본문내용
1. 서론
1.1. 효모의 발효 실험에 대한 동기
내가 설탕과 효모를 이용한 발효 실험을 하고 싶었던 이유는, 포도당과 효모 중 어느 것이 발효 반응이 더 빠른지 알고 싶었고, 이러한 발효 반응의 원리와 과정에 대해 궁금했기 때문이다. 또한 효모가 산소가 있는 환경에서는 ATP를 생성하지만, 산소가 없는 환경에서는 어떤 과정을 통해 ATP를 생성하는지 알아보고 싶었다. 유명한 미생물학자인 루이 파스퇴르가 효모를 이용한 많은 연구를 해왔듯이, 기초생물학, 분자생물학, 식품가공학 분야에서 효모 연구가 어떻게 활용되는지 알고 싶었다. 이를 통해 가장 기본이 되는 효모에 대한 궁금증을 해결하고자 하였다.
1.2. 효모의 특성과 발효 과정에 대한 배경
효모는 균계에 속하는 미생물로 약 1,500종이 알려져 있다. 뜸팡이라는 이름으로도 불린다. 대부분 출아에 의해 생식하나 세포 분열을 하는 종도 있다. 크기는 대략 3~4 마이크로미터로 하나의 세포로 이루어진 단세포 생물이다. 흔히 빵이나 맥주의 발효에 이용된다. 효모를 처음으로 관찰하고 분리, 배양한 사람은 1680년에 맥주효모를 발견한 네덜란드의 현미경 발명자 레벤후크이다. 그러나 효모 발효의 생물학적 의의가 알려진 것은 1861년이었으며, 루이 파스퇴르는 포도주 발효가 효모에 의해 일어난다는 것을 처음으로 밝혔다. 효모의 발효현상에 대한 더 진보적인 해명은 에두아르 부흐너가 1897년 치마아제를 발견하면서 비약적으로 진전되어 효모는 생화학적으로 가장 잘 해석된 미생물이 되었고 생화학의 발전에도 큰 역할을 했다. 효모의 세포벽은 주로 글루칸과 만난에 의하여 구성되며 그 밖에 지질·단백질과 소량의 키틴질을 함유한다. 세포 내에는 핵·미토콘드리아·액포·글리코젠 과립을 가지며, 발효뿐만 아니라 호흡도 잘한다. 또한 효모는 다량의 RNA를 함유하며, 1967년까지 전구조가 결정된 5종의 tRNA는 모두 효모에서 유래한 것이다. 효모의 생활사의 경우, 1935년 윈게가 처음으로 세대교번을 밝혔고, 1960년 도널드 호손, 모티머가 염색체지도를 완성해 유전학의 좋은 재료로 쓰였다. 1953년 에프루시가 발견한 호흡결손균은 세포질유전의 유명한 예이며, 미토콘드리아의 기원과 관련하여 주목을 받았다. 또한 효모는 가장 간단한 형태의 진핵생물로 인간의 세포와 세포주기가 매우 유사하다. 이러한 유사점을 바탕으로 진핵생물의 DNA 복제, 교차, 세포 분화 등의 원리를 효모를 통하여 밝혀왔다. 또한 인간의 물질대사에 필수적인 많은 단백질들과의 유사성이 발견되어 현대 분자생물학·세포학 등에 큰 영향을 미치고 있다. 이와 같은 효모 무리는 공업용으로 배양되고 있는 것 외에도 자연계의 동식물체나 땅 속 및 물 속, 특히 조류나 플랑크톤이 많은 곳에서는 흔히 볼 수 있다. 실험실에서 배양이 쉽고 번식력이 강하다는 점과, 대장균보다 고등한 생물이라는 점 때문에 생물학과 유전공학에서도 중요한 실험체로 많이 쓰이고 있다.
1.3. 실험의 목적 및 의의
설탕과 효모/포도당과 효모 중에 어느 것이 반응이 더 빠른지 알아보고자 한다. 또한 이런 반응의 용액 냄새와 KOH 첨가 시 나타나는 변화의 원리를 이해하고자 한다. 더 나아가 효모균이 산소가 없는 환경에서 ATP를 생성하는 과정을 알아보고자 한다. 미생물학자인 루이 파스퇴르가 효모를 이용한 많은 연구를 해왔듯이, 효모 연구 자체가 과학 발전을 위해 기초 생물학, 분자 생물학, 식품 가공학 분야에 어떻게 사용되는지 알아보고자 한다. 이를 통해 가장 기본이 되는 효모에 대한 전반적인 이해와 궁금증을 해소하고자 한다.
2. 효모의 특성
2.1. 효모의 정의와 종류
효모(Yeast)는 균계에 속하는 미생물로 약 1,500종이 알려져 있다. 뜸팡이라는 이름으로도 불리며, 대부분 출아에 의해 생식하나 세포 분열을 하는 종도 있다. 크기는 대략 3~4 마이크로미터로 하나의 세포로 이루어진 단세포 생물이다. 흔히 빵이나 맥주의 발효에 이용된다. 효모를 처음으로 관찰하고 분리, 배양한 사람은 1680년에 맥주효모를 발견한 네덜란드의 현미경 발명자 레벤후크(Leeuwenhoek)이다. 그러나 효모 발효의 생물학적 의의가 알려진 것은 1861년이었으며, 루이 파스퇴르(Louis Pasteur)는 포도주 발효가 효모에 의해 일어난다는 것을 처음으로 밝혔다. 효모의 세포벽은 주로 글루칸과 만난에 의하여 구성되며 그 밖에 지질·단백질과 소량의 키틴질을 함유한다. 세포 내에는 핵·미토콘드리아·액포·글리코젠 과립을 가지며, 발효뿐만 아니라 호흡도 잘한다. 또한 효모는 가장 간단한 형태의 진핵생물로 인간의 세포와 세포주기가 매우 유사하다. 이러한 유사...
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