다음 提示文 (가)는 物理學的 側面에, 提示文 (나) (다)는 生物學的 側面에 關聯된 內容이다. 提示文의 科學 知識을 活用하여 다음 問題에 對해 敍述하시오.

提示文 (가)

우리 祖上들은 해마다 겨울이면 시베리아, 사할린, 알래스카 等地에서 날아와 월동하고, 봄이 되면 다시 北쪽으로 돌아가는 우리나라의 代表的 겨울 철새인 기러기를 멋진 새로 여겨왔다. 두 다리를 바짝 뒤로 모으고 V字 形態로 줄지어 날아가는 기러기 行列은 自然의 아름다움을 膳賜할 뿐만 아니라 浪漫的인 情趣까지 느껴진다.

問題) 기러기가 V字 形態로 줄지어 날아가는 現象을 物理學的 側面에서 敍述하시오.

解說) 기러기가 V字形으로 날아가는 理由는 에너지를 最少化하여 오래 날기 위해서다. 기러기는 시베리아에서 우리나라 南·西海 地域까지 長距離를 移動해야 하므로 에너지 消耗를 最少化해야 한다.



새는 날 때 空氣를 아래로 밀어내고, 空氣는 새를 위로 밀어 올린다. 同時에 아래로 移動하는 空氣는 바로 밑의 다른 空氣와 부딪치면서 위쪽으로 소용돌이친다. 이때 위쪽으로 소용돌이치는 空氣는 上昇氣流를 만들어내는데, 새의 側面으로부터 若干 떨어진 곳에서 上昇氣流가 가장 剛하게 作用하므로 뒤따르는 새는 自身의 元來 狀態(에너지)를 維持하면서 上昇氣流로부터 揚力을 얻는 適當한 位置에 있게 된다. 다시 이 새는 바로 뒤를 따르는 다른 새를 위해 새로운 上昇氣流를 만든다. 卽, 기러기는 뉴턴의 第3法則 作用(空氣를 아래로 미는 힘), 反作用(上昇氣流로 인한 陽曆)을 活用하는 運動을 하는 것이다.

提示文 (나)

바다에서 멀리 떨어진 高山地帶에 사는 사람들은 미역, 다시마, 김 等 海産物을 거의 먹지 못한다. 代表的인 例로 海拔 2000m의 內陸 高山地帶에 社는 멕시코人은 키가 작고 눈이 若干 튀어나왔으며, 다른 地域 사람들에 비해 類달리 턱밑이 부풀어 오르는 特徵이 있다.

問題) 高山地帶에 사는 사람들은 요오드 攝取量이 적어 甲狀腺腫에 걸리는 사람들이 많다. 이를 호르몬의 피드백 現象과 聯關지어 說明하시오. 그리고 요오드가 不足하면 甲狀腺의 使用이 줄어드는데 甲狀腺의 크기는 왜 작아지지 않는지 說明하시오.

解說) 우리 몸에서 호르몬을 分泌하는 器官은 內分泌器官으로, 이 機關에는 各種 호르몬을 分泌하는 腦下垂體, 糖尿病에 重要한 인슐린을 分泌하는 膵臟, 스테로이드를 分泌하는 副腎이 있다. 甲狀腺度 內分泌器官 中 하나로 甲狀腺호르몬을 生産, 貯藏했다가 必要할 때마다 血液을 통해 호르몬을 내보낸다. 이곳에서 分泌된 호르몬은 人體 內 모든 機關의 機能을 원활하게 하고, 熱을 發生시켜 體溫을 일정하게 維持시켜 주며, 胎兒와 新生兒의 腦와 뼈의 成長發育을 促進시키는 役割을 한다. 甲狀腺호르몬이 많아지면 機能 向進症이 생겨 新陳代謝가 活潑해진다. 그 結果 心臟이 빨리 뛰고 몸이 더워지며 땀이 많이 나서, 더위를 견디기 어렵게 되고 體重이 減少한다. 反對로 甲狀腺호르몬이 不足하면 機能 低下症 現象이 나타나 몸이 無氣力해지고 쉽게 疲困해질 뿐만 아니라, 體溫도 正常보다 낮아져 추위를 견디기 힘들어진다.

甲狀腺호르몬이 원활하게 分泌되려면 요오드가 必要한데, 요오드는 미역, 다시마, 김 等 海藻類에 많이 包含돼 있다. 飮食物을 통해 攝取한 요오드는 訴狀에서 吸收돼 血液을 통해 甲狀腺에 攝取된 後 甲狀腺호르몬을 만들어낸다.

一般的으로 血液 內의 甲狀腺호르몬이 增加하면 腦下垂體 甲狀腺호르몬 分泌는 減少되고 甲狀腺호르몬의 分泌는 增加한다. 이러한 過程이 反復됨으로써 體內의 甲狀腺호르몬은 일정하게 維持된다.

高山地帶에 사는 사람들은 티록신 材料인 요오드의 攝取量이 比較的 적다. 티록신의 分泌가 적어지면 視床下部(間腦)와 腦下垂體 前葉에 分泌를 促進시키는 刺戟을 주고, 그에 따라 甲狀腺이 刺戟을 지나치게 많이 받아 甲狀腺 肥大症에 걸리게 된다. 호르몬의 分泌調節은 恒常性에 依해 維持되므로 피드백에 依해 甲狀腺에 더 많은 刺戟이 주어져 意外로 甲狀腺이 커지는 甲狀腺腫에 걸리게 되는 것이다.

提示文 (다)

恒常 시키는 일들을 反對로 하는 心術꾸러기 개구리 한 마리가 있었다. 어머니는 근심과 걱정으로 지내다 죽을 때가 되어 ‘내가 죽거든 냇가에 묻어다오’라는 遺言을 남기고 눈을 감았다. 개구리는 어머니의 마지막 所願만은 지켜드려야 한다며 어머니를 개울가에 묻었다. 그 뒤 비만 오면 어머니 山所가 떠내려갈까봐 슬피 울곤 한다.

- 어린이 童話에서

問題) 이 童話에 나오는 개구리의 物質代謝에 對해 敍述하고, 어미개구리 遺言의 生態學的 意味는 무엇인지 說明하시오.

解說) 兩棲類의 皮膚는 恒常 촉촉이 維持되어야 한다. 卽 濕氣가 많아야 한다.