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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수경재배와 토양재배 어느것이 식물에 조은지 궁금해여?
안녕하세요. 김덕중 박사입니다.각기 장단점이 있습니다. 우선 식물이 수경재배가 가능한지 여부가 중요합니다. 대부분은 수경재배가 가능하지만 그렇지 않은 식물도 있습니다.제가 추천드리자면 수경재배 가능하다면(집안 화초 기준) 적절한 식물에 맞는 영양제만 있으시다면 관리가 쉬운 수경재배를 추천드립니다. 토양에 대한 특성을 타지않고 물공급 측면에서 최고이고 흙을 갈아주지 않고 뿌리쪽을 어둡게만 해준다면 관리가 토양재배에 비해 쉽습니다.
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탄수화물에 중독되는 이유가 무엇인지 궁금해여?
안녕하세요. 김덕중 박사입니다.제가 보기에는 탄수화물 중독처럼 느껴지는 현상이라 생각해요.혈당과 도파민탄수화물(특히 설탕·빵·과자 같은 정제 탄수화물)을 먹으면 혈당이 빠르게 올라가요. 그러면 뇌에서 도파민(보상 호르몬) 이 분비돼서 기분이 좋아집니다. 이 쾌감을 반복해서 경험하면 뇌가 “또 먹어!”라고 신호를 보내게 돼요.혈당 롤러코스터정제 탄수화물은 혈당을 급격히 올렸다가 다시 급격히 떨어뜨려요.- 급상승 → 인슐린 분비- 급하강 → 피로감 + 허기 + 당김이 과정이 반복되면 계속 단 음식이 당기게 됩니다.스트레스와 감정스트레스를 받으면 몸은 빠른 에너지원인 탄수화물을 원해요. 달콤한 음식은 일시적으로 코르티솔(스트레스 호르몬)을 낮춰주기 때문에 감정적으로 의존하게 될 수 있어요.수면 부족잠이 부족하면 식욕 조절 호르몬(렙틴↓, 그렐린↑)이 무너져서 특히 고탄수화물 음식이 더 강하게 당깁니다.장내 미생물 영향장내 세균도 특정 음식(당류 등)을 더 먹도록 신호를 보낼 수 있다는 연구들이 있어요.
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생명과학에서 정상의 기준은 어떻게 정해지는 건가요?
안녕하세요. 김덕중 박사입니다.절대적인 개념이라기보다 통계적·기능적·환경적 맥락에 따라 달라집니다.구분 기준 특징통계적 정상 : 평균 ± 표준편차 - 집단 기준기능적 정상 : 생리 기능 유지 여부 - 개인 기준항상성 기준 : 내부 균형 범위 - 생리학적 기준적응적 정상 : 환경 적응 여부 - 진화적 기준
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유전자 변형 생물 여부를 판정하는 분석 결과가 공식력을 가지려면 어떤 조건을 갖추어야 하나요?
안녕하세요. 김덕중 박사입니다.GMO 판정 결과가 믿을 만하려면 필요한 조건1. 정해진 검사법 사용과학자들이 국제적으로 인정한 검사 방법을 써야 해요. 예를 들어, DNA를 검사해서 특정 "유전자 조각"이 있는지 확인하는 방식이 대표적이에요. 아무 방법이나 쓰면 결과가 틀릴 수 있습니다.2. 반복해도 같은 결과한 번만 검사해서 "이건 GMO다!"라고 하면 믿기 어렵죠. 여러 번 검사해도 똑같은 결과가 나와야 신뢰할 수 있습니다.3. 공식 기관에서 검사정부나 국제적으로 인증받은 검사 기관에서 해야 결과가 공신력을 얻습니다. 그냥 개인 연구실에서만 했다면 믿기 힘들겠죠.4. 검사 과정 기록어떤 재료를 어떻게 검사했는지, 어떤 장비를 썼는지, 결과가 어떻게 나왔는지를 꼼꼼히 기록해야 합니다. 그래야 다른 전문가가 확인할 수 있습니다.5. 다른 전문가도 인정다른 과학자들이 결과를 검토하고 "이건 맞다"라고 인정해야 진짜 믿을 수 있습니다. 혼자만 주장하면 신뢰하기 어렵습니다.
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배양육은 어떤 세포를 어떤 시스템에 키워 만든건가요?
안녕하세요. 김덕중 박사입니다.사용되는 세포 종류로는• 위성세포(Satellite cells)근육 줄기세포로, 손상된 근육을 재생하는 역할을 합니다. 배양육 생산에서 가장 많이 활용됩니다.• 근육 전구세포(Myoblasts)위성세포가 분화하여 근육 조직을 형성하는 단계의 세포입니다.• 지방세포(Adipocytes)고기의 풍미와 식감을 위해 지방 세포도 함께 배양합니다.• 섬유아세포(Fibroblasts)근육 조직의 구조를 지탱하는 결합조직을 형성하는 데 필요합니다.• 줄기세포(Stem cells)다양한 세포로 분화할 수 있어 장기적으로는 배양육의 안정적 생산에 유망합니다.
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피로하면 잘못댓을 때 코피가 나는 이유가 무엇인가여?
안녕하세요. 김덕중 박사입니다.피로할 때 코피가 나는 이유는 여러 생리적 요인과 환경적 요인이 겹쳐서 발생합니다. 대표적인 원인을 말씀드리면:주요 원인- 혈압 상승과도한 피로나 스트레스는 자율신경계 균형을 무너뜨려 혈압을 급격히 올립니다. 이때 코 안쪽의 미세 혈관이 확장되고 쉽게 터져 코피가 날 수 있습니다.- 혈관 수축과 점막 약화수면 부족이나 과로는 혈관을 수축시키고 혈압을 높입니다. 코 점막은 혈관이 밀집된 부위라 작은 자극에도 출혈이 생기기 쉽습니다.- 코 점막 건조피로가 누적되면 체내 수분 유지 능력이 떨어지고 점막이 건조해집니다. 건조한 점막은 쉽게 갈라져 혈관이 노출되고, 작은 자극에도 코피가 발생합니다.- 염증 및 면역력 저하피로로 인해 면역력이 떨어지면 코 점막에 염증이 생기고, 약해진 점막이 출혈을 일으킬 수 있습니다.- 구조적 요인비중격이 휘어 있거나 돌출된 경우 특정 부위에 반복적으로 자극이 가해져 피곤할 때 더 쉽게 코피가 날 수 있습니다.즉, 피로는 혈압 변화, 혈관과 점막의 약화, 건조, 염증 같은 여러 요인을 동시에 촉발해 코피를 유발합니다. 단순히 "피곤해서 코피가 난다"는 표현은 사실 몸이 보내는 경고 신호일 수 있으므로, 반복적으로 코피가 난다면 휴식과 생활습관 관리가 필요합니다.
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