수분포텐셜(Water Potential)

소개글

감자를 이용한 수분포텐셜 측정 실험

목차

1. Introduction

2. Materials and Methods
(1) Measurement by the Constant Volume Method
(2) Measurement by the Chardakov Method

3. Results
(1) Measurement by the Constant Volume Method
(2) Measurement by the Chardakov Method

4. Discussion

5. Literatures Cited or References

본문내용

이번 실험에서는 식물생리에 있어서 가장 중요한 면 중 하나인 물이 식물세포와 조직 안팎을 어떻게 통과하는지 그 원리를 알아본다. 또, 삼투압과 수분 포텐셜의 의미를 알아보고, 저장액, 고장액 및 등장액에서 식물세포의 무게 변화율 분석을 통하여 감자세포의 수분 포텐셜을 구하는 데 목적이 있다.
기존 실험 결과에 따르면, 존스 홉킨스 의과대학의 의사이자 교수인 피터 아그레(Peter Agre)는 적혈구의 원형질막에 있는 단백질들에 관심을 가지고 초당 30억 개의 물 분자가 드나들 수 있는 아쿠아포린이라는 막단백질을 발견하였다(Campbell et al., 2010).
샌디에고 캘리포니아 대학의 모렐(Christophe Maurel)과 그의 동료들 역시 적혈구의 세포막에서 아쿠아포린을 발견하고, 이와 유사한 단백질인 TIP(tonoplastintrinsic protein)가 액포막에 존재한다는 사실을 발견하였다. 이처럼 많은 과학자들은 세포 안팎의 물 이동과 평형 유지에 대해 관심을 가지고 연구 결과를 발표해 왔다.
식물은 전체적으로 관 모양의 관다발조직을 통해 물과 기타 액체를 부피유동(bulk flow)에 의해 이동시킨다. 부피유동이란 막힌 수도관에서 열린 수도꼭지로 물이 분출되어 나오는 것처럼 두 지역에서의 압력의 차이에 반응하여 분자들이 집단적으로 이동하는 것을 말한다.
그러나 각 개개의 세포들은 물의 수동수송인 삼투(osmosis)에 의해 물을 얻거나 잃게 된다(Russell et al., 2009). 삼투현상은 물 분자가 선택적 투과성 막을 가로질러 확산되는 것이다.

< 중략 >

이번 실험을 통해 수분 포텐셜을 구해보고, 물의 이동방향을 알게 되었다. 이것을 응용해 보면, 물은 토양과 뿌리같이 수분 포텐셜이 높은 곳에서 잎과 같이 수분 포텐셜이 낮은 곳으로 이동하게 된다는 것을 알 수 있다. 즉, 수분 포텐셜의 차이가 물의 수송을 이끌어내는 구동력이 되는 것이다. 그런데 식물 주변의 토양수에 비료 성분인 질산과 같은 용질들이 많아지면 뿌리 주변의 수분 포텐셜이 낮아져 물이 뿌리 밖으로 빠져나갈 것이다.

참고 자료

Campbell, N. A., J. B. Reece, M. R. Taylor, E. J. Simon, and J. L. Dickey.
2010. 생명과학 - 개념과 현상의 이해. 6th Ed., 바이오사이언스. pp. 68-72.
Russell, P. J., S. L. Wolfe, P. E. Hertz, and C. Starr. 2009. 생명과학 - 역동적인 자연과학. 1st Ed.,
라이프사이언스. pp. 130-134, pp. 730-733.