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과학22

무기염류(무기질)란 무엇인가? 무기염류(무기질)란 무엇인가? 우유, 멸치, 해조류, 채소 등에 많이 들어 있는 무기염류는 생명체에 꼭 필요한 구성요소입니다. 무기 염류는 몸을 구성하고 생명 활동과 생리 작용을 조절하는 일을 합니다. 무기 염류 중에서 인체를 구성하는 원소들은 미량이지만 없어서는 안 되는 아주 중요한 원소들입니다. 인(P) 핵산의 구성 성분으로 각종 효소에 들어 있으며 지질과 당의 대사를 돕고 체액의 산성과 알칼리성을 조절합니다. 뼈와 이의 성분이며 심장이 규칙적으로 뛰는 데 중요한 역할을 합니다. *알칼리성: 물에 녹는 염기. 칼슘(Ca) 체중의 약 2%를 차지하며 그 대부분이 인산칼슘의 형태로 뼈와 이를 구성합니다. 혈장에도 약간 존재하며 근육 및 신경의 기능 조절, 혈액 응고에 관여합니다. 칼륨(K) 세포 내에 많.. 2021. 1. 10.
지질이란 무엇인가? 지질이란 무엇인가? 지질은 동식물의 조직에 분포되어 있는 무색의 유기 화합물입니다. 매우 농축된 에너지 공급원으로 탄소 C, 산소 O, 수소 H로 이루어져 있습니다. 1g당 9kcal의 열량을 내는 지질은 움직임의 강도가 낮고 오랜 시간을 요구하는 에너지 대사에 쓰입니다. 소비되고 남은 에너지는 피하 지방 세포에 저장됩니다. 지방이라고 부르는 기름 덩어리는 지질의 한 종류입니다. *피하: 살가죽의 밑. 중성지방 중성지방은 글리세롤 분자 1개에 지방산 분자 3개가 에스테르 결합을 한 형태입니다. 식품, 체지방 속에 있는 지질의 약 95%가 중성 지방입니다. 중성 지방은 C와 H가 연결된 사슬 모양인데 사슬의 형태가 단일 결합이면 포화 지방산, 부분 이중 결합이면 불포화 지방산으로 구분합니다. 포화 지방산은.. 2021. 1. 10.
탄수화물이란 무엇일까? 탄수화물이란 무엇일까? 탄수화물은 생물체의 구성 성분이며 주요 에너지원으로 사용되는 등 생물체에 꼭 필요한 화합물입니다. 탄수화물의 구성 탄수화물은 탄소 C, 산소 O, 수소 H로 이루어졌습니다. 탄수화물은 가수 분해가 되었을 때 생성되는 당류의 수에 따라 단당류, 이당류, 다당류 등으로 분류합니다. 단당류에는 포도당, 과당, 갈락토스 등이 있고 이당류에는 설탕, 엿당, 젖당 등이 있으며 다당류에는 녹말, 글리코겐, 셀룰로스 등이 있습니다. *가수 분해: 물분자가 작용하여 일어나는 분해 반응. 탄수화물의 특성 녹색 식물은 광합성을 통해 단당류인 포도당을 합성하고 이것을 다당류인 녹말로 합성하여 저장하며 동물은 탄수화물을 합성하지 못하므로 식물을 통해 섭취합니다. 탄수화물은 간과 근육에 저장되어 있다가 신.. 2021. 1. 10.
단백질이란 무엇인가? 단백질이란 무엇인가? 거의 모든 생명체는 탄소와 수소의 화합물인 유기분자와 물로 이루어져 있는데 단백질은 중요한 유기분자 중 한 가지입니다. 단백질은 다양한 기관, 효소, 호르몬 등 신체를 이루는 주성분으로 몸에서 물 다음으로 많은 양을 차지하는 물질입니다. 단백질의 구성단위 물질은 아미노산이며 주로 인체 구성에 사용되고 에너지원으로도 드물게 사용됩니다. 생명체는 단백질 합성에 20가지의 아미노산을 사용합니다. 20가지의 아미노산들로 여러 단백질을 만들 수 있어서 단백질은 다양한 크기, 구조, 기능을 가집니다. 단백질의 구성 단백질은 아미노산이 펩타이드 결합에 의해 연결된 것으로 아미노산의 종류와 수, 결합 순서에 따라 단백질의 종류가 달라집니다. 펩타이드 결합에 의해 아미노산 두 분자가 결합한 것을 다.. 2021. 1. 10.
핵산(DNA와 RNA)이란 무엇인가? 핵산(DNA와 RNA)이란 무엇인가? 핵산은 유전 정보를 저장하고 단백질 합성에 관여하는 인산, 당(5탄당), 염기로 이루어진 뉴클레오타이드로 구성된 중합체입니다. 결합된 당의 종류에 따라 디옥시리보핵산=DNA와 리보핵산=RNA로 나누어집니다. *중합체: 단위체가 반복되어 연결된 고분자의 한 종류. *5탄당: 탄소원자 5개를 갖는 단당. DNA는 두 가닥의 폴리 뉴클레오타이드가 꼬여있는 이중나선 구조로 인산기, 당 디옥시리보스, 염기 아데닌 A 구아닌 G 사이토신 C 티민 T으로 구성되어 있으며 유전정보를 저장하는 역할을 합니다. RNA는 한가닥의 폴리뉴클레오타이드가 구성되어있는 단일 가닥 구조로 인산기, 당 리보스, 염기 아데닌A 구아닌 G 사이토신 C 유라 실 U으로 구성되어 있으며 유전정보의 전달 .. 2021. 1. 9.
물이란 무엇인가? 물이란 무엇인가? 물의 순환 물은 강, 바다, 호수, 빙하 등의 형태로 자연에 가장 풍부하게 존재하는 물질이며 모든 동식물 조직의 세포 성분이자 동식물의 모든 생명현상에 필수적이고 중요한 역할을 하고 있는 물질입니다. 물의 구성 물 분자는 2개의 수소 원자와 1개의 산소 원자로 이루어져 있으며 분자식은 H2O입니다. 상온에서는 액체 상태로 존재하며 액체 상태의 물을 100℃로 가열하면 기화하여 기체 상태인 수증기가 되고 0℃ 이하의 온도에서는 딱딱하게 얼어 고체 상태의 얼음이 됩니다. 물의 특성 H2O - 무색투명하고 냄새와 맛이 없습니다. H2O - 비열이 높아 다량의 열을 흡수하더라도 자신의 온도는 크게 변하지 않는 특성이 있습니다. H2O - 여러 가지 물질을 녹일 수 있는 용매입니다. *용매: 용.. 2021. 1. 8.
세포분열이란? 세포분열 세포분열은 한 개의 세포가 두 개의 세포로 갈라져 세포의 개수가 불어나는 생명현상으로 이 과정에서 분열되는 세포를 모세포라고 하고 분열 결과 새로 생겨난 세포를 딸세포라 합니다. 세포분열은 먼저 핵이 갈라지는 핵분열이 일어나며 이어서 세포질이 갈라지는 세포질 분열이 일어납니다. 핵분열과 세포질 분열은 각각 독립적으로 진행 됩니다. 핵분열 간기 이후 염색체가 둘로 나뉘어 두 개의 딸세포를 형성하는 과정으로 전기, 중기, 후기, 말기로 구분되며 분열기라고도 합니다. *간기: 세포가 본격적인 분열을 시작하기 전 단계로 세포 분열에 필요한 물질이 합성되는 시기. 세포질 분열 세포분열에서 핵분열이 끝난 후 세포질이 둘로 분리되는 과정으로 유전적으로 동일한 두 개의 딸세포가 형성됩니다. 동물세포의 경우 두.. 2021. 1. 7.
세포의 구조 세포의 구조 핵막이 없어 유전 물질이 세포질에 존재하는 세포를 원핵 세포라고 하고 핵막이 있어 유전 물질이 핵 속에 있는 세포를 진핵 세포라고 합니다. 핵 핵 속에는 유전 물질인 DNA가 있으며 세포의 생명 활동을 조절하는 중추 역할을 합니다. 핵은 핵막으로 둘러싸여 세포질과 분리되며 핵막에는 핵공이 있어 핵과 세포질 사이에서 물질 교환이 일어납니다. 핵막 핵을 둘러싸서 세포질과 구별되게 합니다. 내막과 외막의 2중막 구조로 되어 있으며 세포 분열 전기에 사라지는 특성이 있습니다. 핵공 핵막에 뚫려 있는 작은 구멍으로, 핵공을 통해 핵과 세포질 사이에서 RNA와 단백질 등의 물질 출입이 조절됩니다. 염색사 DNA로 구성된 유전자가 들어 있으며 유전자에 있는 유전 정보는 세포질로 전달되어 단백질을 합성함으.. 2021. 1. 6.
세포란 무엇일까? 세포란 무엇일까? 세포의 발견 세포라는 용어가 처음 등장한 것은 1665년 로버트 훅에 의해서입니다. 로버트 훅은 현미경으로 얇게 자른 코르크를 관찰하여 최초로 세포를 발견하였습니다. 코르크 조각의 단면이 벌집과 같이 작은방으로 이루어진 것을 보고 이 작은 방과 같은 구조를 세포라고 불렀습니다. 세포를 뜻하는 영어 'cell'은 '작은 방'을 의미하는 라틴어의 '켈라(cella)'에서 유래하였습니다. 그 후 슐라이덴이 1838년 식물이 세포로 이루어져 있는 것을 발견하였고, 슈반이 1839년 동물이 세포로 이루어져 있음을 발견하였습니다. *코르크: 코르크참나무 껍질의 외피로 포도주 병마개로 많이 사용됩니다. 세포의 정의 세포는 바이러스를 제외한 모든 생물을 구성하는 기본 단위입니다. 세포의 종류 세포는 .. 2021. 1. 5.
생물과 비생물(무생물) 생물이란 무엇일까? 생물이란 생명을 가지고 스스로 생활을 유지해 나가는 물체로 동물, 식물, 미생물로 나눌 수 있습니다. 생물은 아주 오래전부터 지구에서 생존해왔습니다. 약 40억 년 전, 처음 지구에 탄생한 이후 모양과 특성을 바꾸며 진화했고, 다양한 후손들을 만들어 냈습니다. 생물의 구성요소 바이러스를 제외한 모든 생물은 세포로 구성되어 있습니다. 세포는 모여 조직을 이루고, 조직은 모여 기관을 이루며, 기관은 모여서 기관계를 이루고, 기관계들이 모여 개체를 이룹니다. 생물의 특성 생물은 물질대사를 합니다. 물질대사는 생물의 세포에서 생명을 유지하기 위해 일어나는 화학반응으로, 물질대사 중 에너지 대사에는 동화작용과 이화 작용이 있습니다. 동화작용은 에너지를 합성, 이화 작용은 에너지를 쓰는 작용입니.. 2021. 1. 4.
암흑물질과 암흑에너지 현재까지의 우주 관측 결과에 따르면 우주는 일반적인 물질 약 5%, 암흑물질이 약 27%, 암흑에너지가 약 68%의 비율을 차지하고 있다고 합니다. 즉 우리가 관측할 수 있는 양성자와 중성자로 이루어진 일반적인 물질이 관여하는 부분은 5% 이내라는 사실을 알 수 있습니다. 다시 말해 우주의 전체 질량의 95%가량은 아직 인류가 물리학적인 특성조차도 파악하지 못하고 있다는 뜻입니다. 암흑물질 여러 가지 천체물리적인 현상들에서 눈에 보이는 물질보다 더 많은 물질을 필요한 중력 현상들을 설명하기 위하여 암흑물질이 도입되었습니다. 암흑물질의 질량이 현재 우주의 25% 정도를 차지하고 있으나 빛을 내지 않아 보이지 않으며, 정체가 아직 알려지지 않은 물질입니다. 인간이 만든 어떤 종류의 기기로도 검출되지 않지만 .. 2021. 1. 3.
힘(강력, 전자기력, 중력, 약력)과 매개입자 힘(강력, 전자기력, 중력, 약력)과 매개입자 자연계에 존재하는 힘은 네 가지로 강력, 전자기력, 중력, 약력이 있습니다. 과학에서 힘이란 물체를 움직이고, 움직이는 물체의 속도나 운동방향, 형태를 변형시키는 작용을 하는 것을 의미합니다. 쿼크들 사이에서 작용하는 힘을 강력이라고 합니다. 양성자와 중성자를 존재할 수 있게 하는 근본적인 힘이며 핵융합이 일어나게 하는 힘입니다. 강력이 있기에 태양의 핵융합이 만들어지고 그 에너지를 지구의 생명들이 이용할 수 있는 것입니다. 강력은 글루온이라는 매개입자가 힘을 전달해 줍니다. 전자기력은 전하를 띤 입자 사이와 자성을 띤 물체 사이에 작용하는 힘으로, 전기력과 자기력을 합쳐서 전자기력이라고 합니다. 양성자와 전자 사이에 작용하여 원자로 묶어주는 힘이기도 합니다.. 2021. 1. 2.
렙톤(경입자)이란? 렙톤(경입자)이란? 렙톤이란 우주를 구성하는 가장 근본적인 입자로서 경입자라고도 합니다. 렙톤(경입자)의 종류 렙톤은 여섯 종류의 입자로 나누어집니다. 전자, 뮤온, 타우입자 그리고 쌍을 이루어 전자 중성미자, 뮤온 중성미자, 타우 중성미자로 분류하고 있습니다. 렙톤(경입자)의 특성 전자, 뮤온, 타우입자는 전하가 -e이고 나머지 세 중성미자는 전하가 0입니다. 각 렙톤에는 그에 해당하는 반입자가 있습니다. 강한 상호작용을 하지 않고 전자기적 상호작용, 중력 상호작용, 약한 상호작용에만 영향을 받습니다. 2021. 1. 1.
쿼크란? 쿼크란? 우리 주변에 있는 보통의 모든 물질은 원자로 이루어져 있습니다. 원자의 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져 있는데, 양성자와 중성자는 업 쿼크와 다운 쿼크로 구성되어 있습니다. 즉 쿼크는 렙톤(경입자)과 더불어 물질을 이루는 가장 근본적인 입자입니다. 쿼크의 종류 쿼크는 총 6가지의 종류가 있고, up/down 쿼크, charm/strange 쿼크, top/bottom 쿼크로 3개의 쌍으로 분류하고 있습니다. 쿼크의 특성 쿼크는 모두 전하를 가지고 있습니다. 쿼크는 모두 질량을 가지고 있습니다. 각 쿼크는 모두 그에 해당하는 반입자가 있습니다. 즉 반쿼크가 있습니다. 쿼크는 색전하를 가지고 있습니다. *색전하: 색전하는 우주의 네 가지 기본 힘 중 하나인 강한 상호작용을 일으키는 원천입니다. 반.. 2020. 12. 31.
원소, 원자, 분자의 차이 ex) 물(H2O) 원소：수소(H)와 산소(O)를 뜻한다. 원자：수소 원자 2개(H2)와 산소 원자 1개(O)를 뜻한다. 분자：수소와 산소가 결합한 물 분자(H2O)를 뜻한다. 원소란 무엇인가? 원소는 물질을 구성하는 기본 성분을 뜻합니다. 화학적 방법으로는 더 이상 단순한 물질로 나누어지지 않습니다. 원소는 성분이기에 개수가 아닌 종류의 개념입니다. ex) 물은 원소인 수소와 산소로 이루어져 있습니다. 원자란 무엇인가? 원자는 물질을 구성하는 기본 입자로 원자핵과 전자로 이루어져 있습니다. 원자핵은 원자 질량의 대부분을 차지하며, 양의 전하를 갖는 양성자와 전하를 띠지 않는 중성자로 구성되어 있습니다. 원자는 개수의 개념으로. ex) 물은 수소 원자 2개와 산소 원자 1개로 이루어져 있습니다. 원자의 .. 2020. 12. 30.
황이란 무엇인가? 황(S)이란 무엇인가? 황의 발견 황은 언제 발견되었는지 짐작할 수 없을 만큼 오래전부터 존재했고 이용되어 왔습니다. 고대에서는 화산에서 주로 발견되었고, 독특한 냄새와 불타는 성질 때문에 많은 문헌에서 신비로운 물질로 묘사되고 있습니다. 유황(sulfur)은 산스크리스트어로 ‘불의 근원’을 뜻하는 ‘sulvere’로부터 유래된 라틴어 ‘sulphurium’를 어원으로 합니다. 1990년 국제 순수응용화학 연합이 ‘sulfur’를 사용하라고 선언하면서 지금까지 이어져 오고 있습니다. 황의 정의 황은 피부나 머리카락, 손톱, 발톱의 성분인 케라틴을 만드는 구성요소로 모든 생명체에게 필수적인 원소입니다. 황의 구성 황은 아주 많은 수의 동소체를 가지고 있으나, 가장 안정하고 흔한 형태는 8개의 황 원자가 공.. 2020. 12. 29.
인이란 무엇인가? 인(P)이란 무엇인가? 인의 발견 인은 연금술 실험을 하다가 발견됐습니다. 1669년 독일의 연금술사 헤닝 브란트(Henning Brandt)가 은을 금으로 바꾸는 실험에서 자신의 소변을 모아 증발시키던 중 빛을 내는 신비한 물질, 인을 발견한 것입니다. 원소명은 그리스어 phos(빛)과 phoros(운반하다, 가져오다) 두 단어를 합쳐서 ‘빛을 가져오는 자’라는 뜻의 그리스어 ‘phosphoros’로부터 유래했습니다. 인의 정의 인은 생명의 핵심 요소라고 할 수 있습니다. DNA와 아데노신 삼인산(ATP)은 인을 함유하는 생체분자로, 인은 인간을 비롯한 동식물의 생명 유지에 꼭 필요한 물질입니다. 많은 광물에 주로 인산염의 형태로 들어있습니다. 인의 구성 인 원자는 15개의 전자를 갖고 있습니다. 인의.. 2020. 12. 28.
질소란 무엇인가? 질소(N)란 무엇인가? 질소의 발견 질소를 처음 발견한 사람은 영국의 화학자이자 의사, 식물학자이기도 한 러더퍼드(Daniel Rutherford)입니다. 질소(Nitrogen)라는 원소명의 유래는 질소가 화약의 중요한 성분인 초석에서 얻는 질산의 구성 원소임이 밝혀지고 그 후 이 점에서 1790년에 프랑스 화학자 샤프탈(J. Chaptal, 1756~1832)이 초석(그리스어 nitron)을 만드는 것(그리스어 genes)이라는 뜻으로 'nitrogene'라 명명하였고, 현재 사용되고 있습니다. 질소의 정의 지구에 사는 모든 생명체에 반드시 필수적인 원소인 질소(nitrogen)는 지구 대기의 무려 78%를 차지합니다. 질소는 식물이 생장하는데 필요한 비료의 필수 요소이자 동물의 몸을 구성하는 아미노산.. 2020. 12. 27.
산소란 무엇인가? 산소(O)란 무엇인가? 산소의 발견 산소는 1772~1774년에 셸레(C. Scheele, 1742~1786)와 프리스틀리(J. Priestley, 1733~1804)에 의해 각각 독립적으로 발견되었습니다. 산소가 원소라는 것을 알아내고 산소라는 이름을 붙인 사람은 프랑스의 화학자 앙투안 라부아지에(Antoine Lavoisier)였습니다. 라부아지에는 공기 중 일부가 사용되었다는 것을 알아내고, 물을 수소와 산소로 분해하기도 했습니다. 'oxygen'이라는 원소명은 당시 라부아지에가 모든 산이 새로운 원소인 산소를 포함하고 있다고 잘못 믿었기 때문에 ‘산을 만드는 것’이라는 뜻을 따와서 'oxygen'이라고 부르게 된 것으로 유래되었습니다. 산소의 정의 산소는 수소, 헬륨에 이어 우주에서 세 번째로 풍.. 2020. 12. 26.
수소란 무엇인가? 수소(H)란 무엇인가? 수소의 발견수소는 영국의 과학자 헨리 캐번디시(Henry Cavendish)에 의해 발견되었습니다. 이후 1783년 프랑스의 앙투안 라부아지에(Antoine Laurent Lavoisier)가 최초로 이를 원소로 인식하여 ‘수소’라고 명명하였습니다. 이 기체가 연소하면서 물을 생성하기 때문에 그리스어로 '물'이라는 의미의 hydro와 '생성한다'라는 의미의 genes 두 단어를 합성하여 'hydrogen'이라고 원소명을 지었습니다. 액화수소는 1898년 제임스 듀어(James Dewar)에 의해 처음 만들어졌고, 그 이듬해에 고체수소도 만들었습니다. 중수소는 해롤드 유리(Harold Urey)에 의해 1931년에 발견되었고, 삼중수소는 1934년에 어니스트 러더포드(Ernest R.. 2020. 12. 25.
탄소란 무엇인가? 탄소(C)란 무엇인가? 탄소의 발견 고대로부터 탄소는 숯(목탄)의 형태로 많이 사용되었으며, 기본적인 연료 외에 철 등의 금속 제련 용도로도 사용되었습니다. 발견자는 누구인지 알려지지 않았습니다. 1772년 라부아지에(A. Lavoisier)는 같은 양의 숯과 다이아몬드를 따로 연소시키면, 각각 같은 양의 이산화 탄소이산화탄소를 발생시킨다는 사실을 바탕으로 숯과 다이아몬드가 탄소로만 이루어진 동소체라는 사실을 밝혔습니다. 이후 1779년 셸레(C. Scheele)는 흑연도 탄소의 동소체임을 밝혔고, 1980년대에는 탄소의 또 다른 동소체인 풀러렌(Fullerene)이 처음 발견되었으며, 2000년대에는 원자 1개와 같은 두께를 가지는 탄소판인 그래핀(graphene)이 새로운 탄소의 동소체로 발견되었습니.. 2020. 12. 24.

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