[실험 1] 질량과 부피 및 밀도결과사용한 저울 정보 :제조회사Ohaus Corp. Pine Brook. NJ USA모델명PAG214최대측정용량210.0000 g정밀도0.0001 g실험 A피펫으로 옮긴 증류수의 부피 : 2.00 mL실온 : 25 ℃실온에서의 증류수 밀도 : 0.99705 g/mL1회2회3회Beaker의 처음 질량 (g)44.442646.416548.4291Beaker의 나중 질량 (g)46.416548.429150.4563- 증류수의 평균 부피 : 2.0105 mL= 2.0105 mL- 부피의 불확실도 : 0.0277 mL== 0.0276544 = 0.0277 mL- 피펫으로 측정한 부피와의 차이 : 0.01 mL실험 B지우개의 질량 : 15.9185 g버니어 캘리퍼스를 이용하였을 때지우개의 가로 / 세로 / 높이 : 4.630 cm / 1.905 cm / 1.310 cm지우개의 부피 : 11.55 mL지우개의 밀도 : 1.378 g/mL= g/mL② 눈금 실린더를 이용하였을 때눈금 실린더의 처음 부피 : 20.9 mL눈금 실린더의 나중 부피 : 32.5 mL지우개의 부피 : 11.6 mL지우개의 밀도 : 1.37 g/mL고찰실험 A에서 pipette을 이용하여 측정한 distilled water의 부피 vs. 질량을 이용하여 구한 distilled water의 부피 중에서 더 신뢰할 수 있는 부피는 어느 것인가? 그리고 그 이유를 생각해 보라.질량을 이용하여 구한 distilled water의 부피가 더 신뢰할 수 있을 것이다. 유효숫자의 개수가 많을수록 정밀도가 높은데 pipette을 이용하여 측정한 distilled water의 부피는 2.00 mL이고, 질량을 이용하여 구한 distilled water의 부피는 2.015 mL이다. 후자의 유효숫자의 개수가 더 많으므로 정밀도가 높고, 신뢰도가 더 높다고 할 수 있다.실험 B에서 vernier calipers를 이용하여 구한 지우개의 밀도 vs. graduated cylinder를 이용하여 구한 지우개의 밀도 중 더 신뢰할 수 있는 밀도는 어느 것인가? 그리고 그 이유를 생각해 보라.Vernier calipers를 이용하여 구한 지우개의 밀도가 더 신뢰할 수 있을 것이다. 측정값의 정밀도는 측정기기에 의해 결정된다. Vernier calipers는 내경, 외경, 깊이를 측정할 수 있는 부분 그리고 고정자와 이동자로 이루어져 있어 길이를 정밀하게 측정할 수 있는 도구이다. 실험 B에서 Vernier calipers를 이용하여 구한 지우개의 밀도는 1.378 g/mL이고, graduated cylinder를 이용하여 구한 지우개의 밀도는 1.37 g/mL 이다. 전자의 경우 측정한 부피는 1.378 ± 0.001 mL 범위 안에 있다는 의미이고, 후자의 경우 측정한 부피는 1.37 ± 0.01 mL 범위 안에 있다는 의미다. 전자의 경우가 후자보다 유효숫자의 개수가 더 많으므로 정밀도가 크다고 할 수 있고, 신뢰도도 더 높다고 볼 수 있다.TC와 TD의 뜻을 조사하고, 예시를 찾아오시오.TC는 ‘To Contain’의 약자로 담긴 양을 측정하는 기구이다. 눈금까지 액체를 채울 때 적혀있는 부피가 들어간다는 뜻으로, 일정한 양의 액체용액을 만들어서 그 중 일부만을 사용할 때 사용해야한다. 예시로는 graduate cylinder, volumetric flask 가 있다. TD는 ‘To Deliver’의 약자로 옮기는 양을 측정하는 기구이다. 옮긴 용액의 부피가 읽은 눈금에서 계산된 부피와 같다는 뜻으로, 일정한 양의 액체를 다른 용기에 넣을 때 사용해야한다. 예시로는 volumetric pipette, buret 이 있다.
[삼투현상 관찰]서론세포막 (cell membrane)은 세포를 주위 환경으로부터 분리시켜 세포 내부에서 생명활동이 가능하도록 해주며, 세포막을 경계로 물질의 출입이 일어난다. 세포막을 이루는 주성분에는 인지질과 단백질이 있다. 세포막은 선택적 투과성을 지님으로서 물, 또는 비극성 작은 분자들은 자유롭게 확산적으로 통과되지만, 대부분의 물질들은 세포막에 존재하는 특정 수용체 또는 통로 단백질들의 도움을 받아 능동 또는 수동적으로 투과되게 한다. 모든 생체의 세포막은 비대칭성을 띠고 있으며, 이러한 비대칭성을 통해서 생명현상에 필수적인 물질이동, 신호전달 등의 세포막 특징적인 기능이 가능하게 된다. 세포막의 기본구조는 인지질 이중층(phospholipid)으로 되어있다. 인지질은 극성과 비극성부분을 동시에 지니고 있어서 수용액에서는 열역학적으로 안정한 인지질 이중층을 형성한다. 세포막을 구성하는 인지질은 지질을 구성하는 지방산의 길이와 불포화도의 정도에 따라 다양한 종류로 구성되어 있고, 극성 부분도 인지질에 따라서 다양한 종류로 구성되어 있다. 또한 세포막에는 콜레스테롤이 존재하는데, 인지질의 종류와 콜레스테롤의 상대적 양에 따라서 세포막의 유동성이 조절된다. 그밖에 세포막에는 다양한 기능을 하는 단백질들이 존재하여 많은 인지질들과 연계되어 안정화되어 있는데 일부 단백질에는 다양한 크기와 종류로 구성된 당 분자가 부착되어 있기도 하다. 세포막에 존재하는 단백질들에는 가장 대표적인 것이 수송체 단백질이고, 그 밖에 수용체 단백질과 세포부착 단백질 들이 있으며 이러한 단백질은 세포 기능 및 조직 구성을 항시 일정하게 유지하는 데 매우 중요한 역할을 담당한다. 세포막 내부의 모든 지방 분자는 이론적으로는 자유롭게 확산할 수 있지만, 카베올라(caveolae) 등과 같은 세포막 영역에 상대적으로 고정되어 있는 부분들, 또는 세포막의 이동이 상대적으로 제한된 단백질들과의 상호작용으로 인하여 실제로는 자유로운 확산에는 제한이 있을 수밖에 없다. 즉 세포막 표면은 항상 형태 없이 움직이는 유체가 아니라, 어느 정도의 고정 구조를 보여준다.삼투현상(osmosis)이란 용매는 통과시키지만 용질을 통과시키지 않는 반투과성막을 사이에 두고 서로 다른 농도를 가진 두 액체가 있을 때, 농도가 더 진한 쪽으로 용매(일반적 물)가 이동하는 현상이다. 이때 발생하는 압력의 크기를 삼투압이라고 한다. 삼투압은 총괄성을 가지는데, 이는 삼투압이 용질의 물성이 아닌 용질의 몰농도에 따라 결정된다는 의미이다. 삼투현상은 확산(diffusion)과 마찬가지로 에너지를 소비하지 않는 수동수송(Passive transport) 이며, 저장액(hypotonic solution)에서 고장액(hypertonic solution)으로의 용매의 순이동은 시간이 지나면서 농도 차이가 줄어듦에 따라 감소하게 된다. 이와 상대적인 개념으로 에너지 투입 등으로 농도 차이를 극복하여 체내 물질이 이동되는 현상은 능동수송(Active transport)이라고 한다.고장액은 두 가지 용액의 삼투압을 비교했을 때 삼투압이 높은 쪽의 용액인데, 즉, 반투막을 이용한 삼투현상을 관찰할 때 압력이 높은 고농도 용액을 가리킨다. 따라서, 세포를 세포 속의 용액보다 농도가 높은 고장액에 담그면 세포가 수축하게 된다. 저장액은 두 용액의 삼투압을 비교할 때, 삼투압이 높은 용액에 대해 삼투압이 낮은 용액을 가리킨다. 특히, 삼투 현상은 반투막을 사이로 농도가 낮은 용액의 용매가 농도가 높은 쪽으로 이동하는 것인데, 이는 반투막 사이의 압력차에 의해 일어난다. 여기서 압력이 낮은 저농도 용액을 저장액이라 한다. 등장액은 중간에 반투막을 놓고 두 개의 용액을 양쪽에 넣으면 삼투현상이 일어나는데, 이때 두 용액의 삼투압이 같은 용액을 말한다. 삼투현상은 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 물질의 이동이 일어나는데, 등장액은 삼투압이 같아 이동이 이루어지지 않는 것을 말한다. 세포막도 반투막이기 때문에 삼투현상이 가능한데, 혈액이나 체액은 그 삼투압이 같아 물질의 이동이 거의 없는 등장액이다. 물리적으로 같은 삼투압을 가진 용액이라도 중간 반투막의 투과성에 따라 등장액이 되거나, 그렇지 않을 수도 있다.재료광학현미경, 슬라이드 글라스, 커버 글라스, 일회용 란셋, 핀셋, 양파, Pasteur pipette, Kimwipes, Rack, 70% ethanol, 빨강, 노랑, 초록색 스티커로 labeling 된 용액실험방법슬라이드 글라스 위에 빨강, 노랑, 초록 스티커로 표시된 Microtube에 들어있는 용액을 각각 1~2 방울씩 떨어뜨린다.양파 표피세포를 벗겨 그 조각을 각각의 슬라이드 글라스 위에 올려놓는다.양파 표피세포 위에 다시 빨강, 노랑, 초록 스티커로 표시된 Microtube에 들어있는 용액을 1~2 방울씩 떨어뜨린 후, 커버 글라스를 덮는다.Kimwipes 로 여분의 용액을 제거한 후, 현미경으로 관찰한다. (100배로 고정관찰)빨강, 노랑, 초록 스티커로 표시된 microtube에 들어있는 용액은 각각 무엇인지 유추한다.결과 및 고찰빨강 스티커 용액노랑 스티커 용액초록 스티커 용액양파 표피세포(식물세포)(배율 : 100)(배율 : 100)(배율 : 100)양파 표피세포는 가장 적절한 배율이 100이므로 100배로 고정관찰 하였다. 빨간색 스티커로 표시된 용액을 떨어뜨린 양파 표피세포는 세포가 수축되어 세포벽으로부터 분리되어 세포막이 가장 잘 보였다. 노란색 스티커로 표시된 용액을 떨어뜨린 양파 표피세포는 가장 세포가 팽창된 양상이었다. 세포벽이 상대적으로 흐리고 얇아보였다. 초록 스티커로 표시된 용액을 떨어뜨린 양파 표피세포는 별다른 특이사항이 없고, 아무 처리도 하지 않은 양파 표피세포를 관찰했을 때와 유사한 형태였다. 이러한 관찰 결과를 비교해보면, 빨간색 스티커로 표시된 용액은 고장액, 노란색 스티커로 표시된 용액은 저장액, 초록색 스티커로 표시된 용액은 등장액이라고 유추할 수 있다.식물세포를 고장액에 넣으면 삼투현상에 의해 물이 세포 밖으로 빠져나가 세포가 수축한다. 이때 액포에서 물이 세포질로 이동하여 액포의 크기도 작아진다. 세포가 수축하여 세포막이 세포벽으로부터 떨어지게 되는데, 이러한 상태를 원형질 분리 상태라고 한다. 식물세포를 저장액에 넣으면 삼투현상에 의해 물이 세포 안으로 들어와 세포가 팽창한다. 또한 세포질의 물이 액포로 이동하여 액포의 크기도 커진다. 세포가 팽창하면서 세포막이 세포벽을 미는 힘이 생기는데, 이 힘에 의한 압력을 팽압이라고 한다. 물이 세포 안으로 계속 들어와 세포가 최대로 팽창한 상태를 팽윤상태라고 한다. 등장액은 세포 내부의 농도와 같은 농도의 용액이므로 아무런 변화가 없다. 세포 내부로 들어가는 물의 양과 나가는 물의 양이 동일하기 때문이다.생체막이란 세포막이나 세포 내의 미토콘드리아, 소포체, 골지체, 핵, 리소좀 등을 구성하는 막이다. 생체막은 반투과성이므로 다당류와 같은 큰 사이즈의 극성 유기용질은 투과시키지 않지만, 물 분자나 작은 무극성 용질은 쉽게 투과시키는 선택적 장벽 역할을 한다.식물세포의 삼투현상은 동물세포의 삼투현상과 차이가 있다. 동물세포의 경우 저장액에 넣으면 세포가 팽창하다가 결국 세포막이 터지는 용혈현상(hemolysis)이 발생한다. 동물세포와는 다르게 식물세포는 세포벽이 있으며, 액포가 발달하여 있다. 식물세포의 세포벽은 물 분자의 투과가 자유롭고 탄력성이 떨어져 세포의 팽창을 억제하는 기능을 한다. 또한 액포에는 염류, 당분, 이온들이 많이 존재하고, 선택적 투과가 가능한 막으로 둘러싸여 있다. 이 때문에 식물세포를 고장액에 넣으면 삼투현상에 의해 세포와 액포는 수축한다. 세포질 안의 물 분자도 밖으로 이동하여 세포막(원형질막)은 쪼그라들지만 세포벽은 그대로 유지되어 세포막이 세포벽으로부터 떨어지게 되는데 이러한 현상을 원형질 분리(plasmolysis)라고 한다. 한편 식물세포를 저장액에 넣으면 삼투현상에 의해 액포와 세포막이 팽창한다. 세포벽은 탄력성이 떨어지므로 팽창을 하지 못하고 그 결과, 세포가 부풀어 오르게 되는 팽압(turgor pressure)이 발생한다.참고자료생명과학 실험서Zum 학습백과 삼투, 세포막 Hyperlink "http://study.zum.com/book/15315" http://study.zum.com/book/15315 Hyperlink "http://study.zum.com/book/18125" http://study.zum.com/book/18125네이버 지식백과 세포막, 삼투, 저장액, 고장액 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5669917&cid=63057&categoryId=63057" https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5669917&cid=63057&categoryId=63057 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5144840&cid=61232&categoryId=61232" https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5144840&cid=61232&categoryId=61232 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1139068&ref=y&cid=40942&categoryId=32322" https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1139068&ref=y&cid=40942&categoryId=32322 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1062240&cid=40942&categoryId=32310" https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1062240&cid=40942&categoryId=32310사이언스올 고장액 Hyperlink "https://www.scienceall.com/고장액-hypertonic-solution-高張液/" https://www.scienceall.com/고장액-hypertonic-solution-高張液/
[양파파표피세포 관찰]서론세포는 일반적으로 핵이 없는 원핵세포(prokaryotic cell)와 핵(nucleus)과 핵막(nuclear envelope)이 있는 진핵세포(eukaryotic cell)로 나눈다. 동물 및 식물세포는 이 중 진핵세포에 속한다. 동물세포와 식물세포는 핵, 소포체, 골지체, 미보솜, 미토콘드리아, 리소좀, 미세소관 등을 공통적으로 가지고 있다. 이에 더하여 식물세포에는 엽록체, 액포, 세포벽이라는 세포소기관이 있다.(차이점)동물세포 (Animal Cells)의 핵(Nucleus)은 대부분 구형이며, 세포 내에서 가장 크고 뚜렷하게 관찰된다. 핵 속에는 유전 물질인 DNA가 있어 유전 현상을 나타내고, 세포의 생명 활동을 조절하는 중추 역할을 한다. 핵은 핵막으로 둘러싸여 있어 세포질과 분리되며, 핵막에는 핵공이 있어 핵과 세포질 사이에서 물질 교환이 일어난다. 미토콘드리아(Mitochondria)는 생체에너지인ATP(adenosine triphosphate)를 합성하는 세포소기관이다. 미토콘드리아는 크렙스 회로(TCA 회로)를 통해 산화적 인산화 과정(oxidative phosphorylation)을 거쳐 ATP를 만든다. 미토콘드리아는 외막(outer membrane)과 내막(inner membrane)의 2중막으로 이루어져 있는데, 내막의 안쪽으로 주름이 잡혀 있는 부분은 크리스타(cristae)라 부르며 내막의 안쪽은 기질(matrix)로 채워져 있다. 리보솜(Ribosome)은 세포질에 있는 세포 소기관 중 가장 작은 세포 소기관으로 막으로 싸여 있지 않은 알갱이 모양이다. 리보솜 RNA(rRNA)와 단백질이 결합된 복합체로 대단위체와 소단위체로 구성되며 세포질에 흩어져 있거나 소포체의 표면에 부착되어 있다. 핵에서 오는 유전 정보(mRNA)에 따라 단백질(폴리펩타이드)을 합성한다. 폴리펩타이드 합성이 끝나면 리보솜의 단위체는 분리되어 새로운 단백질 합성에 재사용된다. 세포질에 떠 있는 리보솜은 세포 내에서 사용되는 단백질을 합성하고, 소포체에 부착된 리보솜에서는 세포 밖으로 분비되는 단백질을 합성한다. 소포체(Endoplasmic Reticulum)는 핵막에 연결되어 있으며, 리보솜이 붙어있는 조면 소포체(rough endoplasmic reticulum)와 리보솜이 붙어있지 않은 활면 소포체(smooth endoplasmic reticulum)가 있다. 조면 소포체는 리보솜에서 합성된 단백질을 운반하거나 골지체로 보내는 역할을 하며, 활면 소포체는 단백질의 화학적 변형, 지질의 합성, 해독, 칼슘 이온 저장 등의 역할을 한다. 골지체 (Golgi Apparatus)란 소포체 일부가 떨어져 나와 생긴 단일막 구조로, 납작한 주머니(시스터나)들과 막으로 둘러싸인 작은 골지 소낭들로 구성된다. 소포체로부터 수송되어 온 단백질과 지질을 변형시켜 소낭으로 싸서 리소좀 등 세포의 다른 부위로 이동시키거나 소낭이 세포막과 합쳐지면서 세포 밖으로 분비한다. 골지체는 이자의 소화샘 세포, 내분비샘 세포, 형질 세포와 같이 분비 작용이 왕성한 세포에 특히 발달되어 있다. 리소좀 (Lysosome)은 골지체에서 만들어지며 막으로 둘러싸여 있으며 공 모양이다. 리소좀 내부에는 여러 종류의 가수분해효소가 들어있으며 다양한 생체고분자의 분해가 일어난다. 미세소관 (Cytoskeleton)은 단백질로 이루어진 섬유상 또는 원통모양 구조물로서 세포 내 골격을 이루고 세포의 모양을 유지하며 물질의 수송을 위한 통로의 역할도 담당하고 있다. 중심립 (Centriole)은 핵 근처에 한 쌍이 서로 직각으로 놓여있으며, 세포분열 시 방추사 형성에 관여한다. 9+0구조를 이루고 있다.식물세포 (Plant Cells)는 동물세포와 마찬가지로 핵, 소포체, 리보솜, 미토콘드리아, 리소좀, 미세소관 등의 세포 소기관을 갖고 여기에 몇 가지 세포소기관을 추가로 갖는다. 엽록체 (Chloroplast)는 광합성을 통해 빛에너지를 화학 에너지로 전환하여 물과 이산화탄소로부터 포도당과 같은 유기물을 합성한다. 엽록체는 식물과 동물을 구별짓는 특징 중에 하나이다. 틸라코이드 막에는 빛을 흡수하는 엽록소, 카로티노이드계 색소(잔토필, 카로틴) 등의 광합성 색소가 있으며, ATP 합성에 관여하는 여러 가지 막단백질이 존재한다. 틸라코이드 막 표면에 엽록소, 카로틴 등 빛을 흡수하는 색소가 모여 광계라는 광합성 단위를 형성한다. 액포 (Vacuole)는 막으로 싸여 있는 주머니로서 내부에는 물, 유기물, 무기물이 들어있다. 동물세포에서는 잘 발달되어 있지 않는 반면, 성숙한 식물세포에서 잘 관찰되며 성숙함에 따라 커져 결국엔 세포 대부분을 차지하게 된다. 액포는 세포의 생명활동과정에서 생긴 노폐물을 저장하며, 세포내의 수분함량 조절, 삼투압 유지 및 세포 형태 유지 등 다양한 기능을 담당한다. 세포벽 (Cell Wall)의 주성분은 셀룰로스이며, 모든 식물 세포는 중층과 1차 세포벽이 있고 일부 식물 세포들은 2차 세포벽을 추가로 형성하기도 한다. 세포를 보호하고 형태를 유지한다. 세포벽은 물질 출입을 조절하는 능력이 없는 전투과성 막이나 지나친 물의 흡수는 막아 주는 역할을 한다.재료광학현미경, 슬라이드 글라스, 커버 글라스, 핀셋, 양파, Kimwipes, PBS (Phosphate-buffered Saline), 70% ethanol, Methylene blue 용액실험방법슬라이드 글라스 위에 PBS를 한 방울 떨어뜨린다.핀셋을 이용하여 양파표피를 슬라이드 글라스에 떨어뜨려놓은 PBS 위에 올린다.양파 표피세포 위에 PBS 를 한 방울 떨어뜨린다.Kimwipes 를 이용하여 여분의 PBS 를 빨아들인다.70% ethanol 을 조금 떨어뜨리고 약 3분 정도 고정시킨다.Kimwipes 를 대고 여분의 Ethanol 용액을 빨아들인다.PBS 를 조금 떨어뜨려 Ethanol 을 세척한 후, kimwipes를 대고 여분의 PBS를 빨아들인다.Methylene blue 용액을 1-2 방울 떨어뜨린 후, 커버 글라스를 덮는다.Kimwipes 를 이용하여 여분의 Methylene blue 용액을 제거한다.현미경을 이용하여 저배율에서 고배율로 관찰한다.결과 및 고찰현미경 배율 : 40X현미경 배율 : 100X현미경 배율 : 400X, 핵에 초점 둠현미경 배율 : 400X, 초점이 핵에서 세포벽으로 바뀌는 중임.현미경 배율 : 400X, 세포벽에 초점 둠양파의 표피세포를 40배, 100배, 400배의 배율로 현미경으로 관찰해본 결과 40배는 시야는 넓으나 정밀한 관찰이 어려웠고, 400배는 확대되어 소기관끼리의 위상차이가 뚜렷하게 보이는 정밀한 관찰은 가능하였지만 시야가 좁아 전체적인 상을 관찰하기는 어려웠다. 양파표피세포의 경우 100배가 가장 적당한 관찰 배율이였다.실험 결과, 세포벽과 핵이 Methylene blue 용액으로 염색되었다. 이 염색은 염기성(양전하를 띰)인 Methylene blue 용액이 진핵성 세포를 염색하는 원리이다. 염색약에는 배위상태 원자와 인산 사이의 정전기적 인력 외에도 소수성 고리부분이 있어서 DNA의 홈 안쪽을 파고들어가(intercalating) 소수성 인력을 통해 완벽하게 DNA 내부의 층층이 쌓인 염기쌍 아래,위로 수평적으로 끼어들어 달라붙을 수 있다. 이러한 이유로 단순확산을 통해 들어간 염색약 Methylene blue 용액의 분자가 DNA에 확실하게 염색된다 이때 소수성 고리를 가진 염기성의 염색약은 유동적인 세포막의 인지질 사이를 지나가며, 각각은 전하를 가지기 때문에 전해질 상태인 세포 내에서 서로 뭉치지 않는다.실험 초반에 PBS(phosphate-buffered Saline)을 사용하는데 이 이유는 완충작용을 통해 pH를 생체의 체액과 유사하게 맞추고, 이를 일정하게 유지하기 위해서이다. PBS의 삼투압과 이온농도는 생체의 삼투압과 이온농도와 일치한다.(등장성)참고자료생명과학 실험서Zum 학습백과 핵, 리보솜, 소포제, 골지체, 리소좀, 엽록체 Hyperlink "http://study.zum.com/book/14363" http://study.zum.com/book/14363 Hyperlink "http://study.zum.com/book/12327" http://study.zum.com/book/12327 Hyperlink "http://study.zum.com/book/15273" http://study.zum.com/book/15273구글 인산염완충식염수 Hyperlink "http://cshprotocols.cshlp.org/content/2006/1/pdb.rec8247" http://cshprotocols.cshlp.org/content/2006/1/pdb.rec8247Wikipedia PBS Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/" https://ko.wikipedia.org/wiki/인산완충생리식염수