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아주대학교 생명과학실험(생과실) 10과 신경반사 A+

목적무릎반사 현상을 이용하여 반사궁의 구조, 반사활동이 일어나는 방식을 이해하고 신경반사 속도를 산출한다.Introduction신체에서 일어나는 반사는 크게 조건반사와 무조건반사로 이루어진다. 그렇다면 이 두 반사에 대해서 자세하게 알아보도록 하자.◈조건반사특정한 자극에 대해서 무의식적으로 반응하는 반사현상 중 선천적으로 자극과 반응이 관계가 없음에도 불구하고 이를 학습을 통해서 반사작용이 일어나는 경우를 조건반사라고 한다. 대표적인 예로 우리는 사람이 신 것을 봤을 때 입안에 침이 고이는 현상을 경험적으로 알 수 있다. 신 것을 입안에 넣었을 때 침이 나오는 것은 자극에 대한 무조건 반응에 속하지만 이러한 자극을 경함한 자주 접한 사람은 신 것을 보기만 해도 입안에 침이 고이게 되는데 시각적인 경험과 침의 분비는 선천적으로 어떠한 관계도 없기 때문에 이러한 반사작용을 조건반사라고 하는 것이다.조건반사의 필수적인 조건으로는 학습능력이 반드시 필요하고 여기에는 신경세포들이 집중되어있는 대뇌피질과 관련되어있다. 조건반사의 실험으로는 대표적인 파블로프의 실험이 있다.*파블로프의 실험러시아의 생리학자 파블로프는 개에게 종소리를 들려준 후 먹이를 주었다. 여기서 개는 먹이를 먹으며 침을 흘리게 되는데 이는 무조건반사로써 자연스러운 반응이다. 이과정을 여러번 반복해주는데 이 반복작용이 학습을 통한 조건부여인 것이다. 이 조건부여가 충분히 된 개는 종소리 뒤에는 먹이를 먹을 수 있다는 것을 알기 때문에 종소리만으로 침을 흘리는 현상을 관찰하게 된 실험이었다. 파블로프는 이러한 현상을 관찰하여 조건반사라는 이름을 붙였으며 이 실험을 통해 노벨생리의학상을 받기도 하였다.◈무조건반사무조건반사는 동물이 처음부터 가지고 태어나는 능력이지만 일반적으로 척추동물 수준에서만 인정하는 경우가 많다. 예를 들어 빛을 비추었을 때 곤충이 모여들지만 이 경우는 반사작용이라고 부르지 않는다. 무조건반사는 그 기능에 따라서 체성반사와 내장반사(자율신경반사)로 나눌 수 있는데 외부자극과 운동에 관련되어 체성신경계가 반응하는 반사를 체성반사라고 하고, 자율신경계에 의해 반응하는 반사를 내장반사 or 자율신경반사라고 한다. 반사작용을 중추신경계의 어디에서 제어하느냐에 따라서 척수반사와 연수반사, 중뇌반사로도 나누기도 한다. 무조건반사는 대뇌가 관여하지 않으며 의식적으로 제어할 수 없는 반사작용이다. 대뇌를 거치지 않기 때문에 빠른 반응속도를 볼 수 있고, 빠른 반응속도를 필요로 하는 생물의 생존에 직결되어있는 반응을 담당하는 경우가 대부분이다.이번 실험에서 알아보고자 하는 실험은 슬개반사라고 하는 것인데 슬개반사(Patellar Reflex)란 무릎 바로 밑에 있는 슬개인대(Patellar Tendon)를 고무망치를 이용하여 살짝 쳐서 슬개반사로 인하여 태퇴사두근(Quadriceps muscle)을 수축되게 따라서 다리가 들리게 하는 실험으로 근육이 신장(Stretch)되면 신경의 신호가 생성되며, 이 신호는 척수까지 들어가게 된다. 여기서 신호는 운동신경을 통해서 근육으로 되돌아와서 근육의 수축을 일으킨다. 여기서 반사궁(Reflex Arc)은 일차적으로는 척수반사(Spinal Reflex)이지만, 뇌로 오고가는 또 다른 경로에 의해서도 영향을 받게 된다. 실험을 통해서 뇌를 거치지 않는 슬개반사에 대한 신체의 반응속도와 동일한 자극을 청각을 통해서 듣고 뇌를 통한 판단으로 신체를 의식적으로 움직였을때의 반응속도를 비교해 보고 반사궁(Reflex Arc)의 구조와 신경반사의 속도를 알아보도록 하자.◈슬개반사그림에서 Patellar Tendon(슬개인데)을 고무망치를 통해서 자극하게 되면Material실험 기구고무망치, 줄자, 1회용 부착 전극, EKG센서, 인터페이스, 가속도계실험 준비물데이터 수집 프로그램 측정용 컴퓨터Method① 인터페이스의 1번 채널에 EKG센서, 2번 채널에 가속도계를 연결한다.② 새 파일을 만든다.③ 가속도계를 케이블을 이용하여 고무망치와 결합시킨다. 가속도계의 케이블이 망치의 뒤 쪽을 향하도록 한다.④ 피 실험자는 의자에 편안하게 앉는다. 이 때 의자는 피 실험자의 다리가 자연스럽게 흔 들릴 수 있는 높이의 의자여야 한다.⑤ 두 개의 전극을 대퇴사두근의 라인을 따라 슬개골의 중심으로부터 5cm, 13cm 떨어진 곳에 붙이도록 한다. 그리고 세 번째 전극은 다리 아래쪽으로 붙인다.⑥ 적색 유도선은 무릎 위의 가장 가까운 전극에 붙이고, 녹색 유도선은 멀리있는 전극에 연결한다. 검정 유도선은 다리 아래쪽의 전극에 연결한다.⑦ 프로그램을 이용하여 발차기가 일어난 시간을 측정하고 비교한다.이와 같은 실험과정을 총 2번 진행할 것이다.◈수의적 반응실험자는 눈을 감고 청각에만 의존한 채로 고무망치로 챙상을 두드린 소리만을 듣고 무릎을 들어 올려 반응이 일어난 시간을 측정한다.◈불수의적 반응고무망치로 무릎 슬개인대를 가볍게 친 후 무릎이 올라가는 반응 시간을 측정한다.◈속도의 계산신경의 신호가 슬개 인대로부터 척수로 들어갔다가 다시 대퇴사두근으로 돌아오는데(반사궁)까지의 신호전달 속도를 계산하기 위해서는 신경의 신호가 전달되는 거리에 관한 추정치가 필요하다. 신체 치수 측정용 줄자를 이용하여 슬개 인대의 표시된 부분부터 허리 높이의 척수까지 거리를 측정한다. 측정된 거리에 2를 곱하여 반사궁에서 신호가 전달되는 총 거리를 구한다.Result◎ 수의적 근육 수축에서 자극이 주어졌을 때부터 반응이 나타날 때까지의 시간을 다음과 같이 측정하였다.( 단위 : 초 )1차2차3차4차5차평균근육수축시간3.687.5710.914.1217.49-자극이 주어진 시간3.337.2810.5813.917.22-△T0.350.290.320.220.270.29◎ 불수의적 근육수축에서 자극이 주어졌을 때부터 반응이 나타날 때까지의 시간을 다음과 같이 측정하였다.( 단위 : 초 )1차2차3차4차5차평균근육수축시간2.916.7710.1813.3716.58-자극이 주어진 시간2.846.710.1613.3616.51-△T0.070.070.020.010.070.048◎ 불수의적 근육수축에서 신경의 신호전달 속도를 다음과 같이 계산한다.( 단위 : 초 )반사궁의 총 신호전달거리62TIMES 2 = 124 [cm]자극에서 반응까지 걸린 시간평균(△T)0.048 [s]신호전달 속도25.83 [m/s]Discussion이번 실험은 우리가 평소에 생활속에서 접하는 반사작용에 대해서 알아보는 실험이었다. 반사작용에는 조건반사와 무조건반사로 크게 나눌 수 있는데 우리가 실험하는 반사의 종류는 무조건반사이다. 무조건반사 또한 크게 체성신경계가 작용하는 체성반사와 자율신경계가 작용하는 자율신경반사로 나뉜다. 정리해보자면 실험에서 우리가 사용하는 반사는 무조건반사에서 근육의 움직임을 관찰하는 체성반사를 이용해서 실험에 임할 것이다.무조건반사는 보통 신체에 위험을 가하는 자극에 대해서 자극이 뇌를 거쳐 명령을 내리기 이전에 척수에서 근육에 명령을 내려 위험한 자극에서 빠르게 피하고자 하는 경우에서 흔하게 관찰 할 수 있다. 예를들어보면 뽀죡한 바늘에 찔렷을 경우 사람은 자신도 모르게 손을 빠르게 피한 후 바늘자극에 대한 아픔을 뒤 늦게 느끼게 된다. 또 다른 예로는 뜨거운 물건을 만졌을 때 또한 손을 떼야겠다는 생각보다, 먼저 손을 떼고 나서 뜨거움을 느끼곤 한다. 이러한 많은 반사작용이 무조건반사의 체성반사에 해당된다. 우리는 이러한 반사작용 중에서 슬개반사를 이용해서 반사궁의 길이와 반사신경이 이동하는 속도를 계산해 볼 것이다.

자연과학| 2017.11.29| 5페이지| 1,000원| 조회(394)

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아주대학교 A+생명과학실험(생과실) 5과 동물골격실험

실험5. 동물 골격 모델1. Introduction- 이번 실험은 실제 동물을 해부하여 동물 골격의 구조를 이해하고 뼈를 재조립하여 골격 모델을 만드는 실험이다. 동물 골격이란 몸체를 지탱하는 기본적인 뼈대로서 크게 뼈와 연골로 구성되어 있다.동물 골격의 기능으로는 아래와 같은 것들이 있다.· 혈액 형성, 신체의지지, 칼슘 저장, 근육 부착 부위, 생명기관의 보호또한 동물의 골격은 외골격, 내골격, 유체골격으로 나눌 수 있다. 아래는 각각에 대한 설명이다.· 외골격 : 동물체의 피부 부속물의 일종으로 내골격에 대응되는 말이다. 표피와 그 바로 밑의 결합조직으로 되어 있고 몸의 바깥쪽을 둘러싸고 몸을 지지하거나 보호하고 있다.· 내골격 : 동물골격의 하나로 체내에 깊이 들어 있는 골격. 내골격은 근육의 부착점이며, 척추동물의 체내에서 몸을 지탱한다.· 유체골격 : 물풍선과 유사하며 작은 물주머니를 둘러싼 근육의 수축을 돕는다.이번 실험에서 우리는 양서류에 속하는 개구리를 해부하였다. 아래는 개구리의 골격모델을 위쪽과 옆쪽에서 바라본 모습과 실제 개구리 골격 모델이다.< 개구리 골격 모델 윗면 >< 개구리 골격 모델 측면 >< 완성될 실제 골격 모델 모습 >양서류인 개구리의 골격은 아래와 같은 특징을 지닌다.· 몇 개의 연골 부분을 제외하고는 대체적으로 잘 골화되어 있다.· 개구리는 늑골이 없는 대신 잘 발달된 척추골의 가로돌기와 가느다란 장골 및 미단골로 내장을 보호한다.· 개구리의 척추는 1개의 미단골과 9개의 척추골로 이루어진다.· 골격은 크게 몸통 골격과 사지 골격으로 나눌 수 있다.· 뒷다리의 경우 후지연결대의 뒤쪽에 위치하고 있다.2. Materials & Method1) materials· 개구리 : 해부 대상인 동물체· 해부도구 : 개구리의 표피와 살점을 발라내기 위한 도구· 해부접시 : 해부된 표피, 살점과 뼈를 보관하기 위한 접시· 보호 장갑 : 실험체나 약물로부터 손을 보호· 증류수, 과산화수소 : 골격 표백을 위해 1:1로 섞어서 사용· 비커 : 해부된 뼈를 표백시키기 위해 담는 장비· 글루건, 실리콘 : 표백후 건조된 뼈를 붙이기 위한 장비2) method? 중탕이 완료된 개구리를 받아 보호 장갑을 착용하고 해부도구와 접시를 이용하여 뼈와 살점을 발라낸다.? 뼈를 발라내는 도중 나중에 뼈의 부위가 헷갈리지 않도록 표시를 하고 뼈와 뼈 사이의 인대까지 제거해 준다.? 뼈 분리 작업이 완료된 뼈들은 구분하기 쉽게 머리, 팔, 다리, 몸통 부위별로 나눈다.

자연과학| 2017.11.29| 4페이지| 1,000원| 조회(182)

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아주대학교 A+생명과학실험(생과실) 6과 식물의 호흡

실험6. 식물의 호흡1. Introduction- 이번 실험은 발아 중인 콩을 이용하여 식물의 호흡량을 측정하는 법을 배우고 또한 환경 요인이 식물의 호흡에 미치는 영향을 알아보는 실험이다.모든 생물은 영양물질로부터 ATP를 생산하는 세포호흡과 발효의 두 가지 과정을 가진다. 이 실험에서 세포호흡은 산소가 필요한 산소호흡과 산소가 필요 없는 무산소호흡으로 나뉜다.· 산소호흡 : 산소가 존재하는 상태에서 산소를 이용하여 에너지를 만들어 내는 과정으로 유기호흡이라고도 한다. 대부분의 생물은 산소호흡을 한다.· 무산소호흡 : 산소가 없는 곳에서 하는 호흡을 말한다. 일부 미생물이 무산소호흡을 하는데 무산소호흡은 산소호흡에 비해 ATP의 생성량이 적고 에너지 효율도 훨씬 낮다는 단점이 있다.세포호흡은 아래의 그림처럼 세포질에서 산소의 개입 없이 포도당을 두 개의 피루브산으로 분해하는 해당 작용으로 시작된다. 생성된 피루브산은 미토콘드리아 내부구획에서 TCA회로를 통하여 이산화탄소로 분해되며, 이때 전자들은 일련의 분자들로 이루어진 전자전달계를 통과하면서 ATP를 생산하게 한다. 각각의 과정에 대해 간단히 살펴보자.< 세포 호흡 >? 해당과정 : 해당과정은 당을 분해하는 것으로, 섭취한 탄수화물은 소화기관을 거쳐 포도당으로 분해되는데 해당과정은 이 분해된 포도당을 더 작게 쪼개는 과정이다. 여기서 포도당을 두 개의 피루브산으로 쪼개며 세포질에서 일어난다. 이 때 ATP와 NADH{} _{2}가 2개씩 생성된다. 아래는 해당과정의 화학식과 과정을 나타내는 그림이다.< 해당과정 화학식 >< 해당과정 >? TCA회로(시트르산회로) : TCA회로는 해당과정에서 만들어진 피루브산이 분해되는 괴정이다. 피루브산 한 분자가 TCA회로에 들어가게 되면 세 분자의 CO{} _{2}가 생성되고 더불어 4개의 NADH{} _{2}와 1개의 FADH{} _{2}, 1개의 ATP가 만들어진다. 포도당 한 분자로부터 피루브산이 두 분자 만들어지므로, 포도당 한 분자로부터 6개의 이산화탄소와 8개의 NADH2, 2개의 FADH2, 2개의 ATP가 만들어진다고 볼 수 있다. 이 과정은 미토콘드리아의 기질에서 일어난다. 아래는 TCA회로의 화학식과 과정을 나타내는 그림이다.< TCA회로 화학식 >< TCA회로 >? 전자전달계 : 앞서 생성된 NADH{} _{2}와 FADH{} _{2}를 사용해 추가적인 ATP를 생성해 내는 곳이다. 이때 전자의 운반체로서 산소가 필요하다. 전자전달계 과정은 미토콘드리아의 내막에서 일어나고, NADH{} _{2}와 FADH{} _{2}는 전자전달계로 건너와 각각 3개, 2개씩의 ATP를 만든다. 따라서 ATP는 해당과정에서 2개, TCA회로를 통해 2개, 전자전달계를 통해 34개가 만들어져 총 38개를 얻는다. 여기서 진핵세포의 경우, 해당과정에서 만들어진 2개의 NADH{} _{2}가 전자전달계를 거치기 위해 세포질에서 미토콘드리아 내부로 들어갈 때 2개의 ATP를 소모한다. 따라서 총 36개의 ATP를 만들어낸다.식물세포도 광합성과는 별도로 산소호흡을 수행하여 대사에 필요한 에너지를 얻는다. 아래의 그림은 광합성과 식물의 호흡에 대해 설명하는 그림이다.< 광합성과 식물의 호흡 >산소호흡에서의 호흡량의 측정은 호흡에 소요되는 산소의 양을 측정하는 방법과 호흡의 결과 배출된 이산화탄소의 양을 측정하는 두 가지의 방법이 있다. 이 실험에서는 호흡의 결과 방출된 이산화탄소의 양을 측정하고자 하며, 높은 에너지 요구성 때문에 호흡을 왕성하게 수행하는 발아 콩을 실험재료로 사용한다.호흡으로 방출된 이산화탄소를 NaOH와 반응시키면 아래와 같은 반응이 일어난다.NaOH + CO{} _{2} → NaHCO{} _{3}NaHCO{} _{3} + NaOH → Na{} _{2}CO{} _{3} + H{} _{2}O여기에 BaCl{} _{2}를 첨가하면 BaCl{} _{2}는 Na{} _{2}CO{} _{3}나 NaHCO{} _{3}와 반응하여 이들을 침전 형태의 BaCO{} _{3}로 제거하기 때문에 반응 후 잔존하는 NaOH의 양을 산·알칼리 적정으로 정량하는 것이 가능하다. 이 실험에서는 적정 시 페놀프탈레인을 지시약으로 사용한다. 페놀프탈레인은 염기성(pH 8~10)에서는 적색을 띠지만 중성과 산성에서는 무색이다. 따라서 호흡으로 생성된 이산화탄소와 반응한 NaOH를 HCl로 적정할 때 소요된 HCl의 양으로 호흡량을 산출할 수 있다. 환경인자 중의 하나인 온도는 모든 생물의 생화학적 반응속도 및 생장에 영향을 미치기 때문에 이 실험에서는 온도가 식물의 호흡량에 미치는 효과에 대하여 알아본다.2. Materials & Method1) materials- 발아된 완두콩- 0.1N NaOH- 0.1M BaCl{} _{2}- 메탄올- 1% 페놀프탈레인- 바셀린- 은박지- 호흡병- 뷰렛- 비커2) method : 완두콩의 호흡 시간이 필요하므로 이틀에 걸쳐서 실험을 진행한다.- DAY 1? 발아된 완두콩의 무게를 잰다.? 증류수로 적신 거즈에 완두콩을 싼 다음 실로 묶는다.? 4개의 호흡병에 각각 0.1N NaOH를 20ml씩 넣은 다음 콩이 들어 있는 거즈를 호흡병에 넣고 고무마개를 덮어서 실을 고무마개에 끼위 위쪽 뚜껑에 고정시킨다.? 호흡병을 호일로 감싼다.? 각 온도 별로 호흡병을 배치하고 24시간 동안 둔다.호흡병1호흡병2호흡병3호흡병4(대조군)온도4℃25℃37℃25℃콩의 유무OOOX- DAY 2? 24시간 후 콩을 제거하고 고무마개를 재빨리 닫는다.? 비커에 0.1M BaCl{} _{2}를 5ml넣고 호흡병의 NaOH를 5ml 넣는다.? 1% 페놀프탈레인 용액을 100ul 넣고 잘 섞어준다.? 0.1N HCl을 위의 혼합액에 떨어뜨리면서 잘 섞어준다.? 붉은색이 없어질 때 까지 첨가한 HCL의 부피를 기록한다.3. Results- DAY 1< DAY 1 결과 완성된 4개의 호흡병 >- DAY 2① NaOH-BaCl{} _{2}-페놀프탈레인 혼합액< 37℃ + 콩 > < 25℃ + 콩 >< 4℃ + 콩 > < 25℃(대조군) >② HCL을 첨가하여 붉은색이 없어진 혼합액< 37℃ + 콩 > < 25℃ + 콩 >< 4℃ + 콩 > < 25℃(대조군) >4. Discussion? DAY 1- 첫째 날은 4개의 호흡병에 각각 0.1N NaOH를 20ml씩 넣어준 후 증류수를 적신 거즈로 감싼 완두콩을 호흡병의 병마개 끝에 매달고 다른 온도로 설정하여 주는 과정을 진행하였다. 이 때 4개의 호흡병 중 하나는 대조군으로 완두콩을 넣어주지 않았고 나머지 3개의 호흡병은 각각 4℃, 25℃, 37℃로 다르게 온도를 설정해 주었다. 또한 모든 호흡병에는 빛을 차단하기 위해서 호일을 감싸주었다. 이 과정은 특별한 변화가 없고 콩이 호흡을 하기 위한 조건과 시간을 제공해주는 단계이다. 따라서 특별한 결과가 도출되지는 않는다.② DAY 2- 전날 세팅해 두었던 4개의 호흡병을 가지고 실험을 진행한다. 하루 정도 보관된 호흡병에서 완두콩들은 조건에 따라서 다른 호흡량을 보일 것이다. 즉 대조군을 제외한 3개의 호흡병의 NaOH에는 각각 호흡량에 따른 이산화탄소량이 다르게 녹아있을 것이다. 이것을 이용하여 온도에 따른 완두콩의 호흡량을 확인해 보는 것이다. 방법으로는 4개의 비커에 각각 전날 세팅했던 4개의 호흡병에서 NaOH와 0.1M BaCl{} _{2}을 각각 5ml씩 넣어준다. 그리고 나서 페놀프탈레인 용액을 각 비커마다 100ul씩 떨어뜨려 잘 섞어주면 위의 결과 사진과 같이 혼합용액이 붉은색으로 바뀌는 것을 확인할 수 있었다. 그 후에 0.1N HCl 용액을 떨어뜨려 주며 붉은 용액이 투명하게 변하기까지 떨어뜨린 HCl용액의 양을 각각 기록하는 것이다. 위의 결과란의 사진을 보며 실험 결과를 분석해 보도록 하자.먼저 1번 경우의 온도에 따른 NaOH-BaCl{} _{2}-페놀프탈레인 혼합액의 결과 사진을 살펴보자. 4개의 사진에서 37℃의 호흡병에서 추출한 NaOH와의 혼합액이 가장 뿌옇고 25℃, 4℃, 대조군의 순으로 뿌옇다는 것을 확인할 수 있다. 호흡량이 많을수록 즉, 이산화탄소의 양이 많을수록 뿌연 정도가 심한데 이것은 37℃에서 가장 활발히 호흡이 일어났고 25℃, 4℃, 대조군의 순으로 호흡이 많이 일어났다는 것을 알 수 있다. 대조군의 경우 콩이 들어있지 않았기 때문에 호흡과정이 일어날 수 없어 이산화탄소가 없기 때문에 맑은 혼합액이 되었다는 것을 알 수 있다.다음으로 2번 경우의 HCl을 첨가하여 붉은색이 없어진 혼합액의 사진을 살펴보자.

자연과학| 2017.11.29| 8페이지| 1,000원| 조회(423)

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아주대학교 A+생명과학실험(생과실) 7과 심장박동 평가A+최고예요

실험7. 심장 박동 관찰1. Introduction- 이번 실험은 심장 박동 관찰로 실험의 목적은 물벼룩의 심장박동을 측정하고 심장박동의 원리와 박동에 영향을 주는 화학물질, 온도 등의 효과를 이해하는 것이다. 실험에 앞서 이번 실험에 사용될 물벼룩과 각종 화학물질에 대해 간단히 알아보겠다.· 물벼룩 : 절지동물 양각목 물벼룩과 생물로써 몸길이가 대략 1.2~2.5mm의 작은 수생동물이다. 보통 연못이나 호수에 살며 전 세계에 널리 분포한다. 생물독성과 같은 환경오염 측정에 사용되기도 하며 물벼룩의 모습은 아래 사진과 같다. 사진에서 동그라미 쳐진 부분은 물벼룩의 심장이며 광학 현미경을 통해 심장을 관찰할 것이다.< 물벼룩의 모습 >· 화학물질 : 몇 가지 화학물질을 물벼룩에 처리하여 각각의 화학물질이 심장박동에 어떠한 영향을 주는지 관찰해볼 것이다. 이번 실험에 사용하게 될 화학물질은 아세틸콜린, 아드레날린(에피네프린), 니코틴, 카페인이 있다.? 아세틸콜린 : 신경의 말단에서 분비되며, 신경의 자극을 근육에 전달하는 화학물질이다. 아세틸콜린이 분비될 경우 심장박동이 억제된다.? 아드레날린 : 에피네프린이라고도 하며, 혈당의 상승작용, 심장박동 증가작용이 있으며 구급 의료에 사용된다.? 니코틴 : 담배의 주성분으로 말초신경을 흥분시키거나 마비시킨다. 흥분제이기 때문에 심장박동의 증가를 유발한다.? 카페인 : 중추신경계에 작용하여 정신을 각성시키고 피로를 줄이는 등의 효과가 있으며 장기간 다량을 복용할 경우 카페인 중독을 야기할 수 있다. 마찬가지로 흥분제의 일종으로 심장박동의 증가를 유발한다.· 온도 : 심장박동은 온도에도 영향을 받는다. 온도가 낮을 때 심장 박동이 빨라지고 온도가 높으면 느려진다.2. Materials & Method1) materials- 물벼룩 : 실험 대상- 바세린 / 면봉 : 바세린은 물벼룩을 페트리접시에 고정시키기 위해 사용한다.- 스포이트 : 화학 약물을 떨어뜨리기 위한 도구- 페트리접시 : 물벼룩을 올려놓기 위한 접시- 광학현미경 : 물벼룩의 심장 박동을 관찰하기 위한 현미경- 니코틴, 카페인, 아세틸콜린, 아드레날린 : 물벼룩의 심장박동을 변화시킨다.- 4℃, 25℃ 증류수 : 물벼룩의 심장박동을 변화시킨다.- 소형 계수기 : 심장박동을 카운트 하기 위한 도구2) method :① 페트리디쉬에 바세린을 바른다. 이 때 바세린이 안으로 패인 형태가 되도록 발라준다.② 물벼룩을 바세린에 고정시켜준다. 이 때 물벼룩이 압사당하지 않도록 살짝 면봉으로 눌러준다.③ 페이퍼 타월로 물기를 제거해준다.④ 순서에 따라 온도가 다른 증류수 혹은 화학 물질 처리를 한 다음 5분정도 기다린다.⑤ 광학 현미경으로 물벼룩의 심장박동을 관찰한다.· 주의 : 새 약물 처리 전에 25℃ 증류수로 5분 정도 안정화를 시켜준다. 이는 급격한 심장박동 수 변화에 따라 물벼룩이 죽을 수 있기 때문에 이것을 방지하기 위함이다.3. Results- 아래의 사진은 총 6번의 온도, 약물 처리를 한 뒤 15초동안 심장 박동을 측정하여 기록한 결과물이다.< 예비 실험 데이터와 실제 결과 데이터 >4℃ : 60회/15sec25℃ : 41회/15sec아세틸콜린 : 48회/15sec아드레날린 : 62회/15sec니코틴 : 58회/15sec카페인 : 48회/15sec< 예비 실험 데이터 >4℃ : 54회/15sec25℃ : 45회/15sec아세틸콜린 : 46회/15sec아드레날린 : 61회/15sec니코틴 : 58회/15sec카페인 : 52회/15sec< 실제 결과 데이터 >4℃ : 57회/15sec25℃ : 43회/15sec아세틸콜린 : 47회/15sec아드레날린 : 61.5회/15sec니코틴 : 58회/15sec카페인 : 50회/15sec< 두 데이터의 평균 값>위쪽에 기재된 데이터는 예비 실험에 따른 주어진 데이터이고 아래 부분은 실제 실험을 통해 얻어진 데이터 값이다. Discussion 부분에서 각 약물별 심장박동 수를 비교해보고 약물이 어떠한 영향을 미쳤는지 분석해 보도록 하자.4. Discussion- 앞의 Introduction에서 각각의 약물과 온도가 심장박동에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 조사해 보았다. 이 정보와 실험을 통해 얻은 데이터 값을 비교하여 분석해 보겠다.먼저 온도에 따른 심장박동 수에 대해 분석해 보자. 앞선 조사를 통해 온도가 낮을수록 심장 박동이 빨라진다는 사실을 알고 있다. Results에 첨부된 데이터 사진을 살펴보면 위쪽의 예비 실험의 데이터는 4℃ : 60회/15sec, 25℃ : 41회/15sec의 심장박동 수를 기록하고 있고 실제 실험의 데이터는 4℃ : 54회/15sec, 25℃ : 45회/15sec의 심장박동 수를 기록하고 있다. 두 데이터 모두 앞서 조사한 바와 같이 낮은 온도에서는 높은 심장박동 수를 보이고 높은 온도에서는 낮은 심장박동 수를 보이는 양상을 나타내었다. 따라서 조사한 사실이 실험을 통해 올바르다는 것을 증명할 수 있었다.다음으로 화학 약물에 따른 심장박동 수에 대해 분석해 보자. 결과의 비교를 위해 25℃(상온) 증류수 처리된 상태를 보통의 무(無)처리 상태라고 놓고 비교해 보도록 하겠다.? 아세틸콜린 : 앞서 조사에 따르면 아세틸콜린은 심장박동 수를 감소시키는 작용을 한다. 위의 데이터를 보면 아세틸콜린 처리가 된 상태의 심장 박동 수가 예비실험 데이터와 실제 결과 데이터 모두 나머지 3개의 약물과 비교해 봤을 때 상당히 낮다는 것을 확인 할 수 있다. 비록 25℃ 증류수 처리와 비교하여 심장박동 수가 더 낮진 않지만 나머지 3개의 약물에 비해 눈에 띄게 심장박동 수가 낮다는 사실을 통해 앞서 조사가 올바르다는 것을 증명하였다.

자연과학| 2017.11.29| 5페이지| 1,000원| 조회(1,022)

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아주대학교 A+생명과학실험(생과실) 11과 DNA전기영동 평가A+최고예요

실험11. DNA 추출과 구조1. Introduction- 이번 실험은 DNA를 추출해보고 그 구조를 알아보는 실험이었다. 추출 부분은 앞서 다른 조교님께서 미리 준비해주셔서 진행하지 않았고 추출된 DNA를 전기영동해보고 DNA모형을 이용하여 직접 만들어 그 구조가 어떻게 이루어져 있는지를 살펴보았다. 먼저 세포의 유전정보를 보유하는 DNA분자는 두 개의 긴 중합체가 상호간의 수소결합에 의해 결합되어 있는 이중나선 구조를 이루고 있다. 아래의 그림은 DNA의 이중나선 구조를 보여준다.이 두 중합체는 뉴클레오티드라는 소 단위체 간에 공유결합이 생겨 이루어진 긴 사슬 모양의 분자이다. 뉴클레오티드는 인산기, 5탄당, 질소 염기의 세 부분으로 이루어져 있다. 여기서 DNA에는 4가지의 질소 염기가 있는데 아데닌(Adenine), 구아닌(Guanine), 티민(Thymine), 시토신이 그것이다. 아래는 각각 질소 염기의 구조를 나타낸다.이중가닥 DNA를 대상으로 염기분석을 하면 아데닌과 티민, 구아닌과 시토신이 동일한 비율로 위의 그림과 같이 짝을 이루어 배열된다. 이것을 샤가프의 법칙이라 한다. 즉 [A] = [T], [G] = [C]가 되는 것이다. 그 이유는 아데닌과 티민은 두 개의 수소결합으로, 구아닌과 시토신은 세 개의 수소결합으로 상호 결합하여 이중나선구조의 근간을 형성하고 있기 때문이다. 다음으로 이번 실험에서 다뤘던 전기영동에 대해 알아보자.· 전기영동 : 전기영동이란 DNA를 크기에 따라서 분리를 할 수 있는 방법이다. DNA 구성 요소 중 인산기(Phosphorus)는, 음전하를 가지고 있는데, 한쪽에는 플러스 (+ 극) 다른 한쪽에는 마이너스(- 극) 전극을 걸어놓으면 마이너스 전하를 가진 물질은 마이너스 극에서 플러스 극 쪽으로 끌려간다. 같은 이치로 마이너스 전하를 띤 DNA가 플러스 전극 쪽으로 끌려간다. 또한, DNA 분자가 젤(gel)을 통과하게 될 때 분자량이 큰 것일수록 속도가 느려지게 된다. 분자량이 같더라도 구조에 따라서 움직이는 속도도 달라지는데, 실뭉치처럼 뭉친 DNA (supercoile DNA) 가 막대기 모양의 DNA보다 빠르게 움직인다. 이러한 차이를 이용하여 DNA를 분리해 내는 방법이 바로 전기영동이다. 아래의 그림을 참조하여 전기영동 결과를 해석하는 법을 살펴보겠다.맨 오른쪽에 있는 숫자는 분자량을 알 수 있는 DNA Ladder이다. 숫자를 보면 알 수 있듯이 위쪽으로 올라갈수록 분자량이 크고 아래쪽으로 내려갈수록 분자량이 작다는 것을 알 수 있다. 전기영동 하는 방법과 그에 쓰이는 시약 등은 아래의 Materials & Method에서 알아보도록 하자.2. Materials & Method1) materials- electrophoresis buffer solution : TAE = TAE는 주로 agarose electrophoresis에 쓰인다. 완충용액이다.- sample loading : 6X loading buffer = 시료를 gel속에 잘 가라앉히고 파란색을 내는 bromophenol blue가 들어 있어 이동을 확인한다. 비율은 5:1로 해준다.- Etidium Bromide = DNA 이중나선의 사이에 끼어 들어 gel에 자외선을 쬐면 DNA에서 형광이 나와 눈에 보이도록 해 주는 역할을 한다. 매우 위험한 발암물질이므로 취급에 주의해야 한다.- Size marker = 이미 크기를 알고 있는 DNA 단편이다.- DNA 조립 모형 = DNA 모형을 조립해보고 구조를 관찰해보기 위해 모형을 조립한다.- 전기 영동기, 마이크로피펫2) method- 전기영동 :① 버퍼용액과 아가로스 젤이 들어있는 미리 준비된 곳에 DNA추출물을 마이크로 피펫을 통하여 아가로스 젤의 홈 사이로 조심스럽게 집어넣는다. 이 때 아가로스 젤이 피펫에 의해 터질 수 있으므로 주의하여 홈 속으로 집어넣는다.② 크기를 비교하기 위한 Size marker를 함께 넣어주고 준비된 것을 전기영동기에 연결하여 전기를 가해 준다.- DNA 구조 조립 :① 주어진 조립 모형을 [A] + [T] 결합구조와 [G] + [C] 결합 구조로 분리한다.② 주어진 완성모형을 참고하여 순서대로 조립한다.3. Results- 아래의 사진은 전기영동을 통해 분리된 DNA와 Size marker의 사진과 손수 제작하여 완성된 DNA 구조 모형이다.4. Discussion- 먼저 전기영동 결과에 대해 살펴보자. 총 7개의 결과가 나온 것을 확인할 수 있다.7개 중 맨 왼쪽에 있는 것은 처음에 넣어주었던 Size marker로서 다른 DNA 추출물의 분자량과 비교해 보기 위한 기준이 되는 값이다. 나머지 6개는 각각 1~6조까지 조별로 DNA 추출물을 집어넣은 것이다. 주어진 추출물이 조별로 모두 같았기 때문에 전기영동에 의한 분자량 출력 결과는 거의 비슷하다. 약간씩 크기의 차이가 있는 것은 마이크로 피펫으로 DNA 추출물을 넣어줄 때 조준이 잘못되거나 추출물이 새어나간 경우가 발생하여 아가로스 젤의 구멍에 같은 양의 DNA 추출물을 넣지 못했기 때문이다. 위의 사진을 보면 우리가 사용한 DNA 추출물은 Size marker와 비교했을 때 분자량이 크다는 것을 알 수 있다. 그 이유는 앞서 살펴봤듯이 위쪽에 위치할수록 분자량이 큰 것이기 때문이다. Size marker의 경우 분리된 DNA들이 우리가 사용한 추출물에 비해 대부분 아래쪽에 위치하고 있기 때문에 분자량이 더 작다고 할 수 있겠다.

자연과학| 2017.11.29| 4페이지| 1,000원| 조회(259)

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