진도

이 과정에 대하여

1600년대에 얀 밥티스트 판 헬몬트는 말린 흙 200파운드에 버드나무를 심어 키웠습니다. 5년 뒤 나무는 164파운드 늘어, 5파운드짜리 어린 가지가 169파운드의 나무가 되었고, 흙은 약 2온스 줄었을 뿐이었습니다. 이 질량은 어디서 왔을까요? 첫 단원이 그 답을 직접 찾아보게 하고, 나머지 단원이 조각을 채워 줍니다. 2026년 9월 마우나로아의 공기에는 이산화탄소가 426.07 ppm 있었는데, 산업 혁명 이전의 약 280 ppm보다 약 52퍼센트 많습니다.

여섯 단원은 광합성의 원리에서 시작합니다. 1771년 조지프 프리스틀리는 닫힌 용기에서 촛불이 꺼질 때까지 태운 뒤 박하 가지를 넣었더니 며칠 뒤 그 공기에서 촛불이 다시 탔습니다. 1779년 얀 잉엔하우스는 그 일이 빛이 있을 때, 초록색 부분에서만 일어난다고 보였습니다. 빛·CO₂·온도 단원은 실험실에서 요인마다 곡선을 그리고, 점선으로 산업 혁명 이전과 오늘날의 공기를 표시합니다. 잎의 안쪽 단원은 잎이 두께 몇 개 세포에 불과한데도 방수 겉껍질, 양분을 만드는 두 종류의 세포, 공기 통로, 관, 여닫는 문을 갖추고 있음을 알려 줍니다. 기공과 증산 단원은 식물이 빨아올린 물의 최대 90퍼센트가 수증기로 빠져나갈 수 있다고 설명합니다. 뿌리, 물관, 체관 단원은 뿌리 끝의 작동 구간 세 곳이 대략 첫 1 cm에 들어간다고 하고, 마지막 단원은 이름이 붙은 난초가 적어도 25,000종이라고 알려 줍니다. 실험실에서는 잎의 층을 하나씩 눌러 보고, 물관과 체관을 비교하고, 맑은 아침과 덥고 건조한 오후의 CO₂당 물 손실을 비교합니다.

시작하기 전에

광합성은 세포 속 엽록체에서 일어납니다. 이런 말이 낯설다면 세포가 도움이 됩니다. 첫 단원의 판 헬몬트 버드나무 수수께끼는 이산화탄소가 원자로 된 기체라는 점을 알면 더 잘 풀리는데, 물질의 상태에서 이를 다룹니다.

마치고 나면

나무의 마른 무게 대부분이 어디서 오는지 설명하고, 빛, 이산화탄소, 온도가 광합성 속도를 어떻게 바꾸는지 예측하며, 잎 속의 층에 이름을 붙일 수 있습니다. 기공이 물을 내주고 이산화탄소를 얻는 방식, 물관과 체관이 물과 당을 나르는 방식, 카스파리안 띠의 역할, 벌이 찾는 꽃이 빨간 경우가 드문 이유도 말할 수 있습니다.

관련 과정

세포
모든 생물은 세포로 되어 있고, 세포는 대부분 눈으로 보기에는 너무 작습니다. 이 과정은 처음 세포를 본 사람들에서 시작해, 세포 크기를 마이크로미터로 재고, 동물 세포와 식물 세포를 3D로 열어 보고, 세포 하나가 둘이 되는 과정으로 끝납니다. 모형에서 소기관을 고르고, 세포를 잘라 보고, 확대할 때마다 바뀌는 눈금을 읽어 보세요.
유전
사람 DNA의 짧은 구간을 3D로 봅니다. 이중 나선을 돌리고, 풀고, 스스로 복사하는 모습과 유전자가 읽히는 모습을 볼 수 있습니다. 유전자와 염기쌍에서 시작해 염색체, 멘델의 완두, 퍼넷 사각형, 돌연변이, 그리고 DNA를 복사하고 읽고 편집하는 기술까지 다룹니다. 이 과정은 일반 정보이며 의학적 조언이나 유전 상담이 아닙니다.
진화
자연선택 실험을 직접 돌려 볼 수 있습니다. 여러 색의 나무껍질 위에 가상의 딱정벌레가 살고, 선택압과 돌연변이율을 막대로 바꾸면 세대마다 막대그래프가 그려집니다. 다윈과 월리스, 변이와 유전, 자연선택, 화석과 지층, 생물의 계통수, 새 종이 생기는 과정, 사람의 진화를 차례로 다루며, OpenStax 생물학 교과서, 런던 자연사박물관, 스미스소니언 인류 기원 프로그램의 자료를 바탕으로 했습니다.
미생물
1676년 안톤 판 레이우엔훅은 영국 왕립학회에 후추를 우린 물 한 방울에 살아 있는 생물이 100만 마리 넘게 있다고 알렸습니다. 세균, 고균, 균류, 원생생물, 바이러스를 만나 보고, 그래프 위에서 세균을 길러 보고, 과학자들이 미생물의 존재를 어떻게 증명했는지 따라갑니다.

이 과정의 출처 (16)

-fix5: gravity calculation corrected using rho*g*h = 1000*9.8*h Pa
the cited textbook has a tenfold coefficient error. Sources (checked 2026-10-17): OpenStax Biology 2e 8.1 Overview of Photosynthesis (photoautotrophs, mesophyll, stomata on the underside, guard cells, chloroplast, thylakoid, granum, stroma, two stages; openstax.org/books/biology-2e/pages/8-1-overview-of-photosynthesis)
8.2 The Light-Dependent Reactions (400 to 700 nm, chlorophyll a absorbs blue and red, carotenoids, 300 to 400 chlorophylls per antenna, water split at PSII, about 10 percent of the oxygen used by the leaf's mitochondria; .../8-2-the-light-dependent-reactions-of-photosynthesis)
8.3 Using Light Energy to Make Organic Molecules (RuBisCO, 3-PGA, G3P, three turns per G3P and six per glucose, "dark reaction" outdated, cacti fix CO2 at night; .../8-3-using-light-energy-to-make-organic-molecules)
30.3 Roots (tap and fibrous roots, root cap, three zones in the first centimetre, root hairs, endodermis and Casparian strip; .../30-3-roots)
30.4 Leaves (lamina, petiole, midrib, parallel and reticulate venation, Ginkgo, cuticle, trichomes, palisade in one to three layers, spongy mesophyll, guard cells the only epidermal cells with chloroplasts, xylem and phloem, needles and spines; .../30-4-leaves)
30.5 Transport of Water and Solutes (redwoods near 116 m, turgor 0.6 to 0.8 MPa and up to 1.5 MPa = 210 psi vs tyres 30 to 34 psi, gravity -0.1 MPa per metre, -2 MPa at the leaf surface, cohesion-tension, up to 90 percent of the water lost, sources and sinks, phloem sap up to 30 percent sugar; .../30-5-transport-of-water-and-solutes-in-plants)
31.3 Nutritional Adaptations (rhizobia, nodules, nitrogenase, biological fixation 65 percent of nitrogen used in agriculture, mycorrhizae in more than 80 percent of land plants, up to 20 percent of the carbon; .../31-3-nutritional-adaptations-of-plants)
32.2 Pollination and Fertilization (self and cross pollination, bees cannot see red, nectar guides, bats, birds, wind, water, at least 25,000 orchid species, double fertilization 2n zygote and 3n endosperm, seed parts, scutellum, fruit types, dispersal, dormancy; .../32-2-pollination-and-fertilization)
Britannica, Photosynthesis: history (Priestley 1771, Ingenhousz 1779, 1782: oxygen formed at the expense of fixed air, identified the year before as carbon dioxide) (britannica.com/science/photosynthesis/History-of-the-study-of-photosynthesis)
Smithsonian Libraries, Ingenhousz, Experiments upon Vegetables, 1779 (library.si.edu/digital-library/book/experimentsuponv00inge)
van Helmont's account (200 pounds of earth, 5 pound willow, 169 pounds and about 3 ounces after five years, soil short by about 2 ounces)
quoted from Howe 1965 by S. G. Saupe, College of St. Benedict and St. John's University (employees.csbsju.edu/ssaupe/biol115/van_helmont.htm)
F. F. Blackman, Optima and Limiting Factors, Annals of Botany 19:281-296, April 1905 (doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a089000)
NOAA Global Monitoring Laboratory, Trends in CO2 (gml.noaa.gov/ccgg/trends/: Mauna Loa September 2026 monthly mean 426.07 ppm)
NOAA Climate.gov, Climate change: atmospheric carbon dioxide (280 ppm or less before the Industrial Revolution of the mid-1700s, from ice cores; climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide).

확인한 날: 2026-10-17