안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
생물·생명
Q. 식물도 호흡을 한다는 것을 어떻게 알수 있죠?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.식물은 빛이 있는 환경에서 광합성을 하고 그 결과 이산화탄소를 소모하고 산소를 배출합니다. 이 과정에서 공기중의 이산화탄소도 사용하지만 식물이 호흡을 하여 발생한 이산화탄소도 광합성에 사용되기 때문에 식물이 호흡을 하는지에 대한 유무를 판단하기 힘듭니다. 그래서 빛이 없는 환경에서 실험이 진행되어야 합니다. 식물을 빛이 없고 밀폐된 공간에 일정시간 방치하고 공기중의 산소와 이산화탄소 양이 얼마나 변했는지 측정하면 식물이 호흡을 하는지 알 수 있습니다. 호흡은 산소를 소모하고 이산화탄소를 배출하기 때문에 밀폐된 공간 안에서 산소가 감소하고 이산화탄소가 증가한다면 식물이 호흡을 하고 있음을 알 수 있습니다.
생물·생명
Q. 지구에서 산소가 없이 살수 있는 생물이 존재하나요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.지구상에 산소(O2)가 대량으로 발생하기 이전에는 산소 없이 호흡하는 다양한 미생물들이 존재했습니다. 산소가 대량 발생하면서 이들중 많은 수가 멸종했지만 아직까지도 많은 종들이 대를 이어가고 있습니다. 산소 없이 살 수 있는 생물을 혐기성 생물이라고 부릅니다. 대부분 박테리아와 고세균에 속하는 미생물이지만 진핵세포를 가진 몇몇 생물들도 산소 없이 살아갈 수 있습니다. 절대혐기성 생물은 오히려 산소가 있는 환경에서 살 수 없는 생물들입니다. 이 미생물들은 산소호흡 대신 발효나 무산소호흡을 통해 에너지를 얻습니다. 파상풍을 일으키는 클로스트리듐 속 박테리아들이 대표적인데 이들을 산소로 소독하기도 합니다. 메탄 생성균은 고세균에 속하는 생물로 이들 역시 산소가 없는 환경에서 살아가며 메탄을 생성합니다. 산소가 있는 환경에서도 살 수 있고 없는 환경에서도 살 수 있는 생물을 통성혐기성 생물이라고 합니다. 대표적으로 대장균과 효모(진핵세포생물/균류)가 있습니다. 이들은 산소가 있으면 산소 호흡을 하고 없으면 발효를 통해 대사하여 에너지를 얻습니다.
생물·생명
Q. 생명 문제 풀때 개체 구분하는 방법을 모르겠어요
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.각 그림에서 X염색체만을 제외한 모든 염색체를 표기하였으며문제에서 제시하여 (가)의 경우 A이며 그림에서 작고 검정색으로 존재하는 염색체가 Y염색체인 것으로 유추할 수 있습니다.(나)는 세포분열을 하기위해 유전자 양이 두배로 복제된 상태입니다.(나)에서 Y염색체가 관촬되지 않으므로 (나)는 암컷 개체로 판단됩니다. (나)가 분열 전의 세포이므로 수컷이려면 Y염색체도 존재해야합니다.(가),(다),(라)의 경우 핵형이 n으로 감수분열 중 나타나는 세포들로 보입니다. (나),(다),(라) 중 두개가 B의 세포라고 했으므로, 우선 (나)의 경우 Y염색체가 없으므로 B라고 유추가 되며, (다),(라) 는 Y염색체의 유무 만으로는 유추할 수 없고(A와 B에서 감수분열 중 모두 나타날 수 있는 형태) 대립유전자를 보고 유추할 수 있습니다.유전자 ㄱ 은 (나)에서 동일한 대립유전자를 가지므로 (나)는 FF혹은 ff입니다. ㄴ과 ㄷ은 각각 G혹은 g 입니다. ㄱ이 F라면 > B는 FF의 대립 유전자를 가지며 (라)가 B일 수 없습니다. >B의 세포는 (나),(다)ㄱ이 f라면 > B는 ff의 대립 유전자를 가지며 (다)가 B일 수 없습니다. > B의 세포는 (나),(라)ㄴ이 G라면 B는 E와 G가 연관되어 있고 EeGg의 유전자를 가집니다. 이 경우 ㄷ이 g이며 (라)는 B가 될 수 없습니다. > B의 세포는 (나),(다)ㄴ이 g라면 나에서 B가 e와g가 연관된 염색체 하나와 E와 g가 연관된 염색체를 가지는데 이 경우 ㄷ이G이며 (다),(라)는 B의 세포가 될 수 없습니다. >성립되지 않으므로 결국 ㄴ은 G입니다. 결과적으로 (나),(다)가 B의 세포(가),(라)가 A의 세포라고 할 수 있습니다. (라)가 A의 세포이므로 A는 EeGgFf의 유전형을 B는 EeGgFF의 유전형을 가지는 것으로 유추할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 우리몸이 감염이 되면 체온이 올라가는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.우리 몸에 감염하는 세균이나 바이러스는 대부분 특정한 온도에서만 잘 증식하며 우리의 평소 체온보다 높은 온도에서 활동과 증식이 억제됩니다. 그리고 조금 더 높은 온도에서 우리 몸의 백혈구를 비롯한 여러 면역물질들이 더 강한 면역반응을 보입니다. 이런 이유로 우리 몸은 감염이 발생할 경우 면역 반응의 일환으로 발열을 발생시킵니다.면역세포들이 병원체를 인식하고 사이토카인을 분비합니다. 이것이 시상하부에 영향을 미치면 시상하부는 체온을 높히기 위해 여러가지 신체의 변화를 일으킵니다. 피부의 혈관을 수축시키고, 근육을 떨게하며, 대사율을 높힙니다. 결과적으로 생성되는 열은 많아지고 빠져나가는 열이 줄어들면서 체온이 상승하게 됩니다. 발열은 병원체를 억제하는 좋은 방법이지만 병원체에 대한 반응이 너무 강렬해 체온이 일정 수준을 넘어가게 되면 오히려 몸에 해가됩니다. 40도 이상의 온도부터는 체내의 단백질이 변성되기 때문에 우리 몸도 피해를 입게되며 이 경우 적절한 조치가 필요합니다.
생물·생명
Q. 우리 몸의 세포가 인지질 2중층으로 이루어진 이유
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.우리 몸의 세포 뿐 아니라 세포로 구성된 생물들의 세포막은 모두 인지질 2중층으로 구성되어 있습니다. 인지질 2중층으로 이루어진 세포막은 세포 내부와 외부를 격리하는 역할을 합니다. 인지질 2중층이란 인지질이 두층으로 되어 막을 형성하는 구조를 말합니다. 인지질의 경우 한쪽은 친수성, 다른 한쪽은 소수성인 특성을 나타냅니다. 그래서 물에 녹아있을 시 물과 친하지 않은 소수성 부분이 안쪽에서 서로 맞닿고 물과 친한 친수성 부분이 바깥으로 향하여 물과 접촉하게 됩니다. 그래서 세포막에서 인지질은 두개가 한 세트로 역할을 한다고 할 수 있습니다. 이 구조들이 모여 세포 막을 이루게 되며 인지질2중층 구조의 안쪽의 소수성 부분 때문에 물과 친수성 물질이 통과가 어렵게 되어 세포 내부와 외부를 잘 격리할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 음식에 포함되어 있는 비타민과 인공 비타민의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.동일한 비타민에 대한 것이라면 천연 비타민이나 인공 비타민에 큰 차이가 없습니다. 분자 수준에서 보면 동일하기 때문입니다. 천연 비타민은 작물이나 생선 등 자연물에서 추출하여 정재한 비타민을 말하며 인공 비타민은 화학반응을 통해 생성한 비타민을 뜻합니다. 곡물, 채소, 육류 등에 포함된 비타민이나 인공적으로 합성한 비타민은 분자구조가 같기 때문에 체내에서 동일한 효과를 냅니다. 원료에서 추출하여 만드는 비타민은 합성하여 만드는 비타민에 비해 원료가 훨씬 많이 듭니다. 천연 비타민에서 인공 물질이 들어가지 않아 좋다고 말하기도 하지만 만약 이를 알약으로 정제한다면 정제과정에서 결국 인공향이나 합성보존료 등이 첨가될 수 있습니다.
생물·생명
Q. 유전자 변형 농산물의 장단점에 대해서 알려주세요.
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.유전자 변형 기술이 발달하면서 우리 주변에서도 유전자 변형 농산물이나 이를 이용해 만든 제품들을 쉽게 볼 수 있게 되었습니다. 유전자 변형 농산물은 좋지 않은 환경에서도 잘 생장하고 기존 작물들보다 많이 수확할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 기존 작물에는 포함되지 않는 영양소를 추가할 수 있어 영양적으로 더 개선된 작물을 얻을 수 있습니다. 그리고 여러 병충해에 저항이 있거나 특정 농약에 대해 내성이 있는 개체를 만들 수도 있습니다.유전자 변형 농산물로 인한 직접적인 피해는 아직까지 없는 것으로 보입니다. 유전자 변형 농산물은 개발된 후 알레르기와 독성물질 등에 대한 엄격한 검사를 거친 후 출시되기 때문입니다. 다만 변형된 유전자가 야생으로 유출되면 생태계에 영향을 줄 수 있다는 우려가 있습니다.
생물·생명
Q. 우리 몸의 위에서 위산이 하는 역할른 무엇인가요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.위에서 분비되는 위산은 주로 염산으로 이루어져 있습니다.포함된 염산은 음식물을 직접 소화하지는 않지만 음식물의 소화에 중요한 역할을 합니다.위에서 단백질을 분해하는 효소인 펩신이 분비되는데 분비될 때 펩시노겐이라는 불활성 상태로 분비됩니다.펩시노겐은 염산에 의해 pH2정도로 산성화된 환경에서 펩신으로 활성화되어 단백질을 분해할 수 있습니다. 그리고 염산은 음식물과 함께 들어온 세균이나 바이러스를 제거하는 역할도 할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 냉동인간이 실제로 존재할 수 있나요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.실제로 냉동인간이 되는 것을 신청하여 비용을 지불하면 불치병으로 인해 사망하거나 심정지가 왔을 때 냉동 보존을 할 수 있습니다. 인체를 냉동보존하여 현대에는 치료할 수 없는 병을 미래에 생긴 의료 기술로 치료하기 위해 시작되었습니다. 한국에서도 사망 후 냉동인간으로 보존되는 사람이 있습니다. 냉동 보존에는 여러 기술이 동원됩니다.우선 사망한 사람을 즉시 인공 호흡장치를 이용해 뇌세포를 비롯한 몸의 세포가 손상되는 것을 막습니다. 냉동할 때 혈액과 체내의 물이 얼어 결정화되면서 세포를 손상시킬 수 있기 때문에 혈액과 모든 체액을 제거하고 다른 용액으로 교체한 후 냉동합니다. 액체질소를 이용해 냉동하며 영하 196도의 온도를 유지합니다.다만 문제는 얼리는 기술은 있지만 아직 해동하는 기술은 아직 없다는 것 입니다. 해동 후에 사람이 정상적으로 살아날지 확신할 수 있는 기술은 없습니다. 또한 과거의 불치병을 치료하기 위해 냉동 된 것인데 아직 해당 병의 치료방법이 개발되지 않았다면 해동을 시도할 수 없습니다. 현재 해동방법에 대한 연구가 진행되고 있습니다.
생물·생명
Q. 새우를먹지않는 나라들이 있다고 하는데
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.새우의 외형이 벌레와 닮아 잘 먹지 않는 나라가 있는 것은 사실입니다. 현대에는 미디어나 사람들의 왕래로 인해 새우를 먹는 식문화가 많이 퍼졌지만 과거부터 새우를 잘 접하지 않은 내륙에는 아직까지 새우를 먹는 것에 거부감을 느끼는 곳도 있습니다. 또한 종교적인 이유로 먹지 않기도 합니다.새우를 잘 먹지 않는 사람이 많은 나라는 몽골, 튀르키예가 있습니다. 유대인들은 종교적인 이유로 먹지 않는다고 합니다. 새우는 몸에 여러 마디가 있는 절지동물문에 속하는 동물로 절지동물문-갑각아문-연갑강-십각목-생이하목에 속합니다. 십각목에는 게나 소라게가 속합니다. 새우는 게, 소라게와 가깝다고 볼 수 있습니다. 절지동물문에 우리가 흔히 벌레라고 부르는 곤충들이 함께 속해있는 것은 맞지만 그렇다고 해서 새우와 이들의 유연관계가 가까운 것은 아닙니다. 이는 인간이 척삭동물문에 속한다고 해서 파충류와 닮았다고 보지 않는 것과 같습니다. 척삭동물문 보다 더 하위분류인 포유강(포유류) 안에서만 비교한다 해도 예를들어 우리는 사람과 쥐는 많이 다르다고 느낍니다.곤충과 새우는 얼핏 보아 비슷한 점이 많아보이지만 세세히 보면 다른점이 매우 많고 친척이라 부르기에도 그 관계가 아주 먼 편입니다.