성적으로(분열, 포자 형성 등을 통해) 이루어질 수 있습니다. 수정된 후, 발생 과정을 거쳐 개체가 성장하고 발달합니다. 이 단계에는 보통 배아 발달, 유생 단계, 성체로의 성장이 포함됩니다. 예를 들어 곤충의 경우 일반적으로 알, 유충, 번데기, 성충의 단계를 거칩니다. 동물이 성적으로 성숙하게 되면, 생식 능력을 갖추게 됩니다. 이 단계에서 동물은 짝짓기를 하고 자손을 낳을 준비를 합니다. 이 과정은 동물의 종에 따라 그 시기와 방법이 다릅니다. 끝으로, 모든 생명체와 마찬가지로 동물도 일정 기간이 지나면 노화가 시작되며, 결국 생명 주기의 끝에는 사망이 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.20
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빛의 속도가 일정한 이유는 무엇일까요??
안녕하세요. 빛의 속도가 일정한 이유는 알버트 아인슈타인의 상대성 이론에서 중요한 기본 가정 중 하나입니다. 아인슈타인은 1905년에 발표한 특수 상대성 이론에서 빛의 속도가 관측자의 운동 상태와 상관없이 항상 일정하다고 주장했습니다. 이는 물리 법칙이 모든 관성 참조계에서 동일하게 작용해야 한다는 원리에 기초합니다. 이러한 빛의 속도 일정성은 물리학에서 매우 중요한 결과를 낳았습니다. 시간의 상대성, 길이 수축, 질량-에너지 등가성(E=mc²) 등의 개념이 이로부터 파생되었습니다. 빛의 속도가 변하지 않는다는 이 가정은 실험적으로도 여러 차례 확인되었으며, 현재는 물리학의 중심적인 이론으로 자리잡고 있습니다. 빛의 속도가 일정하게 유지되는 근본적인 "왜"에 대한 질문은 물리학의 근본적인 가정 중 하나로, 이는 자연의 기본적인 속성을 반영합니다. 이러한 속성은 고전역학의 법칙에서 벗어나 새로운 물리학의 영역을 개척하는데 기여했습니다. 빛의 속도가 일정하다는 사실은 많은 첨단 기술과 실험 방법론의 기반이 되기도 합니다.
학문 / 물리
24.12.19
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