일반생물학실험Date년 월 일NameSubjectObservation of FlowerMaterialForsythia koreana Nakai (개나리)Rhododendron mucronulatum (진달래)Magnolia kobus A.P. De Candolle (목련)Apparatus1. 해부현미경 2. pincette3. 면도칼Method1. 개나리, 진달래, 목련을 해부현미경으로 관찰하여 각 구조를 그린 후 명칭을 표시한다.Observation1. 개나리의 암꽃, 수꽃을 구별한다.2. 각 식물이 어디에 속하는지 분류한다.실험 2. 열매의 관찰일반생물학 실험Subjectobservation of fruits관련교과서해당 없음Material사과, 감(조 당 1개씩)Apparatus칼, 과일Method1. 사과, 감의 횡단면을 잘라 관찰한다.2. 사과, 감의 종단면을 잘라 관찰한다.Observation1. 각 열매의 구조는 어떻게 생겼는가?Result내과피개나리 암꽃, 수꽃, 진달래, 목련 그림 (첨부 자료 참조)① 사과, 귤의 횡단면 사진(자세한 설명 첨부 참조)외과피중과피중과피외과피내과피[사과 횡단면] [귤 횡단면]중과피중과피내과피② 사과, 감의 종단면 사진외과피외과피내과피[사과 종단면] [귤 종단면]암꽃수꽃observation1. 개나리의 암꽃 수꽃 구분: 개나리의 암술은 그림처럼 암술대 부분이 연두빛을 띠고 있다. 암꽃은 암술이 가운데에 길게 뻗어 있고 그 옆에 수술이 2개 작게 붙어있다. 반면 수술은 작은 암술 옆에 수술이 2개 길게 뻗어 있다. 즉 각각이 암술과 수술을 모두 가지고 있지만 개수나 기능의 발달정도, 퇴화정도에 따라 암꽃과 수꽃을 구별하는 기준이 된다고 한다. 원래 자연 개나리는 암수 구분이 있지만, 꺾꽂이가 가능하기 때문에 많이 옮겨 심어져 암수 구분이 종종 없어진다.참고로 단순히 만져보기만 해도 암술보단 수술에서 화분(꽃가루)이 많이 묻어나오는 걸로도 암술과 수술의 구분을 할 수 있다.2. 개나리, 진달래, 목련의 분류구분 기준개나리진달래목련꽃잎의 갈라짐 여부통꽃통꽃갈래꽃암술·수술·꽃잎·꽃받침의 유무갖춘꽃갖춘꽃갖춘꽃암술과 수술의 위치양성화양성화양성화**통꽃은 꽃잎이 서로 붙어 있기 때문에 꽃이 질 때도 한 번에 모든 꽃이 통으로?떨어지게 된다참고)개나리, 진달래, 목련 모두 관다발식물 중 꽃이 피는 종자식물 중 속씨식물에 속한다.observation(첨부1참조)사과와 귤은 껍질과 씨로 되어 있고, 껍질과 씨 사이에 과육이 있다. 꽃의 꽃받기, 즉 꽃을 지지하고 씨방을 받치는 부분이 자라서 과육이 되며 우리가 먹는 사과 열매는 씨방이 아니라 꽃받기인 셈이며, 씨방은 사과 열매의 가운데에 있다.첨부1(뒷장)Discussion: 실험의 주의점, 실험 결과가 잘 나오지 않았을 때의 이유, 교사가 실험 준비할 때 고려할 점, 실험의 개선점, 관련 교과서 실험 분석 및 비교 등개나리 암꽃과 수꽃을 관찰할 때 각각의 모두에 암술1개, 수술2개가 존재하여 육안으로는 구분이 잘 안됨에 유의하고 표본 보관 중 암술과 수술이 떨어질 수도 있으니 주의하여야 한다. 이번 실험에서는 똑같은 헛열매인 사과와 감을 관찰하였으나, 열매의 구분을 위해서 원래는 헛열매인 사과와 참열매인 감을 사용하는 것이 좋다. 또한 한번에 정확히 외과피, 중과피, 내과피 관찰을 위해선 가운데 부분을 기점으로 자르는 것이 좋다. 이 외에도 주의하여 과도를 사용하여야 한다는 점과 관찰하고자 하는 꽃이 피는 시기에 맞게 관찰 실험을 해야한다는 주의 점이 있다. 열매가 원래는 씨방과 꽃받침 등이었다는 점을 감안해볼 때 열매가 익기 전에는 초록색이다가 익은 후에 다른 색으로 변하는 원리나 이유가 따로 있는지 궁금하다. 이 외에도 열매를 맺는 이유나 방법등을 더 알아보고 싶다.
일반생물학 실험Date년 월 일NameSubjectObservation of Drosophila melanogasterMaterialFruit fly (wild type, mutant type)Apparatus1. dissecting microscope(해부 현미경)2. pincette3. etherizerMethod1. 초파리를 사육병에서 마취병으로 털어 넣은 다음, 적당 시간 마취시킨다.2. 마취된 초파리를 dissecting microscope 위에 올려놓고 외부 형태를 관찰하여 스케치한다.Observation1. 초파리의 외부 형태는 어떠한가?2. 암컷과 수컷의 차이점은 무엇인가?3. 관찰한 mutant type의 특징은 무엇인가?Result:1. 초파리의 외부 형태는 어떠한가?성즐초파리는 머리, 가슴, 배의 세부분으로 되어 있다. 머리에는 한 쌍의 더듬이가 있고, 빨간색의 한 쌍의 눈이 있다(정상인 경우). 가슴은 세부분으로 나눠지는데, 각 가슴마디마다 한 쌍의 다리가 붙어 있다. 한 쌍의 날개가 두 번째 가슴 체절에 붙어 있다. 세 번째 가슴체절에는 날개가 퇴화된 평균곤이 붙어 있다. 평균곤은 비행하는데 균형을 유지해 주는 것으로 알려져 있다. 수컷은 첫 번째 다리에 성즐이라는 구조가 있고, 배의 뒷부분이 검어 암수를 구별하는데 이용된다.더듬이머리가슴배날개사진 13 초파리 암컷사진 15 초파리 수컷2. 초파리 암수 차이(사진1,2 참조)암컷수컷크기수컷보다 큼작음모양배꽁무니가 약간 뾰족함배 꽁무니가 둥글고 검다특이점교배시 암컷의 배도 검어짐앞다리 중간에 성즐이라고 하는 까만 점이 있음3. 초파리 돌연변이(mutant type) 특징사진4 흔적날개 돌연변이 사진3 흰눈 돌연변이 사진5 노란몸 돌연변이 이번에 관찰한 초파리 돌연변이 형은 정상 빨간눈이 흰눈으로 변이된 type과 정상날개가 퇴화된 흔적날개 type과 노란 몸 돌연변이 type이었다. 각각 유전자형을 결정하는 염색체에 이상이 생겨 돌연변이가 발생한듯하다. 이 외에도 초파리 돌연변이 형은 많이 찾아볼 수 있다(사진6 참조)초파리 돌연변이체는 더듬이, 날개의 형성 및 모양, 눈의 색깔과 모양, 털의 모양 등 여러 구조에서 비정상적인 특징을 보여준다. 흰 눈 돌연변이는 X염색체에 있으며 돌연변이가 생기면 눈이 하얗고, 열성으로 유전된다. 모건이 1910년에 발견한 돌연변이로 유전자가 염색체에 있다는 것을 밝히는데 결정적인 기여를 하였다. 막대눈 돌연변이도 X염색체에 있으며, 돌연변이가 todrlas 눈이 막대처럼 변하고, 우성으로 유전된다. 이 유전자는 티스(Tice)에 의해 1914년에 발견되었다. 안테나다리-검은 몸 돌연변이는 한 돌연변이체에 두 가지 돌연변이 특징이 있는 것으로 이중 돌연변이체라고 한다. 안테나 즉 더듬이가 다리로 전환되었고, 몸이 갈색에서 검은색으로 변화가 일어났다. 안테나다리 돌연변이는 우성으로 유전되며, 검은 몸 돌연변이는 열성으로 유전된다. 휜 날개 돌연변이는 날개가 굽어져 있고, 우성 유전으로 한다. 1923년 Ward에 의해 자연발생적으로 발견되었다.
실험 6 : 곡률반경 측정목적구면계 (Spherometer)를 이용하여 구면경 또는 렌즈의 곡률반경을 구한다.기본 원리구면계(spherometer)는 일종의 마이크로미터라 할 수 있다. 그림 2과 같이 정삼각형을 이루는 세 개의 다리가 있고, 이 정삼각형 ABC의 중심을 통하고 ABC 평면에 수직으로 움직이는 다이얼게이지 D가 있다. 다이얼 게이지 한 칸의 눈금은 0.01mm이고, ABC 평면과 D의 위치가 일치할 때가 기준점 0으로 설정되어있다. 곡면의 볼록함과 오목함의 정도를 다이얼게이지 눈금을 읽음으로써 바로 높이 를 산출해 낼 수 있다.그림 SEQ 그림 * ARABIC 1 평면 볼록렌즈의 구조그림 2 구면계 그림 3 구면계의 원리평면 볼록렌즈는 그림1에서 보는 것처럼 큰 구의 일부분을 잘라낸 부분으로 생각할 수 있다. 이때 곡률반경은 이 큰 구의 반지름이 되는 것이다. 곡률반경 R은 그림 3에서부터 DE=h, EF=2R-h 이므로(1)△AEH에서 이므로,(2)식 2를 식 1에 대입하면(3)즉 곡률반경 은 와 를 측정함으로써 구할 수 있다.실험 기구구면계평면 유리판 및 구면경종이버니어캘리퍼실험 방법구면계를 평면 유리판 위에 놓고 영점 눈금을 측정한다. (다이얼게이지의 총 유동폭은 30mm이다. 즉 평면에 놓았을 때 다이얼 게이지 눈금은 15mm를 가리키게 된다. 하지만 영점 눈금이 계속 변하므로 매번 측정해 주어야 한다.)볼록렌즈 위에 구면계를 조심스럽게 올려놓고 높이 를 1/1000단위까지 읽는다.(여기서 측정한 값에서 앞 과정의 영점의 눈금값을 빼면 높이 를 얻을 수 있다. 볼록렌즈는 양의 값을, 오목렌즈는 음의 값을 가지게 된다.)다시 평면유리판 위에 놓고 영점조절을 하고 앞의 ①~③의 과정을 10회 반복하여 평균값 를 구한다.구면계를 평평한 백지 위에 놓고 가볍게 눌러 △ABC 의 각 정점에서 자국을 낸다. 이 점을 꼭지점으로 하는 정삼각형의 한 변의 길이 를 버니어캘리퍼로 측정한다. 5회 측정하여 평균값 를 구한다.위의 측정값으로부터 (3)식을 사용하여 볼록렌즈의 곡률반경 을 구한다.곡률반경이 너무 크거나 작은 경우는 세 정점 A, B, C의 위치를 이동시켜 실험할 수 있다(정점의 위치를 이동시킬 때에는 세 정점의 위치가 중심으로부터 같은 거리에 놓이도록 하여 이동하여야 한다.)오목렌즈를 이용하여 위 과정을 반복하고, 오목렌즈의 곡률반경 을 구한다.5. 결 과실험 1. 평면 볼록렌즈의 곡률반경 측정구면계의 높이 의 측정(단위 : mm)횟수12345678910평균영점눈금14.82114.83814.87414.87214.87214.87114.86014.85814.84914.858게이지눈금21.40021.39721.39821.40121.39721.40121.40121.39821.40121.401높이h6.5796.5596.5246.5296.5256.5306.5416.5406.5526.5436.5422**높이h=게이지 눈금-영점눈금 ()구면계의 세 정점사이의 거리 의 측정(단위 : mm)AB 사이의 거리BC 사이의 거리AC 사이의 거리191.5590.2590.25291.3090.1590.30391.2090.9090.25491.2590.2090.05591.4090.3590.50평 균91.3490.3790.27총평균 =90.33mm곡률반경실험 2. 평면 오목렌즈의 곡률반경 측정구면계의 높이 의 측정(단위 : mm)횟수12345678910평균영점눈금14.82214.79814.79114.78914.79014.79214.79314.79114.79214.790게이지눈금8.1198.1218.1218.1198.1238.1218.1218.1218.1228.122높이h6.7036.6776.6706.6706.6676.6716.6726.6706.6706.6686.6748**높이h= 영점눈금-게이지눈금구면계의 세 정점사이의 거리 의 측정 : 총평균 =90.33mm곡률반경6. 토 의이번 실험을 통해 구면계의 곡률 반경을 측정해보았다. 실험하기 전에는 곡률반경이라는 개념조차 생소했고 곡률과 어떻게 다른지 궁금했다. 찾아보니 곡률과 곡률반경은 모두 어떤 물체가 휘어진 정도를 나타낸다는 것과 곡률과 곡률반경은 서로 역수관계임을 알 수 있었다. 곡선을 잘게 자르면 호의 일부분으로 근사할 수 있는데 이 호의 반지름을 그 지점에서의 곡률반경이라고 합니다. 그러므로 곡률반경이 클수록 곡선은 직선에 가까워지고 곡률반경이 작을수록 많이 휘어져있음을 나타냅니다.즉, 어떤 물체가 많이 휘어져 있을수록 곡률이 크다고 말하고 이에 반해 곡률반경은 작아지는 것이다. 곡률반경은 모든 곡선이 원의 일부라는 점을 이용하여 물리학등에서 구심력과 구심가속도를 재는데 사용한다. 이번 실험에서는 식3으로 곡률반경을 구하기 위해 그림 2와 같이 구면계를 이용하여 다이얼게이지로 평면렌즈 위에서의 높이h를 측정하고 볼록렌즈와 오목렌즈 위에서의 높이h를 측정하여 그 차이값을 구하였다. 그리고 구면계의 3점이 만드는 정삼각형의 각변의 길이를 측정한 후 식3에 따라 계산하여 곡률반경을 구하였다.실험은 비교적 간단했으나 측정할 때마다 다이얼게이지의 눈금이 미묘하게 달라져 기록해야 해서 엄밀함을 요하는 실험이라는 걸 알 수 있었다. 실험의 정밀도를 높이기 위해서 10회정도 측정하는 게 좋을 듯하다. 구면계의 종류가 모두 다르기 때문에 일반적인 참값은 알 수 없었지만 볼록렌즈의 경우 반지름을 양의 값으로 하고 오목렌즈의 경우 반지름을 음의 값으로 한다고 한다.곡선을 잘게 자르면 호의 일부분으로 근사할 수 있는데 이 호의 반지름을 그 지점에서의 곡률반경이라고 합니다. 그러므로 곡률반경이 클수록 곡선은 직선에 가까워지고 곡률반경이 작을수록 많이 휘어져있음을 나타냅니다. PAGE * MERGEFORMAT 1