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9주차)생쥐의해부

생물학실험 보고서실험 제목 : 생쥐의 해부실험일시 : 2011년 11월 3일 10:00-12:00보고서 제출일 : 2011년 11월 7일실험 반 : 목요일 2,3교시Ⅰ. 서론생쥐는 사람과 같이 포유류에 속하기 때문에 생쥐를 실험동물로 자주 사용하고 있다. 특히 생쥐는 오랜 기간의 내교배 (in breeding)을 통하여 유전적으로 동일한 생쥐 집단 (mouse strain)이 얻어져 있으며, 이들을 공급하는 회사들이 있어서 언제나 손쉽게 원하는 특징을 가진 생쥐를 공급받을 수 있다. 쥐의 내부계에대해 살펴본 특징은 다음과 같다. 먼저 호흡계이다.1) Larynx (후두)공기의 흐름과 연하된 음식물의 흐름이 교차하는 점에 위치한다.기도의 보호, 발성, 호흡작용, 흉곽의 고정등의 기능이 있다.- 기도의 보호: 연하, 구토 때에는 음식물이 침입하지 못하도록 한다.- 발성: 성문이 닫히고, 호기류에 의하여 성대가 진동하면 후두원음이 생긴다. 성대의 긴장, 진동부분의 폭, 길이, 호기압의 크기에 의하여 음의 고저나 강약이 생긴다.- 호흡작용: 안정 호흡때에도 성문은 호기때 좁아지고, 흡기때는 다소 넓어진다.- 흉곽의 고정: 후두가 닫히면 흉곽이 고정되고, 또 숨을 모아 복압을 걸 수도 있다.2) Lungs (폐)좌측 폐와 우측 폐는 식도, 심낭 내 심장, 주요 상행 및 하행 혈관, 림프관, 신경, 그리고 기관의 하부 끝을 포함하는 느슨한 연결조직으로 이루어진 격막인 종격동(mediastinum)에 의해 정중선에서 나누어진 분리된 흉막강 안에 들어있다. 내벽이 호흡상피로 이루어진 폐포에서 가스교환이 일어난다. 쥐의 폐는 우폐 3엽, 좌폐 2엽으로 나뉘어져 있다. 폐의 표면을 덮고있는 흉막은 폐흉막이라 하여, 폐문 주위에서 벽측흉막으로 이행하는데 이 양자 사이에는 좁은 틈이 있고, 흉막액으로 채워져있다. 이것에 의해서 폐의 수축운동 때 흉벽과의 마찰을 방지한다.그 다음 소화계의 구조는 아래와 같다.1) Esophagus (식도)식도는 신축성있는 관이며, 위로 음식이 통과할용을 받는다. 맹장에 이어지는 결장은 상행결장, 횡행결장, 하행결장, 상결장 등으로 구분된다. 직장은 거의 천골의 전면 정중선을 내려가 항문이 된다. 대장 점막에는 소장과 달리 융모가 없다. 점액을 분비하는 배세포는 대장의 아랫부분으로 갈수록 많아지는 것은 내용물의 수송을 용이하게 하기 위한 것이다.5) Liver (간)간은 우엽이 좌엽보다 4~5배 크며, 대부분이 몸 정중선의 오른쪽에 있고, 왼쪽에도 퍼져있는 최대의 선장기이다. 빛깔은 암적갈색을 띠며, 구조는 물렁물렁하고 부서지기 쉬우므로 압박이나 손상을 받기 쉽다. 중앙부 아랫면의 간문에는 수개의 관이 모여 있다. 즉, 간에 혈액을 보내는 간동맥도 그 하나로서, 이것은 간의 활동을 유지한다. 위, 장, 지라로부터 정맥혈을 간으로 보내는 것이 문맥이다. 문맥혈은 소화관으로 흡수한 영양물질을 간으로 보내고, 간에서는 여분의 당류를 글리코겐 형태로 저장한다. 간으로부터의 정맥혈은 간정맥으로 되어 하대정맥으로 흘러들어간다. 간이 분비한 쓸개즙은 한군데로 모아져서 간문의 수당관에서 쓸개로 흘러 들어간다.6) Pancreas (이자)십이지장과 비장 사이에 수평으로 가로지르는 선으로, 그 중앙을 췌관이 통하고 있으며, 십이지장의 유두부에 개구한다. 이자액을 분비하는 gland system 사이에는 섬 모양의 특수한 조직인 랑게르한스섬이 존재한다.세포는 아닐린에 의해 붉게 염색되는 과립이 있어서 글루카곤을 분비하며,세포는 아닐린에 의해 청자색으로 염색되는 과립을 함유하여 인슐린을 분비한다. 따라서 이자는 이자액을 분비하는 외분비선인 동시에 당대사 호르몬의 내분비선이기도 하다.순환계는 다음과 같다.1) Heart (심장)혈액을 순환시키는 원동력이 되는 순환계의 중추기관으로, 주기적인 수축과 이완을 되풀이함으로써 혈액을 온몸에 공급하는 펌프역할을 한다. 우심은 온몸을 돌고 온 정맥피가 들어와서 폐로 보내지는 곳이고, 좌심은 폐로부터 산소가 많은 신선한 동맥피가 들어와서 온몸으로 보내지는 곳이다.2) Lymphatic sys장에 칼슘이 흡수되도록 도와주며 여러 가지 호르몬의 합성에도 관여한다.2) Urinary bladder (방광)비뇨기관 중에서도 근육질의 확장부분이다. 형상, 크기, 벽의 두께는 그 안에 있는 요량의 증감에 따라 변하는데, 요의 양이 적거나 그 안이 비었을 때에는 납작한 구형으로 위에 많은 주름을 볼 수 있고, 요가 가득차면 점막이 늘어나서 고르고 매끄러운 계란형이 된다. 내 요도구 주위에 방광괄약근이 있다. 보통 때에는 이 근육이 수축되었다가 요가 괴면서 방광벽이 늘어나는데, 배뇨시에는 이 근육이 늘어나면서 방광벽의 민무늬근이 수축하고 동시에 복벽의 가로무늬근도 수축해서 복압을 높여주므로 배뇨가 되도록 한다. (George and Larry. 1999)이번 실험의 목적은 척추동물을 대표하여, 포유류인 쥐를 대상으로 외부 구조와 내부 구조를 관찰하여 각 기관의 기능을 파악해 포유류의 구조를 익혀보는 것이다. 나아가 알아낸 특징을 바탕으로 인간 유전체 연구에 쥐를 모델동물로 사용하는 이유에 대해 다양한 시각으로 추론해 보고자 한다.Ⅱ. 실험 재료 및 방법1. 실험재료- 척추동물[포유류] : 생쥐 (Mus musculus)2. 실험기구- 해부접시, 해부가위, 메스, 고정판, 해부용 장갑, 은박지, 핀셋, 알코올, D.W.3. 방법준비된 포유류인 생쥐(Mus musculus)를 살아있는 것 한 마리의 꼬리를 잡아 Tary 또는 바닥에 올려놓았다. 꼬리를 잡지 않은 손의 엄지손가락과 검지 손가락을 두개골 바로 위쪽에 있는 목의 양쪽에 놓고 눌렀다. 꼬리를 잡은 손으로는, 두개골로부터 경추를 분리시키기 위해 꼬리를 빠르게 잡아당겨야 하는데, 힘을 주어 머리 쪽과 꼬리 쪽으로 즉, 양쪽으로 세게 잡아당겨 경추를 분리해 냈다. 이 과정을 통해 쥐가 죽게 된다. 경추탈골 후 쥐의 여러 가지 외부 형태적인 특징과 구조에 대해 자세히 관찰하였다. 그 다음 내부를 관찰하였다. 이를 위해 쥐의 복부가 위쪽으로 향하게 눕혀 놓은 뒤, 쥐의 사지를 핀셋으로 단단히 고정하였다. 그 뒤 관찰한 결과, 아랫니, 윗니는 두 개씩 관찰되었고 아랫니의 길이가 윗니의 길이보다 3배가량 길었다. 또 아랫니 뒤로 혀가 관찰되었고 입천장은 가로로 나란한 줄무늬를 가졌다.그림 3) 쥐의 외형 관찰 - 앞발과 뒷발의 구조.:쥐는 좌우 한 쌍의 앞발과 뒷발을 가졌다. 그림 1)에서 볼 수 있듯이 뒷발이 앞발보다 2배 가량 길고 돌출된발가락은 각각 4개씩으로 보였다. 발바닥 역시 뒷발이 앞발보다 길었다.그림 4) 쥐의 내부관찰 - 관찰을 위해 표피를 벗겨낸 모습과 내피를 벗겨낸 모습.표피만을 벗겨낸 왼쪽사진에서는 악이복근과 팔 다리 등의 근육과 뼈의 구조를 살펴볼 수 있었다. 그리고 내피까지 벗겨낸 오른쪽 사진에서는 흉선, 심장, 폐, 횡격막, 간, 위, 소장, 대장, 생식기관(정낭, 방광, 정소, 요관), 신장, 비장, 직장, 맹장 등을 관찰할 수 있었다.그림 5) 쥐의 내부관찰 - 각각의 내부 장기들을 적출해 나열한 모습.(위의 왼쪽부터) 위, 비장, 소장, 이자, 맹장, 대장, 수컷의 생식기관(정낭, 방광, 정관, 정소, 전립선), 신장, 간, 심장과 비장, 폐를 적출하였다.그림 6) 쥐의 내부관찰 - 횡격막의 모습. : 쥐의 내피를 가르다가 간장 위쪽, 폐의 양옆에서 발견된 횡격막의 모습으로 얇은 막으로 된 구조이다.그림 8) 쥐의 내부관찰 - 폐의 관찰 : 간장 위쪽의 폐를 적출해 낸 결과 처음에는 혈액이 많이 묻어 붉은색을 띠었으나 D.W.로 어느정도 씻어내니 끝 쪽은 백색이었고 안쪽으로 갈수록 붉은색을 띠었다. 쥐의 폐는 사람과는 달리 5엽이었으며 크기도 제각각이었고 중심부는 두껍고 끝 쪽으로 갈수록 얇아지는 구조였다.그림 7) 쥐의 내부관찰 - 위와 비장, 이자와 맹장, 전체적인 장(Intestine)의 모습.: 내부의 장을 적출해 낸 결과 장의 시작부위에 위와 비장이 있었는데 위는 타원형의 청백색 구조였고 비장은 위 옆에 달린 길쭉한 붉은색 모양이었다. 긴 소장을 따라 내려가면 황갈색으로 보이는 이자와 맹장이 관찰되고 그 밑으로는 직장과 연결되어 결된 부분을 제거한 후 적출하여 관찰한 결과, 지방체, 난소, 수란관이 관찰 되었다. 육안으로 자궁을 구분하기가 어려웠다.Ⅵ. 논의이번 실험은 생쥐의 해부를 통해 생쥐를 구성하는 각 조직계와 기관들에 대하여 그 모양과 위치를 관찰하여 보는 실험이었다. 생쥐의 내부, 외부 구조를 익히고 같은 포유류와 어떤 점에서 다른가 생각해보았으며 나아가 인간유전체 연구에 쥐를 모델동물로 사용하는 까닭이 무엇인가 다방면에서 추측해 보았다.이번 실험의 결과에서는 외부와 내부를 관찰한 결과를 사진과 간단한 설명으로 제시하였고 각 기관의 기능에 대해서는 논의에서 언급하였다.우리는 우선 ‘경추탈골법’으로 쥐를 죽였는데, 경추탈골법은 쥐의 귀밑과 꼬리를 잡고 일직선으로 당기면 3, 4번 사이의 경추가 끊어지면서 사망하게 되는 기술이다. 마취의 방법에는 경추탈골법 외에도 복강주사, 흡입마취 등이 있는데, 복강주사는 70% EtOH또는 Chloral Hydrate를 복부에 주사하는 것으로 과량주사해도 무방하며 흡입마취법은 주로 Chloroform이나 CO₂를 쥐의 호흡기를 통해 흡입시켜 마취한다. 마취가 끝난 후 외형관찰을 하였다.우리는 쥐의 전체적인 신장과 폭, 꼬리의 길이를 먼저 측정하였다(그림 1 -왼쪽). 관찰 결과 꼬리는 가늘고 길며 머리와 몸통과의 길이를 합한 것과 거의 같고 그 표면의 피부는 딱딱한 표피로 쌓이고 또 약간의 털이 나있다. 꼬리의 기부로 쌓인 아랫부분의 뒤끝에는 등 쪽으로 치우쳐 항문이 있다. 몸을 뒤집어 배 쪽을 위로 드러나게 눕힌 후 관찰하였을 때는 외부로 돌출된 성기를 관찰할 수 있는데 암컷과 수컷의 구분은 성기 밑으로 구멍이 있는가 없는가를 보고 판단하거나 털 속을 살펴 유두가 있는지 확인하면 된다.(그림 1 -오른쪽)그 다음은 쥐의 얼굴과 구강구조를 관찰하였다(그림 2). 얼굴은 눈, 코, 귀, 입, 수염으로 구성되어 있는데 눈은 안부의 윗부분, 양 측면에 있고 윗 눈꺼풀과 아랫 눈꺼풀로 쌓여져 있다. 그러나 인간에게 있는 안구 앞쪽의 ‘순막’이라는 구.

자연과학| 2012.03.05| 11페이지| 2,000원| 조회(255)

생명체, 포유류, 체격, 실험쥐, 접합, 구멍, 기초기능, 다방면, 유사기증

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8주차) 어류의해부

생물학실험 보고서실험 제목 : 어류의 해부 및 외래어종의 특성실험일시 : 2011년 10월 27일 10:00-12:00보고서 제출일 : 2011년 11월 1일실험 반 : 목요일 2,3교시Ⅰ. 서론다양한 생물을 쉽게 구분하기 위하여 린네(Linne, 1758) 이후 생물에 계급구조가 만들어졌다. 어떤 생물이든지 서로 닮은 개체들이 모여서 무리를 이루고, 이 무리를 분류군(taxon)이라고 한다. 이 무리는 다양한 계급구조 중 어느 한 계급에 속하게 되며, 이 특정한 계급을 분류범주 (category)라고 한다. 우리가 이번 실험에 사용할 동물은 ‘떡붕어’로 떡붕어는 ‘동물계(kingdom Animalia) - 척삭동물문(phylum Chordata) - 척추동물아문(subphylum Vertebrata) - 경골어강(Osteichthyes) - 잉어목(Cypriniformes) - 잉어과(carps)’에 속하는 동물이다.척추동물은 척삭동물문 중 가장 많은 동물을 포함하며, 척추동물아문(Vertebrata)의 Vertebra는 라틴어로 ‘joint'(관절, 연결)를 의미한다. 위의 두 아문과는 척삭(notochord)이라는 공통된 특징을 가지지만, 척주(vertebral column)를 가진다는 점에서 뚜렷이 구분된다. 척추동물은 2개의 그룹, 즉 물고기류인 어상강(Pisces)과 양서류, 파충류, 조류 및 포유류를 포함하는 사지상강(Tetrapoda)으로 나뉘며, 9개의 강(class)에 속하는 약 48,170종이 현생종으로 알려져 있다. 그 중 경골어강(Osteichthyes)은 턱을 가지며, 경골화된 골격을 가진다. 보통 부레가 있으며, 창자에 나선판이 없다. 아가미에 한 개의 경골성 새개(아가미뚜껑)가 덮고 있다. 두 개의 아강으로 나뉘는데, 그 중 육기아강(Sarcopterygii)에는 절멸되었다고 알려졌다가 1938년에 남아프리카 동부지역에서 발견된 Ceolacanth 및 폐어류 3속을 포함한다. 조기아강(Actinopterygii)에는 대부분의 물고기로 핏기가 배어 나온다는 점도 손쉬운 구별법이다. 그러나 전문가들은 일반인이 육안으로 떡붕어와 토종붕어를 구별하는 것은 쉽지 않다고 말한다. (Lee. Kang, Park, Han, Byeon, Myoung, No, Hong, Song, Chae, Han, Ko and Hong. 2002)이번 실험의 목적은 척추동물을 대표하여, 경골어류인 떡붕어를 대상으로 외부 구조와 내부 구조를 관찰하여 각 기관의 기능을 파악하고 육상동물과의 차이점을 찾아내는 것으로 실험을 통해 어류의 특징에 대해 확실히 파악하고자 한다.Ⅱ. 실험 재료 및 방법1. 실험재료- 척추동물[어류] : 떡붕어2. 실험기구- 해부접시, 해부가위, 메스, 고정판, 해부용 장갑, 은박지, 얼음3. 방법준비된 어류인 떡붕어를 살아있는 것 한 마리, 죽은 것 한 마리를 꺼내어 해부접시위에 올려놓았다. 이 때 클로로포름으로 마취하는 과정은 생략하고 얼음으로 냉동시켜 놓은 것을 사용하였다. 떡붕어를 넓은 쪽이 바닥으로 가게 눕혀놓은 후 해부가위와 메스를 준비하였다. 이 상태에서 먼저 외형을 관찰하였는데, 전체적인 형태와 지느러미, 아가미, 비늘 등 외적으로 보이는 것만을 관찰하였다. 그 다음 내부형태를 관찰하기 위해 떡붕어를 해부하였다. 일단 아가미 관찰을 위해 아가미 뚜껑을 드러내어 절단한 뒤 아가미 개수를 세었다. 그 뒤 해부가위로 항문에서 아가미까지 절개하는데, 이 때 내부 장기가 훼손되는 것을 방지하기 위해 해부가위의 뭉뚝한 부분을 항문 안쪽으로 집어넣어 절개하였다. 절개한 살점을 들고 윗 부분도 소화기관을 다 관찰할 수 있을 정도로 절개해서 살점을 완전히 분리하였다. 절개 후 장기를 들추지 않은 상태에서 전체적인 내부형태와 각 장기의 위치를 확인한다. 그 후 각 기관을 하나씩 적출하여 관찰하였다. 충분히 관찰한 후 해부용 기구를 정리하고 떡붕어를 rap으로 감싸 처리하였다.Ⅲ. 실험 결과그림 1) 떡붕어의 외형 - 떡붕어를 눕힌 상태에서 관찰한결과 몸통에비해 작은 머리가 있고 머리는 눈, 코, 입, 가 관찰되었다.그림 4) 떡붕어의 내부 - 표피를 절개한 후 들추어내어 관찰한 결과 배쪽으로는 장(intestin), 그 위에 초록색 자잘한 알갱이로 이루어진 난소(ovary), 그 위 흰색의 빵빵한 부레(swim bladder)가 차곡차곡 쌓여 있고 머리로부터 부레의 1/3지점에 붉은색의 조그만 신장(kidney)이, 아가미 가장 아래쪽으로 진한붉은색의 주기적으로 운동하는 기관이 있었는데 이는 심장(heart)이었고 그 위쪽으로 간(liver), 이자(pancreas)가, 장이 시작되는 부근 쯔음에 청록색 빛의 동그란 기관으로 쓸개(gall bladder) 등 내부의 여러 장기들이 관찰되었다.그림 5) 떡붕어의 내부관찰 - 모든 내부 장기들을 적출하여 관찰한 늘어놓은 모습.그림 6) 떡붕어의 내부관찰 - 신장(kidney) : 붉은색의 좌우 대칭형 기관으로 척추뼈를 기준으로 부레의 위쪽에 좌우로 걸쳐있고 펼쳐놓은 모양은 하트모양과 비슷하였다.그림 7) 떡붕어의 내부관찰 - 부레(swim bladder)전체가 하얀 색 기관으로 작은 주머니와 비교적 큰 송곳니 모양의 주머니로 이루어져 있고 공기로 가득차 있었기 때문에 매우 가벼웠다.그림 8) 떡붕어의 내부관찰 - 난소(ovary) : 길쭉한 풀색 기관으로 황녹색의 작은 알갱이들로 이루어졌다. 긴 줄모양 기관을 중심으로꼬불꼬불하게 알갱이들이 둘레를 감싼 구조였다. 신장(kidney)과 마찬가지로 좌우 대칭구조 였다.그림 9) 떡붕어의 내부관찰 - 심장(heart) : 전체가 진한 붉은 색 기관으로 적출하기 전과 적출 직후까지 규칙적으로 운동하는 기관이었다.그림 10) 떡붕어의 내부 관찰 - 위(stomach) : 전체적으로 황갈색 기관으로 3.5cm 정도 길이의 기관이다. 장의 초반쯤에서 관찰되지만 다른 장보다 질기고 단단하였다.그림 11) 떡붕어의 내부관찰 - 쓸개(gall bladder) : 청록색의 엄지손톱만한 기관으로 동그란 구형이었지만 표면이 매우 얇은막으로 이루어져 있어적출 시 막이 손상되었다. 그랬더와 육상동물과의 차이점에 대해서도 생각해보았다.이 실험의 결과에서는 떡붕어의 외형사진 3개와 전체적인 내부사진 1개, 각 기관을 적출하여 관찰한 사진 9개를 제시하고 이에 대한 간단한 설명을 덧붙였다. 먼저 떡붕어의 외형을 살펴본 결과를 해석해보자. 그림 1)은 전체적인 떡붕어의 측면 관찰사진과 비늘이다. 먼저 물고기의 얼굴에는 맨 앞에는 눈이 고정되어 있다. 물고기는 눈으로 먹이를 보고 먹을 수가 있다. 얼굴 양쪽에 각각 하나씩 한 쌍의 눈을 가지고 있는데, 이 눈은 물속의 생활에 아주 적합한 구조로 되어 있다. 떡붕어는 눈꺼풀은 없었는데 일반적으로 어류는 눈꺼풀이 없는 것이 거의 대부분이며 그 대신에 깜박일 수 있는 막을 가지고 있거나 기름과 같은 것으로 눈의 표면을 덮고 있는 것이 대부분이다. 또 겉으로 드러나는 귀가 없었다. 하지만 어류는 ‘속귀’를 가지고 있어 물속을 통해 전해지는 소리를 다 들을 수가 있는 성능을 가지고 있다.그 다음은 세로로 세워놓고 체형을 관찰했는데 어류의 체형은 방추형(fusiform), 측편형(compressiform), 장어형(angullform), 리본형(taeniform), 구형(globiform), 종편형(deoresoform)등이 있다. 이 중 우리가 관찰한 떡붕어의 체형은 ‘방추형(fusiform)'이었다.이어서 비늘을 관찰하였다. 물고기의 비늘 형태는 그 구조에 따라 몇 가지 기본 형태로 구분할 수 있으며, 방패비늘(placoid scale), 코스민 비늘(cosmoid scale), 굳비늘(ganoid scale), 둥근비늘(cycloid scale), 및빗비늘(ctenoid scale) 등이 있다. 이중 우리가 관찰한 비늘은 ‘둥근비늘’이었다. 비늘은 물고기의 몸을 보호하는 역할을 하며 이 단단한 비늘 덕분에 바닷물이 스며들지 않는 것이다.또 떡붕어의 몸의 중앙보다 약간 위쪽부근에 점들이 나란히 머리부터 꼬리까지 이어져 있었는데 이는 물고기의 ‘측선’으로 이 부분의 비늘에는 작은 구멍이 뚫려 있으므로 1개의 선러미나 배지느러미 등을 사용하고 빨리 헤엄을 칠 때에는 꼬리의 끝 부분을 좌우로 심하게 움직이고 물을 치면서 앞으로 달려 나아간다. 이 때 꼬리지느러미는 특히 세게 물을 쳐 내는 기능을 한다. 꼬리지느러미의 형태는 양엽형, 오목형, 절단형, 원형, 뾰족형, 창형이 있는데 우리가 관찰한 떡붕어의 꼬리지느러미 형태는 ‘양엽형’ 이었다.그림 2)에서는 등지느러미를 가지고 지느러미의 극조(spinous ray)와 연조(soft ray)를 관찰하였는데 극조는 가시처럼 되어 있어 마디가 없고, 연조는 기조가 마디로 되어 있다.그림 3)에서는 아가미를 관찰하였다. 아가미 뚜껑을 걷어내면 속아가미가 4개씩 각각 양쪽에 한 쌍을 이루고 있고 아가미를 지지하는 뼈의 안쪽 가장자리를 따라서는 새파라고 하는 빗살 같은 돌기가 있다. 물고기는 이 새파를 통해 물과 함께 흡입된 플랑크톤을 여과시켜 먹는다. 아가미는 어류의 또 하나의 가장 큰 특징으로 물속을 헤엄치면서 끊임없이 입과 아가미 뚜껑을 움직여 호흡하고 입으로 들어온 물이 아가미 뚜껑의 틈을 통해 밖으로 나오게 된다. 떡붕어의 모든 외형관찰이 끝난 후에는 내부를 관찰하였다. 그림 4)는 떡붕어의 표피를 절개하여 내부를 드러낸 사진이다. 각 기관의 위치를 파악한 후 기관을 하나하나씩 적출하여 자세히 관찰하였는데, 모든 분리해낸 기관들은 그림 5)와 같이 배열한 뒤 각각의 특징과 기능에 대해서 생각해 보았다.먼저 그림 6)은 ‘신장(kidney)’이다. 신장은 어류의 주배설 기관으로 중신으로 좌우 1쌍이 있다. 기능은 사람의 신장과 그 기능이 비슷하다. 그림 7)은 ‘부레(swim bladder)'이다. 물고기는 부력이라는 작용 외에도 몸속에 마치 풍선 두 개를 이어놓은 것과 같은 공기주머니를 가지고 있는데 어류는 이 부레를 이용하여 물위로 떠오르거나 물속으로 가라앉을 수 있다. 그림 8)은 '난소(ovary)'로 알을 만들며 난소에서 만들어진 알이 몸 밖으로 배출되어 체외수정이 이루어진다. 알은 대체로 작은 공 모양으로 바깥에는.

자연과학| 2012.03.05| 9페이지| 2,000원| 조회(224)

수산자원, 토종, 어류, 체외수정, 자연생태계, 배스, 육상동물, 부레, 블루길

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7주차) 무척추 동물 관찰 평가A+최고예요

생물학실험 보고서실험 제목 : 무척추 동물 관찰실험일시 : 2011년 10월 20일 10:00-12:00보고서 제출일 : 2011년 10월 25일실험 반 : 목요일 2,3교시Ⅰ. 서론연체동물에는 해안의 암석 사이에서 서식하는 작은 고둥, 패각(shell)이 독특한 형태로 장식된 큰 고둥(great conch), 채소밭의 녹색꽃양배추를 섭취하는 민달팽이(common slug), 다육성 굴(succulent oyster), 해식 동굴에서 서식하는 문어(octopus), 그리고 정원 달팽이(humble garden snail), 갑오징어(cuttlefish), 오징어(squid)등과 같은 다양한 생물이 포함된다. 이 같은 연체동물은 모든 곤충류가 속해 있는 절지동물문(Arthropoda) 다음가는 두 번째로 많이 서식하는 생물이다. 연체동물은 머리, 발, 내장낭과 외투막의 4부로 되어 있으며 모두 연하고 체절 구조는 찾아볼 수 없다(단판류, Monoplacophora 는 예외). 그리고 대부분의 연체동물들은 패각(shell)에 의하여 연한 신체가 보호되어 있다. 몸은 좌우상칭이나 복족류와 같이 이차적으로 상칭을 잃은 것도 있다.연체동물의 종수는 곤충류, 갑각류, 거미류 등과 같은 절지동물 다음으로 많다. 생물학자에 따르면, 현재 생존하는 종의 수는 4만 또는 5만 종에서 최대 10만 종 이상인 것으로 추정하고 있다. 이 중 절반 이상이 복족류(달팽이, 민달팽이류, 소라류), 3분의 1이 쌍각류(대합, 조개, 굴류), 그리고 나머지 종에는 딱지조개류(chitons), 뿔조개, 두족류(오징어, 문어) 그리고 단판강읙 극소수 군이 포함된다. (Jeon. 2005.)외관상의 차이점에도 불구하고, 연체동물의 몸체는 기본적으로 동일하며 다른 모든 무척추 동물과 구분된다. 부드럽고 마디가 없는 몸체는 연체동물의 유일한 공통점이다. 몸체는 ‘머리-다리(head-foot)’ 조합으로 구성되어 있으며, 내부 기관은 대부분 조개의 분비물로 형성된 외투막(mantle)이라고 하는 조직으여 각 기관의 기능을 파악하고 포유류와의 차이점을 찾아내는 것이었다.연체동물문의 8개 강 중 패각(shell)이라는 독특한 특징을 가지고 있는 부족강과 복족강의 두 동물을 관찰, 비교함으로써 각 동물의 구조로부터 기능을 파악하였으며, 척추동물인 포유류와의 차이점도 생각해 보았다.Ⅱ. 실험 재료 및 방법1. 실험재료- 연체동물 : 대합, 소라2. 실험기구- 해부접시, 해부기, 드라이버, 수술용 장갑, 비커, petri dish3. 방법수산물 시장에서 구입한 살아있는 소라 1개와 대합 2개를 해부접시 위에 올렸다. 먼저 대합을 관찰 하였는데, 해부 접시 위에서 대합의 가로길이인 ‘각폭’과 대합의 세로길이인 ‘각고’를 자로 재었다. (1mm 단위까지 측정하였다.) 길이 측정이 끝난 후 해부를 하여 내부를 관찰하였다. 대합의 옆면이 드러나도록 손바닥 위에 올린 후 입을 단단히 닫고 있는 대합의 경우 드라이버로 입 사이를 살짝 벌리고 해부용 칼을 패각 사이에 넣고 틀어 뚜껑을 벌렸다.(이 때 힘을 주어 뚜껑을 모두 다 펼치면 안된다.) 딱 소리가 나며 어느 정도 뚜껑이 벌어지면 다시 칼을 집어넣어 앞쪽 패각근과 뒤쪽 패각근을 절단하고 외투막을 뚜껑으로부터 살살 분리하여 대합이 열리도록 한다. 이 과정에서 전패각근과 후패각근의 위치를 살피고 기록하였다. 뚜껑이 모두 열린 후 외투막을 제거 하기 전에 대합의 내부구조를 살피고 기록하였다. 그 뒤 외투막을 제거한 후, 대합의 내부구조를 자세히 관찰하였다. 이 과정에서는 실험실 앞에 켜진 이론상의 내부구조와 비교하며 실제와 그 구조가 일치하는지 확인하였다. 다음으로 복족강인 소라를 관찰하였는데 대합과 마찬가지로 해부접시 위에서 가로길이와 세로길이를 측정하였다. 동시에 소라는 패각이 나선형이라는 독특한 구조를 가지고 있으므로 나선형의 방향도 확인하였다. 그 다음 소라를 뜨거운 물에 삶아 내부를 패각과 분리해냈다. 이 때 앞쪽에 붙어있는 작은 패각도 제거한다. 그 다음 입쪽의 치설을 분리하여 광학현미경으로 관찰하고 기록하였다.Ⅲ.부구조는 관찰되지 않았다.그림 4) 대합의 내부 구조 - 외투막을 걷어 낸 상태.외투막을 걷어내고 본격적으로 내부구조를 관찰한 결과 (그림 4-1)에서는 아가미를 확인할 수 있다. 또한 붉은 넓적한 부분은 대합의 이동 기관인 근육질 족을 관찰할 수 있는데 이는 아가미 후미에서 관찰된다. (그림4 - 2)는 대합의 위아래 외투막을 모두 패각에서 분리하여 그 후면을 뒤집어 관찰한 것인데, 검은색의 신장과 붉은색의 심장을 관찰할 수 있었다. 이 기관들 양쪽으로는 아가미가 날개처럼 이어져 있는 것을 볼 수 있다. (그림4 - 3)은 대합의 항문을 중점적으로 관찰하여 촬영한 사진이다. 해부용 칼로 가리키고 있는 부분이 조개의 항문이다. 그리고 항문을 기준으로 뒤쪽으로 황색 관이 연결되어 있다. 마지막으로 (그림4 - 4)는 항문을 따라가다 관찰된 심장의 정면을 촬영한 것이다.그림5) 소라의외형-원뿔형의 단단하고 울퉁불퉁한 모양의 겉 껍질을 가지고 있으며 내부의 속살이 들어있는 입구에는 겉 껍질 보다는 조금 더 연한 재질의 속껍질이 있다. (그림5-1)은 겉껍질 속껍질, 소라 내부를 각각 분리한 사진인데 왼쪽부터 차례대로 소라의 단단한 겉껍질, 소라의 내부, 입구에서 내부를 막고 있던 속껍질이다. 속껍질은 분리 된 모습에서 보듯이 겉껄질과 비교하면 매우 얇고 크기도 작다. (그림5-2)는 모든 구조가 완전히 갖추어 진 소라의 외형이다.그림 6) 소라의 외형관찰 - 가로길이, 세로길이를 측정하고 나선형의 회전방향 관찰하기 : (그림6-1)은 소라를 반듯이 눕힌 상태에서 가로길이와 세로길이를 측정한 것이다. 관찰 결과 가로 길이는 7.1cm, 세로길이는 8.5cm로 측정되었다. 또 (그림6-2)를 보면 소라패각의 독특한 구조인 나선형 구조를 관찰할 수 있는데 이 소라의 패각 구조는 오른 나사형으로 회전방향이 오른쪽이었다.×40그림 7) 소라의 내부 관찰 - 치설의 현미경 구조 관찰소라의 내부 구조 중 독특한 구조의 하나인 치설을 관찰한 결과 전체적인 형태는 절지동물인 지네나 그림 2-1, 그림 2-2)와 내부사진 5개(그림3, 그림4-1, 그림4-2, 그림4-3, 그림4-4)를 제시하고 각각의 구조적 특징에 대하여 자세히 기록하였으며, 이 구조에 대한 설명은 논의에서 언급한다. 또 소라의 외형사진 4개(그림5-1, 그림5-2, 그림6-1, 그림6-2)를 제시하고 육안으로 관찰되는 특징에 대하여 자세히 기록하였으며, 그에 대한 이론적 설명은 논의에서 언급한다. 마지막으로 (그림 7)은 소라의 내부구조 중 독특한 구조인 ‘치설’의 현미경 관찰 점묘화를 제시하고 이에 대한 설명을 같이 기록하였다.얻어진 결과를 바탕으로 문헌을 참고하여 구조에 대해 자세히 살펴 보았다. 먼저, 대합의 외형구조이다. (그림1-1)은 조개의 뒷부분(꼭지부분)을 촬영한 것이다. 둥근 코 모양으로 묘사했던 부분은 조개의 꼭지인 ‘각정(umbo)’부분으로 조개껍데기인 패각에서 가장 오래된 부분이다. 각정을 경계로 양쪽에 약간 벌어진 상태에서 관찰할 수 있는 검은색 부분은 조개의 ‘인대’로 내부의 패각근과 함께 대합의 여닫이 운동에 영향을 준다. 굵은 인대가 있는 부분이 조갯머리의 앞부분 이므로 (그림1-1)에선 조개의 왼쪽이 조개의 ‘앞’이라고 할 수 있다. 문헌의 설명에 의하면 조개의 생장과 함께 패각이 계속 생장해 나온다. 조개의 패각이 계속해서 생장해 나온다는 것은 패각의 ‘생장선’으로도 증명할 수 있는데 (그림2-2)를 보면 각정을 따라 생긴 둥근 나선형의 줄무늬들을 ‘생장선(growin ring)'이라고 할 수 있다. 조개 껍질(패각)은 외투막이 만들어 내고 몸이 자랄수록 패각도 자라므로 생장선을 볼 수 있는 것이다. 다음으로 (그림 2-1)과 같이 두 대합을 평지에 눕혀놓고 각폭과 각고를 측정했는데 조개가 편형이 아니었기 때문에 길이측정이 어려웠다. 따라서 과정상의 미세한 오차 발생을 감안하여 측정하였을 때 대합 1은 각폭이 7.8cm, 각고는 5.8cm 가 나왔고 대합 2는 각폭이 7.4cm, 각고는 5.5cm가 나왔다. 길이 측정을 통해 비교한 두 muscle)’이므로 (그림 3)에서는 왼쪽의 패각근이 후패각근이라고 결론지을 수 있었다. 이 때 패각근의 기능은 무엇이기에 한 쌍을 이루며 위아래 shell에 이토록 단단히 결합되어 있는 것인가 의문이 들었다. 이 의문을 해결하기 위해 문헌을 찾아본 결과 조개의 껍데기를 여닫는 운동은 껍데기의 뾰족한 부분, 즉 뒤쪽에 있는 검은 돌기인 인대와 껍데기 안쪽에 있는 패각근의 작용으로 일어난다. 여기에서 인대가 껍데기를 여는 작용을 하며, 패각근은 여닫는 운동에 모두 관여하지만 닫는 작용을 우선적으로 한다. 그리고 패각근이 이렇게 패각과 단단히 붙어 있는 이유는 패각근과 패각 사이에 교착 물질이 있기 때문이다. 이 교착물질이 껍데기가 벌어지지 않도록 두 패각근과 껍질 내부를 연결해 준다.또 입수관과 출수관중 항문에 더 가까이 있는 것이 출수관이고 배 쪽에 더 가까이 있는 것이 입수관이다. 입수관을 통해 들어온 물은 양분을 걸러내고 사용된 후 노폐물이 모여서 출수관으로 배출된다. 따라서 입수관이 조개의 입의 역할을 하는 것이 되겠고(조개의 입이 따로 있지만 실질적으로 입수관의 역할이 중요) 출수관이 조개의 항문이 된다고 볼 수 있다.이어서 (그림4-1,2,3,4)를 보면 외투막을 걷은 내부 구조를 관찰할 수 있다. (그림 4-1)에서는 '아가미(Gills)’와 '근육질 족(Foot)'을 관찰할 수 있다. 그렇다면 아가미는 대합에게 왜 필요한 것일까? 대부분의 조개류는 모래나 펄 속에 매몰된 상태로 있기 때문에 아가미를 통해 수중의 산소를 얻어 호흡하고 물속의 먹이를 걸러먹고 산다. 따라서 매몰된 채 수중 생활을 하는 조개류에게 아가미는 필수적으로 발달할 수밖에 없었던 기관이라고 할 수 있다. 또 분홍색으로 넓적하게 관찰되는 근육질 족은 어떤 기능을 할까? 이 대합의 발은 진흙이나 모래를 파고 들어가기 위하여 발달된 기관으로 무언가를 파헤치며 이동할 때 유용하게 사용되는 기관이다. 이어서 (그림4-2)에서는 신장과 심장을 관찰할 수 있다. 조개의 신장과 심장은 사람.

자연과학| 2012.03.05| 9페이지| 2,000원| 조회(331)

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5주차) 조류와 선태류의 관찰

생물학실험 보고서실험 제목 : 조류와 선태류의 관찰실험일시 : 2011년 10월 6일 10:00-12:00보고서 제출일 : 2011년 10월 11일실험 반 : 목요일 2,3교시Ⅰ. 서론원생생물의 영양방식은 다양하다. 원생생물 중 광합성으로 영양분을 생산하는 독립영양생물을 조류(algae)라고 부른다.독립영양을 하는 진핵생물은 엽록체로 진화된 시아노박테리아의 1차 내부공생에 의해 발생한 것으로 생각된다. 이 원시 원생생물의 후손들이 홍조류와 갈조류로 진화되었다. 홍조류(red algae)는 열대지방의 따뜻한 연안 지역에 서식하며 녹색인 엽록소를 덮는 부수적인 색소가 홍색을 낸다. 홍조류의 몸체는 부드럽지만 몇몇의 세포벽은 백색의 단단한 침전물로 덮여 있다. 외피로 뒤덮인 종들은 산호초에서 흔히 발견된다. 다른 홍조류는 젤라틴인 카라기닌(carrageenan), 김이나 다당류인 한천(agar)이 홍조류에서 얻어진다. 녹조류(green algae)는 풀빛의 엽록체를 갖기 때문에 그 이름이 지어졌으며, 녹조류(chlorophyte)와 차축조류(charophyte)의 두 그룹으로 나뉜다. 이 중 차축조류는 육상식물과 가장 가깝다. 대부분의 녹조류는 복잡한 생활사를 갖는다. 파래(Ulva)는 세대교번(alternation of generation)이라는 생활사를 따른다. 이런 생활사는 이배체(2n) 세대와 다세포성 반수체(n) 세대가 번갈아 일어난다. 세대교번은 여러 다세포성 조류와 모든 식물에서 일어난다. 그림에서 알 수 있듯이 다세포성 반수체 세대를 배우체(gametophyte)라고 한다. 배우체 세대는 포자체(sporophyte)라고 하는 다세포성 이배체 세대와 번갈아 일어난다. 반수체 배우체는 분열하여 배우자(gamete)를 형성하고, 이 배우자들은 감수분열을 해서 단수이고 편모가 달린 반수체 포자를 형성한다. 포자가 바다 바닥에 자리잡아 배우체로 발달하면 생활사가 완성된다. 또한 이 두 조류는 육상식물과 가장 가까운 원생생물이다. (Campbell. Reece.물로 다양화 되었다. 선태식물(bryophyte)이라 불리는 이 식물들은 모체 식물에 보호되어있는 배와 정단분열조직이 있다는 점에서 다른 식물과 비슷하지만 진정한 의미의 뿌리와 잎은 없다. 리그닌화된 세포벽이 없어서 수직으로 성장하는 선태식물은 지탱할 수 없다. 그래서 이끼가 깔려 있는 곳에는 실제로 여러 식물들이 빽빽하게 자라면서 서로를 지지해 주는 것이다. 매트처럼 이끼가 모여 있는 곳은 마치 스펀지 같이 물을 품고 있다. 어떤 선태식물은 땅에 딱 붙어서 자라는데 이러한 빽빽한 이끼 매트에도 비나 이슬이 남긴 수분층을 따라 헤엄쳐온 편모달린 정자가 수정을 할 수 있게 된다. (Campbell. Reece. Taylor. Simon and Dickey. 2009)이번 실험의 목적은 홍조류, 녹조류, 선태류의 외형과 단면을 관찰하고 그 특징을 이해하며, 식물이 육상환경에 적응하는데 필요한 특징에 대해 생각해보는 것이다. 홍조류와 녹조류는 육상식물에 가장 가까운 원생생물로 이 두 조류와 선태류를 관찰, 비교해 보고 차이점이나 공통점을 찾아 식물이 어떻게 수중에서 육상으로 진화해 갔을 지를 생각해 보고자 한다.Ⅱ. 실험 재료 및 방법1. 실험재료1) 홍조류 : 우뭇가사리(Gelidium elegans)2) 녹조류 : 구멍갈파래(Ulva pertusa)3) 선태류 : 우산이끼(Marchantia polymorpha)들솔이끼(Pogonatum neesii)2. 실험기구해부현미경(dissecting microscope), 광학 현미경(optical microscope), 면도칼, 핀셋, slide glass, cover glass, D.W.3. 방법실험실에 준비된 우뭇가사리(Gelidium elegans)와 구멍갈파래(Ulva pertusa)를 가져와 물기를 제거하고, 조별로 채집해온 우산이끼(Marchantia polymorpha)와 들솔이끼(Pogonatum neesii)를 모아 각 종들의 외부 형태적 특징을 관찰하였다. 이 때 우뭇가사리와 구멍갈파래는 암·수 구분. 이 때 들솔이끼는 암그루 삭병만의 횡단면을 관찰하였고, 우산이끼는 횡단하지 않고 엽상체 뒷면을 그대로 관찰하였다. 마지막으로 관찰한 결과들을 서로 비교하고 기록하였다.Ⅲ. 실험 결과그림 1) 홍조류 : 우뭇가사리(Gelidium elegans)식물 몸체가 검붉은 색을 띠며 중간의 굵은 줄기에 양 옆으로 잔가지가 많이 나 있어서 전체적인 형태는 나뭇가지나 원뿌리 같았다. 줄기는 무르지 않고 딴딴하며 납작했다. 자세히 보면 잔 줄기 끝에 겨울눈처럼 생긴 낭이 있고 전체 길이는 평균적으로 10~15cm 정도 되었으며 그 미만 혹은 20~25cm에 이르 는 것 까지 다양했다.그림 2) 녹조류 : 구멍갈파래(Ulva pertusa)식물 몸체는 전체가 모두 녹색을 띠며 홍조류보다 더 윤기가 흘렀다. 몸체 전체가 반듯하지 않고 심한 물결모양 이었으며 잎의 두께는 기부 쪽이 두껍고 잎의 끝 쪽으로 갈수록 얇아지는 형태였다. 잎의 가장자리는 특징 없이 매끈하였다.그림 3) 선태류：들솔이끼(Pogonatum neesii)의 암그루.녹색 부분의 몸체는 뿌리, 줄기의 구분이 뚜렷하지 않아 보였다. 가지는 따로 없고 약 3~5cm의 줄기와 잎으로 이루어진 부분 끝에 녹색 몸체의 두 배 혹은 그 이상 되는 길이의 갈색 줄기 하나가 곧게 뻗어 있었다. 그 갈색 줄기의 두께는 1mm정도로 굉장히 얇았고, 줄기 끝에는 주머니 모양의 진한 고동색 낭이 달려있었다.그림 4) 들솔이끼(Pogonatum neesii)의 수그루.몸체는 전체적으로 짙은 녹색을 띠며 뿌리가 명확하게 구분되지 않았고 가운데 기둥을 이루는 줄기를 둘러 나선형으로 잎이 나있었다. 잎은 얇고 끝으로 갈수록 뾰족한 형태이며, 잎 하나하나의 길이는 제각각이지만 모두 1cm미만으로 짧았다. 전체적인 길이 역시 5cm미만으로 짧고 땅 위로 솟은 줄기가 없이 대부분 땅에 거의 붙어있는 형태였다.그림 5) 선태류 : 우산이끼(Marchantia polymorpha)의 암그루.몸 전체가 녹색이며 땅위에 거의 붙어 있는 넓은 엽상체 가cm정도 였고, 한 곳에 밀집해 있지는 않았다.그림 6) 우산이끼(Marchantia polymorpha)의 수그루.몸 전체가 녹색이며 땅위에 거의 붙어 있는 넓은 엽상체 가운데 솟아오른 줄기들 중 소수가 수그루였다. 수그루는 잎자루 끝에 연잎 모양의 잎이 있었고 갈라진 갈래나 모양 또한 일정하지 않았다. 수그루의 총 자루길이는 암그루보다는 작은 1~3cm정도 였으며, 역시 밀집하지 않고 곳곳에 분포 되어 있었 다. 또한 잎을 자세히 보았을 때 미세한 구멍들이 많이 관찰 되었다.그림 7) 우산이끼(Marchantia polymorpha) 엽상체.우산이끼의 대부분을 차지하는 녹색의 비교적 넓은 잎이다. 잎의 형태는 반듯하고 곧은 잎이 아니고 미역 줄기와 같이 물결무늬를 이루었다. 또한 줄기와 뿌리를 따로 찾을 수 없었고 잎으로만 구성되어 자라나는 것처럼 보였다. 잎은 위로는 자라지 않고 땅바닥에 붙어 옆으로 넓게 퍼져 있었으며 그 너비 가 1~2cm정도 되 보였다.그림 8) 홍조류 : 우뭇가사리(Gelidium elegans)의 횡단면 묘사.중심 줄기를 횡단한 결과, 작은 구슬 알갱이 같은 것들이 자잘하게 내면을 구성하고 있었다. 그 중 특히 피층은 자잘한 알갱이들이 더욱 밀집해 있고 붉게 보여 붉은 띠를 두른 형태를 띠었다. 내부로 갈수록 알갱이의 크기가 커지고 색이 옅어졌다. 또 구슬 알갱이 사이사이를 더 작은 크기의 투명 물방울들이 메꾸고 있는 것도 관찰 되었다.×400그림 9) 녹조류 : 구멍갈파래(Ulva pertusa)의 횡단면 묘사.잎 중에서 굵은 기부 쪽을 횡단한 결과, 내부는 기차의 선로와 같이 두 개의 층으로 이루어져 있었다. 두 층 안을 자세히 보니 직사각형 모양의 알갱이들이 차곡차곡 쌓여 있는 듯한 모습이 관찰 되었다. 색은 밝은 녹색이었고 두 줄 사이의 공간은 알갱이 같은 물질들이 하나도 없이 비어 있거나 액체성분으로 채워진 것처럼 보였다.×400그림 10) 선태류 : 들솔이끼(Pogonatum neesii)의 암그루 삭병 횡단면 묘사.암. 정중앙에는 알갱이가 없고 텅빈듯한 구조가 관찰 되었다. 또한 중심부 주변에서 투명색의 이중막 구조를 보이는 알갱이들을 발견할 수 있었다.×400그림 11) 선태류 : 우산이끼(Marchantia polymorpha)의 엽상체 뒷면 묘사.엽상체를 횡단하지 않고 그대로 뒷면을 관찰한 결과, 전체적으로 밝은 녹색을 띠었으며 불규칙적인 그물형태로 얽혀있는 무늬를 볼 수 있었다. 세포로 보이는 각각의 칸들은 일정하지 않은 다각형 이었으며 간혹 어떠한 칸에는 동그란 눈알 같은 것이 박혀있었다. 또 잎맥 같은 줄무늬 사이사이에 빨간색 혹은 진한 갈색의 물질이 끼어있는 것을 관찰 했다.×400Ⅵ. 논의이번 실험은 각각 다른 식물 종들의 외부 형태적 특징을 관찰하고 또 식물들을 횡단하여 그 내부를 현미경으로 관찰한 뒤 그 결과들을 서로 비교하여 이를 통해 해조류인 홍조류와 녹조류, 선태류인 우산이끼와 솔이끼의 특징을 이해하며, 식물이 육상환경에 적응하는데 필요한 특징에 대해 생각해보는 실험이었다.이 실험의 결과에서는 각 종의 외부형태를 관찰한 결과를 사진과 글로 설명하였다. 이 때 조류는 암·수 구분이 없으므로 전체적인 외형을 관찰하였고 선태류는 암·수가 다른 자웅이주 식물이므로 암·수의 외형을 분리하여 관찰하였다. 또 단면을 횡단하여 내부형태를 관찰한 결과를 점묘화와 글로 설명하였다. 이 때 그림마다 각 식물의 종속명과 상태, 현미경을 통한 관찰 배율도 함께 작성했다.먼저, 각 종의 외부형태를 관찰한 것을 분석해 보자. 이 때 식물의 정확한 특징을 알기 위하여 과학용어사전을 이용해 각 식물들의 특징을 자세히 비교한 후에, 서로 형태적인 차이가 나는 이유를 분석하였다. 먼저 두 조류를 비교해 보았다. 홍조류인 ‘우뭇가사리(Gelidium elegans)’가 검붉은 색을 띠는 이유는 엽록소 a와 d(일부) 외에 피코빌린계 색소로서 피코시아닌과 피코에리트린을 가지고 있기 때문이다. 반면 같은 조류이지만 녹조류인 ‘구멍갈파래(Ulva pertusa)’는 색소체가 다량의 엽록소를었다.

자연과학| 2012.03.05| 8페이지| 2,000원| 조회(344)

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4주차) 하배축 신장과 식물 호르몬

생물학실험 보고서실험 제목 : 하배축 신장과 식물 호르몬실험일시 : 2011년 10월 15일 09:00-14:00보고서 제출일 : 2011년 10월 24일실험 반 : 목요일 2,3교시Ⅰ. 서론식물호르몬은 매우 낮은 농도로 합성되지만 미량의 호르몬이 식물의 생장과 발달에 커다란 영향을 미친다. 이것은 호르몬 신호가 증폭되어야 한다는 것을 의미한다. 호르몬은 유전자의 발현을 변화시키거나 이미 존재하고 있던 효소들의 활성을 조저하거나 세포막의 성질을 변화시킴으로써 작용한다. 이러한 작용으로 미량의 호르몬에 반응하여 세포의 물질대사와 발달이 바뀌게 된다.일반적으로 호르몬들은 세포의 분열과 신장, 분화 등에 영향을 미쳐 식물의 생장과 발달을 조절한다. 우리가 실험에 사용한 식물호르몬은 두 종류로 옥신(indole-3-acetic acid, IAA)과 키네틴(Kinetin)이다.먼저 옥신(indole-3-acetic acid, IAA)은 다양한 기능을 갖지만 일반적으로 자엽초의 신장을 촉진하는 화학물질을 일컫는다. 옥신은 줄기정단분열조직과 어린 잎에서 주로 합성된다. 뿌리에서 필요한 옥신의 대부분을 줄기에서 만들어지는 옥신에 의존하지만 뿌리 분열조직에서도 합성은 된다. 발달 중인 종자와 열매에서 많은 양의 옥신이 발견되지만 이곳에서 합성된 것인지 아니면 모계조직에서 이동된 것인지는 확실치 않다. 옥신은 주로 줄기의 신장을 촉진(낮은 농도에서), 곁뿌리와 부정근 형성 촉진, 열매의 발달을 조절, 정단우성을 유도, 굴광성과 굴주성에 관여, 물관 형성을 촉진, 잎의 탈리를 지연 하는 등의 기능을 하고 있다.다음으로 키네틴(Kinetin)은 식물의 세포분열을 촉진하는 호르몬으로 눈[芽]의 형성 유도, 잎의 생장촉진과 노화지연, 광발아종자(光發芽種子)의 암흑 속에서의 발아촉진 등에 효과가 있다. 키네틴의 작용메커니즘은 알려지지 않았지만, 키네틴에 의하여 일어나는 여러 가지 현상은 키네틴에 의한 생화학적 수준에서의 변화, 즉 핵산(核酸) ·단백질의 함량이 증가하는 것이다. (Cam의 목적은 일차적으로 식물호르몬이 식물세포 신장에 미치는 영향을 파악하고 나아가 2차적으로는 실험 재료의 준비과정의 중요성과 결과에 대한 논의 방법을 터득하는 것이었다. 이번 실험에 사용한 무 종자를 서로 다른 5개의 호르몬 배지에서 일주일간 배양한 뒤 신장 정도의 차이를 관찰, 비교해 보고 식물 호르몬이 하배축 신장에 미치는 영향에 대해 파악해 보고자 한다.실험에 앞서 우리 조는 D.W.배양액에서 보다 식물의 세포분열을 촉진하는 호르몬인 키네틴(Kinetin)과 옥신(indole-3-acetic acid, IAA)을 처리한 배양액에서 식물의 신장률이 높을 것이라는 가설을 세웠다. 또 각 호르몬의 농도가 더 높은 곳에서 신장률이 높을 것이라는 2차 가설을 세웠다. 가설을 바탕으로 D.W.를 control로 삼아 비교하며 신장률을 관찰했다.Ⅱ. 실험 재료 및 방법1. 실험재료- 무 종자- D.W.- 식물호르몬 : 옥신(indole-3-acetic acid, IAA), 키네틴(Kinetin)2. 실험기구면도날 장치, 알루미늄 호일, 자, paper towel, petri dish, filter paper3. 방법4일정도 생장시킨 무의 유모를 꺼내어 면도날 장치를 이용하여 1cm크기로 절단하였다. 서로 다른 배양액을 사용하여 총 5개의 petri dish에 5개씩의 유모를 배양시키므로 25개의 유모 절편이 필요하였다. (이 때 사용하는 무의 유모는 다음과 같은 과정으로 배양된 것이다. 일단 무의 종자를 받아 균일한 크기로 선발한다. 그 다음 플라스틱 박스에 paper towel을 여러 겹 깔고 물로 충분히 적신다. 무 종자를 넣고 알루미늄 호일로 잘 싼 후 암소에 둔다. 이 종자들을 4일간 생장 시킨 후 사용한다.) 절단한 무의 유모 절편은 petri dish에 넣고 호일로 잘 싼 후 살살 흔들며 증류수로 30분간 washing하였다. 이 과정과 동시에 petri dish에 D.W., 옥신(indole-3-acetic acid, IAA), 키네틴(Kinetin)액을밀봉하였다. 다음으로 빛이 들지 않도록 전체를 알루미늄 호일로 감싸고 배양기에 넣었다. 24시간이 지난 후 길이를 측정하고 데이터를 정리하였다. (주의할 것은 이 모든 과정은 암실에서 이루어 졌고 빛을 비추는데 청색광만을 사용하였다.)Ⅲ. 실험 결과Growth regulatorIndividual final section length(mm)AverageMean Length increaseIAA10??M1310.81110.61111.281.2810??M11111010.510.710.640.64Kinetin2×10??M111111.511.310.811.121.122×10??M1010.810.51010.910.440.44ControlD.W.101011111.1710.740.74표 1) D.W.와 서로 다른 종류와 농도의 식물호르몬에서 배양한 무 유모의 길이 변화표 1)을 보면 개별적인 최종 생장 길이(Individual final section length. mm)를 보나 평균적인 생장 길이(Average.)를 보나, IAA 10??M이 길이생장을 가장 많이 하였는데, 배양 24시간 후 평균 생장 길이(Mean Length increase)는 1.28mm 이다. 같은 식물 호르몬인 IAA 10??M은 IAA 10??M의 생장 길이의 1/2정도, 즉 0.64mm 생장하였다. Kinetin 2×10??M은 IAA 10??M에 이어 두 번째로 잘 자랐고, 배양 24시간 후 평균 생장 길이(Mean Length increase)는 1.12mm이다. 같은 식물 호르몬인 Kinetin 2×10??M은 다섯 개의 배양액 중 가장 적은 생장률을 보였고 0.44mm 생장하였다. Control로 사용된 D.W.는 평균 0.74mm 생장하였다.그래프 1) D.W의 생장길이(0.74mm)를 기준으로 했을 때 각 호르몬에서 증감된 길이의 % 비교그래프 1)은 D.W.에서의 하배축의 생장 길이를 1로 놓은 후 이를 기준으로 나머지 조건들을 비교하여 생장률을 계산, 비교한 것이다. 각각의 생장Kinetin 2×10??M은 약 59%이다.Ⅵ. 논의이번 실험은 각각 다른 식물호르몬 조건 하에서 무의 유모를 배양시켜보고, 24시간 뒤 유모 절편의 길이 변화를 관찰하여 각각의 생장률을 구한 뒤 이를 통해 식물 호르몬이 식물세포 신장에 미치는 영향을 파악해보고, 나아가 같은 종류의 식물호르몬 배지라도 농도를 달리하여 비교해 봄으로써 식물호르몬이 작용하는데 농도가 어떤 영향을 끼치는가를 알아보는 실험이었다.이 실험의 결과에서는 표 1)에서 볼 수 있다시피 24시간 각각의 배지에서 배양한 후 무의 유모 절편의 길이변화를 기록하고 이 도출된 값들을 Control인 D.W.의 길이 증가율을 1로 잡아 각 배지에서의 증가율을 %로 구해 보았다. 그리고 보다 쉬운 결과 해석을 위하여 그래프 1)과 같이 이를 막대그래프로 나타내어 비교 하였다. 이 때 유모의 길이 증가 값(Mean Length increase)은 각 배지마다 5개씩 배양한 무의 유모들이 길이가 제각각 다르게 생장 했으므로, 이 5개 절편의 최종 생장 길이를 평균 낸 (Average.)값을 배양 초기 설정한 절편의 길이(1cm)에서 뺀 값으로 정했다. 또 이번 실험이 식물호르몬의 영향을 알아보는 실험이었기 때문에 아무런 식물 호르몬을 처리하지 않은 D.W.를 Control, 즉 대조군으로 설정하여 이 배지에서의 생장 길이(Mean Length increase ; 0.74mm)를 기준으로 정하고 나머지 배지에서의 생장 길이에서 나눈 뒤 100을 곱하여 증가율을 구했다. 결과를 해석할 때에는 식물 호르몬 종류에 따른 영향, 농도에 따른 영향 순으로 비교 하였다.먼저, 식물 호르몬 종류에 따른 영향을 분석해 보자. 우리가 해석한 결과는 초기 가설과 어느 정도 일치 하였다. 우리 조는 ‘옥신(IAA), 키네틴(Kinetin) > D.W.’ 의 생장률을 보일 것이라고 예상했었다. 결과는 ‘옥신(IAA)10??M > 키네틴(Kinetin) 2×10??M > D.W. > 옥신(IAA) 10??M > 키네틴(Kinet.W.(100%)보다 높은 생장률(각각 173%, 151%)을 보였다. 이는 식물 호르몬 중 옥신(IAA)과 키네틴(Kinetin)이 식물의 신장을 촉진하는 화학물질이라는 점을 고려하면 당연한 결과이다. 또 옥신(IAA)10??M이 키네틴(Kinetin) 2×10??M보다 생장률이 높았다는 점에서 옥신이 키네틴 보다 식물생장에 더 큰 영향을 준다는 결론을 이끌어 낼 수 있다. 그러나 두 호르몬의 농도가 다르므로 두 호르몬의 정확한 영향은 확정짓기 어려웠다.다음으로 결과에서 주목해야 할 부분은 ‘옥신(IAA) 10??M, 키네틴(Kinetin) 2×10??M’의 생장률은 D.W. 보다 낮다는 점이다. 두 배지에서 생장률은 각각 86%, 59%로 ‘옥신(IAA)10??M, 키네틴(Kinetin) 2×10??M의 생장률(각각 173%, 151%)’과 2배 이상 차이가 났으며 D.W.의 생장률 (100%)에도 미치지 못하였다. 우리의 예상대로라면 어찌 되었든 식물 호르몬을 처리한 배지가 D.W.보다는 높은 생장률을 보여야 했다. 하지만 농도를 더 낮게 농도를 더 낮게 처리함으로써 대조군 보다 더 낮은 생장률을 이끌어 낼 수 있었다. 이것으로 식물호르몬이 작용하는데 있어서 호르몬 농도가 얼마나 중요한가를 알 수 있었고 최적 농도에 많이 미달할 경우에는 신장을 촉진하는 호르몬이 신장억제 효과를 나타낼 수도 있다는 결론을 얻었다. 농도에 따른 결과를 해석하며 아쉬웠던 점은 최적 농도보다 과량의 농도를 가진 호르몬을 사용하여 그 효과를 비교해 보지 못했다는 점이다. 원래 호르몬은 최적농도에서 가장 활발한 신장 촉진 작용을 보이고 그 이상의 호르몬이 분비될 경우 신장을 억제하는 작용을 보인다. 이를 ‘음성피드백’작용이라고 하는데 예를 들어 우리가 사용한 옥신(IAA)의 경우 과량 분비될 경우 에틸렌(Ethylene)이 분비되어 옥신(IAA)의 작용을 억제하게 된다. 만약 이번 실험에서 옥신(IAA)10??M 보다 농도가 진한 실험군들로 더 다양하게 실험했다면 과 농도에 따른 이다.

자연과학| 2012.03.05| 7페이지| 2,000원| 조회(481)

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