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광합성색소분리 결과보고서

생명과학실험 결과보고서실험날짜 : 2014.09.301. 실험목적크로마토그래피 원리를 이해하고, Rf값을 구할 수 있다.2. 실험방법(1) 실험방법막자사발에 일정량의 시금치 잎 (5g)을 넣고 아세톤 10 mL를 2회에 나누어 가하면① 서 아세톤이 2~3 mL만 남을 때까지 완전히 곱게 갈아 색소를 추출한다.② Filter paper를 시험관에 들어갈 적당한 크기로 자른 후 한쪽 끝에서 1 cm 되는 곳을 잘라 삼각형을 만든 다음 이곳으로부터 2 cm 되는 곳에 연필로 선을 긋는다.③ 준비된 색소추출액을 filter paper의 연필로 그은 선 중앙에 점적한다. (직경 5mm 이내) 이때, 헤어드라이어를 사용해서 완전히 말린 후 수십회 이상 충분히 반복하여 점적한다.④ filter paper를 마개에 고정시키고 전개용매(톨루엔)가 들어있는 시험관에 넣는다.⑤ 마개를 잘 막고 전개용매가 충분히 전개될 때까지 방치한다.⑥ 전개용매가 충분히 전개되었을 때 filter paper를 꺼내어 전개액이 전개된 부분, 각 색소들의 이동위치를 연필로 표시한 후 완전히 말린다.⑦ 각 색소를 구분하고 색소에 따라 전개율 (Rf : rate of flow)을 계산한다.(2) 실험재료매스실린더, 거름종이, 비커, 스포이트, 녹색 잎, 막자사발, 막자, 톨루엔3. 실험결과이동거리Rf값톨루엔7cm-엽록소 a (청록색)2.2cm2.2/7=0.31엽록소 b (황록색)5.5cm5.5/7=0.79⇒엽록소a와 엽록소b는 관찰할 수 있었으나 카로틴,크산토필이 전개된 것은 관찰할 수 없었다.4. 실험고찰(1) 색소간의 이동거리가 다른 이유는 무엇인가?각 색소는 전개액에 대한 용해도, 분자의 크기, 전개지에 대한 흡착력에 따라 전개율이 다르게 나타나는데, 전개액에 대한 용해도가 클수록, 분자의 크기가 작을수록, 전개지에 대한 흡착력이 작을수록 색소의 전개율이 커진다(2) Rf값에 변화를 줄 수 있는 요인은?Rf값에 변화를 줄 수 있는 요인들로는 종이의 성질, 온도, 시료의 양, 외부 물질, 물의 포화정도, 전개 용매의 성질 등이 있다.(3) 종이크로마토그래피의 원리는?종이 크로마토그래피는 원리상으로 분배 크로마토그래피의 일종이다. 분배크로마토그래피에 의한 분리는 두 가지 종류의 서로 혼합되지 않는 용매 사이에서 혼합물들이 두 용매에 대한 분배 계수가 다른 원리를 사용한다.(4) 전개지 위에 시료반점을 크게 찍지 않는 이유는?점을 너무 크게 찍을 경우 크로마토그래피를 따라 올라갈 때 종이에 너무 많이 퍼지게 되므로 생겨나는 다른 주위의 색소(시료)들과 섞일 가능성이 있기 때문이다.(5) 색소를 찍은 원점이 전개액에 잠기지 않도록 하는 이유는?색소원점이 전개액에 잠기면 오히려 전개액인 용매속으로 직접 확산되기 때문에 광합성 색소를 분리할 수 없기 때문이다.(6) 전개액으로 톨루엔을 사용한 이유는 무엇일까?전개액은 엽록체에 존재하는 모든 색소에 대한 용매여야 한다. 광합성 색소 분리시 톨루엔을 사용하는 이유는 톨루엔은 모든 광합성색소에 대한 용매로서 작용할 수 있기 때문이다.(7) 분리되지 못한 2가지 색소는 무엇이며 그 역할은 무엇일까?① 카로틴(carotene) - 카로틴은 동물체에 있어 레티놀(비타민A) 및 레티날(비타민A 알데히드)로 변하는 프로비타민A의 대표로 광수용에 중요한 기능을 가지고 있다. 또한 광합성 및 광파괴, 빛에의한 비활성화에 대한 보호 등에도 관여하고 있다.

자연과학| 2015.01.06| 3페이지| 1,500원| 조회(501)

크로마토그래피, 광합성, 광합성색소, 광합성 색소 분리

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광합성색소분리 예비보고서 평가A+최고예요

생명과학실험 예비보고서실험날짜 : 2014.09.301. 실험목적크로마토그래피 원리를 이해하고, Rf값을 구할 수 있다.2. 실험방법(1) 실험방법① 아세톤과 메탄올을 1:3 비율로 추출액을 만든다.② 추출액 속에 녹색 잎을 넣고 갈아 색소 추출액을 만든다.③ 거름종이에 색소추출액을 묻혀 건조시킨다.④ 여러번 반복해서 색소를 농축시킨다. 이때 색소를 묻힌 점을 원점이라고 한다.⑤ 매스실린더 안에 톨루엔 용액을 약 1cm정도 넣고 종이를 넣어서 잘 고정시킨다.⑥ 다 됐다고 생각하면 꺼내서 자로 길이를 재고 Rf값을 구한다.(2) 실험재료매스실린더, 거름종이, 비커, 스포이트, 녹색 잎, 막자사발, 막자, 클립, 나무젓가락3. 실험원리(1) 광합성광합성이란 태양에너지를 이용하여 물과 탄소로부터 포도당을 생산하는 과정이다. 광합성 과정에서 색소들은 태양에너지를 흡수하여 틸라코이드 막에 결합된 단백질과 연결되어 암반응에 이용할 수 있는 화학 에너지(ATP)로 전환하는 역할을 담당한다. 암반응에서는 이 에너지를 이용하여 탄소를 고정하여 포도당을 합성 한다.(2) 엽록체- 광합성 수행 세포 소기관- 엽록체는 지름 5∼10μm, 두께 2∼3μm 정도의 원반형- 외막과 내막의 2중막, 원형 DNA와 리보솜(박테리아 리보솜과 유사) 존재- 내부 막계인 그라나(grana)와?기질인 스트로마(stroma)로 구성- 그라나 : ? 명반응 장소? 납작한 주머니 모양의 틸라코이드가 쌓인 층상 구조물이다.? 틸라코이드 막에 여러 가지 효소와 광합성 색소가 있어 빛에너지를 흡수한다.- 스트로마 : ? 암반응 장소? 그라나를 둘러싸고 있는 기질을 말한다.? 광합성 효소를 포함하고 있어 이산화탄소를 고정하여 포도당을 합성한다.(3) 광합성 색소대부분의 잎은 잎의 주색소인 엽록소가 녹색파장을 반사시키고 흡수하지 않기 때문에 녹색으로 보인다. 대부분의 잎은 엽록체에 빛을 흡수하는 또 다른 색소인 노란색 카로틴과 노란색을 띤 오렌지색 크산토필도 가지고 있다. 이 색소들은 엽록소와는 다른 파장의 빛을 흡수하여 포획된 에너지를 엽록소에 전달한다.① 엽록소 : 적색, 청자색 색소를 흡수하며 원소 C, H, O, N, Mg로 이루어져 있다.- 엽록소 a(청록색) - 광합성을 하는 모든 식물이 가지고 있다.- 엽록소 b(황록색) - 녹조류, 육상식물이 가지고 있다.- 엽록소 c - 갈조류가 가지고 있다.- 엽록소 d - 홍조류가 가지고 있다.② 카로티노이드계 색소- 황색계톡의 색소로 카로틴, 크산토필이 있다. 빛에너지를 흡수하여 엽록소a로 에너지를 넘겨주는 보조색소이다.③ 기타 보조색소- 갈조소, 홍조소, 남조소, 규조소 : 해조류의 색소이다.(4) 크로마토그래피크로마토그래피는 여러 가지 물질의 혼합물로부터 각 성분들을 분리, 확인, 경량하는 방법이다. 크로마토그래피에 의한 물질의 분리는 고체나 액체의 고정상(stationary phase)을 여러 가지 성분의 혼합물인 이동상(mobile phase)이 계속적으로 이동하면서 진행된다. 이 때 혼합물 중의 고정상과 친화도가 성분은 이동상과 친화도가 높은 성분의 비하여 느리게 움직이기 때문에 여러 가지 물질의 혼합물은 각 구성성분으로 분리되게 된다. 즉 고정상과 이동상에 대한 각 성분의 친화성이 서로 다른 점을 이용하는 것이다. 이 친화성에 영향을 주는 요인에는 흡착, 이온화 및 분배계수들이 있는데, 이들 요인들은 서로 복합적으로 작용한다.분배계수(partition`coefficient),``K`= {이동상의```움직인```거리(conc.``of``A``dissolved````solvent```S1)} over {고정상의```움직인````거리(conc.``of``A``dissolved````solvent```S2)}? 고정상(stationary phase): 종이 크로마토그래피나 분필 크로마토그래피의 종이 탄산칼슘 과 같이 이동하지 않는 부분을 말한다.? 이동상(mobile phase) : 물이나 에테르같이 혼합물을 녹여서 흐르는 부분을 뜻한다.? 이동속도 : 혼합물의 성분은 고정상과 이동상으로 인해 동시에 인력을 받게 되는데, 이동 상과의 인력이 고정상과의 인력보다 크면 이동속도가 느려진다. 즉, 혼합물을 이루는 여러 성분의 고정상과 이동상에 대한 인력의 차이에 의해 각 성분이 분리되는 것이다.(5) 종이크로마토그래피① 원리종이 크로마토그래피는 원리상으로 분배 크로마토그래피의 일종이다. 분배크로마토그래피에 의한 분리는 두 가지 종류의 서로 혼합되지 않는 용매 사이에서 혼합물들이 두 용매에 대한 분배 계수가 다른 원리를 사용한다.이 때, 한 용매(주로 물)는 정지상의 구실을 하고 다른 용매는 이동상의 구실을 하여 물질을 분리하는데, 이 때 정지상의 지지체(supportin medium)에 따라 종이 크로마토그래피, 얇은 막(thin layer) 크로마토그래피, 분배 대롱 크로마토그래피 등으로 분류하며, 용도에 따라 여러 종류의 물질 분리에 이용된다.종이 크로마토그래피에 있어서 거름종이에 흡착된 용매(물)는 정지상의 구실을 하고, 물과 섞이지 않는 유기 용매는 이동상의 구실을 한다. 일반적으로 거름종이는 약 20%의 흡착수가 포함되어 있으므로 거름종이에 시료를 녹이는 것에 해당되며, 거름종이는 정지상을 지지해 주는 지지체(supporting medium) 역할을 한다.시료 용액을 거름종이에 소량 찍어 점적하고 말린 다음, 밀폐된 용기 속의 물로 포화된 유기 용매에 그 한쪽 끝을 담가 두면, 용매는 모세관 현상에 의하여 종이의 위쪽으로 스며 올라가거나 또는 중력에 의해 아래쪽으로 이동하게 된다. 이 때, 시료의 성분도 용매와 함께 이동하지만, 각 성분은 물과 유기 용매에 대한 용해도의 차이 때문에 이동 속도가 각각 다르게 된다.즉, 유기 용매에 잘 녹는 성분은 덜 녹는 성분보다 먼 곳까지 이동하게 되므로, 거름종이 위에서 성분들이 분리된다. 종이 위에 분리된 각 성분의 위치는 이들이 무색일 경우에는 적당한 발색 시약을 뿌려서 쉽게 확인할 수 있다. 또, 각 성분의 이동 거리는 Rf값으로 나타낸다.종이 크로마토그래피는 그 조작이 비교적 간단하고, 미량의 시료(5㎍ 이하)로써도 분리 능력이 좋아 여러 가지 미량 물질을 정량적으로 확인하는 데에 매우 편리하게 이용된다.Rf = 각 성분의 이동 거리 / solvent 의 이동거리② 전개 방법전개 용기에 용매를 적당량 붓고 시료를 점적한 출발선 쪽의 거름종이 끝이 용매 속에 몇㎜ 정도 잠기도록 그림과 같이 가로막대(스테인리스강 또는 유리)에 매달아 둔다.이 때, 출발선이 용매에 잠겨서는 안 되며, 용매가 출발선보다 약간 아래에 오도록 해야 된다. 또, 용기는 용매의 증기가 새어 나가지 않고 용매 증기로 포화되도록 항상 밀폐해 두어야 한다. 좁고 긴 거름종이를 사용할 때에는 시험관 또는 눈금 실린더에 적당한 마개를 하여 전개 용기로 사용하기도 한다.

자연과학| 2015.01.06| 5페이지| 1,500원| 조회(663)

크로마토그래피, 광합성, 광합성색소, 광합성 색소의 분리

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공변세포의 관찰 결과보고서

생명과학실험 결과보고서1. 실험날짜 : 2014.09.162. 실험주제공변세포의 관찰3. 실험목적식물의 공변세포를 관찰하고, 그 구조와 기능에 대해 알아본다.4. 실험재료 및 방법1) 실험재료식물 잎, 현미경, 슬라이드 글라스, 커버글라스, 거름종이, 문구용 칼, 아세트산카민 용액투명 매니큐어, 스카치테이프2) 실험방법- 첫번째 관찰방법① 잎을 준비하여 기공을 관찰하기 위해 표피를 얇게 벗긴다.② 슬라이드 글라스 위에 물을 한 방울 떨어뜨린다.③ 슬라이드 글라스 위에 관찰하고자 하는 식물 표피세포 층을 올려놓고 아세트산카민용액으로 염색한다.④ 커버글라스를 기포가 생기지 않도록 조심스럽게 덮는다.⑤ 현미경을 조작하여 관찰에 임한다.- 두번째 관찰방법① 식물의 잎 뒷면에 매니큐어를 얇게 바른다.② 매니큐어가 마르면 그 위에 스카치테이프를 부착하고 떼어낸다.③ 벗겨낸 표피는 슬라이드 글라스 위에 올려놓는다.④ 커버글라스를 덮은 후 현미경으로 관찰한다.5. 실험결과1) 관찰한 잎의 모양 - 쌍자엽식물2) 현미경 관찰① 첫 번째 관찰 방법으로 관찰한 모습② 두 번째 관찰 방법으로 관찰한 모습6. 실험고찰1) 쌍자엽과 단자엽을 관찰했을 때의 차이점은 무엇인가?☞단자엽식물☞쌍자엽식물나는 쌍자엽식물을 관찰하였으나 위의 단자엽식물은 다른 조가 관찰했던 것을 나도 관찰해보았다. 눈으로 보는 것 같이 단자엽식물은 잎맥이 나란하고 쌍자엽식물의 잎맥은 불규칙한 그물 모양임을 한눈에 알아볼 수 있었다.또한, 단자엽식물의 공변세포는 평행하게 배열되어 있는 것을 볼 수 있었고, 그와 달리 쌍자엽식물의 공변세포는 평행하지 않고 여기저기 흩어져있는 것을 알 수 있었다.2) 이번 실험에 대해 나의 생각이번 실험은 식물의 공변세포를 관찰하는 실험이었다. 어렵지 않은 실험이라 무사히 빨리 끝낼 수 있었고, 현미경 관찰도 성공적으로 할 수 있었다.그러나 표피를 벗길 때에는 남들처럼 잘 안벗겨져서 어려움을 겪기도 하였다.염색을 할 때에는 너무 오래 염색하여 관찰하기 어렵지 않도록 적당한 시간 염색을 하도록 했다.또한, 다른 사진들을 여러 가지 찾아보면 공변세포는 엽록체 때문에 녹색을 띠는 걸 볼 수 있었는데, 이번 실험은 아세트산카민으로 염색을 하고 매니큐어로 공변세포의 모양만 관찰해서 그런지 내 눈으로 직접 현미경을 통해 녹색인지 관찰할 수는 없었다. 다음에는 녹색의 공변세포를 관찰해보고 싶다.그리고 커버글라스를 덮을 때 너무 대충 덮었더니 기포가 생기는 부분이 많아 관찰에 어려움이 있기도 했다. 다음에는 더욱 신경을 써서 프레파라트를 만들어야겠다.3) 추가질문 - 공변세포의 직경이 2배가 된다면, 1/2이 된다면 어떤 문제가 발생할것인가?

자연과학| 2015.01.06| 4페이지| 1,500원| 조회(740)

기공, 일반생물학, 공변세포, 식물의 공변세포, 공변세포의 관찬

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공변세포 관찰 예비보고서

생명과학실험 예비보고서1. 실험날짜 : 2014.09.162. 실험주제공변세포의 관찰3. 실험목적식물의 공변세포를 관찰하고, 그 구조와 기능에 대해 알아본다.4. 실험이론1) 실험방법① 잎을 준비하여 기공을 관찰하기 위해 표피를 얇게 벗긴다.② 슬라이드 글라스 위에 물을 한 방울 떨어뜨린다.③ 슬라이드 글라스 위에 관찰하고자 하는 식물 표피세포 층을 올려놓고 아세트산카민 용액으로 염색한다.④ 커버글라스를 기포가 생기지 않도록 조심스럽게 덮는다.⑤ 현미경을 조작하여 관찰에 임한다.2) 실험시 주의사항① 현미경 사용시 저배율에서 고배율로 주의하여 사용한다.② 염색시약을 오래 사용하면 세포 구분이 힘들어 관찰이 어려우므로 오랜 시간동안 염색하지 않도록 한다.3) 실험이론① 세포세포는 생물체를 이루는 기본 단위이며 크게 세포핵과 세포질, 세포질을 둘러싼 세포막으로 구성된다. 식물세포는 세포막 바깥에 세포벽을 가지고 있다. 하지만 동물세포는 세포벽을 가지지 않는다. 세포질 속의 세포소기관에도 차이가 보이는데 식물에는 광합성에 필요한 엽록체, 물질의 저장소 역할을 하는 액포가 발달되어있지만 동물세포에는 이러한 소기관이 없고 식물세포에게는 없는 중심립이 존재한다.② 식물세포의 특징☞ 식물세포는 동물세포와 달리 엽록체, 액포, 세포벽이 존재한다a. 엽록체녹색식물은 태양의 빛 에너지를 이용해 물과 이산화탄소를 식물이 살아가는데 필요한 포도당 등의 유기물로 전환한다. 이를 광합성이라고 하며, 광합성이 일어나는 장소가 바로 엽록체다. 광합성은 식물뿐 아니라 사람을 포함한 동물에게도 중요하다. 광합성의 부산물로 산소가 나오는데, 산소는 동물이 호흡을 통해 물질대사를 할 수 있도록 만들기 때문이다.b. 액포녹색식물은 태양의 빛 에너지를 이용해 물과 이산화탄소를 식물이 살아가는데 필요한 포도당 등의 유기물로 전환한다. 이를 광합성이라고 하며, 광합성이 일어나는 장소가 바로 엽록체다. 광합성은 식물뿐 아니라 사람을 포함한 동물에게도 중요하다. 광합성의 부산물로 산소가 나오는데, 산소는 동물이 호흡을 통해 물질대사를 할 수 있도록 만들기 때문이다. 이외에도 세포 내부의 이온농도 및 산성을 유지하고, 세포의 세포질을 세포막 쪽으로 밀어내어 엽록체를 세포 바깥쪽, 즉 가능한 빛에 많이 노출될 수 있도록 돕는 역할도 수행한다.c. 세포벽세포벽은 세포막에 비해 두껍고 견고하여 세포를 보호하고 모양을 유지하는 역할을 한다. 식물세포를 농도가 매우 낮은 용액에 넣었을 때, 삼투압에 의해 세포 안으로 물이 흡수되어도 세포가 잘 터지지 않고 모양을 유지할 수 있는 것도 세포벽이 있기 때문이다. 그렇지만 물질의 출입을 조절하는 능력은 없으며 이 기능은 세포막에 의해 수행된다.③ 식물세포와 동물세포에 공통적으로 있는 소기관a. 핵세포의 생명활동의 중추로 DNA가 들어있어 세포의 기능을 조절하고 유전형질을 결정한다. 2중막 구조b. 세포질원형질에서 핵을 제외한 나머지 부분c. 미토콘드리아세포호흡으로 ATP를 생성하고, DNA를 가지고 있다. 2중막 구조d. 세포막인지질과 단백질로 구성되어 있다. 세포의 형태를 유지해주며, 반투과성과 선택적 투과성을 통해 세포 내외로의 물집 출입을 조절한다.e. 기타 세포소기관리보솜, 소포체, 골지체, 리소좀④ 공변세포공변세포는 기공의 개폐를 조절함으로써 증산작용을 조절하고, 또 이산화탄소 등 기체 출입을 조절하기도 한다. 낮에 열려 있는 기공은 증산작용을 일으킬 뿐 아니라 광합성에 필요한 이산화탄소를 흡수하기도 하는 것이다공변세포는 잎의 앞면과 뒷면에 고르게 퍼져 있지만 햇빛에 직접 노출되지 않기 위해 뒷면에 더 많이 존재하는 경우가 많으며, 수생식물의 경우에는 윗면에만 존재하기도 한다.? 기공광합성에 필요한 이산화탄소가 들어오고 광합성의 결과로 만들어진 산소가 나가는 공기의 이동통로이다. 이곳에서 잎에 있는 물이 기체상태로 내보내지는 증산작용이 일어난다.잎의 뒷면에는 표피세포가 변형된 공변세포가 쌍을 지어 표피에 분포한다. 두 개의 공변세포가 팽창하면 안쪽은 잘 늘어나지 않지만 바깥쪽은 상대적으로 얇기 때문에 휘어져 기공이 생긴다. 공변세포가 다시 홀쭉해지면 기공이 닫힌다.기공은 대체로 잎의 뒷면에 있으나 물 위에 떠 있는 잎에서는 표면에 있다. 또한 앞뒤의 구별이 없는 잎에서는 잎의 양면에 기공이 있으며, 지하나 수중에 있는 잎은 기공이 없다.? 공변세포에 의한 기공의 개폐과정공변세포는 표피세포가 변형된 세포로, 두 개의 공변세포가 서로 붙어 작용한다. 공변세포에 의한 기공의 개폐 과정은 정확하게 알려진 바는 없지만 유력한 설명은 다음과 같다. 공변세포에는 엽록체가 들어있는데, 엽록체에는 빛에 반응하는 엽록소들이 있어 낮에 햇빛이 비치면 엽록소에서 빛을 흡수하고 광합성이 일어난다. 광합성이 진행되면 세포 내 이산화탄소의 양이 줄어들어, pH가 높아진다. pH가 높아지면 포스포릴라아제라고 하는 효소가 활성을 갖게 되는데, 이 효소는 녹말을 포도당으로 분해하게 된다. 녹말 한 분자를 분해하면 무수한 포도당 분자가 만들어지므로 결국 공변세포의 삼투압이 올라가게 된다. 삼투압이 올라가면 공변세포는 주변 세포들로부터 수분을 흡수하여 삼투압을 낮추려 한다. 이렇게 수분을 흡수하면서 공변세포는 팽팽해진다. 그런데 두 공변세포가 맞닿아 있는 안쪽은 세포벽이 두껍고 바깥쪽은 얇은 편이어서, 팽팽해진 두 공변세포들은 활처럼 바깥쪽으로 더 많이 휘게 되고 기공이 열린다. 칼륨 이온의 농도 변화가 기공의 개폐를 조절한다는 설도 있지만, 어쨌든 광합성이 일어나고 공변세포의 삼투압이 높아지면서 두 공변세포가 바깥쪽으로 휘어져 기공이 열린다는 것은 공통적인 설명이다. 밤이 되면 이러한 과정이 진행되지 않아 기공이 닫힌다. 또 낮이라 하더라도 식물체 내에 수분이 부족한 경우에는 증발을 막기 위해 기공을 닫기도 한다.? 쌍자엽과 단자엽a. 쌍자엽(=쌍떡잎)대체로 잎이 넓고 그물맥으로 되어 있으며 꽃잎의 수가 4나 5의 배수를 이루고 있다. 또한 관다발이 규칙적으로 배열되어 있고 물관과 체관 사이에 고리모양의 형성층이 있어서 부피생장이 일어나므로 줄기가 굵게 자랄 수 있다. 또한 이들의 뿌리는 원뿌리와 곁뿌리의 구분이 뚜렷한 곧은뿌리로 되어 있다. 쌍떡잎 식물은 외떡잎 식물보다 전 세계적으로 널리 퍼져있으며 종류에는 완두콩, 강낭콩, 녹두, 팥, 무, 배추, 상추, 당근, 클로버, 복숭아나무, 사과나무, 감나무, 토마토, 감자, 고구마 등이 있다.

자연과학| 2015.01.06| 5페이지| 1,500원| 조회(554)

기공, 식물세포, 일반생물학, 공변세포, 공변세포의 세포벽

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소화효소의 활성 예비보고서

생명과학실험 예비보고서실험날짜 : 2014.10.071. 실험목적실험을 통해 소화효소에 대해 더 잘 이해하고, 탄수화물 검정방법에 대해 알 수 있다.2. 실험이론(1) 효소①효소반응물인 기질과 결합해 활성화 에너지는 낮춤으로써 물질대서의 속도를 증가시키는 생체 촉매이다.a. 생물체 내에서 일어나는 모든 물질대사(화학반응)에는 효소가 사용되며, 효소의 작 용으로 물질대사의 속도가 빨라지면 생물체의 생존에 유리하다.b. 작용과정 : 효소의 활성부위에 기질 결합 → 효소-기질 복합체 형성 → 활성화 에너지 가 감소해 화학반응 촉매 → 기질이 생성물로 전환 → 효소와 생성물 분리 → 효소는 다음 반응에 재사용c. 효소는 반응에서 소모되지 않으므로 방응 전후의 양이 일정하며, 반응열에는 영향 을 주지 않는다.②효소의 구성⇒ 효소는 주성분이 단백질이며, 정확한 입체구조를 이룰 때 제대로 된 활성을 나타낸다.a. 일부 효소는 단백질만으로 활성을 나타내지 못하고 비단백질 성분이 있어야 활성을 나타낸다.b. 주효소 : 효소의 단백질 부분으로 온도와 pH에 민감하다. 활성 부위를 포함하며 기질 특이성과 같은 효소의 성질을 나타낸다.c. 보조 인자 : 효소의 비단백질 부분으로 온도와 pH의 영향을 적게 받는다.- 조효소 : 단백질이 아닌 유기물로, 주로 비타민 B 유도체가 많이 이용된다. 반응이 끝나면 주효소로부터 분리되며, 한 종류의 조효소가 여러 종류의 주효소와결합하여 사용될 수 있다.- 금속 이온 : 일반적으로 주효소와 강하게 결합하고 있어 반응이 끝나도 주효소로부터 분리되지 않는다.d. 전효소 : 주효소와 보조 인자가 결합해 완전한 효소 활성을 갖는 상태로, 활성 부위에 기질이 결합하여 반응이 촉매될 수 있다.③ 기질 특이성효소는 자신의 활성 부위에 맞는 입체 구조를 가진 특정 기질과만 결합하여 반응을 촉매한다.① 자물쇠-열쇠 모형 : 활성 부위와 기질은 자물쇠와 열쇠처럼 서로 상보적인 구조를하고 있기 때문에 각 효소는 입체 구조가 맞는 특정 기질과만 결합한다.② 유도 적합 모형 : 기질이 활성 부위에 들어가면 기질과 단백질의 상호 작용으로 효소의 모양이 약간 변화하면서 활성 부위가 기질에 잘 맞도록 유도된다.④ 효소의 종류종류기능효소의 예산화.환원 효소기질로부터 수소를 이탈시키거나 기질에 수소를 붙인다.과산화수소 → 물 + 산소젖산 탈수소효소 카탈라이제전이효소기질로부터 아미노기를 빼내어 다른 물질로 옮긴다.아미노기전이효소가수분해 효소큰 분자를 작은 분자로 가수분해 하는 효소아밀라아제 펩신 ATPase분해 효소기질의 카르복시기(-COOH)로부터 CO2 를 이탈시킨다.피루브산 탈탄산효소이성질체화 효소한 물질을 분자식은 같으나 구조식이 다른 물질로 바꾸는 효소포도당-6-인산 이성질화 효소리가아제 (합성효소)2개의 분자를 서로 연결시켜주는 효소글루탐산 합성효소티로신-trNA 연결효소(2) 소화효소① 섭취한 음식물 속에는 분자량이 매우 큰 고분자 유기화합물들이 많은데, 이들은 그 큰 분자량으로 말미암아 소화관의 세포막을 통과하지 못한다. 따라서 이 물질들이 소화관의 세포막을 통과하여 체내로 흡수되기 위해서는 분자량이 작은 저분자 물질로 분해되어야 한다. 소화효소는 가수분해(加水分解)의 과정을 통하여 동물의 소화관 내에서 음식물 속의 고분자 유기화합물을 저분자 유기화합물로 분해하는 효소를 말한다.② 소화효소는 다른 효소들과 마찬가지로 단백질로 이루어져 있어 열, 산성도, 자외선에 대한 생체 내 단백질의 특성을 따른다. 따라서 열에 대단히 약하여 온도를 높이면 그 활성을 상실한다. 대개의 소화효소는 60 ℃ 이상에서 효소의 기능이 없어진다. 또, pH에도 그 활성을 크게 의존하는데, 대개의 효소는 pH 7 근처의 중성에서 활성이 가장 크다. 그러나 위에서 분비되는 펩신의 경우 pH 2 정도의 산성에서 활성이 가장 크다. 이처럼 소화효소는 그 분비기관과 기능에 따라 최적활성을 보이는 환경에 차이가 있다.(3) 효소활성의 조건①효소마다 활성이 최대인 온도(최적온도)와 pH(최적pH)를 가진다.②온도에 따른 효소 활성 : 무기 촉매가 관여하는 화학 반응에서는 일반적으로 온도가 높아지면 반응 속도가 증가한다. 효소가 관여하는 화학 반응에서도 최적 온도가 될 때 까지는 온도가 높아지면 반응 속도가 증가하지만, 최적 온도보다 온도가 높아지면 속도는 급격히 감소한다.③pH에 따른 효소 활성 : 최적 pH에서 반응 속도가 가장 빠르고, 최적 pH를 벗어날수록 반응 속도가 감소한다.④온도가 효소의 최적 온도보다 높아지거나, pH가 최적 pH를 벗어나면 효소의 주성분인 단백질의 입체 구조가 변형된다. 이로 인해 활성 부위가 변형되고, 기질과의 결합력이 감소해 효소의 활성(반응 속도)은 감소한다.(4) 탄수화물① 탄수화물은 당류라고도 하며 녹말, 셀룰로오스, 글루코오스와 같이 일반식을 Cn(H2O)m로 나타낼 수 있는 물질을 말한다. 이러한 일반식을 보면 탄소와 물로 이루어진 것처럼 보이기 때문에 탄수화물이라는 이름이 붙여진 것이다. 넓은 의미에서는 산소 원자수가 일반식보다 하나 적은 것(디옥시리보오스 등), 질소 원자를 함유하는 것(디미노당 등), 황화합물을 함유하는 것(콘드로이틴황산 등)도 탄수화물에 포함시킨다. 탄수화물에는 많은 수의 히드록시기가 있으므로 물과의 친화력이 커서 분자량이 작은 단당류나 이당류는 물에 잘 용해된다.② 탄수화물의 종류a. 단당류 : 포도당, 과당, 갈락토스 포도당은 주에너지원으로 사용된고, 남은포도당은 글리코젠으로 바뀌어 저장되거나, 피하, 장간막 등에 지방의 형태로 저장된다.b. 이당류 : 단당류가 2개 결합한 것으로 엿당(포도당+포도당), 설탕(포도당+과당), 젖당(포도당+갈락토스)등이 있다.c. 다당류 : 수백~수천 개의 단당류가 연결된 화합물로써 셀룰로스, 녹말, 글리코젠 등이 있다.③ 탄수화물의 기능a. 에너지 공급: 신체 활동을 위해서는 에너지가 끊임없이 요구된다b. 단백질 절약 작용: 단백질도 에너지를 낼 수 있으나 단백질의 에너지를 내는 일 외에도 단백질 고유의 중요하고도 필수적인 기능이 있다. 그러나 식사 중에 탄수화물이나 지방이 부족하게 되면, 단백질은 이 기능을 못하고 에너지를 내는데 쓰이게 된다. 그러므로 탄수화물과 지방은 단백질이 에너지원이 되는 것보다 단백질의 고유기능을 행하도록 단백질을 절약시켜주는 작용이 있다고 볼 수 있다.c. 장내 운동성: 식이 섬유질(다당류 고분자 화합물)에는 셀룰로스(식이섬유), 헤미 셀룰로스, 리그닌, 펙틴질(과일이나, 찹쌀 등에 많이 들어 있는 식이 섬유), 검같은 것들이 있다. 이것들은 장내에서 물을 흡수하여 부드러운 덩어리를 만들고, 이것이 소화기관 근육의 수축을 자극하여 장내에서 음식물이 잘 이동하도록 연동운동(장의 수축 운동)을 돕는 역할을 한다.d. 신체 구성 성분: 탄수화물은 함께 신체 내에서 중요한 몇 가지의 화합물을 형성 하는데, 주로 윤활물질이나 손톱, 뼈, 연골 및 피부 등의 중요한 구성요소가 되고 있다. 그 외에도 단당이면서 5탄당인 리보스는 DNA (유전자의 본체)와 RNA (리보 핵산)의 중요한 구성 성분이 되며, 이당류인 유당은 칼슘의 흡수를 돕는 작용을 한다.(5) 탄수화물 검정① 베네딕트 반응베네딕트용액에는 2가의 구리이온(Cu2+)이 포함되어 있다. 2가의 구리 이온은 청록색을 띠기 때문에 베네딕트용액의 색깔은 청록색을 띤다. 그런데, 만약 베네딕트 용액 속의 구리 이온이 환원되어 전자를 얻으면 1가의 구리 이온(Cu+)이 되고 용액의 색깔도 바뀔 것이다. 포도당은 환원력을 갖고 있는 분자이기 때문에 다른 물질로부터 전자를 빼앗겨 자신은 산화되고 다른 물질을 환원시키는 능력이 뛰어나다. 즉, 베네딕트 용액과 반응하여 2가의 구리 이온을 환원시킬 수 있는 것이다. 따라서 베네딕트 용액과 포도당을 섞고 가열하면, 포도당이 베네딕트용액의 2가 구리 이온(Cu2+)에 전자를 주어 환원시키고, 1가의 구리 이온(Cu+)을 만든다. 이 때 산화구리(Cu2O) 침전물이 생기면서 용액의 색깔을 황적색으로 변화시키게 된다. 이렇게 베네딕트반응은 포도당의 환원력에 의해 진행되는 반응으로, 포도당 이외에도 엿당, 과당과 같이 환원력이 있는 분자들은 베네딕트 반응을 통해 확인할 수 있다.②요오드-녹말 반응녹말이요오드와 반응하는 현상. 통상 녹말에는 20~25% 아밀로오스가 포함되지만 아밀로오스는 글루코오스잔기6개로한번감기하는 나선모양 분자를 만들기 때문에 그 공간(약 13A)에 1분자의 요오드가 들어가 특유의 파란색(흡수극대파장 λmax 660nm)을 띤다. 평균사슬길이가 약 25인 아밀로펙틴에서는 요오드와의 결합력이 약하여 적자색(λmax 540nm)을 나타내고, 이것보다 평균사슬길이가 짧은 글리코겐에서는 적갈색의 복합체(λmax460~470nm)를 형성한다. 아밀로오스와 요오드의 결합량은 전압적정법 등으로 산출할 수 있다. 순 아밀로오스에서는 18.5~20.0mg/100mg, 아밀로펙틴에서는 1 이하이기 때문에 아밀로오스와 요오드반응은 녹말의 아밀로오스함량, 순도측정을위해 사용된다. 또한 아밀로오스-요오드복합체의 흡수극대파장은 아밀로오스사슬이 길이가 길수록 장파장 쪽으로 이동하기 때문에 사슬길이 측정 방법으로 사용되고 있다.③바르푀드 반응단당류와 이당류를 구분하기 위해 쓰이는 검출 방법. 초산동을 초산에 용해시킨 바르푀드 용액은 약한 산성이므로 단당류는 Cu를 Cu2O로 환원시킨다. 단, 2분 내에 반응시켜야 하며 2분이 지나면 이당류도 단당류로 분해되므로 반응이 나타날 수 있다. 가열하고 난 후 환원당이 있다면, 시험관 밑에 적갈색 침전이 생긴다.④펠링 반응펠링 반응은 은거울 반응 등과 함께 글루코스 등의 환원당이나 알데하이드처럼 환원력이 강한 물질을 검출하는데 쓰이는 반응으로, 알데하이드나 환원당을 용액에 넣고 가열하면 용액이 붉은 색으로 변하게 된다. 이 변색 반응의 원리는 타타르 산 이온과 함께 착염의 이온상태로 존재하던 푸른 색의 구리이온을 환원시켜 붉은 구리 침전으로 석출시키게 되어 용액이 붉은 색을 띄게 되는 것으로 베네딕트 반응의 원리와 같으며, 따라서 이 반응은 펠링 용액 대신에 베네딕트 용액을 사용해도 결과에는 큰 차이가 없게 된다.

자연과학| 2015.01.06| 7페이지| 1,500원| 조회(600)

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