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질소 고정

미생물 생리학-질소 고정-1. 서론2. 본론1)질소순환2)질소고정효소와 그 작용3)질소 고정균과 질소고정4)질소고정과 관련된 유전자 발현3.결론Ⅰ. 서론미생물이 에너지를 얻는 방법에 따라 두 종류로 나눌 수 있는데 하나는 phototroph이고 다른 하나의 방법은 chemotroph이다. 광합성을 하는 미생물은 phototroph에 속하고, 화학물질(유기물, 무기물)로부터 에너지를 얻는 미생물은 chemotroph에 속한다. 이 중 chemotroph는 그 과정의 차이로 호흡(respiration)과 발효(fermentation)로 나누어지는데 호흡(respiration)은 최종전달 수용체에 따라 혐기성 호흡과 호기성 호흡으로 나누어지게 된다. 혐기성 세균 중에서 최종전자 수용체로 NO₃-를 사용할 경우 자연계의 질소 순환에 기여한다. 특히 질소 순환 중 질소 고정(nitrogen fixation)에 대해서 자세히 알아보려 한다.질소는 공기 중에서 약70%의 분자상 질소가 함유되어 있는데 상온?상압 상태에서는 동식물은 말할 것도 없이 일부 미생물을 제외하고는 그것을 이용하지 못한다. 그렇기 때문에 질소 고정 미생물은 질소를 고정함으로서 생물이 이용할 수 있는 형태로 전환시키는데 큰 기여를 한다. 여기서 우리는 질소 고정에 관여하는 질소 고정균들과 효소의 활성?유전자의 발현에 대해 자세히 알아 보려한다.Ⅱ. 본론질소순환미생물은 자연계의 질소순환과정 중 중요한 위치를 차지한다. 질소는 아미노산, 단백질, 핵산 및 기타 함질소화합물의 중요한 구성성분이다. 대부분의 생물은 공기 중의 70%를 차지하는 분자상 질소를 직접이용할 수 없고 암모늄염(NH₄+)이나 질산염(NO₃-) 및 유기화합물의 형태로 고정화하여야만 비로소 이용할 수 있다. 진핵세포 생물은 기체 상태의 질소(N₂)를 암모니아로 환원시킬 수 없기 때문에 질소를 질소원으로 이용할 수 없다. 원핵세포 생물 중 일부가 질소를 암모니아로 환원하여 질소원으로 이용하며, 이 질소가 모든 생물의 질소원으로 이용된다. 따늄 이온 또는 아질산염이 산화될 때 생성되는 에너지를 이용하여 살아가는 독립영양체이다. NH₃에서 NO₃까지 순차적으로 산화하는 반응을 질화작용(nitrification)이라고 부르며 토양 중에서 널리 일어나는 작용이다. 이 때 NH₄+, NO₃-은 식물의 잘소원으로 이용될 수 있다.한편, 이 반응과는 반대로 질산염을 산화질소(N₂O)나 N₂로 만드는 탈질소세균들이 존재하고 산소가 없이 nitrate가 있다면 N₂가 떨어져나간다. 이때에 존재하는 세균이 nirate를 산소원으로 사용하여 O₂대신에 호흡한다. 이를 질산호흡이라한다.질소 고정균질소고정은 원핵세포 생물에서만 알려져 있다. 질소 고정의 능력이 있는 원핵세포 생물은 다음과 같다.질소 고정균은 식물과 공생하면서 질소를 고정하는 공생균과 그렇지 않은 비공생 질소 고정균으로 분류한다. 잘 알려진 바와 같이 Rizobium속의 세균은 콩과식물과 공생하면서 숙주가 공급하는 에너지로 질소를 고정하여 숙주에 공급한다. 아열대 지방의 논에서 서식하는 양치류인 azolla는 cyanobacteria의 일종인 Anabaena azollae와 공생하면서 벼과식물에 질소를 공급한다. 화산 폭발로 새로 이루어진 토양, 사막 지방의 모래땅은 고정된 질소의 양이 극히 낮다. 이러한 토양에서 오리나무 등 특수한 나무들이 다른 나무들보다 더 잘 생장하는 것은 이들 수목이 actinomycetes에 속하는 Frankia alni와 공생하면서 이 세균이 고정하는 질소를 이용할 수 있기 때문이다. 이러한 수목을 actinorhizal이라 한다. Azospirillum lipoferum은 열대 지방에서 생장하는 수종의 풀과 공생한다. 이들 외에 균류와 공생체로 지의류를 이루는 cyanobacteria가 질소를 고정하는 것으로 알려지고 있다.질소 고정의 생화학질소 고정은 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.위의 식에서 보는 바와 같이 질소의 환원은 많은 양의 자유에너지를 발생시키는 반응이지만, 높은 활성화에너지를 요구한다. 질소 고정균은 낮in이나 flavodoxin에 의해 공급된 전자는 azoferredoxin의 철을 환원시키고 다시 molybdoferredoxin의 몰디브덴과 철을 환원시킨다. azoferredoxin은 ATP와의 결합을 통하여 강력한 환원력을 갖게 되는데, molybdoferredoxin로 전자를 전달하면서 ATP는 분해되는 것이다.azoferredoxin은 하나의 전자를 전달하므로 1분자의 질소를 환원하기 위해 azoferredoxin은 산화, 환원 반응을 6회 반복하면서 최소한 16ATP를 분해한다. ATP가 분해되면서 발생하는 자유 에너지는 azoferredoxin에 결합된 전자의 환원력을 높여주는 것으로 생각되며 이 때 필요한 정확한 ATP분자수는 알려지지 않았다.nitrogenase는 질소 외에 여러 가지 기질을 환원시킨다. 광합성 세균이나 cyanobacteria를 아르곤 기체 상태와 질소 제한 조건에서 배양하면 수소이온을 환원시켜 수소를 발생시킨다.환원력의 공급azoferredoxin은 ferredoxin이나 flavodoxin으로부터 전자를 받아 환원된다. 질소를 고정하는 능력이 있는 모든 원핵세포 생물은 이들 전자 전달체를 보유한다.광합성 세균은 광반응에서 ferredoxin을 환원시키며, 편성 혐기성 세균은 pyruvate: ferredoxin oxidoreductase 또는 hydrogenase의 작용을 통해서 ferredoxin을 환원시킨다.호기성 세균은 ferredoxin또는 flavodoxin을 환원시키기 위해 NAD(P)H를 전자 공여체로 이용한다. NAD(P)H로부터 낮은 산화, 환원 전위의 전자 전달체인 ferredoxin이나 flavodoxin으로 전자를 전달시키기 위해 질소를 고정하는 호기성 세균은 reverse electron transport기작을 통해 에너지를 소비한다.질소 고정의 BioenergiticsKlebsiella pneumonia는 혐기 상태에서 포도당을 EMP 경로를 통해 분해하며 질소를 고정할 수 있다. 암모니아와 N2를 MelilotusR. japonicumGlycine(대두)*숙주에 대한 Rhizobium의 선택적 특이성콩과식물과 공생하는 Rhizobium은 호기성 세균균으로서 산소를 이용하는 호흡 작용을 통해 생산하는 ATP와 환원력을 이용하여 질소를 고정한다. 세균이 뿌리에 접촉하면 숙주의 뿌리 형태가 변하여 뿌리혹(근류,nodule)를 형성한다. 근류에서 생장하는 세균도 보통의 간균 형태와 다른 비정형의 박테로이드(bacteroid) 형태로 변한다. 박테로이드(bacteroid)는 뿌리혹세포에 있는 박테리아가 크기가 커지고 운동성을 일게 되어 마치 세포소기관처럼 된다. 세포에는 수천 개의 박테로이드가 들어 있는데, 보통 여러 개가 모여 페리박테로이드막(peribacteroid membrane)으로 둘러싸여있다. 숙주세포의 세포질에서는 박테리아로부터의 신호에 의하여 레그헤모글보빈(leghemoglobin)이 합성된다.레그헤모글로빈은 헴단백질로서, 글로빈(globin)부분은 식물세포의 유전자에 의해, 헴 부분은 박테리아의 유전자에 의하여 각각 합성된다. 레그헤모글로빈은 동물의 헤모글로빈, myoglbin 과 마찬가지로 산소 운반의 역할을 하는데, 숙주세포로부터 박테로이드내로 산소를 운반한다. 박테로이드는 질소고정 효소의 작용을 억제하지 않고도 호흡을 할 수 있는 충분한 양의 산소를 필요로 하는데, 레그헤모글로빈은 낮은 농도로 많은 양의산소를 공급할 수 있기 때문에 이러한 목적에 적합하다. 그러므로 세균의 nitrogenase를 보호하기 위해 숙주가 산소를 공급할 때 레그헤모글로빈을 산소운반체로 이용하는 것이다.레그헤모글보빈은 붉은 색소로서 이 때문에 뿌리혹은 연분홍색을 띠게된다. 숙주세포의 세포질에서는 20~30가지의 새로운 단백질이 합성되는데 이들을 총칭하여 노둘린(nodulin)이라 하며, 레그헤모글로빈을 비롯하여 우레이드(ureide)대사에 관여하는 효소들이 이에 포함된다.질소의 고정반응은 박테로이드에서 직접 일어난다. 식물은 박테로이드에게 탄수화물을 공급하고, 박된 질소는 인접한 정상 세포로 공급된다.heterocystous cyanobacteria는 질소를 고정하기 위해 filament 중에서 약 5~10%의 세포가 heterocyst형태로 변형되면서 산소를 발생시키는 photosystemⅡ에 의한 광합성 능력을 상실한다. heterocyst는 인접한 정상세포로부터 유기물을 공급받아서 질소를 고정하고, 암모니아를 정상 세포로 공급한다.단세포 형태로 생장하는 Cyanobacteria가 질소를 고정할 필요가 있을때에는 생장 초기에 photosystemⅠ만을 이용하여 heterocyst처럼 질소를 고정하고, 고정된 질소의 양이 충분히 축적한 후에 photosystemⅡ를 형성하여 정상적으로 생장한다. 따라서 생장초기에는 photosystemⅡ가 없기 때문에 산소는 발생되지 않는다. 그러므로 nitrogenase는 영향을 받지 않는다.○: nitrogenase △: 산소생산●: chlorophyll/phycocyanin의 비율(phycocyanin은 photosystemⅡ의 안테나분자phycobilisome의 구성분)단세포 cyanobacteria는 자신의 광합성 작용으로 생산되는 산소로부터 nitrogenase를 보호해야한다. 따라서 질소를 고정해야하는 조건에서는 산소를 생산하지 않는 photosystemⅠ만을 운영하면서 질소를 고정하고, 고정된 질소가 충분히 축적된 후에 정상적인 photosystemⅠ과 photosystemⅡ를 운영하는 광합성을 통해 생장한다.비공생 질소 고정 세균의 질소 고정비공생 유리 상태(Free-living)에서 질소를 고정하는 호기성 세균인 Azorobacter vinelandii, Mycobacterium flavum, Derxia gummosa 등은 낮은 용존 산소 농동에서 생장하면서 질소를 고정한다.이들은 다음 두가지 기작을 통해 용존산소의 농도가 높을 때에도 nitrogenase를 보호할 수 있다.ⅰ) 호흡에 의한 보호: Azorobacter vinelandii는 cytochrome o있다.

자연과학| 2013.06.07| 14페이지| 3,000원| 조회(373)

박테리아, 미생물, 생화학, 질소순환, 질소고정, 미생물생리학, 질소고정균, 질소고정..

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진화론 VS 창조론

진화론과 창조론진화론 : 다윈의 '종의 기원' 자연 선택을 통해 생물은 진화오파린이 '생명의 기원': 코아세르바이트 ( 원시 해양 속의 단백질, 핵산, 당류 등의 유기물들이 주위의 물분자를 붙여 콜로이드 입자 상태로 존재하였으며 이들이 모여 간단한 막에 싸이면서 주위와 경계를 이루게 된 것을 말한다) 를 통한 생명의 발전진화모델소진화: 몇백세대 정도의 짧은 기간에 일어나는 변화, 자연 상태에서 관찰 가능대진화: 화석, 급격한 변화 즉 종의 출현과 멸종같은 정도의 진화.-- 소진화에서 대진화가 일어나는 과정은 격리, 돌연변이, 생식력의 차이등의 요인에 기인창조론 : 태초에 하는님이 모든 우주 만물을 창조첫째 날, 천지를 창조, 빛둘째 날, 하늘과 물셋째 날, 땅과 초목넷째 날, 태양, 달, 별다섯째 날, 새와 물고기여섯째 날, 육지 동물과 사람(4004 BC, 10월 23일 오전 9시)일곱째 날, 안식창조론 과학:Henry Morris: 신은 우주에 아주 특이한 질서, 조직, 활력을 주었다.창조주의 Process는 우주에서 진행되고 있는 과정과는 별개의 것임.Bible : 인간이 그리스도를 믿고, 이해하고, 알고, 사랑하고 그에게 복종하기 위한 것.노아의 방주 (2348년BC): 1년 17일간 방주에 타고 있었음.Christian왜; 구원 밭았음사랑: 인간성의 완성Topic 1. 돌연변이에 대한 논쟁진화론: 생존경쟁을 거쳐 진화로 이르게 하는 진화 단계의 시작 과정창조론: 그 환경에 적응하기에 적당하지 않다라는 것으로 진화론의 오류를 지적.변이:다윈: 첫째 진화론- 생물 종은 고정된 것이 아니다둘째로 자연선택론-- 1. 종의 높은 번식력과 생존 경쟁2. 변이성[[ 변이→생존 경쟁→진화 }]현대 진론론자: 격리설, 유전자 풀의 변화설변이의 원인과 그 종류종류: , 상동염색체의 교잡과 무작위 배열, 유전자의 이입원인: 돌연변이창조론의 관점: 변이는 열성으로 일어남-살아남기에 부적합.진화론의 관점: 우성 열성은 환경에 따라 결정되는 상대적인 것Topic 2. 화석과 생명의 기원에 대한 논쟁화석: 잃어버린 고리지층 누적 법칙 등의 여러 가지 지사학의 법칙, 방사능 동위원소를 통한연대 측정을 통하여 지층의 신구를 판별창조론: 인간 화석(필트다운인)은 고릴라의 턱뼈와 인간의 두개골을 합친 것네브라스카인 : 치아는 멧돼지의 것네안데르탈인: 곱추병에 걸린 사람의 것잃어버린 고리 : 소수의 개체가 고립된 특수한 환경 내 에서 비교적 급격한 속도로 진화 - 운석의 충돌, 천재지변Topic 3. 확률 논쟁생명의 기원: '우연'의 요소가 작용했는가,신의 '의지'가 개입되었는가오파린-홀데인의 가설소련의 오파린(A.I.Oparin)과 영국의 홀데인(J.B.S.Haldane): 화학 진화설대기- 환원성 기체로 구성; 지구에서 나오는 높은 열에너지와 방사 에너지, 태양으로부터 쏟아지는 자외선, 화산 활동으로 분출되는 에너지, 그리고 번개와 함께 방출되는 에너지가 원시 대기에 많았을 것으로 추측. -- 밀러의 실험에 의해지지오파린-홀데인 가설의 허점과 밀러 실험의 부정창조론이 제시한 문제점1. 지구에는 처음부터 산소가 있었을 것으로 추측2. 광합성 식물도 호흡할 때 산소를 필요로 한다- 광합성 작용을 했다는 것 은 믿기 어렵다.밀러의 실험 문제점1. 밀러가 사용한 전기방전 에너지는 지구 에너지의 0.002%에 불과- 원시 지구와는 거리가 먼 실험2. 합성된 물질을 냉각기로 바로 농축-원시 지구에는 이런 효율적인 냉각장치 없다3. 셋째, 아미노산이 생체에 존재하는 L형 아미노산일 확률은 거의 없다.창조론자들이 주장하는 '확률론'카프란 박사: 생명체 형성의 확률이 1/10-13 = 0-- 생명은 창조주 없이는 생겨날 수 없다DNA사슬의 형성확률은 1/10-60=0로 계산세포가 형성될 확률은 1/10^-167626수학의 통계 확률학에서 1/10^50 이하는 확률 이 0생명의 탄생 창조주의 '의지',.'계획', '설계'가 개입진화론: 시행 횟수의 많음.원시 지구의 유기물 수는 10130개, 10억년생명 기원에 관한 학설들유전자(RNA)의 형태론, 단백질 기원론, 우주 기원론Topic 4. 열역학 제 2 법칙과 생명의 기원에 관한 논쟁열역학 제2법칙: 우주 전체의 에너지 양은 항상 일정하고 전체 엔트로피는 항상 증가하는 법칙자연계에 존재하는 모든 에너지나 물질은 점차적으로 소모 되고 노후하여서 결국은 사라져 버리고 만다는 법칙창조론: 생명체의 진화는 이 자연계 최상위 법칙인 열역학 제 2법칙에 정면 으로 위배진화론: 생명체의 국부적인 엔트로피 감소는 우주 전체의 엔트로피의 더 큰 증가가 수반됨으로써 가능Topic 5. 연대 측정에 관한 논의창조론의 연대 측정1. 인(p) 수치법(창조 과학자들이 쓰는 방법)현재 바다에 있는 인의 총량은 9.7*10-10톤: 지구의 연령은 7000년2. 우주먼지의 유입.우주먼지는 연간 약 1천 4백만 톤이 떨어지고 있으며,우주진 속의 니켈의 함량은 지구에 있는 함량 보다 훨씬 많다.십억년 단위라면-지구는 15m이상의 우주진으로 뒤덥혔을 것3. 지구의 회전지구의 회전은 점점 느려지고 있다-지구의 연대를 몇 십억으로 한다면 현재 지구는 정지4. 대기 중의 헬륨(He)의 양우라늄(U)이나 토륨(T)같은 방사선 동위 원소는 붕괴하여 헬륨을 만든다. 대기 중에는 헬륨이 1.4ppm -- 지구의 나이는 몇 만년 전

자연과학| 2013.06.07| 5페이지| 2,000원| 조회(231)

창조론, 진화론, 진화학, 다윈, 자연선택설, 진화, 갈라파고스, 용불용설, 라마르크

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진화론 발표자료

진화론의 고찰ㄱ) 진화론의 전개사 ㄴ) 현대 진화론의 고찰 ㄷ) 요약진화론의 전개사 1. 용불용설1809년 프랑스의 라마르크(Lamark)가 제안동물체의 기관 중에서 많이 쓰이는 것은 점점 발달하고, 반대로 쓰이지 않는 것은 퇴화한다.이렇게 얻어진 형질을 획득형질(Acquired character)이라 하며, 이 형질이 조금씩 유전된다는 내용. 예 : “기린의 목이 길어진 것은, 풀을 다 뜯어 먹어 버리고 나서 나무에 높이 달린 잎사귀를 따먹기 위하여 목을 길게 뻗쳐야만 했기 때문”이라 하였다.용불용설의 반증19세기 말 독일의 아우구스트 바이스만(Auguist Weisman) 교미 하기 전에 생쥐 꼬리를 잘라 꼬리 없는 생쥐를 만들어 보려는 실험을 연속 20세대에 걸쳐 실시하였으나 마지막 세대까지도 그들의 조상들과 똑같은 길이의 꼬리를 가진 생쥐임을 확인하였다. 즉 그의 실험은, 후천적 획득형질이 유전되지 않음을 말해 준다. 오늘날 우리도 쉽게 알 수 있듯이, '보디 빌딩을 통해 얻어진 우람한 근육이 그의 아들에게 전해 진다'고 생각하는 사람은 아무도 없다.진화론의 전개사 2. 다윈의 진화론1859년 다윈, “종의 기원” 출판 1831년부터 5년간 영국의 군함 비이글호(Beagle)를 타고 항해를 하면서 동식물을 관찰한 결과 생물들은 오랜 세월을 거쳐서 진화된 것으로 생각하였다. 그 후 20년간 널리 자료를 수집하여 1859년 종의 기원(Origin of Species)를 출판하였는데, 다음과 같은 가정을 제시하였다.첫째 : 생명은 무생물에서 생물로 자연발생하였다. 둘째 : 생명의 자연발생은 한번만 일어났다. 셋째 : 바이러스, 박테리아, 식물과 동물은 모두 상호 연관되어 있다. 넷째 : 원생동물에서 후생동물이 나왔다. 다섯째 : 여러 무척추동물은 상호 연관되어 있다. 여섯째 : 무척추동물에서 척추동물이 나왔다. 일곱째 : 척추동물이 양서류로, 양서류는 파충류로, 파충류는 조류나 포유동물로 진화되었다.자연선택설무엇보다도 다윈은 진화가 일어나는 요인으로 자연선택진화론에 있어서 다윈의 자연 선택설 다음으로 중요한 메커니즘은 돌연변이(突然變異)다. 돌연변이가 진화의 메커니즘으로 등장한 것은 1901년 유고 드프리스(hugo de Vries)가 달맞이꽃의 연구에서 돌연히 나타난 형질이 자손에게 유전된다는 돌연변이 형질의 유전을 발견한 이후였다. 자연에서 일어나는 돌연변이에는 유전자 돌연변이와 염색체 돌연변이가 있으며, 또한 유전자나 염색체에 X-선이나 자외선, 방사능 등을 쬐거나 화학약품 처리를 함으로 인공 돌연변이를 일으킬 수도 있다. 이러한 돌연변이의 대부분은 비연속적 변이로서 정해진 방향은 없다. 돌연변이의 발전과 더불어 제안된 진화론을 흔히 신다윈설(Neo-Darwinism)이라고 한다. 신다윈설에서는 다윈의 자연 선택설과 드프리스의 돌연변이를 결합하여 진화를 설명한다.이러한 진화의 과정을 요약하면 다음과 같은 두 단계가 된다. ㄱ) 생물체에 먼저 유전적 변이가 일어나는 단계 ㄴ) ㄱ)단계에서 일어난 변이를 자연 선택하는 단계종 내에서의 돌연변이돌연변이를 대진화의 메커니즘으로 인정하는 데 있어서 가장 큰 문제는 “자연계에서의 관찰이나 실험실에서의 증거가 없다”는 사실이다. 자연돌연변이를 발견한지 한 세기, 인공돌연변이를 발견한지 반세기가 훨씬 지나는 동안 돌연변이가 대진화의 메커니즘일 수 있는지를 찾기 위한 수많은 조사가 이루어졌다. 그러나 돌연변이를 통해 새로운 종이 탄생한 예는 없다. 즉, 수평적인 유전변이는 일어나지만, 진화론이 요구하는 수직적인 변이는 일어나지 않는다. 모든 생물은 그 종류대로 존재한다.개를 가지고 실험해도 역시 개는 개로 끝났고, 박테리아를 가지고 여러 가지 변이 실험을 해도 종 내에서의 변이를 보일 뿐 끝까지 박테리아였다.그리고,수평적 소진화의 예는 야생동물계에서도 나타난다. 야생 동물들은 자연상태로 내버려두어도 자기 종류들 내에서만 번식해 간다. 간혹 잡종이 생길 수 있으나 잡종들은 당대에서 끝이 나고 더 번식하지 못한다. 예를 들어 말과 당나귀는 서로 다른 종이지만, 인공적으로 교배 에 잘 적응하고 유익한 돌연변이 형질은 선택되고 해로운 것은 도태된다”고 한다. 즉, '돌연변이와 자연선택(혹은 자연도태, 적자생존)의 과정을 거쳐 오랜 세월이 지나면 한 종류의 생물체가 결국 더 진보된 다른 종류로 된다'는 것이다. 그러나, 앞에서 지적한 것과 같이 돌연변이는 드물게 일어나며, 설사 일어난다 해도 거의 대부분 해롭게만 나타나며, 그것도 그 종류 내에서만 변이가 일어나며, 설사 돌연변이체라 해도 몇 세대를 거듭하면서 원상 복귀하는 것이 대부분인데 어떻게 자연이 좋은 것을 선택하겠는가? 적자 생존이나 자연도태는 현존하는 개체 중에서 좋은 것이 살아 남게 된다는 것이지 새로운 종을 만들어 낸다는 뜻은 아니다. 개체가 환경에 잘 적응해야 살아갈 수 있다는 원칙은 진화론 뿐 아니라 자연계에서 생물 존속의 기본 원리라고 할 수 있다. 자연도태, 환경에의 적응 등은 환경이 생물체에 영향을 미칠 수 있음을 보여줄 뿐, 아메바에서 사람까지 진화했다는 소위 대진화의 메커니즘은 될 수 없다.결론지금까지 전화론의 흐름과 그에 따른 여러 고찰들을 살펴보았다. 진화론의 뼈대를 이루고 있던 획득형질의 유전은 멘델, 바이스만등에 의해 부정되고 있다. 유전 법칙은 그 종의 유전인자에 포함된 정보 내에서만 질서있게 유전되며, 절대로 새로운 종이 생겨날 수 없음을 밝힌 법칙이다. 즉 이 법칙은 진화의 불가능성을 보여 주고 있는 반면, 태초에 완벽하게 그 종류대로 창조되었음을 보여 주는 과학적 증거가 된다. 최근 등장하고 있는 괴물이론을 통해 알 수 있듯이 종래의 점진적 진화를 부인하고 갑작스럽게 새로운 종이 튀어나오는 것, 즉 소진화가 쌓여 대진화를 이루는 것이 아님이 세계 정상급 진화론자들의 회의에서 최근 분명히 밝혀졌다. 이것은 진화론자들 스스로가 창조론자들의 주장하는 창조모델에 매우 접근한 것이다.생명의 기원가) 생명기원의 과학사 나) 생명과학과 창조론 다) 요약생명의 기원의 과학사자연 발생설 생물 발생설기원전 624~548그리스의 이오니아(Ionia)학파의 자연 철학자1012종류의 단백질이 있고 사람 체내에만 해도 약 10만 종류나 되는 단백질이 있으며 간단한 단세포 박테리아인 대장균도 2,800 종류의 단백질로 되어 있다. 이제까지 알려진 것 중 가장 간단하면서도 번식 가능한 세포는 가축의 호흡 기관에 붙어 병을 유발하는 균인 PPLO인데 625종류의 단백질을 갖고 있다. 자 그럼 지금부터 지구상의 가장 간단한 단백질로 구성된 균의 아미노산으로부터 단백질이 생성되는 확률을 계산해 보겠다.확 률우리의 몸은 세포로 구성되어 있다. 세포는 단백질과 그 외 여러 가지 성분으로 구성되어 있다. 특히 단백질은 20가지 아미노산이 일렬로 연결되어 만들어 지는 생체 고분자이다. 단백질은 생명체 내에서 효소로써 또는 특별한 구조물로써의 기능을 하고 있다. 단백질이 본래의 기능을 제대로 수행하려면 아미노산이 배열되는 순서가 매우 중요. 뿐만 아니라 2,3,4차 구조도 중요한 역할을 한다. 아미노산의 배열이 하나만 잘못 되거나 구조가 정상적이지 못할 때, 단백질은 그 기능을 제대로 발휘하지 못한다.생명체가 태어나기 전에 아무리 많은 아미노산이 존재했다고 하더라도 그들이 올바른 순서로 연결되어 특별한 역할을 수행할 수 있는 단백질이 생기는 것은 확률적으로 불가능. 만약 100개의 아미노산이 단백질을 구성할 수 있는 단백질의 개수는, 20100=20100=10130개. 확률론에서 1/1050이하의 확률은 0의 확률로 취급. 따라서 간단한 단백질이라도 그것이 우연히 저절로 생기는 것은 불가능. 실제로 생명체가 저절로 생겨날 수 있는 확률은 가장 간단한 단세포 생물일지라도 1/10160,000이하.A. 먼저 D-아미노산과 L-아미노산의 혼합물로부터 L- 형태로만 된 400개의 아미노산으로 만들어진 단백질이 우연히 형성될 확률을 계산해 보면 1/2230혹은 1/10114밖에 안 된다. B. 가장 간단한 세포로 알려진 PPLO는 625개의 단백질을 가지고 있는데, 이론적으로 최소한의 필요한 단백질을 124개라고 한다면 각각 400개의 L-아미노산으로제2법칙에 따라야 한다. 그러나 열역학 제2법칙에 의하면 시간이 흐르면 질서도가 감소하는데, 진화론에 의하면 질서도가 증가되는 것으로 가정한다. 그러므로 화학진화 가설은 계가 질서 상태에서 무질서한 상태로 된다는 열역학 제2법칙에 정면으로 상치된다.또한,화학진화의 가설을 세운 소련의 유명한 생화학자 오파린(A. I. Oparin)은 진화론과 열역학 제2법칙과의 관계를 다음과 같이 말했다. “진화론의 한 단계에서 다음 단계로의 변천 과정은 복잡하고 조직된 기관으로 발달되는 과정이다. 열역학 제2법칙으로 볼 때, 화학진화의 반응이 고분자로 합성되는 방향이 되기 보다는, 반대로 분해의 가능성이 더 크다.” 오파린은 진화론에서, 점점 질서 정연한 상태로 되어간다는 학설이 열역학 제2법칙과는 부합하지 않는다고 말하고 있다.이제 DNA에 대해 알아보자.DNA는, 세포핵에 들어 있는 이중나선구조의 긴 고분자 화합물로서 생물의 유전적 정보를 보관하는 창고이다. 인간의 경우 하나의 세포 내에 들어 있는 DNA의 길이는 대략 170cm내외이다.DNA는...아미노산이 단백질의 구성 단위인 것처럼 뉴클레오티드는 유전물질 DNA의 구성 단위이다. 당(糖), 인(燐), 염기로 이루어져 있으며, 이것들이 합해서 뉴클레오티드를 이룬다. 염기에는 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C) 및 티민(T) 네 가지가 있고, 이 네 가지 염기의 배열로 유전에 관한 지시를 내리는 암호가 된다. 꼬여 있는 것처럼 되어 있는 두 가닥 사슬 사이에 네 종류의 염기가 수소결합을 하고 있으며, A는 반드시 T와 짝지어 있고 C는 G와만 짝지어 있다.당(糖)DNA를 구성하는 당(디옥시리보스)도 D- 와 L- 형태가 존재한다. 생물체에 있는 DNA는 모두 D- 형의 당으로만 되어 있다. 자발적으로 당이 생성될 때는 50% D- 형과 50% L-형이 생기는데, 어떻게 DNA가 진화론자들의 주장대로 전부 D- 형의 당으로만 되었을지 알 수 없는 것이다.진화론에서는 “원시 해양에서 당, 인, 염기가 합해서 뉴클레오티}

자연과학| 2013.06.07| 44페이지| 5,000원| 조회(185)

창조론, 진화론, 진화학, 다윈, 자연선택설, 진화, 갈라파고스, 용불용설, 라마르크

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미생물이 문화재에 미치는 영향 설명

미생물이 문화재에 미치는 영향< 목 차 >1. 서 론2. 부석사 무량수전(浮石寺無量壽殿)3. 목재의 재질 및 특성4. 목조문화재에 피해를 주는 미생물5. 목재부후균(wood-rotting fungi)6. 목재부후균의 생장조건7. 목재부후균의 종류8. 섬유소 분해9. 목조문화재 보존방법10. 결 론11. 참고문헌1. 서 론문화재의 성분은 주로 석재, 목재, 섬유, 금속 등의 다양한 재료로 구성되어 있다. 문화재는 그 종류와 재질, 놓여진 환경, 기간 등에 따라서 여러 가지 피해현상이 발생하게 된다. 문화재의 적절한 보존대책을 강구하기 위해서 먼저 손상요인이나 메카니즘을 파악하는 것이 중요하다. 이를 위하여 대개는 화학이나 물리학 등에 의한 재질분석이나 구조해명 등에서 시도되고 있는 실정이다.지구상의 모든 물질이 물질순환법칙에 의해 합성과 분해의 과정이 반복되고 있는 한 문화재 역시 물질순환법칙의 한 대상이 되는 셈이다. 이 물질순환의 분해과정에서 중요한 역할을 하고 있는 것이 미생물이다. 문화재에 발생하는 미생물피해에 대해서는 그 원인을 조사하여 가해미생물의 방제대책을 강구하지 않으면 안된다. 가해미생물의 방제대책을 강구하기 위해서는 문화재의 미생물에 의한 피해실태조사, 손상요인 및 손상메카니즘 연구, 미생물 피해방제법의 연구개발에 대한 조사연구가 행해져야 한다.이러한 조사연구를 위해서는 전시환경이나 수장고 등에 있어서 미생물학적 보존환경 조사를 통하여 미생물의 분포상, 미생물의 생태나 번식조건 등에 관한 연구, 각종 재질에 따른 미생물피해조사 그리고 보존대책으로는 미생물피해의 방지나 방제에 대한 연구를 병행해야 한다. 문화재의 보존과학에서 미생물학의 역할은 이러한 피해요인을 구명하여 가해 미생물을 방제하는 것이다.2. 부석사 무량수전(浮石寺無量壽殿)우리나라의 목재 건축 문화재를 대표하는 부석사 무량수전(국보 18호)은 부석사의 중심 건물로 극락정토를 상징하는 아미타여래불상을 모시고 있다. 신라 문무왕(재위 661∼681) 때 짓고 고려 현종(재위 1009∼지 않고 포자를 형성하여 증식한다. 목재는 유기물이이기 때문에 여러 가지 균에 의해 침해를 받으며 목재 분해 미생물을 분해 되는 목재 성분에 따라 cellulose 분해균, hemicellulose 분해균, lignin 분해균으로 구분하고 손상상태에 따라 목재부후균(木材腐朽菌), 연부후균(軟腐朽菌), 변색 및 오염 균으로 구분된다. 목재에 피해를 주는 균류에는 목재 내에 침입하여 번식할 수 있는 것에서부터 목재 표면에서만 생육할 수 있는 여러 가지가 있으나 과정의 차이는 있지만 생육하게 되면 목재 형태의 변화를 주게 된다. 이중 가장 현저한 것이 부후이다. 목재의 부후는 주로 사상균에 의해 균사로부터 cellulase(섬유소분해효소)가 분비되어 발생된다.세균에 의한 목재의 분해는 드물지만 목재가 땅속에 매몰되었을 때 토양내의 cellulose 분해세균에 의하여 목재의 표면부터 서서히 분해 되는 경우가 있다. 세균에는 호기성세균과 염기성세균이 있으며 균류의 생존이 불가능한 곳에서도 세균은 침해한다. 그리고 균류가 이미 부후시킨 부분을 세균이 이차적으로 분해하는 경우도 있다. 현재 알려진 균류(약 4320속, 46,300종)중 문화재의 손상에 관여하는 것은 주로 담자균류(약 550속, 15,000종), 접합균류(약 245속, 1,300종), 자낭균류(약 1,700속, 15,000종), 불완전균류(약 1,825속, 15,000종)에 속하는 것이다.1) 세균 : 1980년 Cubble는 목재 문화재를 부식하는 미생물은 주로 grampositive 간균(桿菌)임을 보고한 바 있다. 1950에서 1980에 이르기까지 목재문화재를 부식하는 세균으로는 Bacillus sp. B. asterosporus, B. cereus, B. megaterium, B. macerans, B. subtilis, B. pumulus, B. polymyxa 등이 발견되었다. Corynebacterium humiferum과 Clostridium spp.가 섬유소를 분해한다는 것과 Sarcina 도 있다. 건축재를 썩게 하는 어떤 균은 습기를 좋아하므로 습기를 경계하여야 한다.대부분 담자균류이며, 공중습도 85%, 목재 함수율) 30%이상이며, 호기성균이다.6. 목재부후균의 생장조건1) 온도부후균은 대체로 20 - 30도의 범위에서 잘 자라나, 균의 종류에 따라 호저온균, 중온균, 호 고온균으로 분류하기도 한다. 즉 비교적 저온 20 - 24도의 범위에서 잘 성장하는 군을 호저온균이라 하고 28도 이상에서 잘 성장하는 균들을 호고온균이라 한다. 일반적으로 실내의 건축부재를 가해하는 갈색부후균에는 호저온균이 많고 (예: Serpula lacryman, Coniophora puteana), 백색부후균에는 호고온균이 상대적으로 많다.2) 습도FSP) 이상 부후균의 성장에는 수분이 중요한 역할을 한다. 목재에 수분이 너무 많이 있으면 상대적으로 공기가 차지할 수 있는 공간이 그만큼 줄어들어서 부후균의 성장에 필요한 산소 의 공급에 지장을 받는다. 목재부후균의 경우 일반적으로 함수율 40 - 80%가 적정 성장의 범위에 속한다. 또한 섬유 포화점 이하의 함수율에서는 부후균은 성장하지 못한다. 건조한 목재는 부후균의 피해를 벗어날 수 있는 것도 이 같은 이유에서 이다. 주의해야 할 점은 목재의 최대 함수율은 목재의 비중에 따라 달라지므로 비중이 낮은 목재의 경우 상대적으로 함수율이 높아도 부후균은 성장할 수 있다. 반면 비중이 높은 목재의 경우 함수율이 높을 경우 부후균의 침입은 사실상 불가능해진다. 연부후균은 목재부후균보다는 훨씬 높은 함수율에서 성장한다.3) pH부후균의 종류에 따라 부후균의 적정 pH가 조금씩 다르다. 일반적으로 갈색부후균과 백색 부후균은 pH 4.5 - 5.5가 잘 자란다. 즉 비교적 약 산성 범위에서 잘 자란다. 반면 연부후균은 pH 4.5 - 6.0의 범위에서 성장한다. 반면 표면 오염균과 변색균등은 pH에 적응하는 범위가 매우 넓어서 pH 3.0 - 7.5의 범위에서도 성장한다.4) 영양분모든 생물이 그러하듯 균이 성장하기 위해서는 반원형으로 크기는 1-7 × 1-3cm, 두께는 2-5mm로 표면은 황갈색-흑다색 이며 전면이 가는 털로 덮여 있고, 주변부는 황백색의 연한 고리무늬를 갖고 있다. 포자는 원 주형, 무색으로 크기는 9-12 × 4 μ이다. 조개버섯류로써 G. trabeum은 유럽과 미국에서 갈색부후의 시험표준균으로 사용되고 있다.⑤ 작버섯 Lentinus lepideus : 자실체는 그 지름이 5-20cm로써 크고 부드러우며,호빵 형으로 중앙이 오목해져 있다. 색상은 황갈색이나 중심부근이 갈라져 백색의 살을 나타내며 송진 냄새를 낸다. 소나무의 그루터기에서 자라는 작버섯은 식용버 섯이지만 방부제 creosote에 대한 저항력이 큰 갈색 부후균이다. 균사체는 황갈색 이다. 포자는 장타원형 또는 원통형으로 크기는 6-8 × 3-4μ이다.⑥ 버짐버섯 Serpula lacrymans : 호저온균(15-22℃)의 하나로써 자실체는 암갈색으로 목재의 표면에 버짐처럼 넓게 퍼진다. 학명 lacrymans는 눈물을 짜다는 뜻으로 이 버섯이 생육과정 중 버섯 위에 다수의 물방울이 분비되기 때문에 부쳐진 것이다. 목재건물의 마루, 벽판에 분포하며 부후력이 크다. 포자는 타원형, 황갈색 을 띠고 크기는 7-10 × 5-6μ이다.⑦ Tyromyces palustris : 개떡버섯류로써 일본의 내후성 및 방부제의 방부 효력시험의 표준 균으로 사용되고 있다. 이에 따라 우리나라도 이 균을 여러 목재보존 시험의 표준 균으로 사용하고 있다. 우리나라에는 푸른 개떡버섯 G. caesius (=Postia caesia)이 침엽수재의 용재, 고목 등에서 갈색부후을 일으킨다.2) 백색부후 (White rot fungi)백색 부후균의 공격을 받은 목재는 아이스크림과 같은 색깔을 나타내기 때문에 그 색상에 따라 백색 부후라 부른다. 이 백색 부후는 주로 활엽수재에서 많이 발생하지만, 침엽수재에서도 나타난다. 백색 부후의 가장 큰 특징은 목재세포벽의 구성 성분, 즉 다당류와 리그닌 모두를 분해한다는 점에서 갈색 부hirsutus) 역시 활엽수재에 대한 부후력이 큰 백색부후균이다. 이 버섯의 추출물은 드링크류로 시판되고 있다.3) 연부후 (soft rot)목재가 오랫동안 고함수율 상태에 놓이게 될 때 목재 표면에 흔히 발생하는 피해 양태이다. 즉 갈색부후균이나 백색부후균과 같은 담자균이 생활할 수 없을 정도 로 높은 함수율 상태 즉, 준 혐기성(near anaerobic) 상태에서도 일부 자낭균과 불완전 균류에 의해 목재가 부후되는 현상을 말한다.이 피해를 받은 목재는 그 표면이 아주 연해지고 색깔은 암갈색으로 변한다. 그러나 이 목재의 내부는 건전 상태를 유지한다. 연부후는 흔히 냉각용 수조, 수침 상태로 오랫동안 지하 또는 바닷물에 놓여있다 발굴된 고목재 (소위 수침 고목 재: waterlogged archaeological woods)에서 많이 나타난다. 최근에는 방부처리를 한 목재를 수분이 많이 있는 장소에 사용했을 경우에(예: CCA로 처리하고 부두 의 방책으로 사용한 목재등) 나타나 이 연부후균들이 약제에 대한 내성이 갈색부후균이나 백색부후균에 비해 상대적으로 강함을 보여주고 있다.연부후의 피해를 받은 목재를 건조시키면 목리를 가로지르는 가는 활렬(cross cracking)이 길이방향과 함께 발생하게 된다. 이 같은 분해형태는 갈색부후와 유사 하지만, 연부후의 경우 활열이 표면에 국한돼있다는 점에서 갈색부후와 차이가 있다. 일반적으로 연부후는 활엽수재에서 많이 나타나며, 특히 보존제로 처리한 활엽수의 변재에서 많이 발생한다.① Chaetomium globosum: 자낭균으로서 땅과 접촉하고 있는 목재에서 연부후를일으킨다. 대표적인 연부후 시험 공시균으로서 적정 생육 온도는 30C이다. 낮은 중량감소율에도 충격휨강도의 손실이 80%에 이를 정도도 강도에 대한 영향이 크다.② Lecythophora hoffmannii: 불완전 균류에 속하며 땅과 접촉하고 있는 침엽수재에 널리 분포하고 있다. 균의 성장 속도는 완만한 편이지만, 방부제를 처리한 침엽수재에서 연부후.

자연과학| 2013.06.07| 14페이지| 4,000원| 조회(186)

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모수, 비모수 통계학

모수 통계학과 비모수 통계학 Parametric Statistics, NonParametric Statistics비모수적 분석이란 ? 통계학의 분석기법들은 크게 모수적 분석과 비모수적 분석 방법으로 분류됨 모수적 분석 (Parametric Analysis) : 입력데이터의 특정한 특성 ( 정규분포 등 ) 을 가정함 비모수적 분석 (Nonparametric Analysis) : 입력데이터의 특성을 가정하지 않음 왜 비모수적 분석이 필요한가 ? 우리가 보통 알고 있고 사용하는 분석방법은 대부분 모수적 분석방법들이다 . 입력데이터가 모수적 분석방법이 가정한 특성 ( 정규분포 등 ) 을 만족하지 못할 때는 모수적 분석이 아니라 이에 해당하는 비모수적 방법을 적용해야 함 데이터 특성을 고려하지 못하고 그대로 적용하면 잘못된 결론을 내리게 됨 비모수적 분석의 의미 통계분석을 수행함에 앞서 데이터의 특성을 분석하고 적합한 방법을 적용해야 하는 필요성 데이터의 특성에 견고한 분석 방법을 연구할 때 참고자료가 될 수 있음 Nonparametric Statistics for Non-Statisticians머리글 중 1.1 비모수적 방법이란 ? SPSS/PC+ 를 이용한 비모수통계학 비모수적 방법은 모집단의 분포형태에 대한 가정을 완화 하여 이론을 전개하기 때문에 가정이 만족되지 않음으로써 생기는 오류의 가능성이 적고 또한 계산이 간편하고 직관적으로 이해하기 쉽다는 장점이 있다 . 통계학에서 다루는 대부분의 추론방법들은 모집단이 특정한 분포를 따른다는 가정하에서 모르는 모수 (parameter) 에 대한 추정이나 검정 등을 생각하는데 이 방법을 모수적 (parametric method) 이라 하고 , 반면에 모집단에 대한 분포형태를 가정할 수 없는 경우 에는 모집단의 분포형태에 대한 가정을 완화하여 이론을 전개하는데 이와 같은 통계적 방법을 비모수적 방법 (nonparametric method) 이라고 말한다 .Nonparametric Statistics for Non-Statisticians Type of Analysis Nonparametric Test Parametric Equivalent Comparing two related samples Wilcoxon signed ranks test T-test for dependent samples Comparing two unrelated samples Mann-Whitney U-test T-test for independent samples Comparing three or more related samples Friedman test Repeated measure ANOVA Comparing there or more unrelated samples Kruskal -Wallis H-test One-way ANOVA Comparing categorical data Chi-square test and Fisher exact test None Comparing two rank-ordered variables Spearman rank-order correlation Pearson product-moment correlation Comparing two variables when one variable is discrete dichotomous Point- biserial correlation Pearson product-moment correlation Comparing two variables when one variable is continous dichotomous Biserial correlation Person product-moment correlation Examining a samples for randomness Runs Test None입력 데이터의 형태 비모수적 분석법 모수적 분석법 2 개의 수치형 변수 간의 상관 관계 두 변수 모두 순위 변수일 경우 스피어만 순위 상관계수 피어슨 상관계수 한 변수는 수치형 다른 한 변수는 이산적 이진형 Point- Biserial 상관계수 한 변수는 수치형 다른 한 변수는 연속적 이진형 Biserial 상관계수 2 개의 범주형 변수간의 상관관계 카이제곱 검정 없음 2 개 집단의 평균 비교 Mann-Whitney U-test T 검정 3 개 이상 집단의 평균 비교 Kruskal -Wallis H-test ANOVA Nonparametric Statistics for Non-Statisticians두 집단의 차이가 존재하는지 검정하고자 함 ( 독립표본 T 검정 ) 아침식사 여부가 학생들의 성적에 영향을 미치는가 ? 아침식사를 한 학생 그룹과 아침식사를 하지 않는 학생 그룹 간에 성적의 차이가 존재하는가 ? 시험 성적은 일반적으로 정규분포를 따르기 때문에 이 분석은 T 검정을 사용할 수 있다 . T 검정 수행 결과 Nonparametric Statistics for Non-Statisticians Students Who Ate Breakfast Students Who Skipped Breakfast 87 96 92 84 93 83 79 73 유의확률이 0.179 ( 0.05) 이므로 귀무가설 을 기각할 수 없다 . ( 귀무가설 : 평균차 없음 ) 즉 , 두 그룹의 평균차는 없다 . 아침식사는 성적에 영향을 주지 않는다 .입력 데이터가 순위로 변경해보자 . 위 데이터는 정규분포의 가정을 만족하지 않으므로 비모수적 분석방법을 사용해야 함 Mann Whitney U-test 분석 (T 검정에 대응되는 비모수적 분석법 ) Nonparametric Statistics for Non-Statisticians Value Rank 73 79 83 84 87 92 93 96 1 2 3 4 5 6 7 8 Students Who Ate Breakfast Students Who Skipped Breakfast 5 8 6 4 7 3 2 12. Testing Data for Normality 정규분포를 만족하기 위해서는 아래의 첨도 , 왜도가 없어야 함 첨도 , 왜도를 평가하는 수식 SPSS 에서 첨도 , 왜도를 측정하는 방법 정규분포 여부에 따른 분석방법 선택 Nonparametric Statistics for Non-Statisticians 만족할 때 t-Test, One-way ANOVA 만족 못할 때 Kolmogorov -Smirnov One-sample Test Kurtosis ( 첨도 ) 같은 모수를 가진 정규분포보다 급하거나 완만한 경사를 갖는 분포 Skewness ( 왜도 ) 비대칭된 분포 ( 뒤틀어짐 )5.2 Regression Pitfalls 5.2.1 Autocorrelation : 자기상관성 5.2.2 Multicollinearity : 다중공선성 5.2.3 Excluding important predictor variables ( 중요 변수 제외 ) 5.2.4 Overfitting ( 과적합 ) 5.2.5 Extrapolation ( 외삽법 , 보외법 ) 5.2.6 Missing data Applied Regression Modeling : A Business Approach 위에서 제시된 6 개의 내용 중에서 입력 변수들 간의 관계 때문에 발생하는 문제는 Autocorrelation 과 Multicollineartiy 라고 볼 수 있다 . Autocorrelation ( 자기상관 ) 은 더빈왓슨 수식으로 진단되며 , Multicollinearity ( 다중공선성 ) 은 VIF ( 분산팽창계수 ) 수식으로 진단된다 .{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2013.06.04| 9페이지| 3,000원| 조회(1,687)

통계, SPSS, 통계학, 분산분석, 표본, 표준편차, 모수, t검정, 비모수

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