답변 내역
- 왜 식물은 과육이 아닌 껍질에 양분이 몰려 있는 것인가요?안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 동물과 식물은 생활 방식과 생존 전략이 다르기 때문에, 양분이 어디에 집중되는가 하는 점에서도 큰 차이가 있는데요 우선 동물의 경우는 일반적으로 먹이로서 가치가 있는 단백질과 지방이 근육이나 내부 장기 쪽에 많고, 반면에식물은 과육보다는 씨앗 주변 껍질이나 씨 자체에 영양소가 몰려 있는 경우가 많습니다. 동물의 경우에는 근육은 움직임을 위해 필요한 기관이므로, 단백질이 풍부합니다. 그래서 우리가 먹을 때 살코기가 주요한 영양 공급원이 되는데요 피부나 털, 지방층은 주로 보호·보온·에너지 저장 기능을 하지만, 단백질보다는 지방 성분이 많아 양분이라기보다 에너지원에 가깝습니다. 따라서 동물에서는 몸의 기능적 중심인 근육과 장기에 영양이 집중되어 있습니다. 식물의 경우에는 식물이 열매를 만드는 주된 목적은 씨앗을 퍼뜨리는 것인데요, 과육은 동물이 먹도록 유인하는 보상 역할을 하고, 실제 후대 생존에 꼭 필요한 영양소는 씨앗이나 껍질 쪽에 집중됩니다. 예를 들어 곡물의 겨 부분에는 섬유소, 비타민, 미네랄이 많고, 씨눈에는 단백질과 지방이 들어 있습니다. 반면 흰 쌀이나 흰 밀가루처럼 과육에 해당하는 전분 부분은 주로 단순한 에너지 공급원에 불과합니다. 씨앗 보호 껍질에 있는 폴리페놀, 플라보노이드와 같이 항산화 물질은 세균·곰팡이·자외선 등으로부터 씨앗을 보호하는데요, 씨앗 속 배가 발아할 때 필요한 단백질·지방·비타민이 씨눈이나 껍질 쪽에 저장되어 있습니다. 또한 동물을 유인하기 위한 전략이기도 한데요, 과육은 동물이 맛있게 먹고 씨앗을 멀리 퍼뜨리도록 달고 수분이 많은 구조로 진화했습니다. 하지만 씨앗을 먹혀버리면 번식이 끝나므로, 과육보다 껍질과 씨앗에 진짜 영양을 모아둔 것입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.2100
- 조류 독감의 인수공통 가능성이 얼마나 되나요안녕하세요. 질문해주신 조류독감은 인수공통 가능성은 단순히 옮길 수 있다, 없다의 문제가 아니라, 바이러스의 아형, 변이 정도, 사람과의 접촉 환경 등에 따라 달라지는데요 우선 조류독감은 인플루엔자 A형 바이러스가 원인입니다.H와 N이라는 단백질 조합인 Hemagglutinin, Neuraminidase에 따라 H5N1, H7N9 등의 여러가지 아형이 존재합니다. 대부분의 아형은 조류에 국한되어 감염되며, 사람에게 잘 전파되지 않습니다. 일부 아형(H5N1, H7N9 등)은 조류 → 인간으로 직접 감염이 확인된 사례가 있는데요, 다만 이런 경우는 보통 가금류와 밀접 접촉하거나 살아있는 시장 등 고위험 환경에 있을 때 발생합니다. 즉, 바이러스가 원래 사람에게 쉽게 감염되도록 특화된 것은 아니어서, 일반적인 생활 환경에서는 전염 가능성이 낮긴 합니다.또한 조류독감이 인간에게서 감염되는 사례는 있지만, 사람 → 사람 전염은 매우 제한적이거나 거의 일어나지 않는데요, 인수공통 감염병으로서 큰 위험성이 생기는 경우는, 바이러스가 사람 사이에서도 쉽게 퍼질 수 있도록 유전자 변이가 일어났을 때입니다. 예를 들어, 조류독감 바이러스가 사람 독감 바이러스와 재조합되면, 새로운 팬데믹을 일으킬 잠재력이 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.2100
- 바이러스크기와 원자 분자 크기 차이가 어떠한가요안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 바이러스는 나노미터(nm, 10⁻⁹ m) 크기 범주에 속하고, 원자와 분자는 그보다 훨씬 더 작은 스케일에 존재하는데요, 원자는 보통 0.13 Ångström 정도의 크기인데요 예를 들어, 수소 원자는 약 0.1 nm, 탄소 원자는 약 0.15 nm 정도입니다.반면에 분자는 원자가 여러 개 결합한 구조이므로 그 크기는 훨씬 다양한데요, 간단한 물 분자(H₂O)는 약 0.3 nm 정도이고, 단백질이나 DNA 같은 거대분자는 수 nm에서 수십 nm까지 커질 수 있습니다. 이때 바이러스는 캡시드라는 단백질 껍질과 내부의 핵산(DNA나 RNA)으로 이루어진 복잡한 구조체크기는 대체로 20 nm에서 300 nm 정도이며, 판도라바이러스는 일부 큰 바이러스는 1000 nm = 1 μm에 이르기도 합니다. 이때 원자(0.1 nm)와 바이러스(100 nm 전후)를 비교하면, 약 1000배 차이가 나는데요, 작은 분자(물, 0.3 nm)와 비교해도 수백 배 이상 차이가 나며 즉, 바이러스는 원자나 작은 분자보다 훨씬 크지만, 세균(보통 1~10 μm)보다는 훨씬 작습니다.질문해주신 것처럼 크기 차이가 생기는 이유는 원자, 분자는 물질의 기본 단위로, 물리적 크기가 전자껍질과 화학결합 길이에 의해 제한되는데요, 바이러스는 단백질과 핵산이 수많이 모여 만들어지는 구조체이므로, 정보를 저장하고 복제하는 데 필요한 최소한의 크기가 정해져 있습니다. 따라서 원자, 분자보다 훨씬 클 수밖에 없는 것입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.2100
- 지렁이도 눈이 있는지 궁금합니다.?안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 지렁이는 겉으로 보기에는 눈이 전혀 없어 보이며 물론사람이나 동물처럼 정교한 눈은 없습니다. 대신 빛을 감지할 수 있는 감각세포인 광수용체가 피부에 분포해 있는데요, 지렁이의 피부에는 빛에 민감한 세포가 흩어져 있어 밝고 어두움을 구별할 수 있습니다. 따라서 지렁이는 형체를 보는 시각은 없지만, 빛이 비치는 방향이나 강도의 변화를 감지할 수 있다고 보시면 됩니다. 특히 지렁이는 빛을 싫어해서, 햇볕에 노출되면 수분이 빨리 증발하고 포식자에게 노출되기 쉽기 때문에 다시 흙 속으로 파고들려고 합니다.또한 비 오는 날 지렁이가 땅 위로 나오는 이유는 비가 오면 흙 속에 물이 차면서 산소 공급이 부족해지기 때문인데요, 지렁이는 피부로 호흡하기 때문에, 숨쉬기 힘들어지면 땅 위로 올라옵니다. 동시에 빗방울이 땅을 치는 진동이 천적의 움직임과 비슷해 지렁이가 피난하는 행동을 하기도 하는 것입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.2100
- DNA가 손상되면 세포는 어떻게 반응하나요?안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 생명체의 세포는 DNA에 손상이 생겼을 때 정교한 방어, 복구 체계를 가동하는데요 DNA는 유전정보를 담고 있기 때문에 손상이 누적되면 암이나 세포 사멸 같은 심각한 문제가 생기므로, 세포는 여러 수준에서 대응하게 됩니다.먼저 DNA가 복제되거나 분리되는 시점에 손상이 있으면 치명적이므로, 세포는 세포주기 검사점을 통해 일시적으로 분열을 멈추는데요, G1/S에서 DNA 복제 전에 손상 여부를 확인하고, G2/M에서 세포분열 전에 DNA 완전성을 점검하며 이 과정을 통해 손상이 복구될 때까지 분열을 지연시킵니다. 또한 손상의 종류에 따라 다른 복구 경로가 작동하는데요, 우선 산화, 알킬화 등으로 변형된 염기를 잘라내고 교체합니다.하지만 이때 만약 손상이 너무 크거나 복구가 불가능하다면 세포는 p53 단백질 같은 ‘종양 억제 인자’를 통해 세포자멸사를 택하는데요 이는 스스로 죽어 다른 세포와 유기체 전체를 보호하는 방식입니다. 세포가 보유하고 있는 이러한 체계 덕분에 대부분의 DNA 손상은 바로 복구되는데요 그러나 방어망이 실패하면 암, 신경퇴행성 질환, 노화 촉진 등으로 이어질 수 있기 때문에 DNA 손상 반응은 생명 유지에 핵심적인 보호 장치라고 할 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.2100
- OH는 이탈기로의 반응성이 좋지 않은 이유가 무엇인가요?안녕하세요. 네, 말씀해주신 것처럼–OH(하이드록실기)는 일반적으로 좋은 이탈기가 되지 못하는데요, 이는 이탈 후에 남는 종의 안정성 차이 때문입니다. 우선 할로젠화 알킬의 경우에는 예를 들어 –Cl, –Br, –I가 떨어져 나가면 각각 Cl⁻, Br⁻, I⁻가 되는데요, 이들은 음전하가 원자 전체에 안정적으로 분산되고, 전기음성도가 높으며, 물 같은 용매에 의해 잘 안정화되기 때문에 따라서 좋은 이탈기입니다. 반면에 –OH의 경우에는–OH가 단독으로 떨어지면 OH⁻(수산화 이온)이 되는데요, OH⁻는 강염기이고, 수용액에서 굉장히 불안정하게 작용하려 하며 반응 도중에 안정적으로 남아있기 어렵기 때문에 따라서 –OH는 좋은 이탈기가 아닙니다.따라서 유기반응에서는 –OH를 직접 이탈기로 사용하지 않고, 보통 더 좋은 이탈기 형태로 변환한 다음 반응을 진행하는데요, 산성 조건에서는 OH를 프로톤화하여 H₂O로 바꾸면, 물 분자가 떨어져 나가면서 안정한 중성 분자(H₂O)가 되므로 좋은 이탈기가 됩니다. 또는 특수 시약 처리를 할 수도 있는데요, TsCl나 MsCl 같은 시약으로 –OH를 tosylate(–OTs), mesylate(–OMs) 등으로 변환하면, 안정한 음이온으로 떨어질 수 있어 좋은 이탈기가 됩니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.215.01명 평가10
- 마음에 쏙!200
- 친핵성 치환 반응인 SN1 반응과 SN2 반응의 차이는 무엇인가요?안녕하세요. 네 질문해주신 것과 같이 SN1 반응과 SN2 반응은 유기화학에서 가장 대표적인 친핵성 치환 반응의 두 가지 기작인데요, SN1 반응은 2단계 반응으로 진행됩니다. 먼저, 이탈기가 떨어져 나가면서 카복양이온 중간체가 형성되는데요, 친핵체가 그 카복양이온에 결합하며 속도 결정 단계는 이탈기의 이탈이 일어나는 단계로 반응 속도는 기질에만 의존합니다. 특징은 카복양이온 안정성이 중요하다는 점으로 반응성은 3차 > 2차 >> 1차 > 메틸 순서로 나타납니다. 또한 평면 삼각형 구조의 카복양이온 형성 되며 이때 친핵체가 앞, 뒤에서 공격 가능하므로 입체화학적으로 라세미화가 발생합니다. 따라서 좋은 이탈기와 약한 친핵체여도 잘 진행됩니다. 또한 물과 에탄올 같은 극성 프로틱 용매에서 안정적으로용매가 카복양이온과 음이온을 안정화시킵니다. 다음으로 SN2 반응은 1단계 반응으로 친핵체가 전이상태에서 동시에 결합하면서 이탈기가 떨어져 나가는데요, 기질과 친핵체 모두 관여하기 때문에 2분자 반응이며 친핵체가 이탈기의 반대쪽에서 공격하여 탄소 중심이 반전된다는 특징이 있습니다. 또한 입체장애가 크면 반응 속도가 느려지는데요, 따라서 메틸 > 1차 > 2차 >> 3차 순서의 반응성을 나타냅니다. 게다가 강한 친핵체가 필요하며 극성 비양성자성 용매(DMSO, 아세톤, DMF 등)가 유리합니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.215.01명 평가10
- 고민해결 완료200
- 극성과 분자 간의 상호작용은 유기화합물의 끓는 점 및 녹는점에 어떠한 영향을 미치나요?안녕하세요. 질문해주신 극성과 분자 간 상호작용이 유기화합물의 끓는점과 녹는점에 미치는 영향은 우선 끓는점은 액체에서 기체로 넘어갈 때, 즉 분자 간 인력이 끊어지는 데 필요한 에너지와 직접 관련됩니다. 따라서 분자 간 상호작용이 강할수록 끓는점은 높아집니다. 분자 간 인력의 강도는 이온 결합 > 수소 결합 > 쌍극자-쌍극자 상호작용 > London 분산력 순서인데요, 예를 들어서 메탄(CH₄)은 무극성 분자로 분산력만 작용하기 때문에 끓는점이 약 –161 ℃로 매우 낮습니다. 다음으로 에탄올(CH₃CH₂OH)은 극성분자이고 수소결합이 작용하므로 끓는점 약 78 ℃인데요, 이처럼 수소 결합을 형성할 수 있는 극성 분자가 훨씬 높은 끓는점을 가집니다.즉, 극성이 클수록, 그리고 수소 결합과 같은 강한 분자 간 상호작용이 존재할수록 끓는점이 높아집니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.215.01명 평가10
- 마법같은 답변200
- 에틸렌 글리콜 용액을 자동차 부동액으로 사용하는 현상은 용액의 총괄성과 어떠한 관련이 있나요?안녕하세요. 네 질문해주사 것처럼 자동차에서 에틸렌 글리콜(C₂H₆O₂) 용액을 부동액으로 사용하는 현상은 바로 용액의 총괄성과 깊은 관련이 있는데요, 용액의 총괄성은 용질의 성질이 아니라 용질 입자의 수에만 의존하는 성질로, 대표적으로 증기압 내림, 끓는점 오름, 어는점 내림,삼투압이 있습니다. 자동차 냉각수에 에틸렌 글리콜을 섞으면 어는점 내림 현상이 나타나는데요, 순수한 물은 0 ℃에서 얼지만, 에틸렌 글리콜을 섞으면 용액의 어는점이 낮아집니다. 이는 용액 속에 용질 입자가 존재하면, 고체와 액체의 상평형을 유지하기 위해 더 낮은 온도가 필요하기 때문이며, 따라서 겨울철에 냉각수가 쉽게 얼지 않아 엔진이 손상되는 것을 막습니다. 다음으로 끓는점 오름 현상과도 관련있는데요, 물은 보통 100 ℃에서 끓지만, 에틸렌 글리콜이 들어간 용액은 끓는점이 더 높아지며, 이는 고온에서 냉각수가 쉽게 끓어 증발하는 것을 방지하여 여름철 엔진 과열을 예방합니다. 즉, 에틸렌 글리콜 용액이 부동액으로 작용하는 원리는 순수한 물보다 어는점은 내려가고, 끓는점은 올라가는 용액의 총괄성을 이용한 것입니다. 즉 자동차 부동액으로 에틸렌 글리콜을 사용하는 것은 어는점 내림과 끓는점 오름이라는 총괄성 현상을 응용한 것이라고 이해하시면 되겠습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.2100
- 카이랄 중심을 갖지 않아도 거울상 이성질체가 존재할 수 있는 이유는 무엇인가요?안녕하세요. 네, 말씀하신 것처럼 카이랄 중심은 흔히 4개의 서로 다른 치환기가 결합된 탄소를 의미하는데요,. 그러나 분자가 반드시 카이랄 중심을 가져야만 거울상 이성질체가 생기는 것은 아닙니다.카이랄 중심 없이도 거울상 이성질체가 생기는 이유는 분자의 전체 대칭성이 chirality를 결정하기 때문인데요, 분자 전체가 내부 대칭면이나 반전 중심을 가지지 않으면, 카이랄 중심이 없더라도 거울상 이성질체가 존재할 수 있습니다. 대표적인 경우가 축성 키랄성으로, 이는 분자가 회전할 수 없는 축 때문에 서로 다른 공간 배열을 갖게 되는 경우입니다. 예시로는 알렌(allene, C=C=C)이 있는데요 중앙 탄소가 sp 혼성이고, 두 양 끝의 치환기들이 서로 직교하는 평면에 위치하며 따라서 끝 치환기들이 다르면 거울상 이성질체가 생깁니다. 이외에도 비페닐(biphenyl) 화합물이 있는데요, 두 페닐 고리가 입체적으로 회전할 수 없을 만큼 bulky한 치환기를 가지면, 왼쪽으로 꼬인 형태와 오른쪽으로 꼬인 형태가 거울상 이성질체로 존재하게 됩니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.2100