소개글
"감자 삼투압 측정"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 목적 및 배경
1.1. 삼투 현상을 이용한 감자 세포의 삼투압 측정
1.2. 질량 변화와 Chardakov Method를 통한 수분 포텐셜 측정
2. 실험 이론
2.1. 삼투 현상
2.2. 식물 세포와 동물 세포에서의 삼투 현상
2.3. 삼투압과 수분 포텐셜
2.4. 한계 원형질 분리
3. 실험 재료 및 방법
3.1. 설탕 용액 준비
3.2. 감자 조직을 이용한 삼투압 측정
3.3. Chardakov Method를 이용한 수분 포텐셜 측정
4. 실험 결과
4.1. 질량 변화를 통한 삼투압 측정 결과
4.2. Chardakov Method를 통한 수분 포텐셜 측정 결과
5. 실험 분석 및 고찰
5.1. 질량 변화 측정 실험 결과 분석
5.2. Chardakov Method 실험 결과 분석
5.3. 실험에 영향을 줄 수 있는 요인
6. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 목적 및 배경
1.1. 삼투 현상을 이용한 감자 세포의 삼투압 측정
이 실험은 반투과성막을 가진 식물 세포인 감자 세포를 통해 삼투 현상을 관찰하고, 질량 변화 측정을 통해 세포 내부의 삼투압을 측정하는 실험이다. 삼투 현상은 농도가 다른 두 용액 사이에서 용매인 물 분자가 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하는 현상을 말한다. 이 실험에서는 서로 다른 농도의 설탕 용액에 감자 조직을 담그고 일정 시간이 지난 후 감자 조직의 무게 변화를 측정함으로써 감자 세포의 삼투압을 추정할 수 있다.
우선 1M의 설탕 용액을 만들고, 이를 희석하여 0.20M, 0.25M, 0.30M, 0.35M, 0.40M 농도의 설탕 용액을 각각 20mL씩 준비한다. 그리고 코르크 보러를 이용해 동일한 크기로 잘라낸 감자 조각 3개를 각 농도의 설탕 용액에 넣고 1시간 후 다시 감자 조각의 무게를 측정한다. 이를 통해 감자 조직의 무게 변화를 관찰할 수 있다.
실험 결과, 농도가 0.20M인 설탕 용액에 담긴 감자 조각의 무게 변화가 가장 작았다. 이는 0.20M 설탕 용액의 농도가 감자 세포의 농도, 즉 세포 내부의 삼투압과 가장 유사했기 때문이다. 따라서 감자 세포의 삼투압은 약 0.20M 정도로 추정할 수 있다.
삼투압은 용질이 세포막을 통과하지 못할 경우에만 발생하며, 용액의 농도와 절대온도에 비례한다. 반트호프 방정식 P=CRT를 이용하여 계산하면, 감자 세포의 삼투압 P는 약 4.86atm 정도로 추정된다.
이처럼 감자 세포에서 관찰되는 삼투 현상은 식물 세포의 수분 흡수와 팽윤, 체내 수분 균형 유지 등 다양한 생리적 기능과 밀접하게 관련되어 있다. 이번 실험을 통해 삼투 현상의 원리와 측정 방법을 이해할 수 있었다.
1.2. 질량 변화와 Chardakov Method를 통한 수분 포텐셜 측정
본 실험에서는 두 가지 방법을 이용하여 감자 조직의 수분 포텐셜을 측정하고자 하였다. 첫 번째 실험은 질량 변화 측정을 통해 감자 세포의 삼투압을 구하는 것이었고, 두 번째 실험은 Chardakov Method를 이용하여 수분 포텐셜을 측정하는 것이었다.
우선, 질량 변화 측정을 통한 실험에서는 감자 조각을 농도가 다른 설탕 용액에 넣고 일정 시간 후 무게 변화를 측정하였다. 이를 통해 감자 내부의 삼투압을 추정할 수 있었다. 감자 조각의 무게가 감소한 경우 고장액에, 증가한 경우 저장액에, 변화가 없었던 경우 등장액에 각각 해당한다고 볼 수 있다. 이때 감자 조직의 수분 포텐셜은 용액의 수분 포텐셜과 같아지는 지점, 즉 무게 변화가 0이 되는 농도에 해당한다고 볼 수 있다. 그래프의 x절편이 이 지점을 나타내며, 이로부터 감자의 삼투압을 도출할 수 있다.
두 번째로 Chardakov Method를 이용한 실험에서는 감자 조직을 설탕 용액에 넣고 용액의 농도 변화를 확인하였다. 감자 조직과 용액 사이의 수분 포텐셜 차이로 인해 물이 삼투되어 용액의 농도가 변화한다. 이때 용액에 메틸렌 블루 용액을 가해 밀도 차이를 관찰함으로써 대략적인 감자의 수분 포텐셜을 추정할 수 있다. 메틸렌 블루 용액이 위로 뜨거나 가라앉는 속도와 높이를 통해 감자 수분 포텐셜의 범위를 유추할 수 있다.
두 실험 모두 감자 세포의 수분 포텐셜을 간접적으로 측정하고자 하였다. 질량 변화 실험에서는 감자 조직과 용액의 삼투압 차이를, Chardakov Method에서는 감자와 용액 사이의 수분 포텐셜 차이를 확인하고자 했다. 이를 통해 감자 세포의 삼투압 및 수분 포텐셜을 추정할 수 있었다.
2. 실험 이론
2.1. 삼투 현상
삼투 현상이란 반투과성 막을 경계로 농도가 다른 두 용액이 있을 때 물의 농도 기울기에 따라 저농도에서 고농도로 물 분자가 이동하는 현상이다. 이는 고농도에서 저농도로 물질이 이동하는 확산과 달라 보이지만 실제로는 농도 차를 없애기 위한 물의 확산이라고 할 수 있으며, 에너지를...
참고 자료
식물생리학, 장세헌, 이조웅 공역, 아카데미서적, 1997.
생명과학을 위한 물리화학, 일신사, 1978, p.317～318
Biology : the science of life, third edition(korean), Robert a Wallace, 을유문화사, p.126～130
