산소성호흡 (세균을 이용한 실험)가. 실험 방법1) 세균 용액 준비① Nutrient agar 배지에서 배양한 E. coli를 transfer loop를 이용하여 10 ml의 nutrient broth에 접종한 후, 30oC에서 하룻밤 배양한다.② 배양한 E. coli의 liquid를 200 ml의 nutrient broth가 들어 있는 500 ml 삼각플라스크에 모두 접종한 후, 30oC에서 5시간 동안 배양한다.③ 배양액을 원심분리용 튜브(100 ml, 2개)에 옮긴 후, 7,000 x g로 20분간 원심분리한다.④ 침전물에 20 ml의 0.1 M potassium phosphate 완충액(pH 7.4)을 첨가하고 유리막대를 이용하여 재현탁한다.⑤ 세균 현탁액이 들어 있는 튜브를 얼음에 박아둔다.2) E. coli에 의한 숙신산 산화작용 조사① 준비된 시험관(20 ml) 7개에 A-G의 번호를 붙인다.② 모든 시험관을 얼음 속에 박아둔다.③ 각 시험관에 5mM 메틸렌블루 용액, 증류수, 0.1M 숙신산 용액 등을 아래의 표에서 지시한 만큼 넣는다.④ 세균 현탁액을 아래의 표에서 지시한 만큼 재빨리 넣고 잘 섞는다.⑤ A-F의 시험관은 30oC의 항온수조에 담그고, G의 시험관은 얼음 속에 그대로 둔다.⑥ 각 시험관에서 메틸렌블루 용액이 완전히 탈색되는 시간을 측정한다.⑦ 결과를 도표로 나타내고, 각 시험관의 결과를 서로 비교하여 해석한다.나. 실험 기구 및 재료1) 실험 기구얼음통, nutrient broth, 삼각플라스크(500 ml), transfer loop, alcohol lamp, shaking incubator(30oC), 원심분리용 튜브(100 ml), 원심분리기, 유리막대,시험관(20 ml), stainless steel 시험관대, 항온수조 (30oC), 피펫(5 ml), 유성펜2) 실험 재료E. coli, 얼음, 0.25 M sucrose 용액, 5 mM 메틸렌블루 용액, 증류수, 0.1 M potassium phosphate 완충액(pH 7.4), 0.1 M succinate 용액실험결과 :재료시험관 (단위 :ml )ABCDEFG온도37 DEG 4 DEG메틸렌블루0.050.050.050.050.050.050.05숙신산0222222증류슈(D.W)232.52100세균현탁액300.51233탈색되는시간18:2416:3815:30이번실험은 세균(E. coli) 현탁액을 사용한 실험이다, 먼저 실험결과를 분석하기 전에 E. coli은 원핵생물이므로 미토콘드리아가 없다, 하지만 산소성호흡을 하기위해 필요한 효소가 있어 E. coli는 facultativeaerobes이다, 즉 산소성호흡(유기호흡, aerobic respiration)과 무산소성호흡(무기호흡, anaerobic respiration) 모두 가능한 세균이다.유기호흡은 유기물로부터 에너지를 만드는 과정에서 산화되고 전자와 양성자는 전자전달계로 이동해, 전자전달계를 통과한 전자는 산소와 결합(산소가 최종 전자 수용체이다)해 화학삼투적 인산화에 의해 대부분의 ATP가 생성된다.무기호흡은 세포 외부에서 들어온 무기물(이산화탄소, 황산염이온, 유황, 질산염이온 등) 또는 유기물(퓨마르산)이 전자전달계의 최종전자수용체 역할을 하는 호흡이다, 그러므로 무산소호흡에서 대부분 ATP는 화학삼투적 인산화에 의해 생성된다.이번실험에서 탈수소화효소의 도움을 받아 피루브산을CO _{2}과H _{2}로 분해한다. 이때 만들어진H _{2}에 대해 메틸렌블루가 수소수용체 역할을 하기 때문에 메틸렌블루가 탈색되는 결과를 관찰할 수 있다. (공기를 방지하지 않아 E. coli가 어떤 호흡을 하는지 자세히 구별할 수 없지만 예상으로는 산소성호흡이라고 생각한다. )이번 실험은 30분을 기준으로 삼아 실험했다, 그러므로 시험관A,`B,`C,`G 는 완전히 탈색되기 까지 관찰하지 않았다. 그러므로 위 사진을 올린다. 결과를 분석해보면 시험관A,`B,`G 는 아무런 탈색반응(사진에서B 는 탈색을 한 것처럼 보이지만 실재로 탈색하지 않았다, 사진을 찍을 때에 오류가 생긴 모양이다.)이 보이지 않았다. 먼저 시험관A 는 숙신산 용액을 너지 안아 반응을 할 물질이 없어 반응을 할 수 없다고 본다. 시험관B 는 세균 현탁액을 너지 않았다, 반응은 세균에 의해 일어나 세균이 없으면 반응을 할 수 없다. 시험관G 는 다른 시험관과 달리 온도를4 DEG (즉 얼음에 속에 둔 온도)에 유지해 효소가 반응을 유지할 수 있는 적절한 온도가 아니어서 탈색하지 않는다.시험관C,`D,`E,`F 는 시험관C`` -> `F순서로 반응하는 시간이 점점 줄어든다. 이는 같은 양에 숙신산 용액을 반응시키는 세균에 양에 있다. 세균 현탁액이 많을수록 동시에 더 많은 양에 숙신산과 반응을 일으켜H _{2}가 더욱 빨리 생산된다. 그러므로 메틸렌블루가 탈색을 더욱 빨리 진행되는 과정을 볼 수 있다.Futher Study :- 세포호흡과 무산소호흡 차이점과 예시.유기호흡( 세포호흡) :유기호흡 반응식(*보통 38ATP + 열에너지)이러한 호흡은 결국 ATP형태의 화학에너지로의 전환을 가져오는데, 위의 반응식에서 포도당 1분자가 분해될 때 ATP 형태의 에너지가 생성되는데, 3단계로 나누어 나누어진다.첫번째가 당인 포도당을 분해하는 해당과정이다. 해당과정은 세포질에서 일어나며 6탄당의 포도당은 3탄당의 피루브산 2분자로 분해되면서 각각의 대사과정에서 2분자의 NADH와 4분자의 ATP를 생성합니다. 이때 2분자의 ATP가 소모되기 때문에 최종 생성물은 2 NADH와 2ATP가 된다.그 후에 이렇게 생성된 피루브산은 TCA회로로 들어가는데. 미토콘드리아에서 반응을 한다. 이 과정에서 2ATP, 8NADH, 2 FADH2가 생성된다.마지막으로 전자전달계로 결국 생성된 NADH와 FADH도 양성자농도구배에 의한 화학삼투에너지에 의해 즉, 에너지 준위차에 의해 미토콘드리아의 막강으로 분출되면서 ATP형태의 에너지를 생성하는데, NADH의 경우는 3ATP를 FADH2의 경우는 2ATP를 생성하게 된다. 따라서 해당과정에서 생긴 2NADH와 TCA에서의 8NADH2 , 총 10분자의 NADH는 30ATP를 생성하게 되고, 2분자의 FADH2는 x 2는 4ATP, 그리고 해당과정에서의 2ATP와 TCA에서의 2ATP를 총 합하면 38ATP 가 생성된다.무기호흡(무산소호흡) :무기호흡은 산소를 사용하지 않는 호흡 방식을 통칭한 것이다. 예를 들어 어떤 혐기성 세균은 유기호흡과 유사한 과정을 거쳐서 ATP를 생성하나, 산화적 인산화 과정에서 에너지를 모두 사용한 전자를 산소가 아닌 황산 이온으로 넘겨주고 그 결과 황화 수소가 생성된다. 이러한 경우 산소를 사용하지 않기 때문에 무기호흡으로 분류된다. 또한 발효는 해당과정만 거칠 뿐, TCA 회로와 산화적 인산화 과정을 거치지 않기 때문에 산소가 사용되지 않는다. 따라서 발효도 무기호흡으로 분류된다.
실험결과 :실험 1. 막대형 물리 진자의 주기 측정- 막대형 물리 지자의 길이 :L=500`mm ;T _{theory} `(`s`)=2 pi sqrt {{L ^{2} +12d ^{2}} over {12gd}}t _{n} `(`s`)T=t _{n} -t _{n-1} ``(`s`)12.481.1423.621.1434.751.1345.891.1457.031.14T _{average} `(`s`)1.138T _{theory} `(`s`)1.14Error`(`%`)0.2t _{n} `(`s`)T=t _{n} -t _{n-1} ``(`s`)13.401.4824.150.7535.261.1146.371.1157.481.11T _{average} `(`s`)1.112T _{theory} `(`s`)1.10Error`(`%`)1.1t _{n} `(`s`)T=t _{n} -t _{n-1} ``(`s`)13.371.0824.451.0835.531.0846.601.0757.681.08T _{average} `(`s`)1.078T _{theory} `(`s`)1.09Error`(`%`)1.1※ ift _{0} =1.34`s`;`d=230`mm ※ ift _{0} =1.92`s`;`d=190`mmt _{n} `(`s`)T=t _{n} -t _{n-1} ``(`s`)12.931.1224.051.1235.161.1146.281.1257.401.12T _{average} `(`s`)1.118T _{theory} `(`s`)1.11Error`(`%`)0.7※ ift _{0} =2.29`s`;`d=144`mm ※ ift _{0} =1.81`s`;`d=100`mmt _{n} `(`s`)T=t _{n} -t _{n-1} ``(`s`)12.731.2924.021.2935.301.2846.591.2957.871.28T _{average} `(`s`)1.286T _{theory} `(`s`)1.28Error`(`%`)0.5※ ift _{0} =1.44`s`;`d=60`mm단진자에서 끈에 무기를 무시하며 추가 운동하는 각theta LEQ 5 DEG 면,sin theta = theta 로 볼 수 있어F=-mgsin theta 로 운동방정식m {d ^{2} x} over {dt ^{2}} =-mg {x} over {L}이 나온다, 미분해x=Acos omega t이 나온다,여기서omega = sqrt {{L} over {g}}로서 주기T`는T=2 pi sqrt {{L} over {g}}이 나온다.하지만 물리 진자에서는 회전축에 대한 강체의 관성모멘트가 있어 운동방정식은I {d ^{2} theta } over {dt ^{2}} =-MgLsin theta 이다, 그러므로 이때에 주기T`는T=2 pi sqrt {{I} over {MgL}}가 된다.따라서 단진자와 물리진자에 주기T`는 다르다, 하지만 운동하는 각도theta 가 작으면 작을수록 관성모멘트에게 받은 영향이 줄어들어 작은 각도에서는 비슷한 현상을 볼 수 있다. 반대로 보자면, 각도theta 가 커지면 주기T`는 단진자에서는 영향이 없지만 물리 진자에서는T``-`d`그래프로 보자면 진폭이 좁아진다.실험 2. 원판형 물리 진자의 주기 측정- 원판형 물리 지자의 반경 :R=100`mm ;T _{theory} `(`s`)=2 pi sqrt {{R ^{2} +2d ^{2}} over {2gd}}t _{n} `(`s`)T=t _{n} -t _{n-1} ``(`s`)11.100.7721.870.7732.650.7843.420.7754.190.77T _{average} `(`s`)0.772T _{theory} `(`s`)0.755Error`(`%`)2.3t _{n} `(`s`)T=t _{n} -t _{n-1} ``(`s`)11.150.7721.920.7732.700.7843.470.7754.240.77T _{average} `(`s`)0.772T _{theory} `(`s`)0.766Error`(`%`)0.8※ ift _{0} =0.38`s`;`R=90`mm ※ ift _{0} =0.33`s`;`R=70`mmt _{n} `(`s`)T=t _{n} -t _{n-1} ``(`s`)11.540.9122.450.9133.360.9144.270.9155.180.91T _{average} `(`s`)0.910T _{theory} `(`s`)0.89Error`(`%`)2.2t _{n} `(`s`)T=t _{n} -t _{n-1} ``(`s`)11.030.7921.810.7832.600.7943.390.7954.180.79T _{average} `(`s`)0.788T _{theory} `(`s`)0.777Error`(`%`)1.4※ ift _{0} =0.24`s`;`R=50`mm ※ ift _{0} =0.63`s`;`R=30`mm실험 3. 비틀림 상수 측정비틀림 상수k`(`Nm/rad`)작은 반지름 철사0.0071중간 반지름 철사0.0371큰 반지름철사0.1110실험 4. 비틀림 진자의 주기 측정- 원판 강체의 측정값 :M=0.115`kg`;`R=0.047`cmI= {1} over {2} MR ^{2} =1.3 TIMES 10 ^{-4} `kg BULLET m ^{2} ;T _{theory} `(`s`)=2 pi sqrt {{I} over {k}}T _{average} `(`s`)T _{theory} `(`s`)Error`(`%`)작은 반지름 철사0.8750.8522.7중간 반지름 철사0.3900.3724.8큰 반지름철사0.2300.2157.0강체의 관성 모멘트I=1.3 TIMES 10 ^{-4} `kg BULLET m ^{2}이므로 [실험 3]에서 구한 비틀림 상수k`을 도입 식혀 이론값 방정식T _{theory} `(`s`)=2 pi sqrt {{I} over {k}}에 대입해 이론값 주기T _{theory} `을 얻어낸다. 실험 결과 각 실험에 오차가 2.7 % , 4.8 % , 7.0 %가 나왔다.토의 :이번 주 실험은 물체의 진자운동과 비틀림 진동을 인터페이스 등을 통해 관찰하고 주기T을 측정하여 이론값과 일치하는지를 확인하는 실험이다. 이번 주 실험에서 측정한 결과에 오차가 상대적 크지 않았는데 [실험 2]와 [실험 4]에서 비교적 오차가 크게 나왔다.먼저 실험에 오차가 작다는 곳에서 생각해봤다, 이번 실험에서는 인간에 눈으로 직접 하는 요소가 몇 곳이 있는데, [실험 1], [실험 2]에서는theta 을 만들기 위한 부분에서 살짝 밀어주기만 하면 돼서 오차가 적다고 본다. 하지만 [실험 2]그래프를 보면 [실험 1]보다 상대적 오차가 컸는데 이는 각도theta 을LEQ 5 DEG 로 밀어주는 힘을 조절하지 않아 오차가 커졌다고 본다. [실험 3], [실험 4]에서는 실험자가 직접해야할 부분이 각각 한 부분인데 하나는 [실험 3]에서는APPROX 180 DEG 돌리고 손을 때면 된다, [실험 4]에선 실험자가 직접 힘 센서를 통해 실을 잡아 당겨야 하는데 실험도중 “큰 반지름철사”에서 실이 끄너졌다, 그러므로 오차가 좀 크게 나온 것 같다. 아 외에 다른 오차를 찾아봤다.실험 기구에 실험 전 상태를 평형 상태로 유지해야하지만 실험자가 손으로 평형을 맞추어 조금 흔들거리는 것을 볼 수 있다.또한 비틀림 상수를 측정할 때 힘 센서와 도르래 사이를 수평으로 유지시키지 않아서 정확한 힘이 계산되지 않았을 수도 있고, 끌어당길 때 일정한 힘을 유지하기 어려워 오차를 만들 수 있다고 본다. 또한 실험에선 실에 무게를 무시했지만 실제 실에 무게가 있으며 이로 인해서도 작은 오차가 생긴다고 본다. 마지막으로 오차가 제일 많이 나온 부분으로 예측하는데, 바로 각도theta 를LEQ 5 DEG 로 하지 않았다는 것이다. 모든 실험을 일정한 각도를 유지하지 않은 것도 하나에 오차원인이라고 본다.참고문헌 :-http://heebok.kongju.ac.kr/experiment/dynamics/f703.htm
실험결과 :- pH 변화에 따른 효소의 활성도 점검- 시험관 길이 1 예상- 실험 중 온도와 기질의 농도 일정pHpH 4pH 5pH 6pH 7pH 8time ( s )23.022.117.915.323.7Rate of reaction0.0430.0450.0560.0650.042실험결과 ph 7에서의 Rate of reaction 이 제일 높다, 다시 말해 ph 7에서의 반응속도가 제일 빠르다. 결론으로 카탈라제의 반응속도는 산성 혹은 염기성일 때 보다 중성일 때가 더 빠르다는 것을 실험으로 확인했다.- 온도 변화에 따른 효소의 활성도 점검- 시험관 길이 1 예상- 실험 중 pH와 기질의 농도 일정temperatuce0 DEGRT37 DEG65 DEGtime ( s )77.451.0180.0INFRate of reaction0.0130.0190.006{1} over {INF }0 DEG RT 37 DEG 65 DEG(`%`)실험결과 RT에서의 Rate of reaction 이 제일 높다, 즉 RT에서의 반응속도가 제일 빠른 것으로 측정됐다.- Enzyme kinetics analysis- 시험관 길이 1 예상- 실험 중 pH와 온도(RT) 일정‘substrate concentration5%10%15%25%30%time ( s )INF76.033.09.79.0Rate of reaction{1} over {INF }0.0130.0300.1030.111{v} over {2}Km다른 자리 입체성 효소를제외한 많은 효소반응에 대해서는 어느 하나의 기질에 대해 일반적으로라는 속도식이 성립하고 ν의 [S]의존성을 조사하는 것으로서미카엘리스상수 Km와 최대속도 Vmax를 얻어낼 수 있다. 실험값 V _{m}는 0.12이므로 {V _{m}} over {2} =K _{m}은 0.06이 된다.토의 :이번실험은 많은 오차가 생겼는데 몇 가지 이유를 적었다.먼저 시료에 문제가 좀 생겼다, 감자를 갈고 나서 걸러 낼 때 한 덩어리가 카탈라제 효소액에 떨어졌다. 이는 효소액에 카탈라제 농도와 순도에 영향을 주었다.또한 실험에서 사용한 20% H _{2} O _{2} 에 오차가 생겼다. 실험 1에서 쓴 20% H _{2} O _{2} 는 실험 전 미리 준비해둔 것을 사용했다. 하지만 20% H _{2} O _{2} 량이 부족해 실험 2, 3에서는 갓 새로 준비한 20% H _{2} O _{2} 을 사용했다. 실험1, 2, 3을 하면서 새로 준비한 20% H _{2} O _{2} 가 미리 준비한 20% H _{2} O _{2} 보다 많이 느리는 현상이 일어났다. 새로 준비한 20% H _{2} O _{2} 은 잘못된 농도를 써서 발생할 수도 있으며 시간이 짧아 아직 재대로 혼합하지 않아 실험에 영향을 준 것이라고 예상한다.인간에 평온은 37DEG 이며 우리는 시험관은 오래 움겨줘서 온도가 실온(대략 26%이다)보다 더욱 높은 온도를 유지하고 있다. 또한 Incubator에 튜브를 넣고 37℃의 온도를 유지시켜주었어야 하는데 적정온도까지 유지가 되지 않은 상태에서 꺼내서 온도가 낮을 수 도 있으며 꺼낸 후 재빨리 실험을 하지 않아 온도가 낮아져 오차가 생겼다.실험에서 표지높이 까지 걸리는 시간을 재면서 우리는 오차를 줄이기 위해 2명이 같이 쟀지만, 우리는 1자리 만 남겼다. 이로 인해 오차가 생긴 것 같다.시험관에 시료와 1ml 20% H _{2} O _{2} 을 투입할 때 한번 piptman에 공기가 들어같다. 비록 우리는 20% H _{2} O _{2} 를 다시 빨아들여 투입했지만, 바꿔 쓰지는 않았다, 이때 안에 조금 남아 있는 것이 보이는데 이에 의해 오차가 생겼다.Futher Study :- 생체 내에서 위 실험에서의 최적 pH와 다른 pH에서 최대 활성을 나타내는 효소를 찾아보고 왜 그런지 이유를 쓰세요.효소는 단백질 구조물이다, 그러므로 기능을 가지는 활성화와 그 기능을 가지지 못하는 비활성화로 구분된다.비활성화의 경우에도, 활성조건(수분, 산도 온도 등)이 알맞지 않아서 기능을 나타내지 않는 상태, 단백질의 구조가 파괴되어 더 이상 활성을 나타낼 수 없는 상태로 나눠진다.효소는 생체 내에서 여러 가지 형태로 존재하며 필요에 따라 활성화와 불활성화를 반복한다. 또한 그 구조가 한계까지 사용되거나 필요에 따라 생체 내 일부 기관에서 효소를 분해해 새로운 효소를 만들어 낸다. 하지만 실험에서는 이런 조건을 가지기 어렸다.- 효소활성 측정을 하는 다른 방법에 대해 조사해 보세요.효소활성 측정법에는 몇가지 방법이 있다.- 효소중첩면역측정법(enzyme multiplied immunoassay technique, EMIT)혈중 약물의 측정에 응용되고 있는 비동위원소측정법이다.원리: 항체(약물에 대한) → 환자 시료에 넣고 → 동시에 효소표지 약물 첨가 → 효소표지 약물은 남아 있는 항체와 반응 → 항원항체복합물 형성, 효소표지 약물과 결합한 항체는 물리적으로 효소의 활성부위(active site)나 효소의 구조를 변화시켜(conformational change) 효소 활성부위를 저해, 효소활성의 변화는 혈청의 약물농도와 비례한다.- 기질표지형광면역측정법(Substrate Labeled Fluorescent Immunoassay, SLFIA)항원에 기질이 표지된다. 항체와 경쟁적으로 반응하며. 항체와 결합한 기질표지 항원은 효소를 첨가하더라도 효소반응이 저해되어 생성물을 생성하지 못한다. 형광측정으로 항생제나 항간질제를 측정하는데 이용한다.- 종말측정법표준물질을 이용한 상대적 분석오로 반응 시작 후 일정한 시간이 경과한 다음 반응을 정지시키고 생성물이나 기질을 측정한다. 장점은 다량의 검체를 한 번에 측정한다.- 반응률(초속도)측정법(reaction rate assay)표준물질이 불필요한 절대적 분석에 의해 반응 시작 후 반응속도가 일정하게 되었을 때 흡광도의 변화로부터 생성물의 양을 구한다. 장점은 단시간에 측정하지만 온도제어장치가 있는 자동분광광도계 및 정밀도가 높아야 하는 단점이 있다.
제 6 주. 세포관찰(동물, 식물, 미생물 세포의 관찰)서론모든 생물은 원핵세포 또는 진핵세포로 구성되어 있다. 원핵미생물인 세균은 한개의 원핵세포로 되어 있으며, 크기가 작고 핵막과 세포내 소기관이 존재하지 않는 간단한 구조이다. 한천배지 상에서 관찰되는 colony는 1개의 세균세포가 수회의 분열을 통해 생성된 것이다. 세균의 세포 형태를 현미경으로 관찰하면 크게 bacillus(막대기 모양), coccus(구형), 또는 spirillum(나선형) 등으로 구분할 수 있다. 동식물세포는 핵이 핵막에 둘러싸여 세포질과 분리되어 있고, 세포질 내에는 소포체, 골지체, 미토콘드리아, 엽록체, 액포 같은 세포내 소기관들이 잘 발달되어 있다. 동물세포는 식물세포와는 달리 세포막 외부에 세포벽이 없으며, 액포와 엽록체도 볼 수 없다.세포의 구조처럼 미세한 것의 관찰에는 현미경이 필수적이다. 현미경의 종류는 매우 다양한데 크게 광학현미경과 전자현미경으로 나눌 수 있다. 일반적으로 생물학실험실에서는 광학현미경이 널리 사용되고 있는데, 광학현미경으로 관찰할 때에는 시료를 염색하는 경우가 많다.실험목적광학현미경의 사용방법을 익히고 세균, 동물 및 식물 세포를 비교 관찰한다.실험과정실험재료루프, 세균 배양액 (Escherichia coli, Bacillus strains), 광학현미경, 슬라이드글라스, 커버극라스,알콜 램프, crystal violet, Iodine mordant, 증류수, 95% 에탄올, safranin, 여과지, 양파, 면도칼, 아세트산카아민, 구강상피세포, 면봉, 70% 에탄올, 1% 메틸렌블루실험방법가. 그람염색(Gram staining)에 의한 세균세포의 관찰1. 접종에 사용할 루프를 불꽃으로 멸균시키고, 식힌 다음 이미 준비되어 있는 세균 배양액을 슬라이드글라스에 한 루프 옮겨서 문지른다(주의: 루프를 내려놓기 전에 불로 달구어 멸균을 시킬 것).2. 슬라이드글라스에 루프로 문질러 놓은 것이 마르도록 기다리는 동안에 다른 세균배양액도 동일한 방법으로 슬라이드글라스에 옮긴다.3. 다 마른 슬라이드글라스의 세균을 알콜 램프 불꽃 위로 신속히 통과시키면서 열고정한다.4. 슬라이드글라스를 그릇 위에 올려놓고 세균이 있는 곳에 crystal violet 용액을 몇 방울 떨어뜨린다. 1분을 기다린 다음 물로 슬라이드글라스를 가볍게 수초간 세척한다.5. Iodine mordant를 몇 방울 떨어뜨리고, 1분을 더 기다린 다음 다시 물로 슬라이드글라스를 가볍게 수초간 세척한다.6. 95% 에탄올로 20 - 30 초간 탈색시키고 역시 물로 세척한다.7. 10초간 safranin으로 대응염색(counter stain)한 후 다량의 물로 남아있는 염색물질을 씻어낸다.8. 슬라이드글라스를 여과지로 찍어 말리거나 공기 중에서 말린 다음 현미경으로 관찰한다(1000 배로 관찰할 것). 세균의 모양과 색깔을 비교하여 그 결과를 실험보고서에 기록한다. 이때 보라색의 세균은 그람양성, 분홍색으로 보이는 세균은 그람음성이라고 한다.나. 식물세포 관찰 - 양파세포1. 신선한 양파를 약간 잘라서 표피부분(5mm 정도)을 면도칼로 조심스럽게 떼어낸다.2. 슬라이드글라스 위에 물을 한 방울 떨어뜨리고 떼어낸 표피를 물 위에 고루 펴서 놓는다(주의: 접히지 않도록 할 것).3. 커버글라스를 덮고 여분의 물을 여과지로 닦아낸 후 먼저 저배율(100 배)에서 관찰한 후 고배율로 관찰한다.4. 관찰이 끝난 후, 아세트산카아민으로 염색(5분)하고 보이지 않았던 어떤 다른 구조가 있는지 관찰한다.다. 동물세포 관찰 - 구강상피세포1. 면봉으로 입 속 뺨 표면을 가볍게 긁는다.2. 이 때 묻어나온 세포를 슬라이드 글라스위에 가볍게 문지른다.3. 2-3분 후에 재료 위에 70% 에탄올을 떨어뜨려 고정시킨다.4. 1-2분 후 슬라이드 글라스를 물로 씻고 1% 메틸렌블루를 떨어뜨린 후 2-3분 염색한다.5. 저배율에서 관찰한 후 고배율에서 관찰한다.Further study1. 그람염색에서 1차 염색 후 탈색을 했을때, 세균에 따라 차이점이 있는지를 관찰해 보고 그 이유를 고찰해 보라.2. 양파의 표피세포와 구강상피세포에서 세포질의 크기에 대한 핵의 크기를 비교해 보라. 어떤 차이점을 발견할 수 있는가?실험결과 :양파 세포는 아세트산카아민으로 염색해 붉은색으로 염색이 되어야한다. 하지만 이번 실험에서 문제가 발생해 이론대로 붉은색갈이 선명하게 띠어지지 않았다. 사진은 관찰하면 양파 세포들이 밀집되어있고, 세포에 모양이 대략 일정하다.구강상피세포는 메틸렌블루으로 염색해 푸른색으로 염색이 되어야한다. 사진을 찍을때 조절하기가 어려워 그중에서 재일 선명한 사진을 올렸다. 비록 안정한 세포를 다 보기는 어렵지만 대략은 관찰이 가능했다. 결과를 보면 세포들이 서로 떨어져 있는 것을 볼 수 있다(카메라 상 문제에 있어 떨어져있는 사진을 찍을 수 없었다). 세포에 모양도 불규칙적 이였다.양파 세포에 배열이 규칙적이며 구강상피세포는 불규칙적인 이유는 양파세포는 세포벽있고 구강상피세포는 세포벽이 없다. 세포벽은 세포의 모양을 일정하게 해주고, 배열을 규칙적이게 해준다. 구강상피의 세포들이 산개되어있던 또 하나에 실험에서 우리는 면봉으로 구강상피세포를 채취해 프레파라트에 묻힌 것이므로 각 세포들이 분리해있다.토의 :이번 실험을 두 부분으로 나누어 말한다. 먼저 양파 세포에서 나온 오류를 분석한다. 결과에서 보여준 사진은 제일 좋게 나온 사진이다. 하지만 자세히 보면 우측 밑 부분에 타원형 모양체가 발견되었는데 이는 실험 오류로 인해 남아 있는 공기방울이다. 실험에서 커버글라스를 덮을 때 잘못하다 천천히 덮지 못하고 한 번에 덮어졌다. 눈으로 볼 때 공기가 들어가지 않게 보여 실수를 하고 우리는 공기를 빼려고 누르지 않았다. 그래서 세포주위에 공기가 겨서 초반에는 아세트산카아민으로 염색한 이후 관찰하니 염색이 하나도 되어있지 않았다. 후에 공기를 빼고 다시 아세트산카아민으로 염색해 봤지만, 빼지지 않는 공기가 아직 많이 남아있어 염색이 덜 되어 있으며 공기방울이 끼인 현상이 보인다.구강상피세포 실험은 총 두 번했다. 첫 실험에서 메틸렌블루으로 염색할 때 커버글라스를 열었다. 결과는 실험 1과 같이 공기가 많이 들어가 염색이 되지 않았다. 두 번째 실험에서 우리는 첫 실험과 양파 세포애 실험에 결험이 있어 결과가 잘 나왔다. 하지만 구강상피세포가 예상 밖으로 분포가 너무 넓어 많은 세포를 관찰해 더욱 확실적인 결과를 볼 수 없었다.Futher Study :- 동물, 식물 세포의 차이점은 무엇이 있는가?1)동물세포에는 식물세포에는 없는 중심립(중심체)이라는 것이 있고 식물세포에는 동물세포에는 없는 세포벽과 색소체가 있으며 마지막으로 동물세포, 식물세포 모두 액포라는 것이 있는데 동물세포에서는 아주 작은 것이 발견되다(세포 내외로 물질 수성을 돕는 부수적인 역할만 한다), 그 반면 식물세포에는 하나이상의 커다란 액포를 발견할 수 있다(노폐물을 전부 저장하여 세포의 30% 부피를 차지한다).
실험결과 :< 적혈구 >-저장액- < 0% NaCl > -등장액- < 0.9% NaCl >-고장액- < 3% NaCl >위 3 사진은 적혈구에 삼투현상 실험결과 이다. 결과를 보면, 저장액(hypotonic), 즉 0% NaCl 농도에서의 적혈구는 삼투압에 의해 물이 막을 통해 적혈구 세포액으로 순 이동을 해, 좀 투명해지며, 세표가 팽창, 심지어 터지기도 하는 모습을 관찰할 수 있다. 등장(isotonic)은 세포내의 농도의 물과 용질을 갖는 환경을 말한다, 인간에 혈액으로 보면 약 0.9%이다, 찍은 사직에서 적혈구가 너무 많아 알아보기 힘든데, 자세히 관찰해 보면 대략 중간이 푹 파인 원판모양 지니고 있다. 고장액(hypertonic)은 물의 농도가 세포애서보다 낮고 용질의 농도가 더 높은데, 이번 실험에서 우리는 3% NaCl를 고정액으로 정했다. 고정액에 결과는 아주 선명하게 나왔는데 관찰해보면 적혈구가 모두 수축되어 있는 모습이다. 세포 안에 있은 물이 세포 밖으로 순 이동 해서 부피가 줄어들었기 때문이다.< 양파 표피세포 >-저장액- < 0% NaCl > -등장액- < 3% NaCl >-고장액- < 10% NaCl >위 3게에 실험 결과는 양파 표피세포에 삼투현상이다. 저장액(hypotonic)은 세포질에 있는 물보다 상대적으로 더 많은 물을 가지고 있다, 그러므로 물은 농도가 놀은 쪽으로 순 이동하는 원리로 저장액 식물세포는 팽창해야 하는데 세포벽(cell wall)가 있어 오직 팽만(turgor)상태를 유지한다. 실험결과를 보면 세포벽이 좀 둥근 모양을 갇추고 있다. 실험에서 우리는 등장액을 3%NaCl로 정했는데, 대략 식물세포와 비슷한 농도를 가지고 있는지 세포벽이 반듯한 모양을 하고 있다. 고장액은 10%NaCl로 실험했는데 자세히 실험결과를 살펴보면 식물세포에 원형질, 혹은 세포막이 세포벽과 분리한 현상이 있다. 이는 아마 식물세포에 커다란 액포가 있으며 물에 양이 많고, 2중으로 되어 있는 세포막과 세포벽을 걸쳐 적혈구보다 영향을 덜 받았다고 생각합니다.토의 :적혈구 실험에서 초반에 우리는 결과와 같이 선명한 사진을 찍지 못했다. 위 3게에 사진은 우리가 당분간 놔두고 관찰한 사진인데 초반에 우리는 적혈구가 자리를 흘러 움직이고 있는 모습을 볼 수 있었다. 등장액에 결과는 시간이 부족해 찍은 사진이다, 공장액과 저장액에 사진과 비교하면 적혈구가 몇 겹 식이나 싸여 있으며 한 뭉치로 뭉쳐있었다. 이는 우리가 세포를 더욱 선명하게 관찰하는 것을 방해하는 재일 큰 오차인 거 같다.양파 표피세포에서 우리는 적혈구와 달리 몇 번이나 실험을 했지만 아주 선명하게 나온 사진을 찍지 못했다. 오차가 생긴 원인은 공기가 들어간 겉 때문이기도 하며 실험 중 우리는 먼저 물을 한 방울 떨어트리고 양파세포를 위에다 올린 다음 공기를 줄이기 위해 세포위에 다시 물 한 방울을 떨어트렸지만, 세포벽에 보호 작용 때문인지 물방울이 옆으로 흘러 같다, 세포질이 매끄러워 물과에 친근성이 낳아져 공기가 들어간 겉 갔다. 또한 양파 표피세포를 채취할 때 아마 오류가 생겨 실험결과를 보면 세포가 2겹으로 이루어졌다. 이는 세포를 더욱 관찰하는 것을 방해한 요인 중 하나다.Further Study :- 크고 탐스러운 토마토 열매를 하루빨리 수확할 욕심에 비료를 사용권장량 보다 100 배를 더 주었다. 이때 토마토에게 일어날 사건을 예상하고 이를 삼투 현상을 바탕으로 설명해 보세요.만약 땅에게 비료를 100배 더 많이 준다면(토양의 무게, 부피 등은 한정되어있다고 가정) 토양 속에 함유되어있는 물, 즉 토양수에서의 농도가 진해지게 된다. 이때, 삼투현상에 의해 수분은 저 농도에서 고농도로 가므로 식물(저 농도)에 있던 수분이 토양(고농도)쪽으로 이동하는 경우가 많아지게 된다. 따라서 식물은 수분이 부족한 상태가 되고, 경로에 따라 토마토도 쪼그라들게 된다. 특히 토마토 뿌리 부분이 더욱 심하게 쪼그라들게 되어 뿌리가 재 기능을 상실해 토마토 전채는 시들게 된다.
