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실험 10.초파리 침샘염색체 관찰

실험10. 초파리 침샘염색체 관찰Ⅰ. Results & DescriptionFig 1. 초파리 염색체 1개 현미경관찰 Fig 2. 초파리 염색체 1개 스케치염색체는 세포분열 중기 때 잘 관찰할 수 있으며, 보통 식물의 자주 달개비나 동물의 메뚜기 등이 좋은 실험재료이다. 그러나 초파리 같은 쌍시류 곤충의 유충에서 볼 수 있는 침샘염색체는 보통 세포에 비하여 길이와 폭이 약 100배가량 크고, 염색체 상의 여러가지 무늬를 확인할 수 있어 유전학적 염색체지도를 만드는 데 적합하여 염색체 관찰이나 유전 실험재료로 많이 사용한다. 먼저 실험에 앞서 본 실험을 통해 초파리의 침샘 염색체를 염색하고 슬라이드를 제작하는 방법을 배우고, 각 염색체를 관찰하면서 염색체의 모양과 염색체의 밴드 패턴을 이해함을 목적으로 한다. 먼저 실험에 필요한 노랑초파리 3령기 유충을 준비한다. 3령 유충을 사용하는 이유로는 번데기가 되기 전 가장 많이 탈피를 하여 그 크기가 가장 클 시기이기 때문에 가장 관찰하기 쉽다. 해부현미경 받침대 위에 준비한 슬라이드 글라스를 놓고, 그 위에 식염수 두 방울을 떨어뜨린다. 3령기 유충에서 침샘을 분리한 후 슬라이드 위에서 아세트 올세인 염색액을 한 방울 떨어뜨린 후 약 20분 정도 염색한다. 침샘을 번데기 유충에서 분리했을 때 침샘이 두가닥으로 나뉘어져 있는 것을 볼 수 있었다. 커버 글라스로 덮은 후 두드려 염색체를 펴준다. 이때 커버 글라스를 적절하게 제대로 두드리지 못하면 염색체가 뭉쳐 잘 보이지 않는다. 잘 펴진 염색체를 광학 현미경을 이용해 관찰한다. 하지만 여기서 3령기 유충에서 번데기로 성장하여 침샘을 분리하기 쉽지 않았다. 분리한 침샘을 이용해 염색한 후 광학현미경을 통해 관찰하였다. 염색체 사진을 관찰한 결과 상동염색체가 접합 상태인 2가염색체를 이루고 있으며 각 염색체의 동원체 부분이 서로 붙어 있어 마치 다섯 가닥처럼 보인다.Ⅱ. Discussion1. 염색체가 잘 퍼져 있는가? 뭉쳐 있다면 원인은 무엇이라고 생각하는가?염색체가 뭉쳐있다. 우리가 관찰한 염색체는 실처럼 펴지지 않고 대부분 동그랗게 뭉쳐져 있는 것으로 관찰된다. 아래의 그림(Fig 4)과 같이 잘 펴진 염색체는 실이 풀어진 모습으로 관찰 할 수 있다. 커버 글라스를 초파리 침샘염색체 위에 덮고 연필이나 펜으로 잘 두드려 펴야 하는데 잘 두드리지 않아 염색체가 잘 펴지지 않은 것으로 추측된다.Fig 3. 뭉쳐있는 염색체 Fig 4. 잘 펴진 염색체2. 초파리의 다사 염색체는 배수체(polyploidy)의 예이다. 배수체가 무엇이며 또 다른 예는 어떤 것들이 있는지 알아보자.배수체란 두 벌 이상의 염색체를 가지는 생물체를 말한다. 세포분열의 사고로 생기는데, 자연적 발생도 있지만 인위적인 자극에 의해서도 일어난다.곤충의 파리류 유충의 침샘에 있는 세포 핵에서 볼 수 있는 염색체. 초파리나 모기붙이와 같은 쌍시목 곤충의 유충에 있는 침샘 세포에는 대단히 큰 염색체가 있어 이것을 침샘염색체 또는 거대염색체라 한다. 이는 1933년 미국의 T. S. 페인터에 의해 최초로 발견되었으며, 유전 연구상 여러 가지 유리한 특징이 있다. 첫째, 크기가 보통 염색체의 100~150배이다. 둘째, 가로무늬가 일정한 순서로 배열되며, 이 무늬가 유전자의 위치와 일치한다. 셋째, 간기의 세포에서도 관찰된다. 넷째, 체세포인데도 상동염색체가 접합상태인 2가염색체를 이루고 있어서 체세포 염색체 수의 반수(n)로 보인다.페인터는 초파리의 침샘염색체의 특유한 가로무늬의 띠와 유전학적 염색체 지도 위의 유전자의 위치가 일치함을 보고 침샘염색체 지도를 만들었다. 이 가로무늬는 DNA가 심하게 꼬여서 응축된 것으로 보고 있으며, 바로 이 무늬 부분이 유전자의 위치와 일치하고 있다. 또한 침샘염색체의 군데군데 부푼 곳을 퍼프라 하며, 발생 단계에 따라 퍼프의 위치가 변하는 것으로 보아 유전자가 활성화된 곳으로 생각한다.침샘염색체에는 많은 가로무늬들이 보이는데, 돌연변이를 이용하여 각 가로무늬에 어느 유전자가 위치하는지 결정하여 염색체 지도를 작성할 수 있다. 가로줄은 여러 가지 실험 관찰에 의해 유전자(DNA)가 있는 위치를 나타낸다는 것이 밝혀졌다. 그 수를 세면 보통 염색체상에 있는 유전자 수를 알 수 있다. 또 초파리의 침샘염색체 지도도 만들어져 있다. 침샘염색체 수는 초파리 4개(2n=8), 깔따구 4개(2n=8), 왜털파리 5개(5n=10), 모기는 3개(2n=6)이다.첫째 초파리는 침염색체라는 거대염색체를 소지한다. 이것은 1천여개의 염색체가 서로 나란히 붙어 있어서 현미경으로 관찰이 가능하고, 특정위치에 밝고 어두운 띠들이 자리잡고 있어서 위치를 확인하기가 쉽다. 둘째 개체가 모체 바깥에서 발생하므로 발생 과정을 연구하기가 용이하다. 셋째 유전자조작 등을 이용해서 변이종을 만들기가 수월 하다.초파리는 전체 DNA(genome size) 크기가 사람의 20분의 1 정도로 작지만, 효모(yeast)보다는 훨씬 고등동물이다. 따라서 초파리의 전체 유전자들을 모두 밝혀내 모든 생물에서 공통인 '기능적 언어'를 찾으려는 실험들이 활발히 진행되고 있다.3. 염색체를 관찰하는 방법에는 어떤 것들이 있는지 알아보자.염색체염색법[staining technique for chromosome, 染色體染色法]염색체를 관찰하기 위해 염색하는 과정. 염색체는 핵산을 주성분으로 하기 때문에 헤마톡실린 등 염기성 색소에 염색이 잘 된다. 전에는 고정표본을 철헤마톡실린액으로 염색하는 것이 염색체 관찰의 일반법이었다. 한편 고정과 염색을 동시에 하는 아세토카민법은 식물세포에서는 일찍부터 사용되어 왔으며, 동물세포에서도 사용하게 되었다. 혈액염색에 널리 사용되는 김자용액으로 염색체를 염색하는 방법도 개발되어, 비교적 쉽게 염색체를 관찰하는 기술이 발달하고 있다.염색체쌍의 동정이나 염색체 내부구조적 분화를 관찰하기 위한 분염법의 기술도 발전하였다. 퀴나크린염색을 하여 형광현미경으로 염색체를 관찰하는 Q밴드법, 트립신이나 계면활성제 등으로 처리 후 김자용액으로 염색하는 G밴드법 등에 의하면, 개개 염색체에 특유의 가로줄무늬모양을 볼 수 있다. 또한 은염색을 하면 염색체의 인형성부위가 부분 염색되어 수산화발륨으로 처리 후 김자용액으로 염색하면 이질염색질(C밴드)이 특이적으로 염색된다.염색방법으로는(1) 염색체의 세로축 방향을 따라, 가로무늬모양이 나타나는 염색법이다.

자연과학| 2021.04.01| 5페이지| 2,500원| 조회(1,909)

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실험 4. 식물의 생식기관 및 감수분열 관찰

실험 4. 식물의 생식기관 및 감수분열 관찰Ⅰ. Result1) 암술과 수술의 외부 형태를 관찰하고 sketch 한다.Fig.1. 백합 꽃잎 Fig.2. 백합 수술 Fig.3. 백합 암술Fig. 4. 백합 꽃잎 그림 Fig. 5. 백합 수술 그림 Fig. 6. 백합 암술 그림백합의 외관을 관찰했을 때 백합의 꽃잎 수는 6장이였고 백합의 암술은 1개 백합의 수술은 6개였다. 백합은 꽃받침이 없으며 외떡잎식물로 떡잎이 한 장이다. 백합은 속씨식물로 씨방 속에 밑씨가 둘러싸여 있는 구조이다. 수술은 꽃밥, 수술대, 화분으로 이루어져 있다. 암술은 암술머리, 암술대, 씨방으로 이루어져 있다. 암술머리는 세 개 부분으로 볼록하였고 수술의 화분의 색은 노란색이였다.2) 잘라낸 씨방과 꽃밥을 현미경으로 관찰하고 sketch 한다.(X40) (X40)Fig. 7. 씨방 횡단 현미경관찰 사진 Fig. 8. 씨방 종단 현미경관찰 그림(X40) (X40)Fig. 9. 씨방 종단 현미경관찰 사진 Fig. 10. 씨방 종단 현미경관찰 그림Fig.11. 다른조 씨방 횡단 현미경관찰 사진? 씨방의 횡단면 현미경 관찰먼저 암술의 씨방의 횡단면을 현미경으로 40배 관찰을 했을 때 꽃이 펼쳐져 있는 모습과 세 잎 클로버와 같은 모양으로 관찰할 수 있었다. 또 안에 6개의 원의 모양을 볼 수 있는데 배주(밑씨)가 들어있는 자방실로 관찰된다. 속씨식물로 씨방 속에 밑씨가 들어있는 구조로 6개의 자방실안에 밑씨(=배주)가 둘러싸여 있듯이 관찰할 수 있었다. 배주는 세포로 이루어져 좀 더 확대해야 구조를 확인할 수 있다. 씨방과 자방실 사이에 빈 공간도 관찰할 수 있었다. 우리 조의 사진으로 볼 때는 정확한 자방실의 구분이 가지 않았지만 다른 조의 현미경 관찰을 통해 씨방과 자방실이 무엇인지 정확한 모습을 확인할 수 있었다.? 씨방의 종단면 현미경 관찰암술의 씨방의 종단면을 현미경으로 40배 관찰을 했을 때 꽃의 줄기의 종단면을 관찰한 것과 같이 마치 체관과 물관을 보는 것 같았다. 옆에 연달아 있는 블록 모양이 연속되고 있다.(X40) (X40)Fig.12. 꽃밥 횡단면 현미경 관찰 사진 Fig.13. 꽃밥 횡단면 현미경 관찰 그림? 꽃밥 횡단면 현미경 관찰화분으로 이루어진 꽃밥을 육안으로만 관찰하였을 때는 노란 꽃가루로 둘러싸여있어 어떻게 생긴지 알수 없었지만 횡단면을 현미경으로 관찰하면서 화분낭으로 관찰되는 것도 볼 수 있었다.3) 유사 감수분열 슬라이드의 현미경 관찰을 통하여 각 분열 단계 세포의 특징을 그린 후 각 분열단계를 표기한다.4) 각 분열 단계의 세포에서 염색체 또는 핵의 모양에 대하여 설명한다.< 제1 감수분열 >(X1000) (X1000)Fig. 13.제 1감수분열 간기 현미경관찰 사진 Fig. 14.제 1감수분열 간기 그림? 간기동그랗게 핵이 관찰되고 DNA가 복제되는 시기이다.(X1000) (X1000)Fig. 15. 제1 감수분열 전기 현미경관찰 사진 Fig. 16. 제 1감수분열 전기 그림? 전기핵막이 사라지고 2가 염색체의 형태가 보이며 방추사가 나타난다. 전기의 초기에서 상동염색체의 접합과 교차가 일어난다.(X1000) (X1000)Fig. 17. 제1 감수분열 중기 현미경관찰 사진 Fig. 18. 제1 감수분열 중기 그림? 중기2가염색체가 세포중앙에 배열되고 방추사가 각 염색체에 들러붙는다.Fig. 19. 제1 감수분열 후기 현미경관찰 사진 Fig. 20. 제1 감수분열 후기 그림? 후기상동염색체가 분리되고, 방추사에 의해 세포의 양쪽 끝으로 이동한다.(X1000) (X1000)Fig. 21. 제1 감수분열 말기 현미경관찰 사진 Fig. 22. 제1 감수분열 말기 그림? 말기핵막이 나타나고 세포질분열이 일어나 두 개의 딸세포가 생성된다.(X1000) (X1000)Fig. 23. 제2 감수분열 전기 현미경관찰 사진 Fig. 24. 제2 감수분열 전기 그림? 전기감수 1분열 후 간기 없이 바로 시작된다. 핵막이 사라진다. 방추사가 나타난다.(X1000) (X1000)Fig. 25. 제2 감수분열 중기 현미경관찰 사진 Fig. 26. 제2 감수분열 중기 그림? 중기염색체가 각 세포 중앙에 배열되고 방추사가 잘 관찰하기는 어렵지만 방추사가 각 염색체에 붙는다.(X1000) (X1000)Fig. 27. 제2 감수분열 후기 현미경관찰 사진 Fig. 28. 제2 감수분열 후기 그림? 후기염색 분체가 분리되고, 방추사에 의해 세포의 양쪽 끝으로 각각 이동한다.(X1000) (X1000)Fig. 29. 제2 감수분열 말기 현미경관찰 사진 Fig. 30. 제2 감수분열 말기 그림? 말기핵막이 나타나고 염색체가 풀어진다. 세포질 분열이 일어나 4개의 딸세포가 생긴다.Ⅱ. Description백합의 생식기관의 외형을 관찰하기 위해서 백합의 암술, 수술, 꽃잎의 외관과 꽃받침의 유무 알고 먼저 암술의 씨방의 가로로 잘라 횡단면을 관찰하였다. 배율을 한단계씩 높이면서 초점을 맞춰 관찰하였다. 초점을 맞추고 관찰했을 때 횡단면의 씨방과 자방실, 밑씨의 정확한 구조를 파악하기 어려웠다. 그래서 다른 조의 횡단면 관찰을 통해 밑씨를 둘러싸고 있는 6개의 자방실을 관찰할 수 있었다. 다음으로 종단면을 관찰하였다. 씨방의 종단면은 마치 줄기의 물관과 체관과 같은 구조로 볼 수 있었다. 수술의 꽃밥의 횡단면 관찰은 육안으로는 꽃가루만 관찰할 수 있었지만 현미경을 이용해 관찰하면서 화분낭 까지 관찰 할 수 있었다. 씨방의 횡단면을 관찰 할 때 밑씨의 구조까지는 정확히 육안으로 관찰하기 어려웠던 점이 아쉬웠다. 이 실험을 하면서밑씨의 구조인 극핵과 난세포, 정핵의 구조도 확인하고 싶었다.생식세포의 감수분열에 대한 전 과정을 이해하기 위해서 생식세포의 감수분열의 현미경 관찰에서는 감수1분열과 감수2분열을 현미경을 통해 간기,전기,중기,후기,말기를 각각 찾아보았다. 1000배율로 간기,전기,중기,후기,말기를 관찰하면서 염색체가 어떻게 위치하는지 핵막의 단계별 유무를 관찰하였다. 제1 감수분열의 간기부터 제2 감수분열의 말기까지 모두 다 찾기 어려워 두 조를 나누어 우리는 제2 감수분열을 관찰하였다. 제2 감수분열에 전기,중기,후기,말기를 찾는데 정확히 어떤 단계인지 알기 어려웠다. 평소에 알고 있던 감수분열 그림과 다르게 직접 현미경을 통해 관찰은 다르게 보였다. 제2 감수분열의 전기를 관찰했을 때 핵막이 사라지고 방추사가 형성됨을 확인하기 어려웠다. 방추사는 특히 관찰하기 힘들었다. 염색체의 모양은 보다 쉽게 확인할 수 있었다. 말기의 관찰은 세포질분열이 일어나 딱 4개로 분리되는게 눈으로 쉽게 볼 수 있었다. 이번 실험은 육안으로 관찰을 할 수 있어 만족스러운 실험이 되었다.

자연과학| 2021.04.01| 12페이지| 2,500원| 조회(772)

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실험 9. 절지동물

실험 9. 절지동물의 해부Ⅰ. Results & Description1) 게의 외부와 내부 사진을 찍고 각 기관을 표시한다.입앞부분배배갑Fig 1. 꽃게의 배면Fig 2. 꽃게의 등면Fig 3. 꽃게의 내장기관절지동물문 갑각아문 십각목 꽃게과에 속하는 꽃게의 해부를 통해 외부형태와 내부형태를 관찰하면서 꽃게의 등과 배의 구조를 알고, 내장기관의 위치와 형태를 알기 위해 우리 조는 수컷 꽃게를 해부 하였다. 수컷 꽃게의 등을 먼저 관찰하였을 때 등딱지가 딱딱한 껍질로 되어 있으며, 두 개의 집게발과 네 쌍의 다리가 각각 다른 크기로 배치되어 있다. 게의 몸을 둘러싼 딱딱한 껍질을 외골격이라고 하며 이것은 체내의 기관을 바깥쪽으로부터 튼튼하게 보호하는 구실을 하고 있다. 우리가 관찰한 수컷은 초록빛을 띠고 암컷은 어두운 갈색 바탕에 등딱지의 뒤쪽에 흰 무늬가 있다고 한다. 짙은 갈색의 게의 눈은 튀어나온 눈자루에 눈이 있으며, 다수의 작은 눈이 모여서 만들어졌다. 게의 눈의 기능은 자유롭고 그 작용도 매우 다양하다. 눈동자 하나를 다치면 다른 동물과는 달리 특이한 눈 때문에 위험으로부터 더욱 보호를 받을 수 있다. 또한 이마의 양쪽에 눈과 눈자루가 들락거릴 수 있도록 움푹 패여 있고 모래 속으로 숨어들 때나 바위의 좁은 구멍이나 틈에 들어갈 때는 눈 자루를 수축시키면서 기민하게 숨을 수 있도록 발달되어 있다. 양 눈 사이에 두 쌍의 촉각이 있으며 안쪽에 위치한 제 1촉각은 첨단이 둘로 나누어져 있다. 이것은 수염과 같은 촉각의 선단을 끊임없이 움직여서 물의 흐름이나 냄새까지도 판단한다. 등껍질 밑바닥에 위치한 게의 입 구조는 좀 복잡하다. 입의 주위 안쪽에는 한 쌍의 큰 턱과 두 쌍의 작은 턱으로 세 쌍의 턱이 있으며 이것을 이용하여 음식을 깨뜨려서 삼킨다. 집게발은 다섯 쌍의 다리에서 첫 번째 한 쌍이 집게발로 되어있다. 그리고 보통 한 쌍의 집게발과 네 쌍의 다리를 구별되어 있고 가장 아래쪽의 한 쌍은 부채 모양으로 넙적하고 평평하여 헤엄치기에 적합하다. 내장기관을 관찰 하였을 때는 배 부분에는 아가미가 있어 이를 통해 산소를 흡입해 등껍질 내부의 부드러운 구조와 연계하여 작용을 한다. 위는 삼각형 모양으로 이빨을 포함하고 있다. 갑각류는 위 안에 이빨이 포함되어 있다고 한다. 정소를 찾아볼 수는 없었고 간췌장과 정소가 섞여 노란색으로 추측할 수 있었다. 아가미가 둘러싸인 가운데에 심장과 창자를 찾아볼 수 있었다. 흐물흐물하여 완벽한 구조를 알아볼 수는 없었다. 지금까지 해부 실험을 통해 관찰한 포유류와는 다르게 내장구조가 잡혀있지 않는다는 차이점이 있었다.Ⅱ. Discussion1) 꽃게와 곤충을 비교했을 때 어떤 공통점과 차이점이 있는지 조사한다.곤충절지동물 곤충강에 속하는 소동물의 총칭. 전세계 곳곳의 육지와 민물에 살고 있으며, 소수는 바닷물 속에도 서식하고 종류가 많다.열대의 밀림, 온난한 삼림·산야, 극지의 황야나 고산(高山), 사막, 동굴 등 모두 곤충의 서식 장소가 되어 있어 환경에 따른 적응을 나타내고 있다.현재까지 기록된 곤충의 종류는 약 80만이 되며, 전동물 수의 약 4분의 3을 차지하는데, 한 지역에 있는 곤충의 수로 추정하면 곤충의 전종류의 수는 약 300만 가량이고, 개체의 수도 10의 18제곱에 달할것이라고 한다.곤충이 지구상에 나타난 것은 3억 5,000만년 전인 고생대 데본기로 추측되며 그 무렵의 화석에서는 톡토기류가 발견되는데, 석탄기에 들어서자 비로소 날개가 있는 곤충이 나타났다. 페름기 후기에는 현생하는 주된 종류가 나타났는데, 이들은 그 후 현재까지 2억 년간 지구상에서 번영해 왔다. 곤충의 몸체는 많은 환절(換節)로 구성되고 머리·가슴·배의 3부로 구별되며, 머리에는 1쌍의 더듬이와 입틀〔口器〕이, 가슴에는 3쌍의 다리와 2쌍의 날개가 있고, 배에는 끝부분에 소화관(항문)과 생식기가 열려 있다.(1) 머리 : 머리는 강하게 합착된 골편에 싸여 두개(頭蓋)를 만들고, 각 1쌍의 더틈이·큰턱·작은턱·아랫입술(좌우 합일한다)·겹눈 및 3개의 홑눈을 갖추는 것이 원칙이며 등쪽에는 대부분이 Y자형의 회합선(會合線)이 있고, 뒤쪽은 정수리이며, 좌우로 2분되고, 앞쪽 겹눈 사이는 얼굴에 해당하는 부분으로, 전두(前頭) 또는 이마라고 불린다.(2) 가슴 : 가슴은 앞가슴·가운뎃가슴·뒷가슴의 3마디로 구성되고 제각기 1쌍의 다리가 있으며, 가운뎃가슴·뒷가슴에는 각 1쌍의 날개를 구비한 것이 많고 근육이 잘 발달되었다.(3) 배 : 배는 뒷가슴에 계속되는 부분으로 원칙적으로는 10~11마디로 되고, 앞뒤의 일부 마디가 퇴화되거나 변형되어 외면적인 마디의 수는 감소되는 경우가 많다. 뒤끝에는 미각(尾角)을 2~3개 지니는 경우도 있고, 암컷은 산란관을 가지는 경우가많다. 곤충류는 날개가 없는 원시적인 무시류(無翅類)와 유시류로 구분된다. 유시류는 어릴 때 날개의 싹이 보이며 불완전변태를 하는 외시류(外翅類)와, 유충이 성충과는 전혀 다르고 완전변태를 하는 내시류로 나뉜다. 무시류에 속하는 2목은 서로 명백하게 다르다.꽃게몸통의 껍데기는 길이 약 8.5cm, 너비 약 17.5cm의 옆으로 퍼진 마름모꼴이며, 다리가 양쪽에 각각 다섯 개씩 있다. 가장 위쪽의 집게다리는 크고 억세며, 모서리에 날카로운 가시가 있다. 나머지 4쌍의 다리는 걸을 때 사용하며, 가장 아래쪽의 한 쌍은 부채 모양으로 넙적하고 평평하여 헤엄치기에 적합하다. 암컷은 어두운 갈색 바탕에 등딱지의 뒤쪽에 흰 무늬가 있고, 수컷은 초록빛을 띤 짙은 갈색이다. 뒤집으면 하얗고 단단한 꼭지가 복부를 덮고 있는데, 암컷은 그것이 둥글고, 수컷은 모가 나 있다.

자연과학| 2021.04.01| 3페이지| 2,500원| 조회(236)

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실험 6.삼투와 물질이동

실험 6. 삼투와 물질 이동Results & Description염분 농도에 따른 감자의 체적을 비교하여 기록한다.Table 1. 감자무게 변화증류수NaCl 1%NaCl 20%실험 전 감 자무게4.04g3.14g2.3g실험 후 감 자무게4.28g3.17g1.85g전→후 감자 무게 변화+0.24g+0.03g-0.45g각각 증류수, NaCl 1%, NaCl 20%에서 식물세포의 삼투현상으로 인한 변화를 관찰하고 이해하기 위해 증류수, NaCl 1%, NaCl 20%에 감자를 넣고 각각 감자 무게의 변화를 통해 확인하고 삼투압현상을 관찰하였다. 먼저 감자를 3개로 조각을 낸 후 각각의 무게를 재고 각각 증류수, NaCl 1%, NaCl 20%에 담근 후 한시간 후에 꺼내 감자의 무게 변화를 확인한다. 위의 표와 같이 감자의 무게가 증류수 일 때 +0.24g이 되었으므로 증류수를 저장액으로 추측하였고, NaCl 1% +0.03g 으로 무게가 늘 긴 했으나 많은 변화 없이 감자에 물이 흡수된 것을 감안하고 본다면 등장액으로 추측할 수 있었다. NaCl 20%에 담근 감자는 -0.45g 으로 줄어들었다. 그러므로 NaCl 20%를 고장액으로 추측할 수 있었다.식물세포에서 원형질분리가 일어나는 시간을 기록한다. 또한 염분 농도에 따른 양파 표피세포의 차이를 비교하고, 원형질분리를 광학현미경으로 관찰하여 스케치한다.Fig 1. 증류수를 떨어뜨린 양파 표피세포 Fig 2. 증류수를 떨어뜨린 양파 표피세포 스케치Fig 3. Nacl 1%를 떨어뜨린 양파 표피세포 Fig 4. Nacl 1%를 떨어뜨린 양파 표피세포 스케치Fig 5. Nacl 20%를 떨어뜨린 양파 표피세포 Fig 6. Nacl 20%를 떨어뜨린 양파 표피세포 스케치식물세포에서 일어나는 삼투현상의 원형질 분리를 관찰하기 위하여 양파 표피세포의 삼투현상을 관찰하였다. 양파의 표피세포를 고장액에 넣었을 때의 원형질분리 현상과 저장액과 등장액에서의 삼투압현상을 관찰하기 위해 양파의 비늘줄기의 얇은 껍질 절편을 3조각으로 잘라내어 슬라이드 글라스 위에 올려놓은 후 각각에 증류수, NaCl 1%, NaCl 20%를 한 방울씩 떨어뜨린다. 먼저 NaCl 20%인 고장액을 떨어뜨린 양파 표피세포에서의 원형질 분리 현상이 일어나는 시간과 원형질 분리를 광학현미경을 통해 관찰하였더니 3분 25초 후 원형질 분리를 관찰 할 수 있었다. 세포가 수축하여 세포벽으로부터 세포막이 떨어져 나가는 원형질 분리를 관찰 할 수 있었다. 마치 기포가 생긴 것과 같이 세포벽으로부터 세포막이 떨어져 나가면서 사이의 공간을 뚜렷하게 관찰할 수 있었다. 또한 5분 후 광학현미경을 통해 증류수, NaCl 1%를 한 방울씩 떨어뜨린 양파 표피세포를 관찰 하였더니 증류수를 떨어뜨린 양파 표피세포가 NaCl 1%를 떨어뜨린 양파표피 세포에 비해 팽창한 것을 관찰할 수 있었다. 이를 보고 증류수가 저장액, NaCl 1%가 등장액이라는 것을 알 수 있었다.염분 농도에 따른 적혈구의 차이를 비교하고, 용혈현상을 광학현미경으로 관찰하여 스케치한다.Fig 7. 증류수를 떨어뜨린 적혈구 Fig 8. 증류수를 떨어뜨린 적혈구 스케치Fig 9. NaCl 1%를 떨어뜨린 적혈구 Fig 10. NaCl 1%를 떨어뜨린 적혈구 스케치Fig 11. NaCl 20%를 떨어뜨린 적혈구 Fig 12. NaCl 20%를 떨어뜨린 적혈구 스케치식물세포에서는 세포벽으로 인해 관찰할 수 없는 용혈현상을 동물세포에서 관찰하기 위해 손가락 끝을 소독된 란셋으로 찔러 나오는 피를 3개의 슬라이드 글라스 위에 떨어뜨린다. 혈액 위에 각각 증류수, NaCl 1%, NaCl 20%를 한 방울씩 떨어뜨린다. 증류수를 떨어뜨린 적혈구를 광학현미경으로 관찰하였을 때 용혈현상으로 거의 모든 적혈구 세포막이 터져 적혈구를 관찰할 수 없었지만 관찰하던 중 실험이론과 달리 세포막이 쭈그러든 세포를 관찰할 수 있었다. NaCl 1%를 떨어뜨린 적혈구와 NaCl 20%를 떨어뜨린 적혈구를 비교 했을 때 NaCl 20%를 떨어뜨린 적혈구의 세포가 더 쭈그러든 것을 관찰할 수 있었다. 이 실험을 통해 동물세포의 용혈현상을 관찰할 수 있었고 등장액, 저장액고장액에서의 삼투압 현상을 관찰 할 수 있었다.Discussion삼투현상 외에 세포내외로 물질이 이동하는 방법을 조사한다.1. 능동 수송살아 있는 세포에서 어떤 물질의 농도는 세포 안과 밖이 다르게 유지되어 농도 기울기를 거슬러 물질을 흡수하거나 내보내는 경우가 있다.파래 세포의 이온 농도살아 있는 파래의 K+ 농도는 바닷물보다 높은 데 비해 Na+ 농도는 오히려 바닷물이 파래보다 더 높다. 하지만 죽은 파래는 K+과 Na+ 농도가 바닷물과 같다. 이러한 현상은 살아 있는 파래의 세포가 농도 기울기를 역행하여 필요한 물질을 흡수하거나 배출하기 때문이다.세포막을 경계로 농도 기울기를 역행하여 물질을 이동시키는 방법을 능동 수송이라고 한다.능동 수송은 에너지를 소비하며, 세포막에 존재하는 특정한 운반체 단백질을 통해 일어난다.◇ 능동 수송에서 운반체 단백질의 역할운반체 단백질은 효소의 특성을 일부 가지고 있어 이동시킬 분자와 결합할 수 있는 특이한 형태의 결합 부위가 있다. 물질과 결합한 운반체 단백질은 형태를 바꿔 물질을 세포 내외로 수송한다. 운반체 단백질에는 한 번에 한 종류의 물질을 이동시키는 단일 수송 운반체도 있고 한 번에 두 종류 이상의 물질을 운반시키는 공동 수송 운반체도 있다. 공동 수송 운반체는 두 종류의 물질이 같은 방향으로 이동하는 경우도 있고 서로 반대 방향으로 이동하는 경우도 있다.능동 수송의 예 : 콩팥의 세뇨관에서 포도당과 아미노산의 재흡수, 소장에서의 흡수, 식물의 뿌리털에서 무기 양분 흡수, 양성자 펌프, Na+ - K+ 펌프 등양성자 펌프 : 엽록체와 미토콘드리아 등에서 H+의 능동 수송을 담당하는 단백질 복합체Na+ - K+ 펌프 : 뉴런이나 적혈구 세포막 등에서 Na+과 K+의 능동 수송을 담당하는 단백질 복합체-능동 수송의 작용 기작1. Na+ - K+ 펌프Na+ - K+ 펌프는 ATP 에너지를 소비하면서 농도 기울기에 역행하여 Na+은 세포 밖으로 배출하고, K+은 세포 안으로 끌어들인다.※ 적혈구와 신경 세포의 바깥쪽은 세포 안쪽보다 Na+의 농도는 높고, K+의 농도는 낮다.2. 작용 기작Na+이 운반체 단백질과 결합 → ATP가 사용되면서 운반체 단백질에 인산기가 결합 → 운반체 단백질의 모양이 변하면서 Na+을 세포 밖으로 방출 → 세포 밖의 K+이 동일한 운반체 단백질의 다른 부위에 결합 → 운반체 단백질에서 인산기가 떨어져 나가면서 운반체 구조가 변해 K+을 세포 내로 방출2. 확산기체나 용액 속에서 농도가 균일해질 때까지 물질을 이루는 분자들이 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동하는 현상을 확산이라고 한다.※농도가 균등한 분포에 도달하면 물질은 역동적인 평형 상태에 도달한다. 이것은 운동이 계속되나 어떤 방향으로의 순이동은 없다는 것을 의미한다.세포막을 경계로 두 가지 이상의 물질이 있을 경우 다른 물질의 농도와는 관계없이 각각의 물질은 자체의 농도 차에 의해 독립적으로 확산이 일어난다.막을 통한 확산은 분자 운동에 의해 일어나므로 에너지가 소모되지 않는다. →확산과 같이 별도의 에너지 소비 없이 물질이 세포막을 통과하는 것은 수동 수송이라 하고 에너지를 사용하여 물질을 이동시키는 것은 능동 수송이라고 한다.확산 속도는 농도 차가 크고, 분자의 크기가 작을수록 빠르다. 또한 온도가 높을수록 분자의 운동 에너지가 커져 확산 속도가 빨라진다.확산에는 단순 확산과 촉진 확산 두 가지가 있다.▶ 확산농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 분자가 스스로 운동하여 이동하는 현상을 확산이라고 하는데, 세포막에서 확산이 일어날 때 물질이 인지질 2중층을 직접 통과하여 이동하는 방식을 단순 확산이라고 하며, 단순 확산으로 이동하지 못하는 물질이 수송 단백질을 통해 이동하는 방식을 촉진 확산이라고 한다. 수송 단백질에는 통로 단백질과 운반체 단백질이 있다.1. 단순 확산분자들이 농도 기울기를 따라 확산될 때 세포막의 인지질층을 통과하여 이동하는 현상이다.➞ 세포막의 막단백질을 거치지 않고 인지질 2중층을 통과한다.2. 확산 속도분자의 크기가 작을수록, 농도 기울기가 클수록, 지질에 대한 용해도가 클수록 확산 속도가 빠르다. ➞ 산소, 이산화 탄소, 일산화 탄소 등 매우 작은 분자나 지방산, 지용성 비타민 등 지용성 물질들은 세포막에 대해 높은 투과성을 나타낸다.3. 단순 확산의 예폐포와 모세 혈관 사이, 모세 혈관과 조직 세포 사이에서 일어나는 산소와 이산화 탄소의 교환,시냅스의 축삭돌기 말단에서 분비된 신경 전달 물질의 이동※ 시냅스 : 한 뉴런의 축삭돌기 말단과 이웃하는 뉴런의 가지돌기가 연결되는 부위1. 촉진 확산특정 분자나 이온이 농도 기울기를 따라 세포막의 막단백질을 통과하여 이동하는 현상이다.통로 단백질：특정 이온이 세포막을 통과할 수 있도록 통로 역할을 하는 막단백질이다. 물질이 이동하는 통로 부분은 친수성을 띠고 있어 물 분자나 작은 이온이 세포막을 통과할 수 있도록 해 준다. 전기적 자극이나 화학적 자극에 의해 통로 단백질의 개폐가 조절되기도 한다.운반체 단백질：포도당과 같은 특정 물질과 결합한 후 단백질의 모양을 변형시켜 특정 물질을 운반시키는 막단백질이다. (선택적으로 물질을 수송한다.)2. 촉진 확산의 예뉴런에서 흥분 전도 시 Na+ 통로가 열려 Na+이 유입되거나, K+ 통로가 열려 K+이 방출되는 현상.포도당이나 아미노산 또는 Ca2+, Cl- 등이 세포막을 통해 이동할 때▶ 촉진 확산을 통한 물질의 이동촉진 확산도 단순 확산과 마찬가지로 분자 운동에 의해 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 물질 이동이 일어나므로 에너지를 필요로 하지 않는다. 그런데 단순 확산은 세포 내외의 농도 차가 클수록 투과 속도가 계속 증가하나 촉진 확산은 세포 내외의 농도 차가 계속 증가하더라도 어느 한계에 도달하면 투과 속도가 더 이상 증가하지 못한다. 이는 수송 단백질의 수가 한정되어 이미 포화되었기 때문이다.ReferenceZUM 학습백과

자연과학| 2021.04.01| 8페이지| 2,000원| 조회(330)

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실험 11. 고온스트레스가 미생물의 생장에 미치는 영향

실험 11. 고온스트레스가 미생물의 생장에 미치는 영향Ⅰ. Results & Description1) 생장곡선을 그리시오.온도에 따른 대장균(E. coli)의 생장곡선Fig 1. 온도에 따른 대장균(E. coli)의 생장곡선2) 결과 그래프를 바탕으로 37℃와 45℃에서 균의 생장률에 차이가 나는 이유에 대하여 분석하시오.이상적인 대장균의 생장 온도인 37℃와 고온 45℃에서의 생장률의 측정을 통해 고온스트레스가 미생물 생장에 미치는 영향을 알아보기 위해 37℃에서와 45℃에서 각각 대장균이 분열 가능한 20분 시간 단위마다 O.D값를 측정해보았다. E. coli을 각각 LB배지에 넣고 37℃와 45℃에 넣고 culture 했다. 20분, 40분, 60분마다 파이펫을 이용해 cuvette에 LB배지에서 배양한 E. coli을 옮긴 후 분광광도계를 이용해 O.D600에서 측정하였다. 생물은 600nm의 파장에서 빛을 흡수하는 성질을 가지고 있기 때문에 분광광도계를 이용하여 Optical density (O.D.) 값을 얻으면 생물량을 측정할 수 있다. 이 때 흡수된 빛의 양은 용액의 세포농도에 비례한다는 점을 이용한 것이다. 균체량이 많을수록 분광광도계를 이용하여 빛을 투과시켰을 때, 흡수된 빛의 양이 많아짐으로 O.D.값은 높아지게 된다. 먼저 이상적인 대장균의 생장 온도인 37℃에서 측정한 E. coli은 이론상으로는 더 많이 생장해야하지만 20분에서 측정한 O.D값보다 40분에서 낮게 측정되었고 40분에서 측정한 O.D값이 60분보다 낮게 즉정되었다. 고온 45℃에서 측정한 E. coli 또한 40분에서 측정한 O.D값이 20분보다는 높아졌지만 60분에서는 O.D값이 낮게 측정되었다. 이상적인 대장균의 생장은 섭씨 37도에서 일어나나 일부 변종들은 섭씨 49도의 환경에서도 분열할 수 있다고 한다. 나의 추측상으로는 대장균의 이상적 온도인 37℃에서 20분 안에 빠르게 생장하여 적응기, 대수기, 정지기를 지나 40분에서 사멸기가 되어 O.D값이 낮게 측정되었고, 고온인 45℃는 37℃보다 생장이 느리기 때문에 40분에서 대수기를 보였고 40분~60분에서 사멸기가 진행되었다고 생각했지만 O.D는 사멸한 세포에서도 측정되기 때문에 나의 추측이 틀렸다는 것을 깨달았다. 또 다른 추측으로는 대장균은 조건적 호기성세균인데 배양시 LB배지의 뚜껑을 꽉 닫음으로써 산소가 부족하여 생장하지 못했다고 추측했지만 이 또한 O.D값이 유지되어야 하지만 낮아졌기 때문에 이 또한 이론상 맞지 않는 결론이며 대장균 생장은 산소 호흡 또는 무산소 호흡에 의해 진행될 수 있기 때문에 이번 실험은 의문점으로 남았고 실험 자체에서 문제가 되었다고 생각한다.Ⅱ. Discussion1) 고온 스트레스를 제외하고 산업 공정상에서 미생물이 받는 스트레스의 종류에는 어떤 것이 있는지 조사한다.5종류의 속( Zn,Cu,Cd,Hg,Cr ) 이 E.c o l i 의 생장에 미치는 해 특성 을 각각의 속 농도변화에 따라 조사하다( Fi g.4. 1과 Fi g.4 . 2) .5종류의 속에 의한 E.c o l i생장에 미치는 해작용은 속의 종류에 따라 해 상들이 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다.각 속별 해작용의 특 징들은 다음과 같다. 속을 함유하지 않는 LB배지( 조군) 에서 생장하는 E.c o l i 의 OD60 0nm 는 약 6시간 배양 후 기 0. 08에서 0. 48까지 증가하고,12 시간 배양 후에는 약 0. 6까지 증가하다.Zn을 함유한 LB배지에서는 Zn의 농도가 증가함에 따라 E.c o l i 의 생장 감소와 지연기의 증가 상이 나타나며, 2. 5mM 첨가되면 생장이 일어나지 않았다( Fi g.4. 1( a) ) .02. 5mM의 Cu 농도 역에서는 기에는 Cu의 농도 증가함에 따라 E.c o l i생장이 다소 느려 졌으나 일정 OD에 도달 한 후에는 생장이 거의 정지되는 상이 찰되었고, 3. 5mM 이상의 Cu농도에서는 생장이 불가능 하다( Fi g.4. 1( b) ) .일정 OD에 도달 한 후에는 생장이 거의 정지되기 시작하는 지( 변곡) 에서 Cu농도가 각각 1. 0,1. 5,2. 0 ,2. 5,3. 0mM 일 때 E.c o l i 의 생장량( OD60 0nm) 은 각각 0. 3 05, 0. 275,0. 248,0. 24,0. 2 0으로 Cu농도와 변곡에서의 OD와의 기울기는 0 . 06 9 이었다.즉,변곡까지 생장이 가능한 생체량이 Cu농도에 비례하여 감소한 다는 것을 알 수 있다.Cd를 함유한 LB배지에서 E.c o l i생장의 특징은 Cd의 농도가 증가할수록 l agphas e 가 길어지나 배양 후에 얻어지는 최종 생장농도 에는 큰 차이가 없음을 알 수 있었다( Fi g.4. 2( a) ) .E.c o l i 의 생장을 완 해 하는 Cd농도는 1. 5mM 이었다.Hg에 의한 E.c o l i생장 해 특성은 0. 00. 10mM의 Hg농도 범에서는 Hg의 향은 미미하며,0. 12mM 이상에서 부터 Hg에 의한 해 작용이 나타나기 시작하여 다른 4 종류의 속들과는 달리 0. 14mM의 상으로 낮은 농도에서 E.c o l i생장을 완해 하다 ( Fi g.4. 2( b) ) .Hg의 E.c o l i생장에 한 해작용은 l agphas e 에 향을 미치기보다는 기 생장율에 향을 미치는 것으로 보인다.Cr 에 의한 E.c o l i 의 생 장 해 특징은 기의 생장율이 Cr 의 농도에 큰 향을 받지 않는다는 것이 다( Fi g.4. 2 ( c ) ) . 0. 01. 0mM Cr농도에서 E.c o l i 의 생장은 기에는 해작용 없이 조군의 생장과 거의 유사한 생장율을 유지하으며 12시간 배양 후에 얻은 최종 E.c o l i 의 생장량이 Cr농도 증가함에 따라 감소하긴 하지만 큰 차 이는 보이지 않고 있다.반면에 1. 2mM 이상의 Cr농도에서는 E.c o l i 의 생장 은 기 약 2시간 동안에는 조군과 동일한 생장 곡선을 따라 해 상없이 증식하지만 2시간 경과 후( OD60 0nm = 0. 2) 에는 오히려 증식한 E.c o l i 의 양이 감소하고 더 이상의 생장이 진행되지 못하고 완해 받는 것이 찰되었다.

자연과학| 2021.04.01| 3페이지| 2,000원| 조회(211)

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