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식물은 광합성을 통해 산소를 얻는데 어떤 과정을 거치는 걸까요?
안녕하세요. 김덕중 박사입니다.식물은 인공 광합성(Photosynthesis)이라는 과정을 통해 산소를 만듭니다. 이 과정은 주로 잎의 엽록체에서 일어나며, 다음과 같은 단계로 진행됩니다.1 빛 흡수- 잎에 있는 엽록소(클로로필)가 태양빛을 흡수합니다.- 이 에너지가 광합성의 출발점입니다.2 물 분해 (광반응)- 식물은 뿌리로 흡수한 물(H₂O)을 빛 에너지를 이용해 분해합니다.- 이때 다음이 만들어집니다. - 산소(O₂) - 수소(H) - 전자여기서 산소가 부산물로 발생합니다.3 이산화탄소 고정 (캘빈 회로)- 공기 중 CO₂를 이용해 포도당(에너지)을 만듭니다.- 이 포도당은 식물의 성장과 에너지원이 됩니다.전체 반응식 (단순화)6CO₂ + 6H₂O + 빛 → C₆H₁₂O₆ + 6O₂즉, 산소는 물이 분해될 때 생기는 부산물입니다.인간이 광합성을 기계로 만들 수 있는가?실제로 연구가 진행 중입니다. 이를 인공 광합성(Artificial Photosynthesis)이라고 합니다. 연구 목표는 다음과 같습니다.- 태양빛 이용- 물과 CO₂ 사용- 산소와 연료 생산현재 연구에서 만드는 것:- 수소 연료- 합성 연료- 산소사용되는 기술:- 반도체 촉매- 광전극- 인공 잎(artificial leaf)예: Daniel Nocera 교수 연구팀은 “인공 나뭇잎” 장치를 개발했습니다.하지만 문제도 있습니다:- 효율이 식물보다 낮거나 불안정- 비용이 높음- 대량 생산 어려움그래서 자연의 식물이 여전히 가장 효율적인 시스템 중 하나입니다. 식물이 만든 산소와 기계가 만든 산소는 다른가?결론부터 말하면 완전히 같습니다.산소는 O₂ 분자입니다.- 식물 광합성 → O₂ - 물 전기분해 → O₂ - 인공 광합성 → O₂ 모두 같은 산소 분자입니다.차이는 생산 과정뿐입니다.식물 - 광합성전기분해 - 전기로 물 분해 인공 광합성 - 태양빛 + 촉매따라서 우리가 숨 쉬는 산소는 모두 같은 산소입니다.정리- 식물은 빛 → 물 분해 → 산소 생성과정으로 산소를 만든다. - 인간은 인공 광합성 기술로 이를 모방하려 연구 중이다. - 만들어진 산소 자체는 식물 것이나 기계 것이나 동일하다.
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지금도 계속 진화하는게 보이는 생물이 있나요?
안녕하세요. 김덕중 박사입니다.지금도 진화가 실제로 진행되는 것을 관찰할 수 있는 생물은 꽤 많습니다. 진화는 수백만 년만 걸리는 것이 아니라, 세대가 빠르게 바뀌는 생물에서는 인간이 관찰할 수 있는 시간 안에서도 나타납니다. 1. 세균 (박테리아) 예: 항생제 내성 세균- 병원에서 항생제를 많이 사용하면 → 일부 세균이 돌연변이로 항생제에 강해짐- 그 세균이 살아남아 번식 → 결국 항생제가 잘 듣지 않는 집단이 됨대표 사례 - MRSA (메티실린 내성 황색포도상구균) 인간이 몇십 년 사이에 진화 과정을 직접 관찰한 대표 사례 2. 바이러스 예: 코로나 바이러스 변이- 바이러스는 복제 과정에서 돌연변이가 자주 발생- 그래서 새로운 변이가 계속 등장예 - 알파 - 델타 - 오미크론몇 달~몇 년 사이에 진화가 일어남 3. 곤충 (특히 농업 해충) 예: 살충제 내성 모기- 살충제를 뿌리면 대부분 죽음- 일부 내성이 있는 개체만 살아남음- 그 개체들이 번식몇 세대 후 살충제가 잘 안 듣는 모기 집단이 생김지금도 진화를 확인할 수 있는 생물 - 세균 (항생제 내성)- 바이러스 (변이)- 곤충 (살충제 내성)- 도마뱀 (섬 실험)- 핀치 새 (부리 변화)공통점: 세대가 짧고 개체 수가 많다
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암1위 국가가 우리나라인걸로 아는데 맨 아랫순위 국가는 어디인가요?그리고 암에 안걸리는 그나라만에 식단이나 이유가 있다면 알려주세요
안녕하세요. 김덕중 박사입니다.세계 암 발생률(인구 10만 명당 발생)이 가장 낮은 나라 1~3위는 대체로 다음과 같습니다. (WHO·GLOBOCAN 통계 기준) 1위: 감비아- 약 78명 / 10만 명 수준 이유- 가공식품 섭취가 적고 전통 식단 위주 - 비만율이 낮음 - 흡연·음주 비율이 상대적으로 낮음 - 다만 암 진단 시스템이 부족해서 실제보다 낮게 보고될 가능성도 큼 2위: 콩고공화국- 약 79명 / 10만 명이유- 육류·가공식품 소비가 적고 자연식 위주 식단 - 흡연율 낮음 - 인구 평균 연령이 젊음 (암은 나이가 많을수록 증가) - 의료 인프라 부족으로 **보고되지 않은 암이 많을 가능성3위: 네팔 - 약 80명 / 10만 명이유- 채소 중심 식단 - 비만율이 낮음 - 산업화·환경오염이 상대적으로 적음 - 일부 지역은 검진 부족으로 실제보다 낮게 집계될 수 있음중요한 사실 암 발생률이 낮은 나라가 반드시 건강한 나라는 아닙니다.이유는 다음 때문입니다.- 의료 시스템 부족 → 암을 진단하지 못함- 평균 수명이 짧음 → 암 걸리기 전에 다른 질병으로 사망- 암 등록 시스템 미흡 → 통계 누락그래서 실제로는 선진국이 암 발생률은 높게 보이지만 생존률은 높은 경우가 많습니다.여담으로 아프리카 일부 국가는 암사망률이 낮은 이유는 평균 수명이 낮아 암발생이 되기전 사망해서 그럴 수 있고 내전 등의 영향으로 총이나 기아로 사망하는 경우가 있어 통계의 모순이 생기기도 합니다.
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김덕중 박사
프리랜서