🌟대충이 아닌, 바르게 알리기🌟선한 지식 공유자 이중철
화학공학
Q. 염화 제2철 용액 사용해서 비스페놀A 검출 실험
안녕하세요. 질문자님. 이중철 과학기술전문가입니다.🙂질문하신 내용 잘 읽어보았습니다. 직접 실험을 해보며 탐구하는 모습이 정말 멋지네요! 실험이 잘 안 되어서 답답하셨을 것 같습니다.저의 풍부한 경험과 과학기술 전문지식을 바탕으로 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨=======1.질문의 요지:염화 제2철(FeCl₃) 용액을 이용한 비스페놀 A(BPA) 검출 실험이 잘 되지 않는 원인과 성공적인 실험을 위한 구체적인 방법에 대해 궁금해하시는군요.2.답변:가장 중요한 점:염화 제2철 용액은 페놀(Phenol)류 물질의 존재를 확인하는 시약이므로,비스페놀 A(BPA)가 페트병이나 라면 봉지에서는 거의 검출되지 않기 때문에 실험이 실패한 것입니다.3.구체적인 설명 및 근거:이유:염화 제2철(FeCl₃) 용액은 페놀기(-OH)를 가진 화합물과 반응하여 보라색, 파란색이나 청록색으로 변색되는 특성을 가지고 있습니다.비스페놀 A는 화학적으로 페놀기를 가지고 있으므로 이 반응을 통해 검출할 수 있습니다.하지만 현재 시중에 유통되는 제품들은 비스페놀 A를 사용하지 않거나 극소량만 포함하고 있어 검출이 어렵습니다.3.(참고)실제 사례/대응방안 등:① 실험 실패의 원인:페트병: 페트병의 재질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이며, BPA를 거의 포함하고 있지 않습니다.라면 봉지: 라면 봉지는 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE)으로 만들어지며, 이 또한 BPA와 관련이 없습니다.플라스틱 뚜껑: 플라스틱 뚜껑은 PP나 PE 재질이 많아 BPA가 검출될 확률이 낮습니다.영수증: 영수증은 과거에 BPA를 감열지로 사용했지만,현재는 대부분 BPA를 사용하지 않는 다른 성분(BPS 등)으로 대체되었습니다.따라서 영수증에서도 검출이 어려울 수 있습니다.② 실험 성공을 위한 방법:BPA가 실제로 다량 들어 있는 물질 사용:BPA가 포함되어 있을 가능성이 높은 오래된 플라스틱 제품(예: 2010년대 이전 생산된 딱딱한 플라스틱 용기, 일부 유아용 젖병, 컵 등)을 구해서 실험하는 것이 가장 확실한 방법입니다.페놀 용액 사용:실험 원리를 명확히 확인하기 위해 페놀 용액을 직접 준비하여 염화 제2철 용액과 반응시켜 보는 것이 좋습니다.소량의 페놀 용액만으로도 즉시 보라색 계열 색상으로 변하는 것을 관찰할 수 있습니다.이는 실험의 원리를 이해하는 데 큰 도움이 됩니다.실험 환경 조절:시료를 가열할 때 충분한 양을 사용하고, 뜨거운 물에 20분 이상 담가두는 등 추출 시간을 충분히 확보해야 합니다. 추출액을 소량의 염화 제2철 용액에 떨어뜨려 반응을 관찰하는 것이 효과적입니다.4.기타 참고사항(✨혼동 대비 정리✨)(화학용어 설명)- 철(II):제일철(ferrous, 제1철) 또는 "철(II)"이라고 하며, 철의 산화상태 중 산화수가 +2인 상태, 즉 Fe2+를 말합니다.- 철(III):산화수가 +3인 Fe3+은 제이철(ferric, 제2철) 또는 철(III)이라 한다.다만, 국제순수응용화학연합(IUPAC)에서 "철(II)", "철(III)"과 같은 괄호 속 로마숫자 표기를 진흥하기로 결정함에 따라 제일철-제이철 사용사례는 오늘날에는 공식적으로 잘 쓰지 않는 것이 권장됩니다.========궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.이상, 이중철 과학기술전문가였습니다.🙂감사합니다.
생물·생명
Q. 유전적으로 다면 발현은 왜 일어나는 것인가요?
안녕하세요. 질문자님. 이중철 과학기술전문가입니다.🙂질문하신 내용 잘 읽어보았습니다.유전학의 신비로운 현상 중 하나인 다면발현(Pleiotropy)에 대해 궁금해하시는군요.저의 풍부한 경험과 과학기술 전문 지식을 바탕으로 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨=======1.질문의 요지:하나의 유전자가 여러 표현형에 영향을 미치는 다면발현의 원리와, 페닐케톤뇨증을 예시로 그 원리가 어떻게 적용되는지 궁금해하시는군요.2.답변:가장 중요한 점:다면발현은 하나의 유전자가 여러 형질에 영향을 미치는 현상으로,이는 '하나의 유전자가 여러 기능을 수행하는 단백질을 만들거나', '하나의 유전자가 여러 생화학적 경로에 관여'하기 때문에 발생합니다.3.구체적인 설명 및 근거:이유:우리 몸의 유전자는 단순히 한 가지 특징만을 결정하지 않습니다.한 유전자가 특정 단백질을 만들면, 이 단백질은 신체 내 여러 곳에서 다양한 역할을 수행할 수 있습니다.예를 들어, 한 효소가 여러 다른 물질을 분해하는 반응에 관여할 수도 있습니다.따라서, 해당 유전자에 이상이 생기면, 그 단백질이 관여하는 모든 곳에서 문제가 발생해 다양한 증상이 나타나게 됩니다.4.(참고)실제 사례/대응방안 등:페닐케톤뇨증(PKU)의 원리:결함 유전자: PKU는 '페닐알라닌 수산화효소(PAH)'를 만드는 유전자에 결함이 생겨 발생합니다.다양한 증상: 이 효소는 우리 몸에 필수적인 효소로, 음식물을 통해 섭취한 아미노산인 페닐알라닌(Phenylalanine)을 티로신(Tyrosine)으로 전환하는 역할을 합니다.영향의 확장:① 독성 물질 축적: PAH 효소에 문제가 생기면 페닐알라닌이 티로신으로 전환되지 못하고 체내에 축적됩니다.이 페닐알라닌이 과도하게 쌓이면 신경 독성을 일으켜 지적 장애나 뇌 손상을 유발합니다.② 색소 부족: 페닐알라닌에서 전환된 티로신은 멜라닌(피부와 머리카락의 색소)을 만드는 데 사용됩니다.따라서 티로신이 부족해지면 피부색이 옅어지고, 금발 머리를 가지게 됩니다.③ 특이한 체취: 페닐알라닌의 일부는 땀이나 소변으로 배출되는데, 이 과정에서 특유의 곰팡이 냄새를 유발합니다.5.결론:이처럼 PAH 효소 유전자의 결함 하나가지적 장애, 옅은 피부색, 특이한 체취라는 세 가지의 독립적인 표현형을 만들어냅니다.이것이 바로 다면발현의 대표적인 예시인 것입니다.=======궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.이상, 이중철 과학기술전문가였습니다.🙂감사합니다.
생물·생명
Q. 날파리는 왜 자꾸 제 주위에 멤도는걸까요
안녕하세요. 질문자님. 이중철 과학기술전문가입니다.🙂질문하신 내용 잘 읽어보았습니다.집안의 날파리 때문에 불쾌하고 힘드셨겠네요. 특히 눈앞에 자꾸 나타나서 더욱 괴로우셨을 것 같습니다.저의 풍부한 경험과 생물학적 + 해충 박멸 관련 전문 지식을 보태어 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨=======1.질문의 요지:날파리(벼룩파리)가 사람의 주변, 특히 얼굴이나 눈앞에 자꾸 맴돌고 달라붙는 이유와 그들의 특징, 그리고 효과적인 퇴치 방법에 대해 궁금해하시는군요.2.답변:가장 중요한 점:질문자님의 눈앞에 맴도는 해충은 의외로 초파리인 경우 보다 사람에게 더 공격적인 '벼룩파리'일 가능성이 높습니다.이들은 사람이 내뿜는 이산화탄소와 습기, 그리고 동물의 유기물 냄새에 강하게 이끌리기 때문에 주변을 맴도는 것입니다.3.구체적인 설명 및 근거:이유:대부분의 사람이 날파리라고 부르는 해충은 초파리(Fruit Fly)이지만, 실제로 약 90% 이상 '벼룩파리(Phorid Fly)'인 경우가 많습니다.벼룩파리는 초파리보다 크기가 작고, 눈 색깔이 검은색이며, 훨씬 더 빠른 속도로 움직입니다.이들은 특히, 부패한 동물성 유기물에 유인되며, 사람의 호흡에서 나오는 이산화탄소에 강하게 이끌리는 특성이 있습니다.4.(참고)실제 사례/대응방안 등:① 벼룩파리가 사람 주위에 맴도는 이유:이산화탄소 감지:벼룩파리는 모기와 마찬가지로 사람이 호흡할 때 나오는 이산화탄소를 감지하는 능력이 뛰어납니다.이 이산화탄소는 벼룩파리에게 먹이원이나 짝을 찾을 수 있는 신호가 되므로, 사람에게 끊임없이 달라붙는 성향을 보입니다.습기와 땀 냄새:사람의 얼굴이나 눈 주변은 다른 부위에 비해 습기가 많고, 땀 냄새가 나기 쉽습니다.벼룩파리는 이러한 습기와 유기산 냄새를 좋아하므로, 사람의 얼굴 근처에 맴돌게 됩니다.빛과 노란색 선호:벼룩파리는 불빛에 강하게 반응하며, 노란색을 선호하는 특징도 가지고 있습니다.② 효과적인 퇴치 및 예방 방법:청결 유지:벼룩파리는 음식물 쓰레기통, 배수구, 싱크대 하단 등 부패한 유기물이 있는 곳에 알을 낳고 번식합니다.음식물 쓰레기를 부패하기 전에 바로 버리고, 쓰레기통을 밀봉하며, 물기를 제거하는 것이 가장 중요합니다.포충기 활용:벼룩파리의 습성을 이용한 포충기(울트라 트랩)는 효과적입니다.빛과 노란색 끈끈이로 벼룩파리를 유인하여 잡는 방식인데, 80% 이상의 퇴치 효과를 보입니다.번식지 제거:벼룩파리는 한 번에 약 100개의 알을 낳고, 이 알들이 숨어 있는 곳은 배수구, 싱크대 아래, 냉장고 위 등 집안의 구석진 틈새입니다.이러한 곳에 살충제를 뿌리거나 청소기로 번데기와 알을 빨아들여 근본적인 번식을 막아야 합니다.높은 생존력:벼룩파리는 살충제에 대한 저항력이 강하고, 모기보다 더 빠르게 움직이는 경향이 있어 퇴치가 쉽지 않습니다.따라서 평상시 일상에서부터 청결 유지와 포충기, 살충제 사용을 병행하는 것이 가장 효과적입니다.=======궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.이상, 이중철 과학기술전문가였습니다.🙂감사합니다.
생물·생명
Q. 핵에서 세포질로 방출될 경우에는 에너지를 사용하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 질문자님. 이중철 과학기술전문가입니다.🙂 질문하신 내용 잘 읽어보았습니다. 핵과 세포질 사이의 물질 이동 원리에 대해 깊이 있게 궁금해하시는군요. 저의 경험과 전문 지식을 바탕으로 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨=======1.질문의 요지:핵공을 통해 핵에서 세포질로 물질이 방출될 때만 GTP 에너지를 사용하는 이유에 대해 궁금해하시는군요.2.답변:가장 중요한 점:핵공을 통한 물질 이동은 '비대칭적인 GTP 농도 기울기'를 이용하며, 이 기울기는 물질의 방출 방향으로만 에너지를 소모하도록 만듭니다.3.구체적인 설명 및 근거:이유:핵과 세포질 사이의 물질 이동은 'RAN'이라는 작은 GTP 결합 단백질의 농도 기울기에 의해 조절됩니다.핵 내부에는 RAN-GTP가 풍부하고, 세포질에는 RAN-GDP가 풍부합니다.이 농도 차이(기울기)가 물질을 핵 안팎으로 이동시키는 '방향성'을 결정합니다.4.(참고)실제 사례/대응방안 등:① 핵으로의 유입:세포질에 있는 핵 유입 단백질(importin)은 화물(cargo)과 결합하여 핵공을 통해 핵 안으로 이동합니다.핵 안에는 RAN-GTP가 풍부하므로, RAN-GTP가 importin에 결합하여 화물을 방출시키고 importin을 핵 밖으로 내보냅니다. 이 과정은 수동적이며, 에너지를 직접적으로 소모하지 않습니다.② 핵에서 세포질로의 방출:핵 안에 있는 핵 방출 단백질(exportin)은 화물과 RAN-GTP에 모두 결합하여 핵공을 통해 세포질로 이동합니다.이 과정에서 RAN-GTP가 결합하면서 에너지를 소모합니다.세포질로 나온 후, RAN-GTP가 RAN-GDP로 가수분해되면서 화물과 exportin이 분리됩니다.③ 왜 방출 시에만 에너지를 사용하는가?:핵공을 통한 물질의 이동은 '왕복 열차'와 비슷합니다.핵 유입은 '승객(화물)'이 타면 저절로 출발하는 '경사면'과 같아서 에너지가 필요하지 않습니다.반면, 핵 방출은 '승객'을 태운 후 '경사면을 올라가는' 것과 같아서 RAN-GTP라는 '연료'를 사용해 추진력을 얻습니다.즉, 핵 안의 높은 RAN-GTP 농도라는 환경을 유지하기 위해 지속적으로 에너지를 소모하며,이 에너지는 화물을 '핵 밖으로' 밀어내는 방향으로만 작용하게 됩니다.=======궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.이상, 이중철 과학기술전문가입니다.🙂감사합니다.
생물·생명
Q. 개구리가 환경 오염에 민감한 지표 생물로 불리는 이유는 무엇일까요?
안녕하세요. 질문자님. 이중철 과학기술전문가입니다.🙂질문하신 내용 잘 읽어보았습니다. 개구리가 환경 오염의 지표 생물로 불리는 이유에 대해 궁금해하시는군요. 저의 풍부한 경험과 전문 지식을 바탕으로 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨1.질문의 요지:개구리가 환경 오염에 유독 민감하게 반응하는 이유와 그로 인해 환경 지표 생물로 불리는 원리에 대해 궁금해하시는군요.2.답변:가장 중요한 점:개구리는 '얇고 축축한 피부'를 통해 물과 공기 중의 오염 물질을 직접 흡수하고, '수생과 육상 생활'을 모두 하기 때문에 환경 변화에 매우 민감합니다.3.구체적인 설명 및 근거:이유:개구리는 다른 동물과 달리 두 가지 서식지를 오가며 살아갑니다.알과 올챙이 시절에는 물속에서, 성체가 되면 물가와 육지를 오가며 생활합니다.이러한 독특한 생활 방식 때문에 수질과 대기 오염 모두에 직접적으로 노출됩니다.4.(참고)실제 사례/대응방안 등:① 피부를 통한 직접적인 오염 물질 흡수:개구리의 피부는 비늘이 없고 매우 얇아서 체내 수분 균형을 조절하고 호흡하는 데 사용됩니다.하지만 이 특징 때문에 물이나 공기 중에 있는 살충제, 제초제, 중금속 등 유해 물질이 피부를 통해 체내로 쉽게 흡수됩니다. 이로 인해 기형이 발생하거나 면역력이 약해져 질병에 걸리기 쉽습니다.② 복잡한 생활사:개구리의 생활사는 올챙이, 변태, 성체의 단계를 거치며 수질 오염과 육지 오염 모두에 노출됩니다.알을 낳는 물이 오염되면 올챙이의 생존율이 낮아지고, 성체가 되어 육지로 나왔을 때 오염된 공기나 토양에 노출되면 또 다른 위험에 처하게 됩니다. 이러한 복잡한 생활 주기의 모든 단계가 환경 오염에 취약합니다.③ 낮은 생존율:이러한 이유로 개구리는 환경 오염에 가장 먼저 영향을 받는 종 중 하나입니다.과학자들은 개구리의 개체수 감소나 기형 발생을 통해 특정 지역의 환경 오염 정도를 파악하는 지표로 활용합니다.개구리가 살 수 없는 환경은 인간에게도 안전하지 않다는 신호로 해석될 수 있습니다.=======궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.이상, 이중철 과학기술전문가였습니다.🙂감사합니다.