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생물·생명
Q. 나무마다 단풍잎이 다르게 나타나는 이유는 무엇일까요?
나무가 가지고 있는 색소의 차이 때문이니다.단풍은 엽록소, 카로티노이드, 안토시아닌이라는 세 가지 주요 색소의 상호 작용으로 인해 발생합니다.엽록소는 잎이 녹색으로 보이는 주된 색소이며, 광합성에 필수적입니다. 가을이 되어 기온이 내려가고 일조량이 줄어들면, 나무는 엽록소를 분해하기 시작하는데, 엽록소가 사라지면 다른 색소들이 드러나게 됩니다.카로티노이드는 노란색이나 주황색, 갈색을 띠는 색소입니다. 엽록소가 분해되기 전부터 잎에 존재하지만, 녹색에 가려져 보이지 않다가 엽록소가 사라지면 드러나게 됩니다. 은행나무니 자작나무 등은 카로티노이드가 풍부하여 주로 노란색 단풍이 듭니다.안토시아닌은 붉은색과 자주색을 띠는 색소입니다. 이 색소는 가을철 기온이 낮아지고 일조량이 많을 때, 잎에 축적된 당분으로 인해 새로 생성됩니다. 단풍나무, 옻나무 등은 안토시아닌을 많이 생성하여 붉은색 단풍이 드는 것입니다.
생물·생명
Q. 결핵균만 카르보 푹신으로 염색했을 때 염색이 되는 원리는 무엇인가요?
먼저 결핵균은 그람 염색법으로 염색되지 않기 때문에 그람양성균으로 분류되지 않습니다.이는 결핵균의 세포벽에 함유된 미콜산이라는 특수한 지질 성분 때문인데, 미콜산은 염료의 세포벽 통과를 방해해 그람 염색이 불가능하게 만들죠.결핵균처럼 그람 염색이 어려운 세균은 항산성 염색이라는 특수한 염색법을 사용합니다.항산성 염색은 항산성, 즉 산성 알코올로 탈색되지 않는 성질을 이용한 방법으로 푸신은 이 항산성 염색에 사용되는 염료 중 하나입니다.좀 더 자세히 말씀드리면 가열된 푸신 염료를 이용해 세포벽의 미콜산 왁스층을 녹여 염료가 세포 내부로 침투하게 하고, 염색된 슬라이드를 산성 알코올로 씻어내는데, 이 과정에서 미콜산 층이 염료를 붙잡고 있어 결핵균은 탈색되지 않습니다. 그리고 탈색된 다른 세균들을 구분하기 위해 메틸렌블루와 같은 대조 염료로 염색합니다.이 과정을 통해 항산성을 지닌 결핵균은 붉은색으로 염색되고, 그렇지 않은 세균들은 푸른색으로 염색되어 명확하게 구분되는 것입니다.
생물·생명
Q. 방학 현미경으로 관찰할 때 5일에 처리하면 해상도가 높아지는 원리는 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 빛의 굴절을 최소화하기 때문입니다.1000배율과 같은 고배율 현미경으로 관찰할 때, 대물렌즈와 슬라이드 표본 사이의 거리는 매우 짧습니다. 이 공간에는 공기가 채워져 있는데, 빛이 표본에서 공기로, 다시 대물렌즈로 이동하면서 빛의 속도가 달라지며 굴절이 일어납니다.이 굴절로 인해 특히 비스듬하게 진행하는 빛들이 크게 꺾여 대물렌즈의 아주 좁은 구경으로 들어가지 못하고 흩어지게 됩니다. 이 현상 때문에 관찰되는 이미지의 해상도와 밝기가 떨어지게 되죠.이머전 오일은 이러한 문제점을 해결하기 위해 사용되는 것입니다.
생물·생명
Q. 화학합성 세균과 고세균이 심해 생태계에서 담당하는 역할과 주요 대사 경로는 무엇인가요?
심해 생태계에서 화학합성 세균과 고세균은 무기 화합물을 이용해 유기물을 생산합니다.이는 심해 생태계의 기초 생산자 역할을 담당하는 것이죠. 이런 세균들은 황화수소나 메탄, 암모니아와 같은 무기물을 에너지원으로 사용하며, 특히 열수 분출공이나 냉수 용출 지역에서 중요한 역할을 맡고 있습니다.다시 말해 화학합성 세균은 심해의 일차 생산자로서, 광합성 생물이 없는 환경에서 생태계의 먹이사슬을 유지하는 핵심적인 역할을 하는 것입니다. 이 세균들은 특정 무기물을 산화시켜 얻는 에너지로 이산화탄소를 유기물로 전환합니다.그리고 고세균은 극한 환경에서 서식하는 원핵생물로, 심해에서는 특히 중요한 역할을 하는데, 세균과 유사하게 일차 생산자 역할을 하기도 하지만, 고유한 대사 경로를 통해 질소나 탄소의 물질 순환에도 중요한 역할을 합니다.
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Q. 최근 벌들이 주변에 갑자기 많이 보이는 것 같은데..
안타깝지만 말씀하신 것과 다르게 벌의 수는 크게 감소했습니다.다만 최근 날씨로 인해 벌들의 활동량이 늘어나며 그동안 거의 볼 수 없었던 벌들이 보이며 그렇게 느끼신 것이 아닌가 생각됩니다.즉, 벌이 특정 시기에 집중적으로 활동하기 때문이며 또 벌의 활동반경이 매우 넓은 것도 또 다른 이유일 수 있습니다.그러나 전체 개체 수는 계속해서 줄어들고 있는 상황입니다.