안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 화학 반응식과 원자의 상호작용을 알고싶어요
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.화학 반응식은 원자와 분자들 간의 화학적인 상호작용을 나타내는 방정식입니다. 이 식은 어떤 물질이 다른 물질로 변하는 과정을 나타내며, 반응물과 생성물을 나타냅니다.예를 들어, 물을 만드는 화학 반응식 H2 + O2 -> H2O는 수소 분자 2개와 산소 분자 1개가 서로 결합하여 물 분자 1개를 생성하는 반응을 나타냅니다. 이 반응에서 수소 분자는 2개, 산소 분자는 1개가 반응하게 됩니다.이 반응식에서 산소 원자가 없어지는 것은, 산소 분자가 수소 분자와 결합하여 물 분자를 생성하면서 산소 원자가 수소 원자와 결합하여 H2O 분자를 형성하기 때문입니다. 이 과정에서 산소 원자가 완전히 없어지는 것이 아니라, 산소 분자가 물 분자의 구성원소인 산소 원자와 결합하여 새로운 화합물을 형성합니다. 이렇게 반응식에서 표시된 것은, 결합과 분리가 동시에 일어나는 화학반응의 진행상황을 나타낸 것입니다.
Q. 인체 내 면역 체계와 면역 기술의 발전에 대해 알려주세요
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.다른 모든 기관계가 그렇지만,면역계 역시 우리 몸을 방어하고,생존하게 하는데 매우 중요한 역할을 합니다. 면역계가 뭔지는 아시죠??^^바이러스나 세균에 대항하여,우리의 몸을 보호하는 역할을 하는 기관들과그 기관들이 연계하여 방어벽역할을 하는 시스템을 말해요.적이 침입하면 공격하고 자신을 보호하는 거죠! 적이 우리 성에 침입했을 때,그가 적인지 아닌지를 확인해야 공격을 할지 말지를 알잖아요.즉, 면역계가 자신과 남('비자기' 라고도 하는)을 구분하도록우리 몸에 속하는 물질들은 표식이 되어 있어요.이것을 MHC라고 하는 것이지요. devil_sky님의 몸에 속하는 모든 세포들(적혈구를 제외한)은,devil_sky MHCI이라는 단백질을 표면에 부착하죠.그래서 면역계에 속하는 림프구(방어병)들이,얘는 우리 편이니까 공격하지 않아야겠다~~이렇게 판단할 수 있는 것이지요.(물론 세포가 뇌가 있어서 그렇게 판단하는 것이 아니고,MHC 단백질을 인식하는 것을 통해 그렇게 행동해요^^) 그래서 장기 이식을 하는 경우에는,아무리 가까운 가족에게 받는다고 해도,MHC가 불일치할 경우가 큰 것이랍니다.그래서 조직거부반응 이런 것도 생기는 것이지요. 물론 MHC는 한 종류가 아니구요,세포마다 갖고 있는 MHC의 종류는 달라요.하지만 위에 말한 MHCI은 핵을 가진 모든 세포는다 가지고 있기 때문에 가장 우선순위가 되는 거죠. 사람마다 다른 것은홍채, 혈액형, DNA 반복서열 패턴 등 찾으려면 많아요.이런 것을 통해서 신분 확인, 수혈, 친자나 범죄자 확인 등을 하죠. 홍채 인식에 관한 백과사전 링크예요.http://100.naver.com/100.nhn?docid=794712인식이나 확인같은 것은 개인이 가진 특이성이원리가 되는 기술이기 때문에 사람마다 다르죠.지문인식처럼 말이예요. 혈액형은 사람마다 다른 것은 아니지만,적혈구의 세포막에 있는 당단백질의 종류로혈액을 네 가지로 나눈 방식이 우리가 흔히 쓰는 ABO식이죠.물론 혈액형은 나누는 기준에 따라 다양하게 분류할 수 있구요. DNA 반복서열패턴에 관한 것은...문과학생에게 설명하기 어려운 점이 있어요;;사람마다 가진 유전자가 모두 완벽하게 같은 것은 아님을,즉 조금씩은 다 다르다는 것을 이용한다는 정도로만 말할게요.가까운 관계일수록 유전자가 더 비슷하다,이렇게 생각하시면 되요^^ 사람이 죽으면 면역계만이 아니라,생물에서 가장 중요한 특성인 항상성을 잃어요.환경에서도 생명을 유지하기 위해 변함없는 상태를항상성이라고 하거든요.죽으면 숨을 쉴 수 없고,그 얘기는 대사를 하기 위한 에너지도 없다는 거고,결국 신체의 균형이 무너지게 되는 거죠. 반대로 면역계가 무너져서 사람이 죽는 경우도 있어요.쉽게 에이즈 같은 질환에 걸리면 그렇죠.
Q. 생명체의 특징과 분류법 은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다. 생명체(생물)의 특성을 예와 함께 살펴보고 왜 정자가 일부 생명현상을 나타내지만 결코 생명체가 아닌가를 살펴보겠습니다. Q. 생명체(생물)의 특성(1) 유기물로 구성(유기물이 아니면 생명체가 아니다. 유기물이라도 다른 생명체의 조건을 만족해야한다.)(2) 모든 생명체는 세포로 구성로 구성 ① 생물체는 세포라는 구조적 ·기능적 단위로 이루어져 있다. ② 다세포 생물은 세포가 모여 조직을, 조직이 모여 기관을, 기관이 모여 하나의 개체가 된다.세포는 세포막이 존재해야 한다. 적혈구, 백혈구는 세포이지만 생명체로 보지 않는다. ◑ 적혈구(세포막 있음. 핵 없음) = 자체 증식 불가능 ⇒ 생명체 아님 ◑ 백혈구(세포막 있음, 핵 있음) = 자체 증식 불가능 ⇒ 생명체 아님 ◑ 세균(세포막 있음, 핵 없음) = 자체 증식 가능 ⇒ 생명체에 해당 ◑ 바이러스(세포막 없음, 핵 없음) = 세포가 아니며, 생체밖 자체 증식 불가능 ⇒ 생명체 아님(3) 스스로 물질 대사 (=에너지 대사)를 한다. : 물질의 (물리적, 화학적)상태변화. 모든 물질대사는 반드시 에너지의 출입이 함께 일어난다. (흡열 반응, 발열 반응)(예) 민들레는 빛을 이용하여 광합성을 한다.(예) 평지 채소보다 고랭지 채소의 생장 속도가 더 빠르다.(예) 수확기에 흐리고 비 오는 날이 많으면 쌀이 잘 영글지 못한다☞ 모든 생체내 물질 대사는 효소가 관여한다.(4) 자극의 수용과 반응을 한다. ⇒ 생물은 외부 자극을 받아들이고, 이에 대해 적절히 반응한다.(예) 지렁이는 빛이 없는 곳으로 이동한다.(예) 창가에 놓아 둔 식물의 줄기가 빛이 비치는 쪽으로 굽어 자란다.(5) 내부환경의 항상성을 유지한다. : 내부 환경을 항상 일정하게 유지하는 성질 (신경과 호르몬이 관여) ◀ 사람의 항상성 유지 범위 예 1. 체온 ≒ 약 36.5℃ 2. 혈당 ≒ 약 0.1% 3. 수분 ≒ 일정량 4. 삼투압 ≒ 약 0.9% NaCl 5. pH ≒ 약 7.3 정도 7. 호르몬량 ≒ 적정 값(6) 생장을 한다 : 개체의 체적(크기) 증가 및 완전한 개체가 되는 것⇒ 발생 과정을 통해 태어난 어린 개체는 → 세포 분열을 통해 세포 수를 늘려 성체가 된다.(예) 무생물(석순, 종유석, 광물, 석순, 석영)의 부피 증가는 단순한 구성물질의 첨가에 불과하다.(예) 생물의 부피 증가는 다양한 구조와 기능을 갖춘 세포의 수적 증가를 통해 복잡한 체제와 통합적 시너즘이 있음.(7) 생식(번식, 증식)을 한다 : 자신과 닮은 자손의 수적 증가를 통해 생명의 연속성 유지 (예) 짚신벌레는 분열법으로 번식한다.(무성생식) (예) 세균은 분열법으로 증식한다..(무성생식) (예) 사람은 배우자(정자,난자)를 통한 유성생식을 한다. (8) 발생을 한다. : 수정란이 세포 분화를 통해 → 새로운 개체로 완성되는 일련의 과정(예) 수정란이 → 양수 속의 태아(예) 수정란이 올챙이로 되었다.(9) 유전을 한다. : 어버이의 형질이 자식에게 전달되는 현상 (예) 콩 심으면 콩 난다. (예) 어머니가 색맹이면 아들도 색맹이다.(10) 진화를 한다. : 오랜 세월에 걸친 적응적인 변화, 즉 형질의 변화를 말함종집단이 갖는 대립 유전자의 빈도의 변화돌연 변이가 생겨야 진화가 일어난다.진화를 통해 종(種)의 다양성이 생김.현존하는 모든 생물은 진화의 결과인 동시에 적응의 결과다. ◀ 진화의 요인 : 종집단이 갖는 대립 유전자의 빈도의 변화가 생기면 진화라한다.1. 이주(이입, 이출) → 유전자 이입이나 이출(이민)2. 돌연 변이 → 새로운 유전자 생김3. 자연 선택 → 기존 유전자 사라짐4. 유전적 부동 → 우연히 빈도에 변화 생김5. 지리적 격리 → 서로 떨어져 오랜 시간 지남(11) 적응을 한다. : 생물이 환경에 알맞게 몸의 구조나 기능 및 행동을 변화시키는 현상(예) 뱀의 겨울 잠(예) 사막 여우 몸의 형태(예) 선인장의 가시(예) 물고기 아가미(예) 계절에 따라 눈신 토끼의 털색 변화(수능 기출) 위에서 여러가지 생명체가 되기 위한 조건이나 특성을 살펴보았다. 그러나 정자는 생물의 특성 중 백혈구처럼 완벽한 세포라 할지라도 자체 증식을 못하기 때문에 생명의 영속성을 이어갈 수 없기 때문에 더 정자 자체는 생명체라고 보지 않는다. 말과 당나귀사이에서 탄생한 노새도 생물학적으로는 생물로 보지 않습니다. 생식력 있는 자손을 생산하지 못하기 때문이죠. 현재 존재하는 노새는 당대에 만들어진 세포의 모임에 불과합니다. 일부 생명현상이 나타난다고 하여도 전체적으로 특성을 갖추지 못하면 생물로 보지 않는다.정자나 난자는 그 자체만으로 더 이상 스스로 증식을 못한다는 이유만으로도 더 이상 생명체가 아닙니다. 또한 자식이 생성될 수 없기 때문에 생명현상 중에서 종족보존의 특성 중 유전, 진화, 적응현상은 더더욱 찾아볼 수 없기 때문에 생명체로 결코 보지 않습니다.또한, 이 지구상에 존재하는 생물을 분류할 때 기본단위가 종이다. 종이란 서로다른 종집단과는 생식적으로 격리되어 있으며 독립적으로 종구성원간 생식력 있는 자손을 생산할 수 있는 집단이라 정의할 때 정자나 노새는 생물로서 분류학적 위치가 없기 때문에 결코 생물로 취급되지 않는다.
Q. 유기농과 무농약 작물의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.유기농과 무농약의 가장 큰 차이는 화학비료를 쓰느냐 안쓰냐의 차이가 커요.기본적으로 유기농이나 무농약은 비료, 농약 등 합성 된 화학자재를 안쓰는것이 공통점이고요.
Q. 물의 비열과 열량 변화량을 계산하는 방법은 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.전력*시간=전압*전류*시간=에너지 에 해당합니다. 이 때 단위는 J이므로,10*2*100=2000J입니다.근데 여기서 비열을 제시해놓았는데 1g의 물을 1℃올리는데 필요한 에너지의 의미라고 보면됩니다.(단위가 그것을 말해줌.㎈/g . ℃)그런데 여기서 생각해야될 것은 1cal의 열량이 역학적 에너지로는 4.2J과 같다는 사실입니다.이것을 열의 일당량이라고 합니다.곧 2000/4.2 cal =2000J 인 것입니다.물이 1g 1℃올리는데 1cal 이 드므로.100g 1℃올리는 데에는 100cal가 듭니다.곧 2000/4.2 cal로는 20/4.2 ℃ 올릴 수 있습니다.공식만으로 나타내면 Q=mct에서 t(온도 변화량)=Q/mcQ=2/4.2 , m=0.1 c=1 (Q는 열량, m은 질량 c는 비열 ,편의상 kg, kcal단위(1000배)로 모두 바꿨음.)t=2/4.2*0.1=20/4.2℃