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생물·생명
Q. 연역적 탐구 방법에서 양성 대조군이 갖는 의미는 무엇인가요?
간단히 말해 실험이 제대로 잘 진행되고 있는지 확인하는 역할을 합니다.즉, 양성 대조군은 예상되는 긍정적 결과를 도출하는 실험 조건으로 실험 방법의 유효성 검증하고, 결과 도출에 실패하는 위음성의 오류 방지하는 것입니다.예를 들어 양성 대조군은 실험 방법의 유효성 확인하기 위해 효과가 입증된 기존 항생제를 투여한 그룹에 해당하고, 음성 대조군은 효과가 없음을 확인하기 위헤 항생제가 없는 용매만 투여한 그룹에 해당하는 것입니다.
생물·생명
Q. 과학적 탐구 방법에서 가설을 설정할 때 귀무가설은 무엇을 의미하나요?
귀무가설은 두 변수 사이에 아무런 관계나 차이가 없다는 것을 가정하는 가설입니다.다시 말해 연구자가 실험이나 연구를 통해 둘 사이가 무관하다는 것을 입증하는 목표를 가진 가설입니다.말이 조금 어려울 수 있는데, 귀무가설은 일반적으로 하는 옳다는 것을 증명하는 것이 아니라, 충분한 증거를 통해 틀렸음을 입증하려고 시도하는 대상입니다. 만약 실험 결과가 귀무가설이 옳다고 가정했을 때 발생하기 매우 어려운 결과라면, 연구자는 귀무가설을 기각하고 그 반대인 대립가설을 채택하게 되는 것이죠.
생물·생명
Q. 잠자리의 날개는 어떤 구조를 가지고 있어서 빠르고 자유롭게 날 수 있나요?
잠자리 날개는 크게 세 가지 구조적 특징을 가지고 있습니다.먼저 잠자리의 날개는 뼈대가 되는 날개맥과 이를 감싸는 얇은 막으로 이루어져 있습니다.이 날개맥은 가벼우면서도 뻣뻣한 키틴질로 구성되어 있어 강한 공기 저항에도 형태를 유지할 수 있습니다. 동시에 이 날개맥이 형성하는 그물망 구조 덕분에 날개 전체에 유연성이 생겨 공기의 흐름에 맞춰 미세하게 변형될 수 있습니다. 이러한 뻣뻣함과 유연성 덕분에 고속 비행에도 날개가 찢어지거나 부러지는 것을 막아주고, 정교한 방향 전환을 가능하게 합니다.그리고 잠자리는 앞날개와 뒷날개가 서로 독립적으로 움직입니다.다른 곤충들은 보통 앞날개와 뒷날개가 연결되어 함께 움직이지만, 잠자리는 각각 다른 각도와 속도로 날갯짓을 할 수 있습니다. 이 덕분에 잠자리는 제자리 비행은 물론 갑작스러운 방향 전환이나 후진 등 복잡한 비행 동작이 가능합니다.또 잠자리 날개 끝에는 '프테로스티그마'라는 불투명하고 무거운 검은 점이 있습니다.이 작은 점은 비행 중 발생하는 진동을 흡수하는 역할을 하는데, 고속으로 날개짓을 할 때 날개에 발생하는 떨림을 줄여서 비행 효율을 높이고, 날개가 손상되는 것을 막아줍니다. 또한 무게중심을 잡아주는 역할도 하죠.
생물·생명
Q. 심해 먹이사슬의 구조와 표층 생태계와의 근본적 차이점은 무엇인가요?
심해의 먹이사슬은 표층 생태계와 근본적인 에너지원의 차이를 보입니다.표층은 태양빛을 활용한 광합성이 생산의 기반인 반면, 빛이 없는 심해는 화학합성이나 해양 눈에 의존하기 때문에 먹이사슬의 구조가 매우 독특하게 형성됩니다.심해 생태계의 먹이사슬은 주로 '화학합성 기반 먹이사슬'과 '해양 눈 기반 먹이사슬'로 나눌 수 있습니다.'화학합성 기반 먹이사슬'은 심해저 열수분출구 주변에서 나타나는 독특한 생태계입니다. 이 지역에서는 지구 내부에서 뿜어져 나오는 뜨거운 물에 녹아 있는 황화수소, 메탄 등의 화학물질을 에너지원으로 삼아 유기물을 합성하는 화학합성 박테리아가 1차 생산자 역할을 하는데, 이 박테리아를 먹는 새우나 게, 조개, 관벌레 등이 1차 소비자가 되고, 이들을 잡아먹는 물고기나 상위 포식자가 먹이사슬의 상층부를 구성합니다. 이 생태계는 태양 에너지를 전혀 사용하지 않는 독립적인 구조를 가집니다.그리고 '해양 눈 기반 먹이사슬'은 심해 생태계의 대부분을 차지하는 구조입니다.해양 눈은 표층에서 죽은 플랑크톤, 물고기, 동물의 사체, 배설물 등이 눈처럼 천천히 가라앉아 심해로 내려오는 유기물 덩어리입니다. 이 해양 눈을 직접 섭취하는 분해자와 청소 동물이 1차 소비자가 되고, 이들을 먹는 육식성 물고기와 갑각류 등이 먹이사슬의 상위 포식자가 됩니다.
생물·생명
Q. 유식물이 글리옥시좀을 갖는 이유는 무엇인가요?
가장 큰 이유는 주요 에너지원과 대사 경로가 변화하기 때문입니다.갓 발아한 유식물, 즉 새싹은 아직 잎이 없어 광합성을 할 수 없습니다.이 시기에는 종자에 저장된 지방을 주요 에너지원으로 사용해야 하는데 글리옥시좀은 이럴 때 필요한 세포 소기관으로, 글리옥실산 회로를 통해 저장된 지방을 분해해서 당분으로 바꿔줍니다. 이렇게 생성된 당분은 유식물의 생장과 발아에 필요한 에너지와 탄소 골격을 공급하는 데 사용됩니다.그리고 새싹이 자라 잎이 나오고 광합성을 시작하면, 더 이상 저장된 지방에 의존할 필요가 없어집니다. 이때부터는 광합성을 통해 스스로 에너지를 생산하는데, 이 시점부터 글리옥시좀은 필요성이 낮아지고, 대신 퍼옥시좀으로 전환되는 것입니다.