(과학) 소용돌이의 종류와 특성-해설(202306. 고1 모의고사)
이 글은 실생활에서 접할 수 있는 소용돌이의 종류를 세 가지로 나누어 설명하고 있다. 욕조 배수구를 빠져나가는 자유 소용돌이는 중심에 가까울수록 원주속도가 빠르다. 컵의 물을 휘젓거나 컵 자체를 회전시켜 만든 강제 소용돌이는 수면 어디에서나 각속도가 일정하지만, 원주속도는 반지름에 비례하여 증가한다. 이 둘이 합쳐진 랭킨의 조합 소용돌이는 가운데에 강제 소용돌이, 주변에 자유 소용돌이가 발생하는 것이다. 중심에서 원주속도가 최소가 되고 강제 소용돌이가 자유 소용돌이로 전환되는 지점에서 원주속도가 최대가 된다. 자유 소용돌이와 강제 소용돌이의 원리를 활용해 만든 것이 분체 분리기이고, 그 예로 쓰레기 필터가 없는 사이클론식 청소기가 있다.
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(과학 기술 3) 미세 조류와 바이오 연료-해설(2025학년도 수능특강)
[I410-113-24-02-088611694] 바이오 연료는 산소를 생산하고 대기 중 이산화 탄소를 흡수하면서 생산되는 바이오매스로 만든 연료라서 친환경적이다. 조류 중에서도 미세 조류는 오일의 생산성이 탁월하여 바이오 연료 생산에 많이 활용된다. 미세 조류에서 바이오 연료의 일종인 바이오디젤을 생산할 때에는 생산성이 좋은 균주를 선택하고, 에너지 공급 효율성을 고려하여 배양 방법을 선정하며, 배양액에 분산된 미세 조류를 효과적으로 모으기 위한 다양한 방법을 활용한다. 그리고 유기 용매를 사용하여 지질을 추출하고, 추출한 지질을 전이 에스테르화 반응을 통해 바이오디젤로 전환한다.
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(과학) 호흡, 순환-해설(202010, 고3 기출)
(I410-113-24-02-088004162) 이 글은 산소와 이산화 탄소의 기체 순환에 대해 설명하고 있다. 산소는 신체의 각 조직으로 전달되어 에너지 생성에 이용되고, 물질대사 결과 생긴 이산화 탄소는 폐로 전달되어 체외로 배출된다.
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(과학) 냄새의 과학-해설(202309, 고2 기출)
I410-ECN-0102-2023-000-001633069 우리는 냄새의 원인이 되는 기체 상태의 분자가 코로 들어온 후 몇 가지 과정을 거쳐 뇌에서 냄새를 인식하게 된다. 그 과정을 살펴보면, 먼저 냄새 분자가 공기에 실려 후각 수용체가 있는 후각 상피로 이동하게 되고, 후각 상피로 이동한 냄새 분자가 후각 신경 세포 말단의 섬모 표면에 박혀 있는 후각 수용체와 결합하면서 후각 수용체가 활성화된다. 후각 수용체가 활성화되면 후각 신경 세포에서 전기 신호가 발생하고, 이 신호는 축삭을 타고 뼈의 구멍을 통해 뇌로 올라가 후각 망울에 있는 토리로 전달되어 패턴이 만들어진다. 후각 망울의 토리에서 만들어진 패턴은 승모 세포를 통해 전기 신호가 강화되어 대뇌로 전달되고, 대뇌의 다양한 정보들과 합쳐져 최종적으로 냄새를 인식하게 된다.
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(과학) 청각의 원리-해설(202206, 고1 모의)
이 글은 인간이 소리를 듣게 되는 과정을 공기 전도와 골전도로 나누어 설명하고 골전도의 원리가 적용된 골전도 이어폰에 대해 살펴보고 있다. 공기 전도는 소리가 외이, 중이를 거쳐 내이에 도달하는 방식이고 골전도는 소리가 뼈를 통해 바로 내이에 도달하는 방식이다. 골전도의 원리가 적용된 골전도 이어폰은 고막을 직접 자극하지 않고 야외 활동 시 사용해도 비교적 안전하다는 장점이 있다.
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(과학 기술) 방사광-해설(202011, 고2)
이 글은 방사광가속기의 구조와 기능에 대해 설명하고 있다. 아무 작은 물질을 가시광선으로 살펴볼 수가 없기에 인위적으로 방사광을 이용하여 실험에 활용한다. 방사광을 인위적으로 발생시키는 기계인 방사광가속기는 크게 세 부분으로 나누어진다.
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(과학) 차원해석-해설(202106 고2 기출)
차원을 분석해 물리적 변수의 관계나 의미를 이해하는 차원해석에 대해 다룬 글이다. 단위와 차원에 대한 설명으로 시작해 차원해석의 개념을 밝히고, 차원해석을 이해하기 위해 필요한 차원의 동일성과 무차원화의 의미를 설명한다. 그리고 차원해석의 사례를 들어 차원해석이 지닌 의의를 드러내고 있다.
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(과학 기술 01) 행위자-연결망 이론-해설(2024학년도 수능특강)
(I410-113-24-02-088003754) 이 글은 라투르의 행위자–연결망 이론을 설명하고, 행위자–연결망의 구축과 함께 과학적 지식이 형성되는 과정을 제시하고 있다. 행위자–연결망 이론은 인간 및 비인간을 포함해 지식의 연결망을 이루는 요소를 ‘행위자’로 규정하고 이들이 서로의 목표를 조율하고 공동의 목표를 지닌 하나의 연결망 안으로 포섭되는 과정을 ‘번역’이라고 칭하면서, 번역을 통해 구축된 연결망이 안정화, 견고화되어 하나의 ‘블랙박스’를 이루어 보편적 진리로 인식되기까지의 과정을 규명하고 있다.
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(과학) 면역-해설(2023학년도 수능특강 개념 학습)
이 글은 외부 병원체로부터 우리 몸을 보호하는 선천성 면역과 후천성 면역의 주요 과정을 설명하고 있다. 선천성 면역은 우리 몸에 항상 존재하고 있어 병원체에 대한 즉각적인 방어를 담당하는 것이며, 후천성 면역은 특정 항원을 인식하는 세포를 활성화하여 병원체를 막아 내는 것이다.
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(과학) 중합 효소 연쇄 반응(PCR)-해설(202106, 고3)
이 글은 DNA를 다량으로 증폭할 수 있는 기술인 중합 효소 연쇄 반응(PCR)의 진행 과정과 종류, 그리고 활용 분야를 소개하고 있다. PCR에는 전통적인 PCR와 실시간 PCR가 있는데, 이 둘은 모두 동일한 방식으로 PCR를 실시한다. 사이클마다 표적 DNA의 양이 2배씩 증가하는데, 전통적인 PCR는 최종 산물에 형광 물질을 결합시켜 발색을 통해 표적 DNA의 증폭 여부를 확인하지만, 실시간 PCR는 사이클마다 발색 반응이 일어나도록 하여 표적 DNA의 증폭을 실시간으로 확인할 수 있다.
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(과학 기술 05) OSI 참조 모델-해설(2024학년도 수능특강)
(I410-113-24-02-088003941) 이 글은 네트워크 통신을 수행하기 위한 표준 프로토콜인 OSI 참조 모델에 대해 설명하고 있다. OSI 참조 모델은 다양한 프로토콜 간 호환성을 높이기 위한 표준 모델로, 네트워크 통신 과정을 7개의 계층으로 나눈 모델이다. OSI 참조 모델의 하위 3개 계층은 정보의 전송 기능을 담당하며, 상위 4개 계층의 작업은 컴퓨터 내부에서 수행된다. 실제로 OSI 참조 모델을 그대로 따르는 프로토콜은 많지 않지만, OSI 참조 모델은 데이터 통신 과정의 호환성을 증대하고, 사용자가 프로토콜의 역할과 구조, 네트워크의 동작 방식을 이해하기 쉽게 해 준다는 의의를 지닌다.
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(과학 기술 2) 밴팅의 인슐린 연구-해설(2023학년도 수능특강)
이 글은 이자에서 분비되는 인슐린을 정제하여 당뇨병을 치료하는 방법을 발견한 밴팅의 연구를 소개한다. 밴팅 이전에 이자의 섬 세포 분비물로 당뇨병을 치료하려는 여러 시도가 있었으나 불순물의 작용으로 별로 성공적이지 않았다.
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(과학, 사회) 뇌 과학과 법-해설(2023 수특 독서 개념 학습)
이 글에서는 뇌 과학의 성과들을 법의 영역에 적용하는 것에 관한 입장을 설명하고 있다. 현대의 뇌 과학은 뇌 영상 기술에 힘입어 뇌의 활동을 보여 주는 다양한 자료들을 제공한다. 이러한 뇌 과학의 성과들을 법의 영역에 적용하는 데 반대하는 입장에서는 뇌 영상과 범죄 행위 사이의 인과 관계가 성립하지 않는다는 점, 뇌 영상이 범의를 품었는지를 판단하는 증거가 되지 못한다는 점 등을 근거로 삼고 있다.
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(과학) 장기 이식과 내인성 레트로바이러스-해설(2020학년도 수능기출)
이 글은 이식의 종류와 문제점, 해결책 등을 제시하고 있다. 동종 이식은 이식 중에서 비교적 안정성은 높지만 비용이 많이 들고 제공자가 부족한 면이 있다. 또 면역적 거부 반응이 따르게 된다. 이를 대체하기 위해 전자 기기 인공 장기를 사용하지만 일시적으로 사용하거나 인간의 장기를 대체할 만큼 정교하지 못하다는 문제점이 있다.
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(과학) 소리의 높낮이 지각-해설(202403, 고2 기출)
이 글은 소리의 높낮이를 지각하는 원리에 대해 설명하고 있다. 달팽이관의 안쪽에는 기저막과 털 세포가 존재한다. 기저막은 파동의 주파수에 따라 최대로 진동하는 부위가 다른데, 이에 따라 기저막 위에 있는 털 세포는 그 위치에 따라 민감하게 반응하는 주파수가 다르게 된다.
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(과학 기술 08) 이상치와 결측치의 처리-해설(2024학년도 수능특강)
(I410-113-24-02-088004046) 데이터 분석을 잘하기 위해서 데이터 분석에 들어가기 전에 데이터 전처리가 매우 중요한데 그중에 이상치와 결측치 처리가 있다. 정상적인 범위를 벗어난 데이터인 이상치를 판단하기 위하여 데이터의 제3사분위수와 제1사분위수의 차이인 IQR의 1.5배를 제1사분위수에서 뺀 값부터 IQR의 1.5배를 제3사분위수에 더한 값까지의 범위를 벗어난 값으로 이상치를 삼는 것이 일반적이다. 이를 위해 이러한 작업을 시각적으로 표현해주는 상자 수염 도표를 이용하면 편리하다. 결측치는 데이터 값이 알려지지 않은 것인데 해당 열이나 행을 삭제하거나 결측치를 다른 값으로 대체하는 방식으로 처리한다. 이때 데이터의 삭제나 대체로 전체 데이터가 교란되지 않도록 주의해야 한다.
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(과학 기술 03) 창의성과 뇌-해설(2024학년도 수능특강)
(I410-113-24-02-088003825) 창의성은 ‘새로운 것을 생각해 내는 특성.’으로 정의할 수 있지만 다양한 인지적, 정서적, 의지적 요소들이 결합되어 나타나는 것으로, 우리는 뇌에서 창의성의 요소인 유창성과 의지력이 어떻게 발현되는지 발견할 수 있다. 연관이 없어 보이는 것에서 연관을 발견하는 유창성은 긴장 상태에서 많이 분비되는 노르에피네프린의 작용으로 사전–의미 네트워크가 좁아질 때 떨어진다는 것을 마중물 효과 실험을 통해 확인할 수 있다. 의지력은 전두엽이 뇌의 다른 부분과 협력하는 가운데 당장의 생리적 욕구를 뛰어넘는 장기 목표를 설정하고 그것을 지속하게 함으로써 창의적 성과를 실현시키는 방식으로 나타난다.
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(과학) 비타민 K의 기능-해설(202206 고3 모의)
이 글은 혈액의 응고 및 순환, 혈관 석회화 방지에 중요한 역할을 하는 비타민 K의 기능에 대해 설명하고 있다. 혈액의 응고는 섬유소 단백질인 피브린이 모여 형성된 섬유소 그물이 혈소판 마개와 뭉쳐 혈병을 만드는 현상이다. 비타민 K는 프로트롬빈을 비롯한 혈액 응고 인자들의 활성화에 관여하여 혈액의 응고에 중요한 역할을 한다.
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(과학 기술 12) 당알코올의 기능과 효과-해설(2023학년도 수능특강)
이 글은 당알코올이 갖는 기능과 효과에 대해 설명하고 있다. 당알코올은 일반적인 당류와는 화학 구조의 일부가 다르기 때문에 다양한 목적에 따른 기능성 식품으로 활용될 수 있다. 그중에서도 자일리톨은 구강에 서식하는 무탄스 균의 활동을 저해하여 충치를 예방할 수 있는 것으로 알려져 있다. 치아우식이라고 불리는 충치는 무탄스 균이 당류를 분해하여 산을 발생시키는 것이 직접적인 원인이 되는데, 자일리톨은 무탄스균이 당류로 여겨 섭취하지만 분해되지 않기 때문에 산을 만들어 내지 못하는 특성을 지닌다.
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(과학 기술 10) 항생제 내성-해설(2023학년도 수능특강)
설 이 글은 항생제의 개념을 정의한 후 세균이 항생제에 내성이 있는 유전자를 가지는 방식을 설명하고 있다. 항생제는 세균 세포의 번식 속도를 늦추거나 세균 세포를 완전히 파괴해 감염증을 치료하는 효능을 지닌 약이다. 그런데 세균은 항생제의 효과에 저항하여 생존하거나 증식할 수 있는 능력, 즉 항생제 내성이 있는 유전자를 가지기도 한다. 그 방식에는 무작위적인 유전자 돌연변이, 접합, 형질 전환, 형질 도입이 있다.
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(과학) 패러다임과 과학혁명-해설(201909 고2)
패러다임이란 한 시대 사람들의 견해나 사고를 지배하고 있는 이론적 틀이나 개념의 집합체를 뜻하는 말로 과학철학자인 토머스 쿤이 새롭게 제시하여 널리 쓰이는 개념이다. 쿤은 패러다임 속에서 진행되는 연구 활동을 정상 과학이라고 하였으며, 기존의 패러다임에서는 예상하지 못했던 현상을 변칙 사례라고 하였다.
(과학 기술 5) 암세포의 증식-해설(2025학년도 수능특강)
암세포는 하나의 돌연변이 세포에서 시작하여 여러 돌연변이 세포들이 축적된 것이다. 암세포가 돌연변이 세포이기는 하지만 암세포 역시 세포의 하나이기 때문에 정상 세포의 성장과 분열 과정인 세포 주기를 통해서 암세포의 증식을 이해할 수 있다. 세포 주기는 세포가 성장하고 분열하는 과정을 의미한다. 세포 주기는 G기 → S기 → G기 → M기의 과정을 거치며, 이 과정에는 세포 주기의 진행 여부를 판단하는 확인 지점으로 G기 확인 지점, G기 확인 지점, M기 확인 지점이 있다.
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(과학 기술) 고체 촉매의 구성 요소-해설(202306, 고3 평가원 모의고사)
이 글은 활성화 에너지를 조절하는 물질인 촉매가 화학 산업에서 사용될 때의 구성 요소에 대해 설명하고 있다. 고체 촉매는 대부분 활성 성분, 지지체, 증진제로 구성되는데, 활성 성분은 그 표면에 반응물을 흡착시켜 촉매 활성을 제공하는 물질이다. 고체 촉매에서는 반응에 관여하는 표면의 활성 성분 원자가 많을수록 촉매 활성이 높아진다. 한편 고온에서는 금속 원자들로 이루어진 작은 입자들이 서로 달라붙어 큰 입자를 이루는 소결 현상이 일어나는데, 지지체는 소결 현상으로 인해 활성 성분의 표면적이 줄어드는 문제를 해결하는 요소이다. 또한 증진제는 활성 성분의 표면 구조를 변화시켜 소결을 억제하거나, 전자 밀도를 변화시켜 흡착 세기를 조절하는 등 활성을 조절하는 요소이다.
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(과학 기술 06) 케플러와 지구의 타원 궤도 운동-해설(2024학년도 수능특강)
(I410-113-24-02-088003969) 케플러는 자연의 영역에서 수학적 법칙이 제대로 수립되지 못했던 시대에 코페르니쿠스의 태양 중심설을 받아들이고 튀코 브라헤의 관측치를 토대로 행성 운동 법칙을 수립하였다. 케플러는 지구가 공전하는 궤도면에 고정된 랜턴을 확보한다면 지구의 공전 궤도 운동을 밝힐 수 있음을 알았고 화성이 그 역할을 하게 함으로써 목적을 달성할 수 있었다. 케플러는 지구의 공전 궤도 운동을 밝혀낸 다음 확보된 관측 데이터로부터 계산을 통해 세 가지 행성 운동 법칙을 발견할 수 있었다.
