생활 수학과제- 30문제1. 로빈슨 크루소 무인도에 떨어져서 자신이 섬에서 생존해 갈수 있는 방법을 골똘히 생각하기 시작했다. 배에 있는 물자를 최소의 소비로 최대의 효과를 보도록 효율적이게 소비하여야 했고, 가축도 기르고 물도 구해야했다. 그리고 시간을 알 수 있게 달력도 만들어야 했다. 로빈슨은 생활속에서 자신이 알고 있는 지식을 적용하기 시작했다. 이때 자신이 로빈슨 크루소라고 가정했을 때 무인도에서 수학을 적용시킬 방법을 5가지 탐구해보자.-12주차(동화속 수학) 예시 -1. 달력 - 적어도 오늘의 날짜는 기억하고 있을 것이다.달력을 만들기 위해 벽에 30일, 31일 그리고 365일 그리고 윤달을 표현하는수열을 생각한다.2. 물자체크 - 배에 있는 수량을 체크하여서 사람이 먹을 소비할수 있는 최소의 비용으로생존한다. 가축을 잡았을때와 다른 먹을 거리를 잡았을때를 고려한다.3. 바다의 조수 - 지구와 달의 관계를 고려해서 밀물과 썰물의 차가 제일 클때를 고려하여섬에서 탈출할수 있는 적절한 때를 조사한다. 이는 달력을 참조한다.4. 물구하기 - 증류식으로 물을 구할 것인지, 필터식으로 물을 구할것인지, 역삼투압의원리중 필터식을 선택. 흐르는 빗물을 최대한 깨끗하게 물을 걸러서 얻음5. 불구하기 - 불이 유지되는 3가지요소, 발화점이상의 온도, 공기, 타는물질을 이용.불을 유지시키기 위한 노력을 함.이외에 물고기 잡는방법, 멧돼지의 움직임 패턴등 규칙성을 일상생활에 이용.일상생활에서 수학의 이용은 무궁무진함2. 화투를 전통놀이라고 표현할 수는 없겠지만, 화투는 경우의 수가 많은 놀이이다. 자신이 가지고 있는 패는 무엇인지, 지금 노출된 패는 무엇인지, 앞으로 어떤 패가 나올 가능성이 있는지의 수많은 상황에 대한 정신작용이 이루어진다. 그리고 같은 모양을 보고 패를 가져갈수 있어서 그림공부, 장시간의 체력을 요구하므로 체육능력도 향상된다. 이러한 화투게임의 장점을 아동들에게 활용해보자. 예를 들어 1부터 10까지의 빨간색, 파란색, 초록색 카드가 있는데, 무작 개념이다나이를 20+10으로 쪼개었다는 것은 나이를 연속적인 개념이 아니라 불연속적인 개념으로 보았다는 것이다. 이때 자신을 연속적인 개념(전체적, 포괄적, 적분적)인 개념으로 자신의 삶의 목표를 설정해보고, 또한 자신을 불연속적인 개념(세분적, 미분적)인 개념으로 10살, 11살, 12살때의 자신의 삶의 목표와 중요한 사건을 무엇이었는지 생각해보자. -2주차 삶의 목표 - 페스탈로치와 같은 진보주의적 교사상초1 - 받아쓰기 100점 받는 것이 목표였다초2 - 서예학원을 다니게 되었고 시대회 금상을 받는것이 목표였다초3 - 서예 도대회 출전이 목표였고, 도대회를 나가게 되었고 장려상을 받았다초4 - 수학을 잘하는게 목표였다 서예를 하면서 공부도 잘하게 되어서 수학경시대회도 나가게 되었다초5 - 공부를 잘하고 싶다는 목표 형성. 서예전국대회에서 2등을 하여서 자신감이 붙었다초6 - 처음으로 반장을 하였다.중1 - 서기를 하였고 전교 5등안에 드는것이 목표였다중2 - 온라인 게임에 빠지게 됨 레벨 300을 찍는것이 목표였고 서예와 공부를 등한시했다중3 - 선행학습을 시작하였고 수학정석을 한번 보는것이 목표였다.고1 - 자신에 대해서 생각해보게 되었고 서예를 한 영향인지 한의사가 되고싶었다고2 - 이과에 진학했고 모의고사 전국 3%가 목표였다고3 - 친구들과 열심히 공부하고 좋은 추억을 만드는 것이 목표가 되었다.4. 물리학은 사물의 이치를 탐구하는 학문이다. 사물이 땅으로 떨어지는 현상에서부터 천체궤도까지 뉴턴은 거시적인 세계를 자신만의 이론으로 표현해냈다. 반면에 아인슈타인은 미시적인 세계를 자신만의 이론으로 표현해냈다. 사물의 똑같은 모습을 뉴턴은 A로 아인슈타인은 B로 표현했고 이는 모두 적절한 이론으로 평가 받는다. 우리 모두 자연현상을 자신만의 이론으로 표현하는 제 2의 뉴턴, 제 2의 아인슈타인이 되어보자. 그리고 수학이 과학에 끼친 영향에 대해서 생각해보자. -4주차 자연과 사회 그리고 수학 예시노자의 ‘도가도 비상도’라는 말이 있다. 도를 도라고 게임 위닝 ELEVEN 에 있는 일반적인 사람의 능력치와 펠레의 능력치를 기준으로 평균보다 높다고 생각하는 것에는 점수를 더 주도록 하자. - 2주차(자기자신을 수로표현) AND 6주차(좋아하는 운동선수) 앞의 능력치는 펠레 괄호는 나의 능력치공격 - 크로스 : 96(80), 결정력 : 91(77) , 헤딩 정확도 : 89(82) , 짧은패스 : 98(80) ,발리슛 : 70(55) , 반대발 : 30(10)수비 - 대인방어 : 30(25) , 스탠딩 태클 : 40(20) , 슬라이딩 태클 : 25(5)기술 - 드리블 : 99(67) , 커브 : 99(70) , 프리킥 정확도 : 95(75) , 긴패스 : 89(60) ,볼조작 : 99(79_)힘 - 슈팅력 : 99(81), 점프 : 70(55) , 체력 : 97(85) , 힘(몸싸움 공던지기등) : 96(81),중거리 슛 : 94(60)이동 - 가속 : 99(71) , 질주 속도 : 99(70) , 민첩성 : 99(80) , 반응 속도 : 99(79) ,균형 감각 : 99(80)정신력 - 공격성 : 99(90) , 전술이해 : 90(85) , 위치선정 : 70(60)시야 : 95 , 패널티킥 : 85 , 일관성 : 931주차 - 9월 3일 오리엔테이션2주차 - 9월 10일자기자신을 수학으로 표현하기.메모 : 1등이 18을 반으로 나누어 10분의 10으로 1이된다는 표현이다.너무 주관적인 요소가 강하게 들어있다.누구나 객관적으로 해석할 수 있기 보다는 귀에걸면 귀걸이 코에걸면 코걸이식이다.지수함수를 자신의 좌우명으로 표현한 학생이 많았다6. 인간을 숫자로 표현할 때, 내적, 외형적으로 분류할 수 있고 사회 환경에 의해 수 분류할 수도 있다. 나이, 성별, 학력, IQ 각종 지수들이 그것인데 인간은 이러한 요소들이 복합적으로 작용하는 존재이다. 이들 중에서 인간의 가능성을 표현할 수 있는 요소들을 골라내어 세분화시켜보고 자신 스스로의 가능성을 측정해보자.7. 그래프에서 한점을 미분하면 그래프에서의 기울기를 나타 암모니아 4리터, 석회 1.4g, 인 400g, 염분 250g, 질산칼륨 100g, 황 80g, 볼수 7.5g, 철 5g, 규소 3g, 그 외 소량의 15가지 원소로 이루어진다. 이는 사람을 눈에 보이는 요소만으로 객관적으로 표현한 수치이다. 이러한 사람은 뇌로 정신작용을 하면서 수많은 가능성을 드러낸다. 사람에게는 보이는 부분보다 보이지 않는 잠재가능성이 더욱 많다. 이때 각종 Q(IQ, EQ, NQ)등은 사람의 무한한 가능성을 드러낸다. 그러나 지금까지의 나는 어떻게 살아왔는지 반성할 수 있는 지금까지의 나의 정신작용과 감정지수, 자신감은 어떠했는지 미래가 아니라 과거에 맞추어 각종 Q를 매게로 자신을 수치화 해보자10. 수업시간에 자신을 나타내는 것의 하나로 휴대폰이 나왔다. 휴대폰은 xxx-xxxx-xxxx총 11자리이다. 앞의 010을 제외하면 총 8자리로 10을 8번 곱한 10의 8승이 된다. 이는 100,000,000개 즉, 1억여개의 핸드폰 번호를 만들 수 있다는 의미이다. 우리가 북한과 통일이 되어 남북한의 인구수가 1억을 넘는다고 할때, 지금 구축해 놓은 휴대폰 번호 관리시스템에는 어떤 변화가 필요할까?4주차 - 9월 24일자연과 사회 그리고 수학메모 : 교수님 프린트, 태양을 시초로 한 단위들과의 관계벡터의 내적 외적의 관계식의미는?단위들의 조합들로 이루어진 다양한 관계식들의 의미는?물과 온도와의 관계는? 역사(present, 시간), 지리(공간), 경제(희소성), 물리(law)화학(변화), 생물(생식과 신진대사), 지학(순환), 수학(과학의 여왕)11. (교수님 질문있어요) 수업시간에 배운 수학과학에서 쓰이는 최소단위들은 서로 나누어지고 곱하여져서 새로운 단위로 태어난다. 이때, 물리학에서 벡터의 내적과 외적이 있다. 수학은 과학을 표현하는 도구이다. 과학에서 일상의 현상을 표현하기 위해 수학을 발전시키고 표현도구들을 만든다. 이때 수학에서 배우는 백터의 내적과 외적은 자연현상, 사회생활에서 어떤 모습을 표현하기 위해 수학자들이 약속해 간늘어남세계역사발달은 공간, 전통놀이속의 수학15. 나는 개인적으로 축구를 좋아한다. 포지션은 최전방 스트라이커이며 어렸을 때부터 학업에 관한 스트레스틑 축구로 풀었다. 이때 수업시간에 배운 공간창출 능력이 생각이 났다. 그때 그때 상황에서 수비수의 움직임을 피해 공간으로 침투하는 능력이나 적절한 타이밍에 슈팅을 하는 것은 순간순간의 선택에서 이루어진다. 이때 순간순간에서 최적의 선택을 내리고 골로 이루어 질려면 축구 기본기 연마가 가장 중요하다는 것을 매번 깨닫는다. 그래서 쉬는날이면 슈팅연습을 한다. 이때 맨유의 알렉스 퍼거슨 감독이 유소년 축구교실에서 어린 아이들을 가르친다고 하자. 퍼거슨 감독이 수학자에게 일반적인 사람이 공을 차는 발의 각도, 파워, 볼이 나아가는 방향, 회전력, 골대의 넓이, 축구장의 넓이를 고려한 가장 최적화된 슈팅이론을 고안해달라고 부탁했을 때 수학자는 어떤 결론을 내렸을까?16. 축구경기에서 축구선수는 한경기당 평균 10km 뛴다고 한다. 이때 박지성은 평균 12km 를 뛴다. 이때 한경기당 뛴 거리와 공간 창출능력사이에는 어떤 관계가 있을지 생각해보자. 그리고 이를 일상 생활에 적용시켜보았을 때의 한가지 예로, 열심히 공부하고 공부한 거리, 양이 많은 사람이 창출할 수 있는 능력에는 어떤 것들이 있을 지 생각해보자.6주차 - 10월 15일전통놀이, 공기놀이메모 : 2시부터 3시 30분까지 전통놀이하기.영화 뷰티풀 마인드를 보고 수학적 요소를 찾고,수학을 배우는 방법에는 어떤것이 있을까?전통놀이에서 찾을수 있는 수학적 요소?생활수학의 정의.. 그리고 가장 인상깊었던 장면 생각해오기17. 공기놀이는 탈 중심화, 힘과 속도의 조정능력, 협동심, 지각운동 능력이 발달할 뿐만 아니라 수세기, 대소 비교하기, 수계열, 수의 합성과 분해, 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 개념형성등의 논리 수학적가치도 함께 발달한다고 한다. 이때 아동의 수학적 능력 향상을 위해 아이들이 생각할 수 있는 적절한 상황을 만들어 넣고, 이 상황에서는 어떤 돌부터 짚어야 하
실험12. 수중식물 -해캄1. 실험 목적① 생물현미경으로 해캄을 관찰하여 그 특징과 구조에 대해 알아본다.② 작은 생물에 대한 관심을 가지고 생명에 대한 소중함을 기른다.2. 관련 이론(1) 수중식물식물체의 전체 또는 일부가 물속에서 생육하는 식물의 총칭이다. 물이라는 단일 환경 속에서 생육하므로 뿌리, 줄기, 잎, 꽃, 눈 등의 형태가 수중생활에 적응하여 뚜렷이 변형되어 있다.주로 물속이나 물가에 서식하며 식물체의 일부나 전부가 물속에 잠겨 있으며 식물체의 줄기나 뿌리, 또는 잎에 공기를 함유하는 통도조직을 갖는 관다발 식물이다. 또한 물 밖으로 나오는 경우에도 생활사중 반드시 어느 한 시기는 수중에서 생육하는 식물을 말한다. 대체로 민물에 서식하는 경우가 많으나 거머리말과 같이 얕은 바다에 서식하는 해초류를 포함하기도 한다. 전 세계 식물의 약 2%를 차지한다. 수중식물은 오염된 수질을 정화하는 역할을 하며, 수중 생물이나 물가에 서식하는 다양한 동물들의 서식처이자 먹이로 이용된다.(2) 해캄학 명Spirogyra pulcbrifigurata분 류식물계, 녹조식물문, 담수조류강, 별해캄과서식 장소-호수나 늪, 흐르는 물가에 있는 바위-물살이 느리고 깨끗한 물이 고여 있는 곳-햇빛이 잘 드는 곳① 특성: 육안으로 보아 사상체의 집단.현미경으로 관찰하면 1줄로 늘어선 세포들이 깨끗한 녹색을 띤 색소체를 세포 내에 나선 모양으로 가지고 있으며, 그 색소체에는 피레노이드(pyrenoid)가 흰 점처럼 곳곳에 박혀 있는 것을 볼 수 있다. 해캄은 세포가 분열하면서 자라기 때문에 때로는 1m가 넘게 긴 사상체를 이루기도 하며, 몸이 절단되면 각 도막마다 세포분열로 자라 새로운 개체를 이룬다. 유성생식은 드물게 볼 수 있는데, 사상을 이룬 두 세포열이 나란히 서서 서로 마주 대하는 세포끼리 내용물을 주고받으며 접합(接合)하여 전체적으로 사다리꼴을 이루게 된다. 이처럼 접합하여 형성된 접합자(接合子)는 감수분열을 통하여 새로운 개체가 발생한다. 해캄과 별해캄 등 접합을 하는 녹조류를 접합조류라고 부르며, 과거에는 분류학적으로 독립된 문(門)으로 취급하기도 하였으나 유성생식법 이외의 특징이 녹조식물과 일치하여 보통 녹조류의 한 목(目)으로 취급한다.-무성생식 모식도-② 해캄의 번식- 무성생식 : 해캄은 세포가 분열하면서 신장생장이 일어나고, 수중동물 또는 물의 흐름에 의한 충격으로 사상체가 끊어지면, 끊어진 세포 마디마다 세포분열을 하면서 자라 그 개체수가 늘어나게 되고 이러한 과정의 반복으로 자연스럽게 수가 늘어나 번식이 된다. 대체로 봄에서 가을까지는 이러한 분열법에 의한 무성생식을 한다.- 유성생식: 가을이 되어 생활조건이 불리해지면 두 개의 해캄이 평행으로 늘어서서 한 쪽 세포가 다른쪽으로 들어가 하나의 세포로 줄어들어 겨울을 난다. 주변의 열악한 환경을 감지하게 되면 인접한 해캄끼리 접합관을 만들고 생장한다. 접합관이 융합하게 되면 엽록체의 피레노이드가 영양세포의 중앙에 응축되고 응성의 영양세포에서 핵, 엽록체, 피레노이드 등의 접합관을 통과해 자성의 영양세포로 이동한다. 자성쪽에서 접합관을 떼어내고 접합관을 봉쇄하며, 원래의 영양 세포로 돌아간다. 완전히 응축돼 융합한 포자는 열악한 환경을 보내고 새로운 환경에 접해 세포벽을 파괴하고 사출되어 무성생식을 한다.-유성생식 모식도-3. 준비물 및 실험방법(1) 준비물생물 현미경, 슬라이드 글라스, 커버 글라스, 핀셋, 해캄, 물, 스포이드, 흡수지, 거즈(2) 실험 방법① 슬라이드 글라스와 커버 글라스를 거즈로 깨끗하게 닦는다.② 슬라이드 글라스 위에 물을 한두 방을 떨어뜨린다.③ 채집한 해캄 한 가닥을 핀셋으로 잡아 슬라이드 글라스의 물 위에 감아서 놓는다.④ 기포가 생기지 않게 커버글라스로 기울여 덮는다. (흡수지를 이용하되 너무 많이 물을 빨아들이면 해캄이 말라 죽을 수도 있으므로 주의한다.)⑤ X10 대물렌즈로 정확한 상을 찾는다.⑥ X40 대물렌즈로 바꾼 뒤, 미동나사를 돌려가며 해캄의 구조를 살핀다.⑦ 관찰이 끝난 다음, 해캄을 원래 있던 물에 조심히 다시 넣어 생명체의 소중함을 다시 인식한다.5. 고찰해캄은 웅덩이나 논, 밭, 수로 등에 주로 서식한다. 그리고 녹색의 실처럼 얽힌 모습을 하고 있는 수중식물이다. 해캄과 같은 하등 종류의 엽록체는 띠처럼 선 모양으로 보인다. 또한 해캄은 광합성으로 인해 포도당이 녹말로 바뀐 녹말입자들이 엽록체 상에 동글동글하게 뭉쳐 있는 모습을 관찰 수 있다. 이를 다른 이름으로 전분핵이라고 부른다. 엽록체는 원통형의 입체 세포 안에 나선형으로 감겨 있는 모습으로 관찰되었다. 그리고 원통형의 입체 세포의 바깥쪽 겉은 울퉁불퉁해보였다. 이러한 나선형의 엽록체들이 여러 개가 나란히 줄을 서서 배열되어 있었다. 해캄을 이루고 있는 세포는 사이에 세포벽을 두고 있었다. 엽록체는 세포벽 때문에 다음 세포로 넘어 가지 않는 것을 관찰할 수 있었고, 또한 이는 각각의 세포가 독립적인 생활을 가능하게 해준다.
실험11. 잎의 기공 - 공변세포1. 실험 목적① 잎의 관찰을 통해 식물 잎의 내부 구조와 부분 명칭, 그 역할을 이해한다.② 식물 잎의 뒷면에 있는 공변세포와 기공을 관찰하고, 각각의 부분 명칭과 역할을 알아본다.그림 . 잎의 단면 모식도2. 관련 이론(1) 잎의 단면① 표피조직-잎을 감싸고 있는 한 겹의 세포층으로 잎을 보호한다.-엽록체가 없어 투명하며, 광합성이 일어나지 않는다.② 책상조직-세포가 규칙적으로 빽빽하게 들어차있고, 엽록체가 가장 많이 분포하여 광합성이 가장 활발하게 일어난다.③ 해면조직-세포가 엉성하게 배열되어 있어 세포와 세포 사이의 빈틈으로 기체가 이동하고, 엽록체가 분포하여 광합성이 일어난다.④ 공변세포-표피 세포가 변한 것으로 2개의 공변세포가 모여 기공(공변세포사이의 공간)이라는 공간을 형성한다.-엽록체가 분포하여 광합성이 일어난다.⑤ 기공-2개의 공변세포로 이루어진 작은 틈이며 주로 잎의 뒷면에 분포한다. 산소와 이산화탄소가 출입하고, 수증기가 나간다.(증산작용)⑥ 잎맥-물관과 체관으로 구성되며 잎을 지탱한다. (잎맥 내 물관은 위쪽에 위치하며 체관은 아래쪽에 위치한다.)(2) 공변세포 (guard cell)공변세포 모식도식물체 내 이산화탄소 등의 기체 출입과 증산작용을 조절하는 세포. 식물체가 물을 내보내기 위해서는 이 세포에서 개폐과정이 있어야 하는데, 공변세포 내 엽록체의 광합성에 의해 결국 포도당이 생성되어 삼투압이 높아져 주변 수분을 흡수하여 인접한 두 공변세포가 활처럼 팽팽해져 세포가 열린다.① 기공(stoma) & 기공 통한 증산작용과 기체의 출입기공은 광합성에 필요한 이산화탄소가 들어오고 광합성의 결과로 만들어진 산소가 나가는 공기의 이동통로이다. 공변세포는 기공의 개폐를 조절함으로써 증산작용을 조절하고, 또 이산화탄소 등 기체의 출입을 조절하기도 한다. 낮에 열려 있는 기공은 증산작용을 일으킬 뿐 아니라 광합성에 필요한 이산화탄소를 흡수하기도 하는 것이다.② 기공의 구조잎의 뒷면에는 표피세포가 변형된 공변세포가 쌍을 지어 표피에 분포한다. 두 개의 공변세포가 팽창하면 안쪽은 잘 늘어나지 않고 바깥쪽으로 상대적으로 얇기 때문에 휘어져 기공이 생긴다. 공변세포가 다시 홀쭉해지면 기공이 닫힌다.③ 공변세포의 분포공변세포는 잎의 앞면과 뒷면에 고르게 퍼져 있지만 햇빛에 직접 노출되지 않기 위해 뒷면에 더 많이 존재하는 경우가 많으며, 수생식물의 경우에는 윗면에만 존재하기도 한다.④ 기공복합체의 특징공변세포 쌍이 수압 밸브로 작용하여 가역적인 팽압 변화를 일으켜서 구멍의 크기를 조절* 공변세포 팽창 → 기공이 열림이산화탄소가 필요한 경우에는 물을 흡수하고 공변세포 팽창하여 기공이 열린다.* 공변세포 수축 → 기공이 닫힘이산화탄소 불필요, 수분 스트레스가 광합성 요구보다 클 경우에는 공변세포에서 물이 유출되어 기공이 닫힌다. 수분 유입으로 열림 수분 방출로 닫힘(3) 기공의 개폐기작원리 - 칼륨이온 수송 메커니즘 & 앱시스산의 조절광합성의 명반응에서 생성되는 ATP는 공변세포의 원형질막에 내재되어 있는 양성자 펌프(proton pump)를 가동시킨다. 따라서 H? 같은 이온은 공변세포 밖으로 방출되고, 공변세포 내부적으로는 음전하로 되어 주위 표피세포로부터 K? 이온이 공변세포로 유입된다. 세포 안에 K? 들어오게 되면 세포 내 용질의 농도가 증가하기 때문에 주변세포로부터 물이 들어와 기공이 열리게 된다. 그러나 식물이 수분을 많이 잃게 되면 칼륨이온 수송 메커니즘이 바뀐다. 즉, ‘수분 스트레스’를 받아서 물의 손실이 심할 때 공변세포 주변의 세포에서 앱시스산(abscisic acid; ABA) 이라는 식물 호르몬이 분비된다. ABA는 K? 의 흐름을 반대로 바꾸기 때문에 팽압이 감소하여 기공이 닫힌다.그 밖에 빛(청색광에 의해 열림), 온도(25℃이상에서 닫힘), CO₂농도(저분압에서 열리고 고분압에서 닫힘)의 정도에 따라서도 영향을 받는다.* 열림 기작H+-ATPase가동 → H+ pumping(pH 증가) , hyperpolarization→ K+유입(전하의 불균형) → Cl- 흡수(5%) , malate (50%)⇒ Vacuole 에 malate, K+, Cl- 축적 : 삼투압 증가 → 수분 흡수(팽압) → 기공 열림3. 준비물 및 실험 방법(1) 준비물 : 닭의장풀 잎, 생물현미경, 거즈, 슬라이드글라스, 커버글라스, 스포이드, 안전면도날, 흡수지, 핀셋, 물, 비커(2) 실험 방법① 닭의장풀의 잎의 뒷면을 비틀어 찢으면 표피가 벗겨진다. 이것을 얇게 벗겨진 부분을 골라 안전면도날로 슬라이드글라스 위에서 알맞은 크기로 자른다.② 스포이드로 물을 2~3방울 떨어뜨린다.③ 커버글라스를 45°로 기울여 기포가 생기지 않게 살며시 덮는다.④ 커버글라스 밖으로 나온 물을 흡수지를 이용해 제거한다.⑤ 생물현미경의 광원 장치를 켜서 빛의 양을 조절한다.⑥ 프레파라트를 재물대 위에 올려놓고 생물현미경의 대물렌즈 배율을 X10으로 두고 초점을 맞춘 후 자세히 관찰한다.⑦ 대물렌즈 배율을 X40으로 두고 자세하게 관찰한다.4. 실험 결과5. 고찰잎의 관찰을 진행 할 때, 주로 봉숭아나 베고니아, 닭의장풀과 같은 식물로 관찰한다. 하지만 학교의 환경적인 여건을 고려하여 교사의 재량에 따라 다양한 식물 종을 제시해 좀 더 다양한 식물의 관찰 할 수 있는 여건을 마련해 줄 수도 있을 것 같다. 잎의 뒷면에서 관찰할 수 있는, 공변세포와 기공의 관찰을 위해서는 잎 뒤쪽의 표피세포가 필요하다. 이를 관찰하는 과정은 초등학교 5학년 과정에도 실려 있는데, 교과서에는 표피세포를 얻기 위해 핀셋으로 떼어내는 방법을 소개한다. 이 방법은 초등학생이 하기에는 어려운 방법이라는 생각이 든다. 따라서 현장에서 교과서에 실린 방법보다는 이번 시간에 배운 잎을 양손으로 엇갈리게 잡고 비틀어서 표피를 벗겨내는 방법을 사용하는 것이 좋을 것 같다. 그리고 공변세포는 전체적으로 투명하지만 작고 동그랗게 보이는 엽록체가 여러 군데 자리하고 있었다. 그리고 공변세포 하나당 한 개의 핵도 보였다. 공변세포 주변에는 보통의 세포와는 다른 부세포도 있었다. 공변세포와 공변세포 사이에 기공도 존재하는 것이 보였다.
실험10. 탄수화물 검정1. 실험 목적① 실험을 계획적으로 설계하여서 검출용액을 이용하여 미지의 용액이 무엇인지 알 수 있다.② 안전사고를 예방하고, 실험시간을 단축하면서 과학적인 방법으로 탄수화물을 검정해 낼 수 있다.2. 관련 이론(1) 탄수화물탄수화물은 녹색 식물의 광합성에 의해 만들어지는 최초의 유기물로 탄소(C), 수소(H), 산소(O)로 구성된다. 보통 탄소에 결합하고 있는 수소와 산소의 원자 구성비가 물과 같이 2:1로 되어있으므로, 일반식은로 쓴다. 일반식이 탄소와 물분자로 이루어져 있는 것처럼 보이기 때문에 탄소의 수화물이라는 뜻에서 탄수화물이라는 이름이 붙여졌다. 보통 5탄당 또는 6탄당이 기본이 되어 여러 개가 연결되어 있는 중합분자를 구정하게 된다. 대표적인 탄수화물로 녹말, 셀룰로오스가 있으며 두 가지 모두 포도당의 중합분자이다. 특정한 종류의 탄수화물은 동물과 식물을 포함한 생체 내에서 에너지원으로 쓰인다. 탄수화물은 그 분자를 구성하는 탄소 원자의 수에 따라 단당류, 이당류, 다당류로 분류된다.(2) 탄수화물의 종류① 단당류 : Cn(H2O)n예) n = 5 : ribose, deoxyribosen = 6 : glucose, fructose, galactose, mannose② 이당류+------->+ H2O예 ) sucrose, maltose, lactose③ 다당류 : (C6H10O5)n 예) 녹말 (전분), glycogen, cellulose(3) 탄수화물 검정방법1) 베네딕트 반응 (Benedict reaction)* 반응 원리 : 베네딕트 용액 내에서 Cu2+는 알칼리 용액에서 Cu(OH)2를 형성하고 이것이 환원당과 반응하여 적갈색의 산화동(CuO2)의 침전물을 만든다.* 검정 방법① 시험관에 베네딕트 용액을 2ml 취한다.② 검사할 당 용액을 2-3방울 첨가한다.③ 알코올램프에서 직접 가열하거나 또는 끓는 물에서 중탕으로 2분 이상 가열한다.④ 실온에 방치하여 시험관 밑에 적갈색의 침전물이 생기는지 관찰한다.2) 바르푀드 반응 (Barfoed reaction)* 반응 원리 : 바르푀드 용액은 약한 산성을 나타내므로 2분 가열로는 이당류의 Cu2+를 CuO2로 환원시키지 못하나 단당류는 Cu2+를 환원시킨다. 그러므로 이 반응으로 단당과 이당을 구별할 수 있다. 단 2분 이상 가열시 이당류도 가수분해되어 양성반응을 나타내게 되므로 반응시간에 정확을 기해야한다.* 검정 방법① 시험관에 바르푀드 용액을 2.5ml 취한다.② 검사할 당 용액을 7-8방울 첨가한다.③ 알코올램프에 직접 가열하거나 또는 끓는 물에서 중탕으로 정확히 2분간 가열한다.④ 실온에 방치하여 시험관 밑에 적갈색으로 침전물이 생기는지 관찰한다.3) 요오드 반응* 반응 원리 : 녹말(Starch) = amylopectin(80%) + amylose(20%)Amylopectin +요오드 용액 → 적자색 / Amylose + 요오드 용액 → 청자색* 검정 방법스포이드로 묽은 요오드 용액을 검정할 용액에 1-2방울 떨어뜨려서 색깔의 변화를 본다.(4) 환원당, amylose, amylopectin① 환원당 : 포도당, 과당, 말락토오스(맥아당) 등이 포함되며, 설탕을 제외한 단당류, 이당류는 환원당이다. 즉, 알데히드기나 케톤기를 가지고 있는 당류로서 펠링용액을 환원시키면 환원당, 그렇지 않은 당을 비환원당이라고 한다. 펠링용액(황산구리의 알칼리용액)을 환원하여 이산화구리를 만드는 당이다.② amylose가장 단순한 전분이다. 수백개의 포도당 분자가 곁가지 없이 1-4탄수결합에 의하여 연결된 분자이며, 감자 전분의 경우 약 20%가 아밀로오스로 되어있다.③ amylopectin감자전분의 나머지 80%는 아밀로펙틴으로, 이 물질은 많은 분지를 가진(곁가지) 커다란 분자로 1-4결합이 주를 이루고, 1-6결합을 통해 곁가지를 형성하고 있다. 그리고 이들 곁가지가 1-6결합을 통해 다시 자신의 분자를 형성한다. 아밀로오스의 1-4결합을 분해하는 효소가 아밀로펙틴도 분해하나 아밀로펙틴의 1-6결합은 분해하지 못하므로 이것은 다른 효소에 의해 분해된다.3. 준비물 및 실험방법(1) 준비물베네딕트 용액, 바르푀드 용액, 요오드 용액, 스포이드, 삼발이, 알코올램프, 시험관 12개, 단당류 용액, 이당류 용액, 다당류 용액, 증류수, 석면철망, 비커, 스톱워치, 네임 펜(2) 실험 방법① 4개의 용액에 묽은 요오드 용액을 1~2방울 떨어뜨려 색깔의 변화를 살펴본다. ② 베네딕트 용액을 3개의 시험관에 취해 검정할 용액(요오드와 반응한 용액을 제외한 3종류의 용액)을 2~3방울 떨어뜨려 2분 이상 가열하면서 변화를 살펴본다. ③ 바르푀드 용액을 2개의 시험관에 취해 검정할 용액(단·이당류가 있다고 생각되는 용액)을 7~8방울 떨어뜨려 정확히 2분 가열하면서 변화를 살펴본다. ④ 미지의 용액이 무엇인지 안다.5. 고찰교수님이 우리에게 지시하신 세 가지를 중시하여 실험하셨다. 최대한 빠른 시간 안에(초등학교 수업시간은 40분이며 준비하는 시간을 제외해야 하기 때문이다.), 시간을 절약하는 방법을 만드는 과학적 실험설계를 하고 안전하게 실험해야한다고 하셨다. 우리 조의 실험 진행순서는 베네딕트 반응 → 요오드 반응 → 바르푀드 반응 순서였다. 우리조는 빠른 시간 안에 해야한다는 것을 숙지는 했지만 시험관을 4개 가열하는 것과 1개 가열하는 것이 다르다고 생각해서 실험의 취지에 빗나간 사태가 발생하였다. 똑같은 열을 주었을 때 이 열이 4개의 시험관에 분산되는 것과 열이 1개의 시험관에 집중되는 것이 다르다고 생각하여 통제변인을 해주어야 하므로 하나씩 가열해야한다고 생각했기 때문이다. 그래서 하나하나씩 가열하는 바람에 최대한 빠른시간에 실험을 진행해야한다는 조건에 충족 시킬 수 없었다. 그리고 과학적으로 최소한의 효과를 얻어야 했지만 실험용액을 과하게 사용하여서 지적을 받았다. 그리고 처음부터 실험설계를 할 때 반응유형에 따른 체계적인 계획을 세우지 못해서 실험이 논리적으로 흐르지 못해서 아쉬웠다. 그리고 최소한의 실험으로 최대의 효과를 노릴 수 있는 방법을 찾아야 했지만 요오드화 반응부터가 아니라 베네딕트 반응부터 해서 교수님이 지시한 방법에 충족시키지 못했다. 이번 실험을 토대로 체계적으로 실험을 설계하여서 실험하는 것이 얼마나 중요한지 알 수 있었다.6. 반성이번 실험을 하면서 실험 설계를 과학적이고 논리에 맞게 체계적으로 해야 한다는 것을 깨달을 수 있었다. 실험 설계가 과학적이지 못하거나 체계적이지 못한다면, 시간을 낭비할 수 도 있고, 기대하는 결과를 얻지 못할 수 도 있다는 것을 깨달았다. 강의 시간에 성인인 대학생들도 혼동할 수도 있고, 여러 가지 실험방법이 나오는 탄수화물 검정 단원에서 어떻게 하면 학생들에게 쉽고 재미있게 전달 할 수 있을지 고민하게 되었다. 그리고 최대한 빠른 시간 안에 결과 값을 얻을 수 있게 실험을 설계하고, 시간을 절약하는 방법을 만드는 과학적 실험설계를 하고 안전하게 실험해야한다고 하신 교수님의 말씀을 지침으로 삼게 되었다. 이과생이여서 텍스트로만 베네딕트, 요오드, 바르푀드 반응을 배웠지만 실제 실험에서 이론적으로 도움은 되었지만, 사고를 하고 생각하여서 실험을 설계하는 능력이 부족했던 것 같다. 과학적 지식은 직접 실험을 진행하고, 반응을 관찰함으로써 흥미를 느낄 때 학생들에게 좋은 공부가 된다는 것을 다시 한번 깨달을 수 있었다.
실험 9. 줄기의 내부구조1. 실험 목적생물현미경을 사용하여 옥수수 줄기의 단면을 관찰하고 줄기의 내부구조와 특징에 대해 알아본다.2. 관련 이론 - 식물의 종류에 따른 줄기의 내부구조식물은 종속 영양을 하는 균류와 독립 영양을 하는 선태식물, 양치식물, 속씨식물, 겉씨식물로 나누어 진다. 종속영양을 하는 균류는 줄기가 없고, 독립 영양을 하는 식물은 줄기가 있다. 선태식물은 관다발이 발달되어 있지 않지만, 양치식물과 종자식물(속씨, 겉씨)는 관다발이 발달되어 있고, 씨방의 유무는 겉씨, 속씨식물의 분류기준이다. 이밖에 식물은 외떡잎식물, 쌍떡잎 식물로 구분하는 등 여러 가지 기준으로 다양하게 분류 할 수 있다.▣ 줄기① 양치식물이나 종자식물에서는 줄기는 잎이나 눈꽃을 지지하고 있다② 잎에서 흡수한 무기양분과 수분의 상승, 잎에서 생성된 동화 양분의 이동 통로가 된다.③ 줄기 끝에는 생장점이 있어 길이생장을 한다.(1) 줄기의 구조① 표피 : 줄기의 가장 바깥쪽을 덮고 줄기의 내부를 보호한다.② 피층 : 표피 안쪽에 있는 여러겹의 세포층③ 내피 : 피층과 중심주의 경계이다.④ 관다발 : 뿌리 등에서 흡수된 수분과 잎 등에서 만들어진 양분 등의 이동통로가 되는 조직-물관 : 물관 세포는 죽은 세포로 원형질이 없으며, 두터운 세포벽을 가지고 있다. 이 세포의 위와 아래는 세포벽이 없이 서로 이어져 긴 관처럼 되어 있다. 속씨식물의 줄기에서 볼 수 있다-체관 : 관 모양의 산 세포가 일렬로 연결되고, 세포 사이에는 구명이 많이 뚫려 있는 체판이 있다.-형성층 : 쌍떡잎식물과 겉씨식물의 물관부와 체관부 사이에 있는 조직으로, 살아있는 세포로 이루어져 있으며, 세포분열이 일어나 줄기를 굵게 자라게 한다.-헛물관 : 고사리식물과 겉씨식물에는 물관 대신 헛물관이 있다. 헛물관도 물관과 같이 죽은 세포로 연결되어 있다. 상하 세포의 세포벽이 남아 있고, 옆에 물구멍이 뚫려져 있어 상하로 물이 통하게 되어 있다.(2) 줄기의 기능① 물질의 이동 통로-물관을 통하여 물과 무기 양분이 뿌리 → 줄기 → 잎, 꽃, 열매 등으로 이동한다-잎에서 만든 유기 양분이 잎 → 줄기 → 꽃, 열매, 뿌리 등으로 이동한다② 잎, 꽃, 열매 등을 부착하여 지탱하고 지지하는 작용을 한다③ 호흡 작용 : 피목을 통하여 공기 흡수(3) 줄기의 변태 : 줄기는 변태하여 여러 가지 형태의 기관을 형성하여 환경에 적응한다.① 줄기침(stem spine) : 식물체에 있는 가시 중 줄기가 변태하여 된 것 (예-탱자, 석류)② 덩굴손(tendril) : 덩굴식물이나 그와 같은 성질의 줄기가 있는 식물이 식물체를 지지하기 위해 다른 식물에 얽히거나 서로 감기 위해 몸의 일부를 변형시킨 기관(예-오이, 호박, 포도)③ 덩이줄기(tuber) : 식물의 뿌리줄기가 가지를 치고 그 끝이 양분을 저장하여 비대해진 형태 (감자)④ 비늘줄기(bulb) : 잎이 육질이 되어 짧고 작은 줄기 주위에 밀생한다. (예-백합속)⑤ 구슬줄기(corn) : 땅속줄기가 구형으로 비대한 알뿌리의 한 형태.(예-토란)(4) 줄기의 종류1) 초본류 (풀줄기) - 강아지풀, 나팔꽃, 보리 등① 형성층이 없어 속이 비어있다. 줄기가 연하고 부드럽고 키가 작은 편이다② 키가 작은 편이고, 보통 1년 ~ 2년 밖에 살지 못한다2) 목본류 (나무줄기) - 소나무, 복숭아나무, 장미 등① 형성층이 있고 단단하며 줄기가 굵다(5) 줄기내부 구조 - 속씨식물의 외떡잎 식물과 쌍떡잎 식물1) 외떡잎 식물(옥수수)과 쌍떡잎식물(해바라기)의 비교2) 쌍떡잎 식물과 외떡잎 식물의 단면모습과 관다발 구조 비교3) 쌍떡잎 식물과 외떡잎 식물구조외떡잎식물녹색을 띈다물관, 체관이 한 덩이리를 이룬다관다발이 불규칙하게 배열되어 있다형성층이 없어 피부생장을 하지 않는다.쌍떡잎식물엷은 녹색이나 갈색을 띈다관다발이 규칙적으로 배열되어 있다형성층이 있어 피부 생장을 한다3. 실험방법1) 준비물: 옥수수 줄기, 거즈, 안전면도날, 샬레, 커버 글라스, 슬라이드 글라스, 아세트산카민용액, 핀셋, 흡수지, 스포이드, 생물현미경, 디지털 카메라(조별 1개)2) 옥수수 줄기 프레파라트 만드는 방법① 슬라이드 글라스 위에 옥수수 줄기를 놓는다.② 끝 부분이 단단해졌으므로 안전 면도날로 살짝 도려낸 후, 아주 얇게 자른다.- 얇게 잘라야 실험결과를 작성하는데 용이하다③ 슬라이드 글라스 위에 얇게 자른 옥수수 줄기를 놓는다④ 옥수수 줄기를 놓은 후, 아세트산카민 용액을 한방울 떨어뜨리고 염색이 되도록 3분 정도 기다린다.⑤ 커버글라스를 45도르 기울여기포가 생기지 않도록 주의하면서 커버글라스를 덮는다.⑥ 흡수지로 아세트산카민 용액을 일부 흡수하고, 이때 커버글라스가 다 덮어지지 않더라도 실험에는 지장이 없음에 유의한다.⑦ 생물현미경의 조작방법을 토대로 세포를 관찰한다.- 10X 배율로 과학적 방법으로 스케치한다.⑧ 현미경의 배율을 가장 낮게 해놓고 광원장치를 꺼서 현미경 보관함에 놔둔다.4. 실험결과5. 고찰줄기는 표피, 피층, 내피, 관다발로 구성되어있다. 줄기는 물질이 이동하는 통로이며 지지 작용도 하고, 호흡작용 등의 역할을 한다. 줄기 안에는 관다발이 있는데 관다발은 물관, 체관, 형성층으로 되어 있고 양분의 이동 통로가 되는 중요한 기관이다. 그리고 줄기는 변태하여 여러 가지 형태의 기관을 형성하여 환경에 적응한다. 또한 식물의 종류에 따라 줄기의 내부구조에도 차이를 보이는데 식물은 크게 외떡잎 식물, 쌍떡잎 식물로 나눌 수가 있다. 외떡잎 식물은 관다발이 불규칙하게 배열되어있고 형성층이 없어서 피부생장을 하지 않지만, 쌍떡잎 식물은 관다발이 규칙적으로 배열되어 있고 형성층이 있어서 피부생장을 한다.
김상룡 생활수학 레포트
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