[생물학 실험][생물학실험]삼투압의 측정

소개

2006년 1학기 일반생물학1 실험 [삼투압 측정]에 대한 실험 리포트 입니다.
많은 참고문헌과 외국의 인터넷 홈페이지 등을 참고하여 작성하였으며,
최고등급의 학점을 받았습니다. 특히, 분석과 논의는 어떤 유사실험에도 적용가능할 정도로 양/질적으로 풍부합니다. 참고하셔서 좋은 결과있기를 바랍니다.

목차

1.Introduction
2. Materials & Methods
3. Result
4. Discussion
5. Reference

본문내용

어떤 물질 1g의 분자량의 자유에너지를 화학포텐셜이라 하며 물질은 화학 포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 확산된다.물의 자유에너지 상태를 나타내는 수분포텐셜(Ψ, Psi)은 식물 세포 사이에서의 물의 이동을 결정하는 요인이다. 즉, 수분포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 물의 확산 이동이 일어나는 것이다. 수분 포텐셜을 구성하는 세 가지의 중요한 요소는 압력(P), 중력(G), 그리고 삼투포텐셜(π)이고 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다. Ψ=P+G+π식에서 나타나듯이 수분포텐셜은 삼투포텐셜과 비례관계를 가진다. 즉, 삼투포텐셜이 감소할수록 수분포텐셜도 감소하는 것이다. 따라서, 물의 이동은 삼투포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동함을 알 수 있다. 삼투포텐셜을 식으로 나타내면 다음과 같다.
π =-RTCs
여기서 R은 기체상수이며, T는 절대온도 K를 나타낸다. Cs는 삼투 몰농도이다. 순수한 물의 경우 녹아있는 이온이 없으므로 삼투 몰농도는 0이다. 삼투압과 마찬가지로 삼투 몰농도는 물질의 종류와는 관계없이 용해되어 있는 용질의 총수를 나타낸다. 따라서, 이 식을 통해 어떤 용액의 농도를 알면 용액의 삼투포텐셜을 구할 수 있게 되는 것이다.
압력(P)은 정수압(hydrostatic pressure)을 나타낸다. 식물세포에서 압력을 나타내는 용어로는 팽압과 장력이 있다. 식물세포는 단단한 세포벽을 가지기 때문에 수분의 양이 증가하면 팽압이라 부르는 양의 정수압이 형성되고 물관에서는 장력이라 불리는 음의 정수압이 형성된다. 장력은 물관을 통한 수분수송시에 중요하게 작용한다. 여기서 압력(P)은, P=절대압력-대기압력이고 실제로 살아있는 세포의 P는 양의 정수압을 나타내나, 죽은 물관에서의 P는 음의 정수압이 된다. 보통 물은 대기압력하에 있기 때문에 표준상태에서의 압력은 0이 된다. 중력(G)은 수분을 아래로 이동하게 한다. 따라서 수분포텐셜은 높이에 따라서 달라지게 된다. 수직높이가 짧은 경우 인접한 세포에서 중력의 값은 작기 때문에 흔히 무시할 수 있다. 실제로 비이커에 담긴 물의 경우 G=0이 된다. 결국 순수한 물의 수분포텐셜은 Ψ=P+G+π=0으로 볼 수 있는 것이다. 중력을 무시할 수 있는 경우 수분포텐셜은 다음과 같이 간략하게 나타낼 수 있게 된다.
Ψ=P+π=P-RTCs
이번 실험에서는 두가지 방법을 이용하여 수분포텐셜 값을 구해보았다.
1. 부피와 질량 변화 측정을 통한 감자의 수분 포텐셜 측정
식물 세포를 각기 다른 농도의 설탕용액에 넣은 후 충분한 시간이 경과되면 세포 안팎의 Ψ의 차이에 따라 세포 내로 물이 삼투되어 조직의 무게나 부피가 증가되거나 물이 빠져나가서 무게나 부피가 줄어들게 된다. 만일 외부 용액의 Ψ이 세포의 Ψ와 같을 경우에는 삼투평형이 이루어져서 세포의 무게나 부피가 변하지 않게 된다. 이러한 원리를 이용하여 식물세포의 수분포텐셜을 간단히 측정할 수 있다.

참고자료

· 없음