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동국대학교 기계공학실험 계측실험 I, J 레포트

1)실험 목적실험을 통하여 사물의 원리 및 이론에 대한 지식을 실제의 회로 및 장치 등에서 구체화하고 이로부터 이론의 가정 여부 또는 성립 범위 등을 검토하여 실험할 대상에 대한 적절한 측정방법과 최상의 결과를 얻는..

리포트| 2023.12.20| 27페이지| 2,500원| 조회(190)

오실로스코프, 기계공학실험, 멀티미터, 동국대학교, 실험레포트, 기계공학실험1, 계측기기, 공대레포트

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동국대학교 기계공학실험 E-2실험 집중 열용량법 레포트

I.서론 열에 대해서 계산하는 것은 공학분야에서 굉장히 중요한 일이다. 하지만, 대류, 전도, 복사에 의해 일어나는 복합적인 열 교환을 모두 고려하여 게산하는 것은 어려운 일이다. 열전도가 우수한 일부 물체는 물체의 열 분포를 균일하다고 가정하고, 물체 내부에서의 전도를 고려하지 않고 물체 표면에서 일어나는 열 교환만을 고려할 수 있다. 이를 ‘집중 열용량법’ 이라고 하는데, 위 실험에서는 열전도가 우수한 알루미늄 시편을 가열하고 냉각하는 과정을 통해 Biot수를 계산하고, 집중 열용량법의 타당성을 평가해보려고 한다.II.본론1)실험 목적-열전달에 대해 이해한다.-Biot 수에 대해 이해한다.-열전도도에 따라 상온에서의 물체의 냉각이 어떻게 변하는지 확인한다.-공식을 이용해 대류열전달계수를 산정하고, 대류열전달 계수를 통해 Biot수를 산정해 실험의 타당성을 평가한다.2)배경 이론a)열전도 : 물체의 내부에너지가 물체 내에서, 물체와 접촉해 있는 다른 물체로 이동하는 것을 말한다. 이때, 물체 자체의 이동은 일어나지 않는다. 고체에서는 원자들의 진동과 자유전자의 충돌에 의해 일어난다. 기체나 액체에서는 대류와 함께 일어나는데, 기체는 분자 간 거리가 멀어서 전도가 잘 일어나지 않는다. 금속에서 열전도가 잘 일어나는 이유도 이와 같다. 자유전자에 의해 열이 빠르게 확산되는 것이다. 한 물체 내에서 단위시간에 전도에 의해 전달되는 열에너지의 양은 온도의 차이에 비례하고, 열전도가 일어나는 물체의 단면적에 비례하며 열전도가 일어나는 물체의 길이에 반비례한다. 이는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서 k는 열전도도인데, 이는 물질의 고유한 값으로 단위는 W/m∙K이다. 위 실험에 사용된 알루미늄의 열전도도는 k=237W/(m∙K)이다.

공학/기술| 2023.12.20| 10페이지| 2,500원| 조회(138)

기계공학실험, 동국대학교, 실험레포트, 기계공학실험1, 열용량법, 공대레포트

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대학생물학및실험2 생물학적 분자(탄수화물, 단백질, 지방) 검정 실험 레포트

1. Title : 생물학적 분자 검정2. Date : 2022년 10월 19일3. Name:4. Purpose : 탄수화물, 지방, 단백질에 대한 간단한 검정에 대하여 설명하고 실험한다.5. Materials : 가열기구, 비커, 해부기구, 막자 사발과 막자, 시험관, 시험관 꽂이, 1.0% 알부민 용액, 베네딕트 용액, 0.05% 황산구리 용액,10% 수산화 나트륨, 옥수수 기름, 우유, 0.1% 포도당 용액, 요오드 용액, 0.1% 수용성 녹말, 수단Ⅳ 용액. 양파, 감자, 사과6. Methods :① 시험하고자 하는 용액을 깨끗한 시험관에 1ml씩 넣는다.② 요오드 용액 세 방울을 1번의 시험관에 넣고 부드럽게 섞어준다.③ 회색에서 암청색까지의 색깔 변화는 녹말이 존재함을 나타내며 함유된 녹말의 농도가 증가할수록 암청색을 나타낸다.① 시험하고자 하는 용액을 깨끗한 시험관에 1ml씩 넣는다.② 베네딕트 용액 세 방울을 1번의 시험관에 넣고 부드럽게 섞어준다.③ 시험관을 물 중탕으로 거의 끓을 때까지 2~3분간 가열한다.④ 존재하는 환원당의 농도가 증가할수록 용액의 색이 연녹색, 황색, 주황색, 적색으로 변한다.① 증류수 1ml을 깨끗한 시험관에 넣고 수단Ⅳ 3방울을 첨가한다. 시험관을 좌우로 잘 흔들어준다.② 시험하고자 하는 물질 10방울을 첨가하고 다시 섞는다. 혼합액을 6분정도 놔둔다.③ 지질은 빨간색으로 염색되어 증류수 위로 올라오거나 작은 방울들을 부유하게 된다.① 시험하고자 하는 용액을 깨끗한 시험관에 1ml씩 넣는다.② 10% 수산화나트륨 1ml을 첨가하고 시험관을 좌우로 흔들어 섞는다.③ 0.05% 황산구리 5방울을 시험관에 첨가하고 좌우로 흔들어 섞는다. 3분 후에 관찰한다.④ 보라색이 나타나면 단백질이 존재한다는 것을 확인할 수 있다.① 시험할 물질을 1cm절편으로 잘라서 막자 사발에 넣는다. 5ml의 증류수를 첨가한다.② 막자로 절편을 분쇄하고 갈아서 걸쭉하게 만든다. 그 액체를 따라내어 시험 용액으로 사용한다.7. Results :a. 화학적 검정의 방법을 익힐 수 있었으며, 이론적으로만 알고 있던 반응들을 직접 확인해볼 수 있는 실험이었다. 실험 과정은 다음과 같았다. 8개의 시험관을 준비한 후, 각 용액별로 물과 비교를 위한 유기화합물을 각 두 개씩 labeling[요오드 용액 ? 물, 0.1% 수용성 녹말; 베네딕트 용액 ? 물, 포도당 용액; 수단III 용액 ? 물, 옥수수 기름; 뷰렛 ? 물, 알부민 용액]을 진행한 뒤, 용액과 시료를 혼합하여 반응을 관찰했다. 첫 번째로는, 물과 0.1% 수용성 녹말을 1mL씩 각 시험관에 넣고, 요오드 용액 세 방울을 떨어뜨린 뒤 섞었다. 요오드 용액을 물과 혼합하였을 때는 회색에 가까운 옅은 갈색을 띠고 있었고, 0.1% 수용성 녹말과 혼합하였을 땐 탁한 암청색을 띠는 것을 관찰할 수 있었다. 용액의 발색이 변한 것으로 보아, 아이오딘이 녹말에 정상적으로 반응했다는 것을 알 수 있었다. 0.1% 수용성 녹말과 혼합하였을 때 탁한 암청색을 띤 것은 0.1% 수용성 녹말 자체가 물보다 탁하기 때문인 것으로 추측해볼 수 있었다. 두 번째로는 물과 포도당 용액을 1mL씩 각 시험관에 넣고, 베네딕트 용액 세 방울을 떨어뜨린 뒤 섞었다. 섞은 뒤에도 두 시험관의 색 차이가 거의 없었는데, 알코올 램프로 끓이고 있는 물에 2~3분간 시험관을 넣어 물 중탕을 하니 두 시험관의 발색 차이가 확연히 드러났다. 물 중탕을 한 후에 발색의 차이가 난 이유는 project를 공부하던 중 알 수 있었다. 베네딕트 용액에 환원력을 가진 당이 섞이게 되면, 베네딕트 용액이 가지고 있던 2가 구리 이온(Cu2+)이 1가 구리 이온(Cu1+)으로 환원됨에 따라 색이 변하게 되는 것인데, 구리 이온이 환원되는 속도가 느리기 때문에 가열하여 반응의 속도를 빠르게 하는 것이다. 물 중탕을 한 후에는 물과 베네딕트 용액을 혼합한 용액은 처음 색 그대로 청색을 띠고 있었고, 포도당 용액과 베네딕트 용액을 혼합한 용액은 주황색에 가까운 황색을 띠고 있었다. 두 용액의 발색이 차이나는료를 넣는지에 대한 의문점이었다. 이것에 대한 답은 수단III를 통해 지방을 검정하는 원리에 대해 공부하며 알 수 있었다. 수단III는 지방에 반응하는 것이 아닌 지방과 결합하는 것인데, 수단III의 벤젠 고리의 한쪽 탄소에 붙어있는 수산화기(-OH)가 지방에 달라붙어 거의 무색을 띠는 지방을 선홍색으로 염색시키는 원리이다. 이러한 원리 때문에 수단 III로 지방을 확실하게 검정해내려면 증류수를 첨가해 수단III가 있는 용액에서 지방이 있는 부분과 아닌 부분을 확실히 구별해야 하기 때문이라고 추론해볼 수 있었다. 물과 수단III를 혼합한 시험관보다 옥수수 기름과 수단III를 혼합한 시험관에서 혼합된 용액이 전체적으로 조금 더 밝은 선홍색을 띠고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 거의 차이가 나지 않았다. 이 또한 수단III의 염색 원리에 따라 기름이 물과 분리될 때까지 더 기다린 후 관찰했으면 지방의 구별이 뚜렷했을 것이라고 생각이 들었고, Methods에 기술된 6분을 기다리는 것은 조금 부족하다는 생각이 들어 아쉬웠다. 마지막으로, 각 시험관에 물과 알부민 용액을 1mL씩 넣고, 만들어진 뷰렛 용액(10% 수산화나트륨 1mL, 0.05% 황산구리 5방울)을 5방울 넣고 혼합한 후 3분간 기다렸다. 뷰렛 용액과 물을 혼합한 용액은 녹색에 가까운 아주 옅은 청록색을 띠었고, 뷰렛 용액과 알부민 용액(동물성 단백질)을 혼합한 용액은 시간이 지남에 따라 점차 보라색으로 발색이 변했다. 발색이 변하는 과정을 지켜보며 뷰렛 용액이 단백질에 정상적으로 반응했다는 것을 알 수 있었고, 두 물질 사이에서 착화물이 생기는 반응인 만큼 반응시간이 꽤 걸림을 알 수 있었다. 위 실험에서 사용한 뷰렛 용액의 제조 방법은 project를 공부하며 알게 된 뷰렛 용액 제조 방법과 차이가 있었다. 뷰렛 용액의 발색 원리가 구리와 단백질의 반응으로 비스뷰타렛구리(II) 나트륨이 생성되며 보라색을 띠는 원리인 만큼, 뷰렛 용액의 제조에 들어가는 물질의 비율을 다르게 했을 때 발색에 해 양파는 환원력을 가진 당을 포함하고 있다는 것을 알 수 있었다. 감자는 요오드와 베네딕트 용액에 반응시켰을 때 약한 양성반응을 보였는데, 이를 통해 감자는 녹말과 환원력을 가진 당을 포함하고 있다는 것을 알 수 있었다. 하지만 project에서 베네딕트 용액의 반응 원리에 대해 조사하던 도중, 감자는 당을 포함하지 않고 있을 수도 있겠다는 생각이 들었다. 베네딕트 용액을 만들 때 들어가는 탄산 소듐은 용액의 산성도를 낮게 유지해 줘 물질이 가수 분해 되는 것을 막아준다고 했는데, 이는 반대로 생각하면 물질이 용액 안에 들어갔을 때 분해 될 가능성도 있다는 것이다. 따라서 감자의 녹말이 포도당으로 분해된 후 베네딕트 용액과 반응했을 가능성도 추측해볼 수 있었다. 이는 베네딕트 용액을 제조할 때 탄산 소듐의 비율을 낮춰 제조한 후, 이를 녹말과 반응시켜서 비교해 본다면 알 수 있을 것 같다. 이후에 기회가 된다면 이 실험도 해보고 싶다. 사과는 베네딕트 용액과 반응시켰을 때 강한 양성을 띠었고, 나머지 용액에선 반응하지 않았다. 이를 통해 사과는 환원당을 가지고 있다는 것을 알 수 있었고, 과일이기에 그 당이 과당이라는 것까지 추측해볼 수 있었다. 우유는 불투명한 흰색을 띠는 특성상 지시약과 반응해 발색한 것을 알아보기에 상당한 어려움이 있었는데, 어떤 지시약과도 반응하지 않은 우유와 비교해보면서 결과를 얻어낼 수 있었다. 우유는 베네딕트 용액과 반응했을 때 보통 양성을, 수단III 용액과 반응했을 때 강한 양성을, 뷰렛 용액과 반응했을 때 약한 양성 반응을 띤 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 우유는 당, 지방, 단백질을 포함하고 있다는 것을 알 수 있었으며, 우유라는 특성을 고려할 때 포함된 당이 젖당이라는 것도 추측해볼 수 있었다. 우유와 수단III를 반응시켰을 땐 오히려 첫 번째 실험에서 수단III 반응을 관찰할 때보다 더 확실한 발색 차이를 확인할 수 있었는데, 시간이 지날수록 용액의 아래쪽은 붉은색으로, 위쪽은 우유의 색과 섞인 분홍색을 띄는 것을저, 아이오딘은 물에 대한 용해도가 낮아서 화학적 검정에 이용하려면 용해도를 높이는 것이 필요하다. 이를 위해 물에 아이오딘화 칼륨(포타슘; KI)을 물에 첨가해 트리아이오딘 음이온(I3-)이 형성되도록 해 아이오딘-아이오딘화 칼륨 용액을 만들어 사용하게 된다. 아이오딘-아이오딘화 칼륨 용액은 기본적으로 옅은 갈색을 띠는데, 녹말과 반응하여 용액의 색이 변하는 원리는 다음과 같다. 녹말은 아밀로오스와 아밀로펙틴으로 구성되는데, 이 둘은 스프링 형태의 3차원 구조를 지닌다. 아이오딘-아이오딘화 칼륨 용액 내의 아이오딘이 스프링 형태의 구조 내부에 들어가 결합하며 가시광선을 대부분 흡수하기 때문에 발생하는 것이다. 따라서 녹말의 종류에 따라 조금씩 다른 색을 띠는데, 아밀로오스에서는 순청색을 띠고, 아밀로펙틴에서는 보라색, 글리코겐에서는 갈색이 된다. 용액을 가열하면 원래 상태로 돌아가 발색이 사라지고, 냉각하면 다시 나타나는 성질도 가진다. 또한 녹말의 분자량도 발색에 영향을 미치기에 녹말이 가수 분해 되며 분자량이 감소하면 청색에서 보라색, 적색, 갈색, 무색으로 변화하는데, 이를 이용하여 아밀라아제 활성의 측정 등에도 이용할 수 있다.b. 베네딕트 반응 : 베네딕트 용액이 환원력을 가진 당(포도당, 엿당, 과당, 젖당 등)과 반응하여 청색에서 황적색으로 발색하는 것을 통해 당을 검출하는 반응이다. 베네딕트 용액은 다음과 같은 과정으로 제조된다. 증류수 800mL에 탄산 소듐(Na2CO3) 무수물 100g, 시트르산 소듐(C6H5Na3O7) 173g을 가열해 녹인 후 여과 및 냉각의 과정을 거치고, 증류수 약 100 mL에 황산 구리 수화물(CuSO4·5H2O) 17.3g을 녹인 용액과 섞는다. 그 다음 증류수를 가하여 총 부피를 1L로 맞추면 베네딕트 용액이 완성된다. 베네딕트 용액은 2가 구리 이온(Cu2+)을 포함해 청색을 띠는데, 알데하이드기를 가져 환원력을 가진 당은 구리 이온을 환원시켜서 1가 구리 이온(Cu+)을 만들어내기 때문에 용액의 발색이 바다.

자연과학| 2023.12.24| 7페이지| 2,000원| 조회(303)

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대학생물학및실험2 양파세포의 삼투현상 관찰 실험 레포트

1. Title : 양파세포의 삼투현상 관찰2. Date : 2022년 10월 12일3. Name:4. Purpose : 식물세포막의 선택적으로 물질을 통과시키는 반투과성 성질로 인한원형질의 분리와 팽윤 상태를 관찰하고 삼투현상을 이해한다.5. Materials : 현미경, 양파, 면도날, Slide ? cover glass, 10% NaCl, 0.9% NaCl ,증류수6. Methods :① 양파 안쪽에 표피를 벗겨내서 slide glass에 놓고 cover glass를 덮는다.② 현미경으로 저배율에서 고배율로 관찰한다.③ 10% NaCl(고장액)을 넣은 뒤, 약 5~10분 후 원형질 분리가 일어나는지 관찰한다.④ 0.9% NaCl(등장액)을 넣어서 cover glass 안이 등장액으로 차게 한 후, 약 5~10분 후에 원형질 복귀가 일어나는지 관찰한다.⑤ 증류수(저장액)를 넣어서 cover glass 안이 저장액으로 차게 한 후, 약 5~10분 후 팽윤 상태가 되는지 관찰한다.7. Results :모두 400배로 관찰.기본고장액 10분등장액 5분등장액 10분저장액 5분저장액 10분아무 용액에도 접촉시키지 않은 기본 상태의 양파 표피세포는 세포벽 안에 비교적 고른 원형을 띠는 원형질 세포막이 있고, 그것이 세포벽과 붙어있음을 관찰할 수 있다.고장액에 10분간 접촉시킨 양파 표피세포는 세포막 내부에 원형질 세포막이 많이 쪼그라든 것을 관찰할 수 있다.등장액에 접촉시킨 양파 표피세포는 고장액과 접촉해 쪼그라들었던 원형질이 다시 복구된 것을 관찰할 수 있었는데, 등장액과 접촉한지 5분 된 상태보다 10분이 지났을 때 원형질 복귀가 더 진행된 것을 관찰할 수 있으며, 기본 상태보단 원형질의 크기가 작고 쪼그라든 상태이다.저장액에 접촉시킨 양파 표피세포는 등장액과 반응한 상태에서 원형질의 크기가 더 팽창한 것을 확인할 수 있었다. 저장액과 5분간 접촉한 세포에선 거의 기본 상태에 근접한 크기로 원형질이 복구됐고, 10분간 접촉한 세포 일부에선 세포벽 내에 원형질이 꽉 찬 turgid 상태임을 관찰할 수 있다.8. Discussion : 선택적으로 물질을 통과시키는 반투과성 성질을 가진 세포막의 특성을 원형질의 분리와 복구, 그리고 식물세포의 팽윤 상태를 관찰하며 알아볼 수 있었고, 세포막에서 일어나는 삼투현상을 이해할 수 있는 실험이었다. 실험 과정은 다음과 같았다. 먼저, 양파 안쪽의 표피를 벗겨낸 것을 slide glass에 올리고 cover glass를 덮어 기본 상태의 표피세포를 관찰했고, 10% NaCl(고장액)을 cover glass와 slide glass 사이에 떨어뜨리고 5~10분간 기다린 뒤 관찰했다. 10% NaCl은 양파 표피세포 내보다 물의 농도가 낮은 용액으로, 양파 표피세포 안에서 밖으로 삼투현상이 일어나게 하는 고장액의 역할을 했다. 아무 용액과도 접촉하지 않은 기본 상태의 양파 표피세포는 원형질 세포막이 세포벽에 붙어있는 모습을 관찰할 수 있었는데, 삼투현상에 의해 수분이 빠져나간 상태(고장액과 접촉한 상태)에선 세포의 원형질이 쪼그라들고, 이로 인해 세포막이 세포벽에서 분리된 모습을 관찰할 수 있었다. 이후, cover glass와 slide glass 사이에 0.9% NaCl9(등장액)을 한 방울 떨어뜨리고, 5분, 10분이 경과했을 때 관찰했다. 관찰 전에는 등장액을 떨어뜨리면 세포 내로 다시 수분이 유입되며 기본 상태와 유사하게 복구되는 원형질 복귀가 일어날 것이라고 예상했는데, 관찰 결과는 그렇지 않았다. 5분이 경과했을 때에는 등장액을 접촉시키기 전과 큰 차이가 없었고, 10분이 경과해서야 조금 복구된 모습을 관찰할 수 있었다. 조금 생각해보니 예측 결과가 틀린 이유에 대해서 알 수 있었다. 0.9% NaCl 용액이 등장액이라는 것은 0.9% NaCl 용액의 농도와, 양파 표피세포 내부의 원래 농도가 같다는 것인데 등장액을 떨어뜨리기 전에 이미 10% NaCl 용액에 양파 표피세포가 접촉해 있었기 때문에 0.9% NaCl 용액을 떨어뜨렸어도 양파 표피세포와 접촉한 용액은 원래의 양파 표피세포 내부와는 다른 농도를 가진 것이다. 이 점을 고려하지 못한 것이 아쉽다. 추후 비슷한 실험을 하게 된다면 처음에 떨어뜨린 용액의 양까지 계산하여 두 번째 떨어뜨릴 용액의 농도와 양을 정하면 더 정확한 실험이 가능할 것 같다. 다음으로는 증류수(저장액)를 넣어서 cover glass 안이 저장액으로 차게 한 뒤 관찰을 진행했다. 두 번째 용액을 넣을 때 실수한 것을 바탕으로 이번엔 이전의 용액의 영향을 최대한 덜 받도록 slide glass를 기울여 한쪽에선 조금 많은 양의 증류수를 떨어뜨리고, 반대쪽에선 cover glass 밖으로 나오는 용액을 닦아내는 방식으로 진행했다. 5분이 경과한 후 관찰해보니 양파 표피세포의 원형질 세포막이 거의 기본 상태의 원형질에 가깝게 크기가 복구된 것을 관찰할 수 있었고, 10분이 경과한 후 관찰해보니 원형질이 부풀어 세포벽에 끼어있는 팽윤상태의 세포도 일부 관찰할 수 있었다. 여기서 의문점이 생겼는데, 세포벽이 있는 경우인 식물세포는 원형질이 팽창하며 세포벽 안쪽을 채우지만 동물세포의 경우엔 어떻게 되는가라는 것이다. 이에 대한 답은 project를 공부하며(수업시간에도) 알 수 있었는데, 적혈구의 예시를 확인해봐도 알 수 있듯, 동물세포의 경우에는 세포용해, 용혈현상 등이 일어난다는 것이다. 실험을 진행하며, 시간에 따른 세포의 변화를 조금 더 직관적으로 관찰해보고 싶다는 생각을 했는데, 추후에 기회가 된다면 영상으로 기록해서 관찰해보고 싶다. 삼투압에 대해 공부하며, 삼투압의 크기를 계산하는 방법에 대해 알게 되었는데, 이 계산된 압력에 도달하면 더 이상의 수분의 순 이동은 없다는 것도 알게 되었다. 따라서 다음 실험에선 조건에 따른 삼투압을 계산해보고, 해당 압력에 도달했을 때 식물세포의 모양은 얼마나 변하는지, 그리고 변하는데 까지 걸리는 시간에 대해서도 관찰해보고 비교해보고 싶다.9. Projects :① 삼투압에 대해 조사하시오.삼투압(osmolarity)은 삼투현상(osmosis)을 통해 물이 이동할 때 생겨나는 압력이다. 삼투현상은 농도가 낮은 곳에서 높은 곳(물의 농도가 높은 곳에서 낮은 곳)으로 선택적 투과성 막(반투과성 막)을 통한 물의 이동(확산) 현상이며, Πv=nRT (Π : 삼투압, v : 용액의 부피, n : 용질의 mol 수, T : 절대온도, R 기체상수)에서 삼투압의 크기를 알아낼 수 있다. 막을 사이에 두고 두 용액의 삼투압을 비교해 보았을 때 농도가 같을 경우 등장액(isotonic solution)이라고 부르며, 이 경우에는 막을 넘어 이동하는 물 분자는 있으나 양방향으로 그 속도가 같기 때문에 물의 순이동은 없는 것으로 본다. 삼투농도에 차이가 있다면 농도가 더 낮은 쪽을 저장액(hyphotonic solution), 더 높은 쪽을 고장액(hypertonic solution) 이라고 한다. 위 실험과 같이 세포를 용액에 넣어 비교할 때는 세포 내 용액보다 농도가 낮으면 저장액, 반대라면 고장액이라고 한다. 삼투현상은 특히 유기체에서 많이 찾아볼 수 있는데, 흙의 농도가 높으면 식물 뿌리에서 물이 빠져나가 식물이 시들게 되는 것, 김장할 때 배추를 소금에 절여놓으면 수분이 빠지는 것, 바닷물을 마시면 갈증이 더 심해지는 것 등이 있다. 또한, 혈액에 용액을 주사할 때는 등장액을 사용해야 하는데, 이도 삼투압과 관련이 있다. 고장액을 주사하게 되면 적혈구의 수분이 밖으로 빠져나가 쪼그라들고, 저장액을 주사하게 되면 수분이 적혈구로 들어와 용혈 현상이 발생할 수 있기 때문이다. 이처럼 모든 유기체는 항상성을 위해서 물과 용질의 상대적 농도가 매우 좁은 범위 내에서 유지되어야 하기 때문에 여러 방식으로 체내 혹은 조직 내에서의 삼투압을 다양한 방법으로 조절한다.

자연과학| 2023.12.24| 6페이지| 2,000원| 조회(237)

동국대학교, 삼투현상, 삼투압, 양파세포, 실험레포트, 대학생물학, 생물학레포트, 공..

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대학생물학및실험2 Coacervate(코아세르베이트) 관찰 실험 레포트

1. Title : Coacervate (코아세르베이트) 관찰2. Date : 2022년 10월 5일3. Name :4. Purpose : 실험 기구를 숙지하여 코아세르베이트를 실험실 상에서 합성해보고, 현미경을 통하여 관찰할 수 있다.5. Materials : 1% gelatin 용액, 1% gum arabic 용액, 0.1% congo red 염색액, 0.1N HCl 용액, pipette, 현미경, slide glass, cover glass, pH test paper6. Methods :① 1% gelatin 용액 5ml과 1% gum arabic 용액 3ml을 pipette으로 tube에 넣는다.② 이 혼합액을 pH test paper 위에 한 방울 떨어뜨려 pH를 측정한다.③ 혼합액 용액 한 방울(20ul 정도)을 slide glass 위에 놓고 동량의 0.1% congo red 염색액을 떨어뜨린 후 cover glass로 덮어 현미경으로 관찰한다.④ 0.1N HCl을 200ul씩 떨어뜨리고 살짝 흔들어준다.⑤ 용액이 뿌옇게 되면 용액의 pH를 측정한다.⑥ 이때의 용액 20ul를 slide glass 위에 놓고 염색액 동량을 떨어뜨려서 코아세르베이트를 찾아 관찰한다.⑦ 한번 더 0.1N HCl 용액을 200ul씩 떨어뜨리고 이때의 pH를 측정한다.⑧ 역시 slide glass 위에 용액 한 방울을 떨어뜨려 현미경으로 관찰한다. 반복 (600ul까지)7. Result :원액(A)0.1 HCl200μl 첨가(B)0.1 HCl400μl 첨가(C)0.1 HCl600μl 첨가(D)용액의 색짙은 노란색/연한 녹색밝은 노란색진한 주황색붉은색용액의 pH7.5642.5코아세르베이트의 형성XOOO원액(A)0.1 HCl200μl 첨가(B)0.1 HCl400μl 첨가(C)0.1 HCl600μl 첨가(D)ㅡA에서는 아무것도 관찰할 수 없다. B에서는 작게 형성된 코아세르베이트를 관찰할 수 있다. C에서는 작게 형성된 코아세르베이트가 뭉치고 있는 것을 관찰할 수 있다. D에서는 코아세르베이트가 큰 덩어리로 뭉쳤고, 확실히 붉은색으로 염색된 것을 관찰할 수 있다.8. Discussion : 코아세르베이트를 직접 합성해보고, 현미경으로 관찰해보며 코아세르베이트의 형성에 적절한 조건에 대해 알아볼 수 있는 실험이었다. 실험 과정은 비교적 간단했다. 위 실험에서 핵심적 변인이 되는 pH를 조절해보기에 앞서, 먼저 1% gelatin 용액 5ml과 1% gum arabic 용액 3ml을 pipette으로 tube에 넣어 코아세르베이트가 형성될 수 있는 조건의 용액을 만들었다. 0.1N HCl을 용액을 혼합하기 전 용액의 pH 농도도 알아야 하기 때문에, 만들어진 혼합액(A) 용액 한 방울을 pH 테스트지에 떨어뜨려 pH 농도를 측정했다. (A)는 약 pH7.5 정도였다. 이후에 slide glass위에 (A) 20μl를 떨어뜨리고, 동량의 congo red용액을 떨어뜨리고, cover glass를 덮은 뒤 현미경으로 관찰했다. 예상했던 것과 같게 A에선 아무것도 형성되지 않은 것을 관찰할 수 있었다. 혼합액의 pH에 따른 코아세르베이트의 형성 여부를 알아야 하기 때문에, pH를 낮추기 위해 A에 0.1 HCl 200μl씩을 첨가하며 동일한 실험 과정을 거쳐 단계별로 관찰했다. A에 0.1 HCl 200μl를 첨가한 B는 pH 농도가 약 6정도였고, 육안으로는 아무것도 관찰할 수 없었지만, 결과 사진을 확대해보니 붉은색으로 염색된 작은 알갱이들을 관찰할 수 있었다. A에 0.1 HCl 400μl을 첨가한 C는 pH 농도가 약 4정도였고, B에서 관찰했던 알갱이들이 모인 것을 확실히 육안으로 관찰이 가능했다. A에 0.1 HCl 600μl을 첨가한 D는 pH 농도가 약 2.5 정도였고, 청자색으로 염색된 큰 알갱이들을 관찰할 수 있었다. 관찰할 당시엔 크기가 눈에 띄게 상이하고 색도 달라 코아세르베이트가 아니라 다른 물질을 관찰하고 있는 것인가 의문이 들었었는데, 이번 실험 이후에 코아세르베이트와 염색약으로 쓰인 congo red에 대해 공부하며 의문에 대한 답을 찾을 수 있었다. 코아세르베이트는 단백질, 탄수화물 등의 거대분자가 특정한 조건에서 물에 유입되었을 때 물 입자와 결합하여 형성되는 타원체로, 생명체와 비슷한 성질을 띤다. 막을 통해 코아세르베이트 내부 환경을 외부 환경과 분리하여 다르게 유지하고, 내부에서 화학적 반응이 일어날 수 있으며, 환경 변화에 따라 합성되기도, 분해되기도 하고, 서로 합쳐질 수도, 분리될 수도 있다는 점이다. 코아세르베이트가 가장 잘 형성되는 조건은 pH 3.4~4.0, 50˚C 이라고 알려져있는데, 이러한 특징 덕분에 위 실험에서 pH가 낮아질수록 코아세르베이트끼리 합쳐져서 크기가 커지게 된 것이다. 또한, pH가 달라짐에 따라 염색된 색도 달랐는데(붉은색-청자색), 이는 염색약으로 쓰인 congo red의 특징에 따른 것이었다. Congo red는 pH3.0 이하에선 청자색, pH5.2 이상에선 붉은색을 띠는데, A, B, C 까진 pH가 3.0보다 높았고, D만 pH가 2.5였기 떄문에 그런 차이가 발생했다는 것을 알 수 있었다. 이외에, 실험 과정에서 HCl을 혼합액 A에 넣었을 때 왜 용액이 뿌옇게 되는지에 대한 의문이 생겼는데, 정확한 이유를 찾지 못했다. 실험 과정에서 용액 D로 갈수록 조금 더 뿌옇게 된다는 느낌을 받았는데, 이로 미루어보아 코아세르베이트가 형성되는 과정(물 분자와 다른 분자가 반응하는 것)에서 뿌옇게 보이는 것이 아닐까 추측해 볼 수 있었고, 나중에 추측한 것이 맞는지 정확히 탐구해보고 싶다. 코아세르베이트와 project에 대해 공부하다가 생긴 의문점이 있다. 원시수프 가설에서, 코아세르베이트가 더 복잡해진 뒤, RNA, DNA, protein 등이 들어가서 자가증식 능력을 갖춰 생물이 된 것이라고 가정했는데, 코아세르베이트에 유전물질을 넣는 실험에 대해서는 따로 정보를 찾을 수 없었다. 현대에 와서 그런 실험이 행해진 적이 있는지, 있다면 어떤 결과가 나왔는지 알아보고 싶다.9. Project① 코아세르베이트 형성 이외의 생명체의 기원에 대하여 간단하게 조사해보세요.생명체의 기원에 대한 가설에는 여러 가지가 존재하는데, 다음과 같은 것이 있다.a) 따뜻한 작은 연못 가설 : 1871년 찰스 다윈은 화산 폭발로 인해 생성된 암모니아, 인산염, 빛, 열, 전기 등이 존재하는 따뜻한 작은 연못에서 생명체가 합성되었을 것이라고 제시했다. 이 가설은 후에 c에서 다룰 밀러의 실험에 의해 어느정도 증명이 된다.b) 원시수프 가설 : 할데인-오파린의 가설로, 수많은 무기물이 뒤섞인 수프와 같은 형태에서 생명이 생겨났다는 가설로서, 위 실험에서 다룬 코아세르베이트, 밀러 실험에 의해 발전했다. 구체적인 환경조건을 언급하지 않았기에 비교적으로 원시적인 모델이다.c) 해저 열수구 가설 : 1977년 잠수함을 타고 열수구를 발견했던 과학자들에 의해 주장된 가설이다. 열수에 포함된 다양한 미네랄이 열수구에 쌓이고, 이 부분에서 초기의 대부분의 화학진화가 이루어졌을 것으로 본 것이다. 극한미생물과 같은 생물체들이 메탄 및 황 화합물을 에너지원으로 이용해 유기물질을 생산하고, Giant clam, tubworm 등 복잡한 생명체들이 산물을 섭취하여 생존한다. 또한, 심해 열수구 주위는 달팽이, 새우, 게, 관벌레, 물고기 및 문어와 같은 대형 동물도 존재하는 생물학적으로 생산성이 높은 곳이라는 것에서 가장 유력하게 받아들여지는 가설이다.d) 운모 시트 사이 가설 : 최근 캘리포니아대 연구팀이 제시한 가설로, 운모의 층 사이에 있는 구조화된 칸에서 생명이 탄생했을 것이라는 가설이다. 운모의 칸이 분자들을 붙잡고 보호해서 살 수 있는 공간을 제공해 분자들의 생존을 촉진했다는 것, 운모 시트는 칼륨에 의해 서로 결합하는데 인체의 세포에서 나타나는 칼륨 유지도 이로 인해 설명이 가능하다고 제시했다.e) 배종발달설 : 고대 그리스 철학자 아낙사고라스로부터 이어진 철학에 기반한 가설이며, 우주 공간에서 아미노산 분자를 발견했다거나, 곰팡이 포자를 알루미늄으로 감싸 우주에 보내는 실험을 하였더니 대부분의 곰팡이가 살아남았음에 지지를 얻어냈다. 하지만, 외계에서 온 유기물은 또 어떻게 생성되었는가에 대한 근본적인 문제가 있다.f) 틀렸음이 증명된 기타 가설들 :(1) 자연발생설 : 아리스토텔레스가 주장한 학설로, 고기국에서 미생물이 자연적으로 나타난다거나 구덩이에서 진드기가 자연적으로 생겨난다는 것을 근거로 주장한 것인데, 후에 루이 파스퇴르가 외부와 차단시킨 고기즙에는 미생물이 생기지 않고, 접촉된 고기즙은 생긴다는 것으로 틀렸음을 증명한다.(2) 창조설 : 과학이 발달하기 전, 신에 의해 창조되었다는 가설이었으나, 과학의 발달과 함께 과학적 가설이 아닌 종교이론으로 분리되었다.

자연과학| 2023.12.24| 5페이지| 2,000원| 조회(233)

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대학생물학및실험2 Barr body 관찰 실험 레포트

1. Title : Barr body 관찰2. Date : 2022년 9월 28일3. Name :4. Purpose : 표본제작과 현미경 관찰을 통하여 Barr body를 확인한다.5. Materials : 슬라이드 글라스, 커버글라스, 이쑤시개, aceto-orcein, 광학현미경6. Methods :① 이쑤시개로 여성과 남성의 뺨 안쪽의 세포(구강상피세포)를 긁어낸다.② 깨끗한 Slide glass 위에 남, 여의 구강 점막 상피세포를 얇게 도말한다.③ 세포를 고정하기 위해 70% ethanol을 2~3방울 떨어뜨리고 1~2분 기다린다.④ aceto-orcein으로 염색하기 위해 2-3방울 떨어뜨리고 1-2분 후 실내에서 incubation 후 cover glass를 덮는다.⑤ x400, x1000의 배율로 관찰한다. (세포가 거의 없는 부분이나 진하게 염색된 부분은 피한다.)⑥ 광학 현미경으로 핵 안의 barr body를 관찰한다. (남성과 여성의 구강상피세포 비교)7. Result :남성과 여성의 구강상피세포 중 barr body 관찰 결과 비교(X400, X1000 : X1000배 위주로 관찰)남성X400X1000여성X400X1000여자 X1000 crop남성과 여성의 관찰 결과 모두 동일하게 aceto-orcein으로 염색되어 붉은색을 띄는 구강 점막 상피세포를 관찰할 수 있으며, 자유로운 형태를 띈다. 중앙에 더 진하게 염색된 부분은 세포핵이다.여성 구강 점막 상피세포를 1000배율로 관찰한 사진에선 세포핵 안에 더 진하게 염색된 barr body가 관찰된다.8. Discussion :현미경 관찰을 통해 bar body를 관찰할 수 있었고, 관찰할 표본을 만드는 과정에서 표본 제작법도 익힐 수 있는 실험이었다. 먼저, 이쑤시개로 뺨 안쪽에서 긁어낸 구강상피세포를 slide glass 위에 도말했다. 나중에 현미경으로 관찰하다보니 세포들이 뭉쳐서 관찰이 힘든 부분이 있었고, 얇게 잘 펴져있는 부분이 있었는데, slide glass 위에 도말하는 과정에서 뭉쳐있는 부분의 비율이 높았는데, 이는 여성 sample을 만들 때 cover glass를 덮고 누르지 않아서 그러한 차이가 난 것으로 보인다. 잘 퍼진 부분이 있어 관찰하는데는 어려움이 없었지만, 추후 실험에선 주의해야 할 점이다. 도말한 sample을 고정하기 위해 70% ethanol을 2~3방울 떨어뜨리고 1~2분 기다렸는데, 이는 sample을 살아있을 때의 모양 그대로 관찰하고, 염색이 잘 되도록 거친 과정이다. Ethanol은 조직을 손상시키지 않으면서도 빠르게 조직 내로 침투해 dehydration을 일으킨다. Dehydration이 일어나면 수용성 단백질이 침전되어 세포의 대사작용이 멈추게 된다. 세포가 계속해서 활동한다면 관찰하기도 어렵고, 염색약을 머금고 있지 않고 다시 내보내기도 하기 때문에 염색도 잘 안된다. 여기서 왜 100% ethanol을 사용하지 않는지에 대한 의문이 들었는데 농도에 따른 고정 속도에서 답을 찾을 수 있었다. 만일 100% ethanol을 사용한다면 dehydration이 급격하게 일어나 세포 조직이 손상될수 있기 떄문이다. Aceto-orcein을 사용하여 고정된 sample을 염색한 뒤 관찰해보면, 연하게 염색된 세포질과 비교적 더 진하게 염색된 세포핵을 관찰할 수 있다. 세포의 모양은 불규칙한데, 동물세포는 식물세포와 다르게 세포벽이 없기 때문이다. 실험의 목적인 barr body는 400배 관찰에선 거의 확인할 수 없었기 때문에 cover glass와 대물렌즈 사이에 immersion oil을 떨어뜨린 후 1000배율로 관찰 했다. 남성의 구강상피세포에선 관찰할 수 없었던 barr body를 여성의 구강상피세포에선 찾을 수 있었다. 이 과정에서 왜 Barr body는 핵보다 더 진하게 염색되어 관찰되는지에 대한 의문이 생겼는데, 이 이유는 project에서 공부한 내용과 세포의 염색 원리에서 알 수 있었다. 음전하를 띄는 chromatin에 양전하를 띄는 염색약이 달라붙어 염색되는 것인데, barr b로 응축된 상태이기 때문에 염색된 부분이 더 밀집되어 있어 더 진하게 보이는 것이라는 것을 알았다. 왜 여성의 모든 세포에서 발견되지 않는 것인지도 의문이 들었는데, 이것도 project를 공부하며 알 수 있었다. 그 이유는 barr body는 간기에 관찰이 가능하다는 것인데, 위 실험에서 barr body가 관찰된 세포 핵을 보면 염색체 분열의 흔적이 안보인다는 점에서도 세포가 간기상태라는 것을 알 수 있었다. Project 2번을 공부하다가 X염색체가 2개 이상인 남성도 존재하고, X염색체가 3개인 여성도 존재한다는 것을 알게되었다. 여기서 위 실험과 관련해 또 다른 의문점이 생겼다. 한 개 이상으로 존재하는 X염색체에 대해 비활성화가 일어나는 것이라면, X염색체가 2개 이상인 남성의 세포에서도 barr body가 관찰될 것이고, X염색체가 3개인 여성에게는 한 세포핵 내에서 barr body가 두 개 관찰되지 않을까? 의문점을 해결하기 위해 XXX syndrome, XXY syndrome에 대해 공부하다 보니 실제로 그렇다는 것을 알게 되었다. 비슷하지만 다른 예시로, 유전자량 보정의 대표적인 예시인 삼색고양이도 대부분이 암컷이지만, 가끔 돌연변이 유전자를 가진 수컷 삼색고양이도 있다는 것이다. 나중에 기회가 된다면 위와 같은 사례의 세포도 관찰해보고 싶다.9. project① Barr body가 무엇인지 설명하세요.Barr body란 유전자량 보정을 위해 X 염색체 하나가 응축되며 불활성화 된 것으로, 세포의 간기에 관찰된다. 암컷 포유류의 체세포 핵에서 heterochromatin로 존재하며, 진하게 염색되는 응축소체이다. 여기서 유전자량 보정이란, 여성은 X 염색체를 두 개 갖는 반면, 남성은 하나 밖에 없기 때문에 X 염색체의 유전자들의 발현량이 여성에서 남성보다 두 배 높은데, 많은 X 염색체의 유전자들이 성별에 관계없이 공통적인 작용을 하는 것이다. 따라서, 만일 여성의 경우에만 발현이 높고 남성에서는 낮다면 정상적인 development가 이백질이 존재하는 것은 정상적인 발생을 위해서 필수적이기 때문에 이루어지는 과정이다. 또한, 남성의 경우에도 성염색체 이상으로 X염색체가 2개 이상이라면 발견될 수 있고, XXX증후군 같은 경우에는 barr body가 2개 발견될 수도 있다.② 성염색체 이상 증후군에 대해 조사해보세요.인간의 체세포에는 모두 23쌍의 염색체가 들어 있는데, 이 가운데 한 쌍은 성별을 결정하는 sex chromosome이다. 부모에게서 한 개씩(어머니에게서 X 염색체, 아버지에게서 X또는 Y염색체) 이러한 성염색체의 이상으로 발생하는 질환을 성염색체 이상 증후군이라 한다.성염색체 이상 증후군으로는 다음이 있다.a) 터너 증후군(Turner’s syndrome) : 성염색체가 X 단일염색체(45, X)로 존재하거나, 구조적 이상이 존재하는 부분 단일염색체로 존재하거나, 모자이크형(45X, 46,XX, 46XY, 47XXX)으로 존재하는 경우에 발생하는 질환으로 여아 2500~3500명 중 1명이 발생하는 비교적 흔한 염색체 이상 질환이다. 발생할 수 있는 문제점으로는 다음이 있다. 저신장, 성적 발달 장애, 심장 질환, 중이염, 정맥혈관의 이상형성, 림프부종, 신장 기형, 갑상선 기능 저하증, 비만, 당뇨병, 고혈압, 골다공증, 만성대장염, 지적(정서적) 문제. 외적인 특징으로 의심이 가능하고, 세포유전학적 검사나 호르몬 검사로 진단이 가능하며 신체적 이상을 교정하고 여성호르몬을 이용한 치료가 가능하다.b) XYY 증후군(XYY syndrome) : 아버지의 생식세포 감수분열시에 Y 염색체의 비분리현상이 일어나 성염색체가 47,XYY로 존재하거나, 모자이크형(46,XY;47XXY)으로 존재할 경우에 발생하는 질환으로 남아 1000명 중 1명이 발생하는 가장 흔한 염색체 질환이다. 발생할 수 있는 문제점으로는 다음이 있다. 출생시 만지증, 서혜부탈장 등이 있을 수 있고, 활동항진, 주의산만성, 분노발작, 언어발달과 독서의 장애가 발생할 확률이 높다. 세포유전학적 검사로 진단이 가능하며 Triple X syndrome) : 어머니의 생식세포 감수분열시에 X 염색체의 비분리현상이 일어나 성염색체가 47,XXX로 존재하거나, 모자이크형(45,X/47,XXX, 46,XX/47,XXX)으로 존재할 경우에 발생하는 질환으로 여아 1200명 중 1명이 발생하는 가장 흔한 염색체 질환이다. 발생할 수 있는 문제점으로는 다음이 있다. 출생시 내안각췌피, 귀모양 이상, 만지증 등의 경미한 이상의 빈도가 높고, 경미한 지능저하가 있고, 운동신경계의 결함 등이 있을 수 있다. 늦은 초경, 희발월경, 불임이 있을 수 있으나 확률이 낮다. 세포유전학적 검사로 진단이 가능하다.d) 클라인펠터 증후군(Klinefelter’s syndrome) : 유전되는 것은 아니며, 생식세포 형성 과정에서 무작위로 발생되는 질환으로 일반 클라인펠터 증후군은 500~1000명 중 1명, 이형성 클라인펠터 증후군은 50000명 중 1명의 빈도로 발생한다. 전형적인 클라인펠터 증후군은 성별을 구별하는 X와 Y염색체 중 47,XXY로 X염색체를 하나 더 가질 경우에 발생하는데, 추가로 형성된 X염색체가 정상적인 남성화 발달을 방해하고, 고환의 정상적인 기능을 억제하여 테스토스테론의 분비를 감소시킨다. 클라인펠터 증후군이 모자이시즘(46,XY;47,XXY)일 경우 추가된 X염색체의 양에 따라 증상이 가볍게 나타난다. 이형성 클란펠터 증후군일 경우 두 개 이상의 X염색체가 모든 세포에 존재하게 되고, 추가된 X염색체가 증가할수록 건강상 문제가 많이 나타날 수 있다. 생식기관의 발달이 부족한 문제가 생기고, 그로 인한 테스토스테론의 결핍에 관련된 증상과 사회적 부적응을 겪을 수 있다. 이형성 클라인펠터 증후군일 경우에는 지적장애, 비정상적 골격형성, 근육운동의 부조화, 심각한 언어장애가 나타날 수 있다. 외적 특징이나 발달과 행동에 대한 관찰이나, 호르몬 검사 등으로 검진이 가능하다. 발달과 행동면에선 어릴 때부터 치료하면 증상을 최소화 시킬 수 있는데, 작업치료, 활동적인 운동, 물리치료,

자연과학| 2023.12.24| 6페이지| 2,000원| 조회(246)

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