예비 보고서다양한 식물조직의 관찰1. 실험 목적다양한 식물들의 조직을 관찰하고 그 특징을 파악한다. 식물조직의 형태와 특징이 식물체에서 어떠한 기능과 연관되어 있는지 유추해보자.2. 실험 원리(1) 줄기와 잎의 조직 관찰① 식물의 줄기식물체의 줄기는 땅 위의 기간 부위로서 표피, 피층 및 중심주로 되어 있다. 줄기의 중요 기능은 다음과 같다. 첫째, 잎, 꽃 및 열매를 지지한다. 둘째, 뿌리가 흡수한 물과 무기염류를 운반한다. 셋째, 잎에서 광합성으로 생성한 양분을 필요한 부위로 운반한다. 한편 어떤 줄기는 엽록체를 가지고 있어 광합성을 하며 다른 것은 양분의 저장소 역할을 한다.식물 줄기 중 표피(epidermis)는 줄기의 최외각에 존재하며 수분, 햇빛, 다른 생물체 등으로부터 보호하는 기능을 갖는다. 피층(cortex)은 표피와 유관속 사이에 있는 부분을 지칭하며, 중심 부위의 수(pith)는 거의 유조직으로 구성되어 있고, 줄기 내에 깊이 위치하므로 보통 엽록소를 갖지 않는다. 많은 식물에서 수조직 세포는 주변 조직의 신장이 끝나지 훨씬 전에 일찍 성숙하기 때문에 인접한 유관속 조직이 신장을 계속하는 동안 수조직은 찢기고 속이 비게 된다. 많은 식물에서 수의 진정한 역할은 정단 아래의 분열조직에서 형성된 후 유관속 조직을 형성하는 데 필요한 호르몬의 범위나 농도 구배를 이루는 데 관여하는 것으로 알려져 있다. 유관속은 목부, 사부, 그리고 형성층으로 구분되며 이중 목부(xylem, 물관)는 뿌리로부터 수분의 통로 기능을 하고 사부(phloem, 체관)는 여러 가지 영양분의 통로로 사용된다. 한편 형성층(cambium)은 2차 생장의 기원이 되는 분열조직으로 여기서부터 2기 사부, 목부가 분화한다.유조직(parenchyma)은 원형질이 풍부한 유세포로 이루어져 있으며 세포벽이 보통 1차 벽으로 되어 있어 벽의 두께가 얇고 세포 사이에 세포간극이 존재한다. 기본적인 생리현상을 영위하는 조직이다. 후각조직(collenchyma)은 두꺼운 1차 벽을 가진 후각벽조직(sclerenchyma)은 2차 세포벽이 비후되고 목화되었으며 성숙해짐에 따라 원형질을 상실한 후벽세포(sclerenchymatous cell)로 이루어지는 기계조직을 말한다.세포의 최외각을 싸고 있는 세포벽은 크게 1차 세포벽과 2차 세포벽으로 구분이 된다. 1차 세포벽의 주성분은 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스로 되어 있다. 1차 세포벽은 주로 미분화된 유조직을 둘러싸고 있다. 2차 세포벽은 셀룰로오스 이외에도 목질소(lignin)가 축적되어 있다. 두꺼운 2차 세포벽을 가진 세포는 2차 벽을 형성한 뒤, 세포의 내용물을 상실하여 죽은 세포로 되는 것이 많다.② 쌍떡잎식물(쌍자엽)씨앗의 배에서 처음 나오는 떡잎이 두 장인 식물로 쌍자엽식물(雙子葉植物)이라고도 하며 떡잎이 한 개인 외떡잎식물과 구분된다. 쌍떡잎식물은 대체로 잎이 넓고 그물맥으로 되어 있으며 꽃잎의 수가 4나 5의 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1099671&ref=y" 배수를 이루고 있다. 또한 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1132108&ref=y" 관다발이 규칙적으로 배열되어 있고 물관과 체관 사이에 고리모양의 형성층이 있어서 부피생장이 일어나므로 줄기가 굵게 자랄 수 있다. 또한 이들의 뿌리는 원뿌리와 곁뿌리의 구분이 뚜렷한 곧은뿌리로 되어 있다. 완두콩, 강낭콩, 녹두, 팥, 무, 배추, 상추, 명아주, 질경이, 당근, 클로버, 복숭아나무, 사과나무, 감나무, 토마토, 감자, 고구마 등이 있다. 쌍떡잎식물은 외떡잎식물보다 전 세계적으로 널리 분포되어 있으며 그 수는 약 20만 종에 이른다.③ 외떡잎식물(단자엽)종자식물의 씨앗 속에 들어있는 배(胚)에서 처음으로 형성된 떡잎이 한 개인 식물로, 단자엽식물(單子葉植物)이라고도 한다. 외떡잎식물은 꽃잎의 수가 3의 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=10마늘, 튤립, 군자란 등이 있다. 이들의 잎은 가늘고 면적이 좁으며 잎자루가 없고 나란히맥을 가지고 있다. 뿌리는 원뿌리와 곁뿌리의 구분이 없는 수염뿌리를 이루고 있다. 또한 줄기를 보면 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1132108&ref=y" 관다발에는 물관과 체관이 불규칙하게 배열되어 있으며 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1163342&ref=y" 형성층이 없어 부피생장이 이루어지지 못하므로 줄기가 굵게 자라지 못한다. 외떡잎식물은 전 세계적으로 약 45과(科) 2,000여 속(屬) 약 4만 종이 분포되어 있으나 쌍떡잎식물보다는 그 수가 적다.④ 줄기의 잎잎의 외부구조는 엽신, 옆병, 탁엽으로 구성되며 잎의 모양과 구조에 따라 여러 가지 형태로 나누어진다.잎의 내부는 표피조직, 엽육조직 및 유관속 조직 등의 세 가지로 나누어진다. 활엽수 잎의 구조를 예로 살펴보면 첫째, 표피조직은 한 층의 세포로 구성되어 있으며 건조등의 외부 환경으로부터 잎 내부를 보호한다. 외부에는 각피질이 존재하며 공변세포가 하부 표피에서 관찰된다. 둘째, 엽육조직은 양쪽 표피조직 안쪽에 존재하는 조직으로 책상조직과 해면조직으로 나뉘며 이곳에서 대부분의 광합성이 이루어진다. 책상조직은 이프이 위쪽에 존재하며, 치밀하게 배열된 길쭉한 세포로 이루어지고, 해면조직은 앞의 아래쪽에 존재하며, 조직이 치밀하게 배열되지 않아 세포간극이 발달되어 있으며, 이 간극에 의해 공기교환이 원활하게 이루어진다. 셋째, 유관속 조직은 사부와 목부로 이루어져 있으며 보통 사부가 아래쪽, 목부가 위쪽으로 배열되어 있다.침엽수 잎의 구조를 살펴보면 표피조직에는 표피, 하피, 내피 등 여러 가지가 존재하며 포피는 각피층을 가진다. 기공은 보통보다 한층 깊게 위치해 있다. 엽육조직은 표피의 안쪽에 치밀하게 배열되어 있고 수지도라는 기관을 가진다. 유관속 조직은 내피 안쪽에 존재하며, 사부f=y" 잎과 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5647006&ref=y" 줄기 등의 표피에 존재하는 특별한 세포로서, 한 쌍의 공변세포는 기공을 개폐하도록 조절하는 역할을 한다. Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5646917&ref=y" 기공이 열리면 이산화탄소는 확산에 의해서 잎으로 들어가고 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5647155&ref=y" 광합성의 부산물로 생성된 산소는 기공을 통해 배출된다. 기공이 열릴 때 수증기의 소실이 일어나며 이를 보충하기 위하여 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5646916&ref=y" 뿌리로부터 물을 흡수한다. 반대로 기공이 닫히면 수분 소실이 차단되고 가스 교환이 일어나지 않는다. 따라서 식물은 공변세포의 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5647077&ref=y" 팽압 조절을 통해 기공을 개폐함으로써 이산화탄소 흡수와 수분 증발 사이에 균형을 맞춘다. 기공의 개폐는 두 공변세포의 팽압의 변화에 의해 조절된다. 공변세포의 팽압은 다량의 이온(주로 K+)과 당이 공변세포의 안쪽으로 움직임으로 인해 증가된다. 공변세포가 이러한 용질을 흡수하면 세포 내 삼투압이 감소하여 과량의 수분이 공변세포로 들어간다. 이러한 작용이 공변세포의 팽압을 높여 기공이 열린다.일반적인 표피세포와는 다르게 공변세포는 많은 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5646825&ref=y" 엽록체를 가지고 있다. 또한 공변세포의 엽록체는 많은 양의 녹말을 함유하고 있다. 녹말은 고분자의 포도당 중합체이기 때문에 삼투압에 영향을 미치지 않지만 수용성인 포도당으로 분해될 경우 삼투압이 높리 접시, 다양한 식물체 (주로 줄기와 잎), 핀셋, 면도칼, 슬라이드 글라스, 커버 글라스, 거름종이(or 티슈), 핀침, 아세트산카민 염색액(2) 공변세포 관찰 실험광학현미경, 다양한 식물체의 잎, 핀셋, 면도칼, 슬라이드 글라스, 커버 글라스, 거름종이(or 티슈), 핀침, 아세트산카민 염색액, 매니큐어, 스카치테이프4. 실험 방법(1) 줄기와 잎의 조직 관찰 실험① 다양한 식물체의 줄기와 잎을 면도날을 이용하여 최대한 얇게 자른다.(종단, 횡단을 모두 시도하여 관찰해보자~!!)② 자른 절편들을 물이 든 페트리 접시에 모아 담가 놓는다.③ 충분히 절단한 후 하나의 절편을 골라 슬라이드 글라스 위에 올려놓고 아세트산카민 염색액을 1-2방울 떨어뜨리고 3분간 방치한 후 커버글라스를 덮는다.④ 거름종이를 커버 글라스 위에 놓고 엄지손가락으로 살짝 눌러 여분의 염색액을제거하고 커버글라스를 압착시킨다.(수직으로 적당히 힘을 주어 눌러야하며 커버글라스가 옆으로 밀리거나 깨지지 않게 주의할 것!!)⑤ 현미경으로 저배율부터 고배율의 순으로 검경한다. 저배율에서 각 조직의 전체 윤곽을 관찰하고 점차 고배율로 확대해가며 내부구조를 관찰 ․ 구분하고, 그 결과를 그림으로 기록한다.(2) 공변세포 관찰 실험① 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물의 잎에 매니큐어를 바른다.② 매니큐어가 마르면 그 위에 스카치테이프를 부착하고 떼어내어 표피를 벗긴다.③ 표피를 아세트산카민 염색액으로 1분간 염색한다.④ 염색시약을 물로 씻어낸다.⑤ 거름종이로 물을 제거하고 커버글라스를 압착시킨다.⑥ 현미경으로 저배율부터 고배율의 순으로 관찰하고, 결과를 그림으로 기록한다.5. 참고 문헌생물학 실험서, 민철기 강창수, p181~p183생물학 실험서, 민철기 강창수, p187~p189https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1129679&cid=40942&categoryId=32310https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1120105&c1
