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광계 I과 광계 II가 협력하여 전자전달을 수행하는 과정에서 ATP와 NADPH는 어떻게 생성되나요?
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 광합성의 명반응에서 광계 II와 광계 I은 서로 협력하여 전자를 전달하고, 그 결과 ATP와 NADPH라는 환원력과 에너지 저장 분자가 생성되는데요, 우선 광계 II의 반응 중심 색소인 P680이 광자를 흡수하면 들뜬 전자가 발생하며 이 전자는 1차 전자전달체인 페오피틴으로부터 플라스토퀴논을 거쳐 전자전달 사슬으로 흘러 들어갑니다. 전자를 잃은 P680은 물 분해 효소를 통해 물(H₂O)에서 전자를 보충받는데요, 이 과정에서 산소(O₂)가 부산물로 발생합니다. 다음으로 PSII에서 방출된 전자는 플라스토퀴논(PQ) → 시토크롬 b₆f 복합체 → 플라스토시아닌(PC)으로 전달되며, 이 과정에서 시토크롬 b₆f가 틸라코이드 내강으로 양성자(H⁺) 펌핑을 유도합니다. 결과적으로 틸라코이드 막을 사이에 프로톤 농도 구배가 형성되고, 이 기울기를 이용해 ATP 합성효소가 ADP + Pi → ATP를 합성합니다.이와 함께 플라스토시아닌(PC)을 통해 넘어온 전자는 광계 I의 반응 중심 색소 P700에 전달되며, 빛을 흡수한 P700은 다시 들뜬 전자를 방출하고, 이 전자는 페레독신(Fd)으로 전달됩니다. 이후 페레독신에 전달된 전자는 페레독신-NADP⁺ 환원효소(FNR)에 의해 최종적으로 NADP⁺를 NADPH로 환원시킵니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.02
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동물들은 특정기간 생식을 위해 발정기가 있는데 인간은 발정기가 있다 볼 수 있나?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 야생 동물에서 발정기는 생식 성공률을 극대화하고 불필요한 위험이나 에너지 소모를 줄이기 위한 진화적 전략인데요, 대부분의 포유류 암컷은 배란기에만 교미 수용 행동을 보이는데, 이것이 우리가 흔히 말하는 발정기입니다. 우선 인간은 다른 포유류처럼 뚜렷한 발정기를 가지지 않는데요, 대신 월경 주기를 가지며, 이 과정에서 배란기는 존재하지만, 발정기 동물에서처럼 교미가 배란기에만 제한되지는 않습니다.즉 대부분의 포유류는 배란기에 시각·후각·행동적 신호를 통해 수컷에게 짝짓기 가능성을 알리는데요 예를 들어서 고양이나 개가 발정기 때 독특한 냄새와 행동을 보입니다. 인간 여성은 배란기에 미묘한 신체 변화는 있지만, 공격적인 짝짓기 신호를 외부적으로 드러내지 않으며, 즉 숨겨진 배란을 특징으로 합니다. 또한 다른 동물들은 발정기 동안만 교미 수용, 그 외에는 교미를 거부하지만 인간은 배란기와 무관하게 연중 언제든 성행위가 가능하며 생식 목적뿐 아니라 유대 관계, 쾌락, 사회적 기능까지 성행위에 결부됩니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.02
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감정변화에 따라 눈물을 흘리는건 인간만의 특수한 메커니즘 같은데, 인간이 그렇게 진화한 이유는?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 눈물은 크게 기본 눈물, 반사 눈물, 감정 눈물로 구분되며 이 중 감정 눈물은 사실상 인간에게만 존재하는 독특한 생리 반응으로 알려져 있습니다. 인간은 복잡한 사회를 이루며 협력하는 종인데요, 언어가 발달하기 전 원시 인류는 자신의 내적 상태를 비언어적 신호로 전달해야 했는데, 눈물은 말보다 더 강력한 '비언어적 소통 수단'이 되었을 가능성이 큽니다. 이때 눈물은 단순히 눈이 젖었다는 생리 반응이 아니라, 슬픔·고통·무력감·감동 같은 복잡한 내적 감정을 직접적으로 상대방에게 전달하는 신호로 작용할 수 있는데요, 눈물이 있으면 단순히 울음소리보다 더 확실하게 진심과 취약성을 보여주어, 타인으로부터 공감·보호·위로를 끌어낼 수 있기 때문에 감정 눈물은 집단 생활 속에서 유대 강화와 생존에 이득을 주었을 가능성이 큽니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.01
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노화가 일어나는 생물학적인 메카니즘과, 랍스터가 절대 늙지 않는다는 주장과의 관계는?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 '노화'는 단일 원인보다는 여러 분자·세포·조직 수준의 변화가 누적되어 나타나는 복합적인 현상인데요, 우선 텔로미어의 단축과 관련이 있습니다. 염색체 말단에 있는 텔로미어는 세포분열 때마다 조금씩 짧아지는데요 이때 일정 수준 이하로 짧아지면 세포는 더 이상 분열하지 못하고 세포노화 상태에 들어갑니다. 또한 복제 오류, 방사선, 활성산소종(ROS) 등에 의해 DNA가 손상되는데요 이때 수선 능력은 제한적이므로, 시간이 지남에 따라 돌연변이와 기능 이상이 축적됩니다. 게다가 잘못 접힌 단백질이 축적되거나 단백질 분해 시스템인 프로테아좀, 오토파지의 효율이 떨어지며, 알츠하이머병 같은 노화 관련 질환과 연결됩니다. 마지막으로 노화 세포는 염증성 사이토카인을 분비하여 주변 조직에도 노화 신호를 퍼뜨리는데요, 만성 저등급 염증 상태가 노화 전반에 기여하게 됩니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.01
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생명체 구성은 반드시 유기화합물 구조로만 구성되야 하나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 생명체는 기본적으로 탄소(C)를 중심으로 한 유기화합물로 이루어져 있습니다. 지구 생명체가 모두 탄소 기반인 이유는 우선 탄소는 다양한 공유결합이 가능하며, 직선·고리·분지 구조 등 수많은 형태를 만들 수 있습니다. 또한 결합은 비교적 안정적이면서도 생명 반응에 필요한 정도의 화학적 재활성이 있으며, 우주에서 탄소는 수소, 헬륨, 산소 다음으로 흔한 원소 중 하나입니다. 즉, 복잡한 정보 저장 분자(DNA, 단백질 등)와 에너지 대사 분자를 동시에 만들 수 있는 최적의 원소라 탄소 기반 생명이 지구에서 선택된 것으로 보여집니다. 이렇게 생각해보면 규소 역시 탄소처럼 4가 원소인데요, 하지만 Si–Si 결합은 불안정하고 쉽게 끊어지며 Si–O 결합은 지나치게 안정적이어서 반응성이 떨어지고, 고분자 구조는 딱딱하고 비유연적이라 생명체 분자처럼 복잡한 기능을 수행하기 어렵기 때문에 생명체는 탄소 기반의 유기화합물로 구성되어있는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.01
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사람이 우주와 같은 진공상태에 들어가면 영화와 같은 현상이 실제 일어 나는가?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 영화 속에서는 우주 공간에 노출되면 사람이 순식간에 폭발하거나, 눈이 튀어나오고 몸이 부풀어 오르는 극적인 장면이 자주 등장하는데요, 하지만 실제 과학적 사실은 영화처럼 과장된 장면과는 다소 다릅니다. 사람이 진공에 노출되면 나타나는 실제 현상에 대해 말씀드리자면, 우선 우주 공간은 진공 상태이므로 공기가 없기 때문에 노출 즉시 폐 속의 공기가 빠져나가면서 수 초 내에 의식이 소실됩니다. 보통 15초 이내에 기절한다고 알려져 있으며 숨을 참으려 하면 오히려 폐 안의 공기가 팽창해 폐포가 파열될 수 있습니다. 또한 진공 상태에서는 압력이 매우 낮아져서, 체온(약 37℃)에서도 물이 끓을 수 있는데요 따라서 인체의 혈액은 혈관 내 압력 때문에 바로 끓지는 않지만, 점막이나 피부의 노출된 침, 눈물과 같은 체액은 빠르게 거품처럼 끓어오릅니다. 또한 혈액 속에서는 미세 기포가 형성되어 피부가 부풀어 오르는 현상이 생깁니다. 하지만 영화처럼 터져버리지는 않는데요, 이는 피부와 결합조직이 견고한 일종의 압력 용기 역할을 하기 때문입니다. 게다가 우주가 매우 춥다고 흔히 생각하지만, 진공 상태는 열을 전도할 매질이 없으므로 순식간에 얼어붙지는 않으며, 대신 피부에서 수분이 증발하면서 증발 냉각 효과로 체온이 내려가고, 장시간 노출 시 저체온이 진행됩니다. 또한 열은 주로 적외선 방출의 복사의 방식으로 손실되므로, 서서히 체온이 떨어지게 됩니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.01
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애인을 깨물면 실제로 스트레스가 40%줄어든다고 하는데 맞나요??
안녕하세요. 네, 질문해주신 사항에 대해 답변해드리자면 과학적 근거를 따져보면 엄밀히 검증된 사실은 아닙니다. 애인을 포옹하거나 손을 잡으면 옥시토신 호르몬 분비가 증가하고, 스트레스 호르몬인 코르티솔이 줄어드는 효과가 여러 연구에서 확인된 바 있으며, 실제로 파트너의 손을 잡고 있으면 스트레스가 완화되고 통증이 덜 느껴진다는 실험 결과도 있습니다. 깨물기라는 특정 행동과 스트레스 수치를 40% 감소시킨다는 과학 논문이나 임상 연구는 없으며 아마도 '애정 표현 → 옥시토신 증가 → 스트레스 완화'라는 일반적인 과학적 사실에다가, SNS에서 재미있게 과장하거나 왜곡된 수치를 덧붙인 것으로 보입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.01
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과학의 발전을 염원하며 불가능한 질병의 해결을위해 시도하는 냉동인간은 사실 아직 불가하다는 주장은 왜그런가?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 냉동인간은 과학과 대중문화 사이에서 자주 혼동되는 분야인데요, 현재 과학계에서 냉동인간 부활이 불가능하다고 보고 있습니다. 우선 금붕어 실험처럼 보이는 장면은 사실 액체질소에 넣었다가 바로 꺼낸 것으로, 단순히 겉면이 얼어도 중심부는 완전히 얼지 않아 잠시 기절했다가 살아나는 경우에 가까운데요, 따라서 금붕어 전체가 체내 깊숙이까지 영하 수십 도 이하로 얼어붙었다가 다시 살아난 것이 아닙니다. 인간의 몸을 액체질소를 이용하여 영하 196℃까지 냉각하면 세포 안의 물이 얼음 결정으로 변해 세포막과 세포기관을 물리적으로 파괴하게 되며 이 손상은 되돌릴 수 없습니다. 물론 일부 연구에서는 물 대신에 냉동 보호제를 넣어 얼음이 아니라 유리처럼 고정되는 기술을 사용하지만 이 보호제가 독성이 강하고, 수백조 개의 세포에 고르게 퍼뜨리는 것도 불가능에 가깝습니다. 또한 인간처럼 큰 생명체는 단일 세포가 아니라 복잡한 장기와 혈관 네트워크로 이루어져 있는데요 따라서 냉동 과정에서 혈액이 응고되거나, 혈관이 얼어붙으며 미세혈관이 파괴됩니다. 특히 뇌의 시냅스 구조와 신경망은 극도로 민감하여, 해동 후 원래의 신경 회로를 유지하기 어렵습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.01
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죽은 말벌을 밟으면 독침이 피부에 뭍나요?
안녕하세요. 질문해주신 사항에 대해서는 죽은 말벌의 독성 유지 여부에 대해서 생각해보아야 하는데요, 말벌의 독은 독침에 연결된 독낭에 들어 있는데, 살아 있을 때 침을 찌를 때 근육의 수축으로 독액이 주입됩니다. 벌이 이미 납작하게 죽은 상태라면 독낭은 파열되었거나 기능을 상실했을 가능성이 크며 따라서 사람이 밟았다고 해서 독액이 능동적으로 주입되지는 않습니다. 또한 밟으면서 독침이 피부를 찌르지 않는 이상, 단순히 표면에 묻는 정도로는 독액이 체내에 들어오지 않으며 독액이 남아 있더라도 공기 중에서 쉽게 변성되며, 소량이 피부에 묻는 정도는 보통 알레르기 반응을 유발하지 않습니다. 따라서 만약 손에 아주 미량의 독액이 묻어 눈을 비볐다면, 독성보다는 자극 정도가 일어날 수 있기는 하지만 죽은 벌에서 나온 양은 극히 적고, 이미 단백질 성분이 변성되어 독성이 거의 없습니다. 실제로 큰 위험보다는 이물감이나 가벼운 결막 자극 정도에 그칠 가능성이 높습니다. 다만 혹시라도 눈이 따갑거나 충혈이 지속되면 깨끗한 물로 눈을 세척하시고, 불편감이 심하면 안과에서 진료를 받아보시는 것을 권장드립니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.01
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송로버섯이 우리나라에서 채취가 되나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 '송로버섯'은 땅속에서 자라는 균근균류로서 유럽, 특히 프랑스와 이탈리아에서 채취되는 것이 가장 유명한데요 송로버섯은 참나무나 개암나무 같은 활엽수 뿌리에 공생하며 자라는데, 그 특유의 강한 향 때문에 식재료로 아주 귀하게 취급됩니다.우리나라에서도 송로버섯이 발견된 사례가 보고된 바가 있으나 유럽의 유명한 흰 트러플이나 검은 트러플과 같은 고급 종은 아직 자연 상태에서 거의 발견되지 않았습니다. 대신 한국에는 Tuber 속의 몇몇 근연종이 자생하는 것이 학계에 보고되어 있고 주로 남부 지역의 참나무 숲 근처에서 확인된 바 있으며, 최근에는 국내 연구자들이 트러플류의 분포를 조사하거나 인공 재배를 시도하는 연구도 이루어지고 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.01
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