1.실험제목식물의 생식세포 관찰2.실험목적1. 꽃, 열매, 종자를 정의하고 이들의 기능이 무엇인지 알 수 있다.2. 꽃받침(sepal), 꽃잎(petal), 수술(stamen), 암술(pistil), 화사(filament), 약(anther), 자방(ovary), 화주(style), 주두(stigma) 및 꽃가루(pollen)를 식별 할 수 있다.3.실험배경 및 이론식물의 대부분은 씨(seed)가 자방벽(ovary well)에 쌓여있는 피자식물(angiosperms)에 소하며 꽃(flower)이라고 부르는 생식기관을 갖고 있다. 꽃은 흔히 꽃가루를 전파할 벌이나 나비 등을 유인하도록 아름다운 모양과 색깔 그리고 향기와 꿀을 내고, 곤충은 꽃가루를 털에 묻혀 다른 꽃에 옮김으로써 화분속의 정자가 자방속의 난자와 수정하도록 한다.1) 꽃의 구조(1) 재료가급적 커다란 꽃을 준비하되 쌍자엽/단자엽, 이판화/합판화, 자방상위/하위, 방사상칭/좌우상칭 등을 고루 볼 수 있는 종들을 선택한다.(2) 방법1. 꽃을 밖에서부터 안으로 관찰하면서 꽃받침(sepal-총칭:calyx), 꽃잎(petal-총칭:corolla), 수술(stamen-총칭:androecium), 암술(pistil-총칭:gynoecium)을 확인하고 각 부위의 숫자, 색깔, 방사/좌우상칭 여부, 같은 부분의 융합(connation) 또는 다른 부분간의 융합(adnation) 등의 상태를 유의하며 그림을 긜고 명칭을 기입한다. 기타 꽃에 관계된 명칭을 넣는다.2. 수술에서 꽃실(filament)와 꽃밥(anther)을 확인하고 꽃실이 꽃밥의 밑에(basifixed), 옆에(dorsifixed), "T"자처럼(T자형 versatilc) 붙어있는지 확인한다. 꽃밥의 화분낭(pollen chamber)으로부터 꽃가루(pollen)를 꺼내 현미경으로 관찰하면서 그 안에서 정자(sperm)가 2개 만들어지고 발아구를 통해 나온 화분관이 이를 배낭까지 운반함을 유의한다.3. 암술을 떼어내어 씨방(ovary), 암술대(style), 암술머리(stigma)를 식별한다. 씨방을 가로 잘라 몇개의 방 또는 심피(carpel)로 구성되어 있는지, 밑씨(ovule)가 어떻게 부착되어 있는지를 확인하고 이 속의 배낭(embryo sac)에 8개의 세포, 즉 1개의 난자(egg), 2개의 조세포(synergid)와 극핵(polar nucleus), 3개의 반족세포(antipodal cell)가 만들어지고, 화분관에 의해 운반되어 온 2개의 정자중 1개는 난자와 수정해 2N의 배(embryo)를 만들고, 다른 1개는 2개의 극핵과 수정해 3N의 배젖(endosperm)을 만듦을 유의한다.4. 피자식물의 두가지 강(class)인 쌍자엽식물(dicots)과 단자엽식물(monocots)의 특징을 보자.2) 열매의 구조(1) 재료여러 가지 열매(2) 방법1. 열매는 피자식물에서만 존재하며 자방이 성숙되어 만들어지는 것이다. 열매는 그 안에 씨가 있고 자방벽은 과피(pericarp)로 변해, 이의 질감과 터지는 방법에 따라 여러 가지 종류로 나눌 수 있다. 열매형 검색표를 이용해 준비된 열매의 종류를 식별할 수 있다.2. 열매와 그 속의 씨는 여러 가지 매개체의 의해 전파된다. 열매와 씨는 바로 식물체의 밑에 떨어지는 수도 있지만 급격한 탄성을 이용하거나 물, 바람, 동물의 털에 부착되거나 먹혀서 가급적 멀리 전파될 수 있도록 적응되어 있다. 관찰하는 열매와 그 속의 씨가 전파되는 방법을 추정하고 어떤 방법으로 적응되어 있는지를 유의한다.3) 씨의 구조(1) 재료콩을 1일간 물에 불린 것과 자란지 1주일 된 것(2) 방법씨는 종피(seed coat), 배젖(endosperm), 그리고 배(embryo)로 되어 있고 배는 배축(hypocotyl), 자엽(cotyledon), 상배축(epicotyl), 유경(radicle)으로 되어 있다. 상배축은 자라 줄기와 잎을 형성하고, 유경은 자라 뿌리를 형성하며 자엽은 영양을 공급함을 유의하면서 1일 불린 콩을 쪼개어 이들 구조를 확인하고 1주일 자란 것과 비교한다.4.실험재료화훼용이 아닌 국화 종류 혹은 데이지, 흰백합(Lilium grandiflorum) 등 구입이 가능한 꽃, 해부현미경, 핀셋, 면도칼, 커브글라스, 슬라이드 글라스, 킴 와이프스, 증류수, 토마토, 가지, 고추, 호박, 배, 복숭아, 땅콩
1.실험제목미생물 관찰 및 생장곡선2.실험목적미생물이란 육안으로 관찰 할 수 없을 정도로 작은 단세포 생물을 말하는데 이러한 미생물에 대한 연구가 학문으로 발달된 역사를 보면 언제나 그 중심과제는 인간생활과 밀접한 연관을 지니고 있다.미생물은 그 형태가 간단하여 단세포가 많으며 다세포인 경우에도 고등 동식물에서와 같은 분화된 조직을 가지고 있지 않은 점이 특징이다.미생물을 다루는 데 있어 특히 강조되는 점은 항상 엄중한 무균조작을 필요로 하며 실험대상인 미생물은 위험한 병원성미생물이 많으므로 부주의하면 자신이 감염될 뿐 아니라 주위사람에게도 위험을 끼치므로 항상 안전하고 능률적으로 다루는 기술을 익혀서 여러가지 생물의 실험에 응용하는 능력을 키워야 한다.3.실험배경 및 이론1. 무균조작초자기구나 백금이 등 미생물의 배양과 취급에 사용되는 모든 기구와 재료는 아주 깨끗해야 한다. 무균조작이란 사용하는 기구나 재료에 포함된 모든 미생물을 제거시키는 기술을 말하며 미생물의 멸균은 열, 압력, 산이나 알칼리, 여과 및 기탙 화학약제를 이용하여 멸균시킬수 있다.2. 미생물의 배지미생물은 그들이 필요로 하는 영양에 따라 매우 커다란 다양성을 지니고 있는데 실험실에서 미생물을 배양하기 위하여 사용되는 배지는 대개 식물이나 동물의 조직추출물, 이들을 분해시킨 종류들이며 이들 중에서 가장 널리 사용되는 것이 육즙, 효모즙, 펩톤 등이다. 보통 곰팡이류는 국즙이나 맥아즙이 많이 사용되며 세균류는 육즙을 이용한다.배지의 조성에 있어서 수소이온농도(pH)가 매우 중요하며 곰팡이 및 효모는 pH5.0~7.0의 범위에서, 세균은 pH 7.0~8.0의 영역엥서 최적조건을 이룬다. 배지의 종류는 액체배지와 고체배지로 나누어 사용목적에 따라 액체배지는 미생물의 생리화학적 연구 혹은 미생물의 대량배양 등에 쓰이고, 고체배지는 액체배지에 한천 또는 젤라틴을 가하여 고형화시킨 것으로 미생물의 보전, 배양 및 순수분리 등에 이용한다.3. 미생물의 순수배양식품, 토양, 그 밖의 주위환경에서 미생물상을 알아보면 미생물은 단일종으로 존재하는 경우는 거의 드물고 여러 미생물군이 공존하고 있다. 실험실에서 미생물을 배양시 어느 한 종류의 미생물만을 배양하기 위하여 다른 여러 종류의 미생물로부터 원하는 미생물을 분리하여 배양하는 기술을 순수배양법(pure culture method)라고 한다. 혼합배양체로부터 순수배양체를 얻는 방법은 흔히 두 가지 방법 중에서 어느 한 방법을 택하는 것이 보통이다. 첫번째 방법은 도말평판법(streak plate method)으로서 미생물을 분리하고자 할 때 주로 사용하며 혼재된 미생물을 한천평판배지의 표면에 백금이를 이용하여 접종하는 방법으로 1-3-3그림에서는 한천평판 준비과정을, 1-3-4, 1-3-5그림은 여러 도말법을 나타내었다. 두번재 방법은 주입평판법 (pour plate method)으로서 용액 내의 미생물수를 측정하거나 세균의 순수분리를 원할 때 이용하는 방법이며 그림 1-3-6과 같이 행한다.4. 미생물의 접종미생물을 접종시에는 백금이를 이용한다. 먼저 백금이를 불꽃에 빨갛게 될 때까지 화염 멸균시켜 공기 중에서 식힌 후에 세균을 접종시킨다. 백금이를 식힐 때 다른 물건에 닿지 않도록 주의를 요한다.미생물을 접종할 때 부주의로 인해 주위환경을 오염시켜서는 안되며 특히 병원성미생물을 취급할 때에는 더욱 조심하여 다루어야 하며 비록 비 병원성미생물을 다룰 때에도 조심해야한다.5. 미생물의 관찰세균을 비롯한 생체조직의 형택하적 연구는 대부분 염색과정을 통하여 관찰하는 것이 상례인데 그 까닭은 염색하지 않은 상태에서는 내부 구조가 용이하게 식별되지 않기 때문이다. 관찰하려는 생물재료는 먼저 슬라이드 위에 고정시켜야 하는데 고정을 통하여 생물재료는 염색이 쉽게 된다. 따라서 미생물 재료를 효과적으로 염색하기 위하여 미생물 재료를 적절히 분산시키고, 실온에서 건조시킨 후 가열하여 고정시키는 일련의 과정을 도말(smear)이라 한다. 초보자들이 흔히 오류를 범하는 과정의 하나는 고체배양기에서 미생물을 취할 경우 너무 많은 양의 균제를 취함으로써 도말효과가 나타나지 않는 경우가 있다.6. 미생물 생장곡선 (증식 곡선)증식의 첫 번째 단계는 유도기(lag phase)이다. “연장의 준비”와 같은 유도기동안 개체군의 증가는 전혀 관찰되지 않는다. 미생물들이 새로운 위치(예를 들면 일종의 음식)에 도달해서 음식에 있는 영양소를 분해하기 위해 세포의 구성부분과 효소들을 합성한다. 또한 그 음식은 미생물들이 침입한 후에 냉장고에 있었을 수도 있으며 그 미생물들은 이 유도기 동안 더욱 온도가 낮은 환경에 적응할 필요성이 있을 수도 있다. 증식과 새로운 세포의 형성은 다른 세포들의 사멸에 의해 균형을 이룬다.다음의 단계는 대수 증식기(logarithmic 또는 log phase)로 일컬어진다. 이 기간동안 미생물들이 가능한 최대 속도로 증식하고 분열한다. 이를테면 세균군은 세대 시간(generation time)이라 불리는 일정한 간격에 따라 배로 증가한다. 세균의 실제 숫자의 로그값을 점으로 나타내면 증식곡선은 위쪽으로 S자 모양을 그린다. 예를 들면 음식에서, 세균은 그 영양원이 풍부하고 산소공급이 충분하며 산도와 습도 같은 다른 인자들이 적합하다는 것을 발견한다. 실험실에서 세균군의 증식은 아주 활발해서 집락(colonies)이라고 불리는 눈으로 보이는 덩어리가 고체배지에서 나타나며, 각 집락은 수많은 세균세포로 이루어져 있으며 액체배지는 세균의 숫자가 증가함에 따라 혼탁해진다. 그 개체군이 생화학적으로 최적이기 때문에 연구 실험들은 대개 이 대수 증식기 동안 행해진다. 이 기간의 왕성한 증식은 생물 테러 주의자들에게 매력적이다. 비교적 짧은 시간동안 엄청난 양의 생물 무기를 제조할 수 있기 때문이다.다음은 정지기(stationary phase)로 들어간다. 이 기간 동안 많은 미생물들이 사멸하며 그 수는 새로운 세포와 균형을 이룬다. 아마도 영양원이 고갈되고 (음식이 모두 소모되고) 식균 미생물들이 이 환경에 도입되었거나 나쁜 부산물들이 축적되었거나, 물 공급이 부족하거난 산소가 고갈될 수가 있다. 그 그래프상의 곡선은 평평해진다 (부수적으로 음식에 부패한 냄새가 나면 폐기처분 해야 한다.)마지막 단계는 사멸기(decline or death phase)이다. 이 기간동안 미생물들은 급속히 사멸하며 군의 크기는 크게 감소된다. 당이 있게되면 환경에 대한 완충작용을 하여 세균의 사멸을 방해하며, 편모는 미생물을 새로운 위치로 이동하게 할 수 있다. 만약 미생물이 Bacillus 또는 Clostridium 종이면 그 영양세포들은 포자로 전환되어 정지기는 여러달 혹은 수 년 연장 될 수 있다. 많은 종에 있어서 특정한 군의 역사는 마지막 세포의 사멸로 끝나게 된다.4.실험재료혼합배양액(Serratia marcescens, Sarcina lutea와 Escherichia coli), 멸균된 페트리 접시, 멸균된 시험관, 온도계, 알콜 램프, 백금이, 항온기, 항온수조 nutrient agar미생물- 대장균과 효모, 세균용 배지, 효모용 배지, 전자저울5.실험방법1.도말 평판법1) nutrient agar를 준비하여 멸균된 페트리 접시에 준비하여 한천배지의 평판을 만든다. 이때 주의해야 할 점은 한천배지를 50도 정도로 냉각하여 주입하지 않으면 페트리 접시의 뚜껑에 서린 증기가 물방울이 되어 고체배지 위로 떨어짐으로써 분리하고자 하는 콜로니를 서로 오염시킬 우려가 있다.
현미경의 종류와 쓰임새1) 실체 현미경 (stereoscopic microscope)육안으로 가까운 곳에 있는 물체를 볼 때에는 두 눈이 틀린 각도로 보기 때문에 입체감을 얻을 수가 있다. 보통 현미경에서는 두 눈의 접안렌즈를 사용해도 대물렌즈로부터의 광축이 하나이기 때문에 입체감을 얻을 수 없다. 그러나 실체현미경에서는 광축 사이에 약 15°로 벌어진 2개의 광속에 의해 정립한 확대상을 만들고, 이것을 각각의 눈으로 봄으로써 입체감을 얻을 수 있다. 배율은 통상 10∼30배이며, 경통 중간 부분에 optical zoom lens를 장착하여 배율을 연속적으로 바꿀 수 있는 것이 있는데 이를 Stereoscopic Zoom Microscopy라고 분리하여 부르기도 한다.실체현미경을 해부현미경이라고 부르기도 하는데 이는 저배율에서 표본을 관찰하면서 해부하기 때문이다. 또한 저배율에서 표본의 전체를 보면서 해부해야 하기 때문에 상이 뒤집힐 경우 불편하므로 일반적으로 상이 뒤집히지 않고 정상으로 보인다.실체현미경은 표본상이 똑바로 보여 현미경으로 관찰하면서 쥐나 토끼, 곤충 등을 해부할 수 있으므로 해부현미경이라고도 부른다. 넓게 보면 돋보기의 하나라고 할 수 있다.정밀전기전자산업, 반도체 검사 및 응용, 정밀플라스틱 제조업, 몰드가공 및 제조업, 치기공 및 의료산업, 연구개발분석 등에 널리 쓰인다.2) 광학현미경 (optical microscope)표본으로부터의 빛을 써서 대물렌즈에 의하여 표본이 확대된 실상을 맺고, 이것을 대안렌즈에 의하여 재 확대하는 장치로 보통 우리가 현미경이라 부른다. 물체의 두께는 빛이 투과될 만큼 얇아야만 보인다. 대물렌즈와 대안렌즈를 사용하여 상을 확대하며, 단안(monocular), 쌍안(binocular), 그리고 사진기를 부착하도록 된 삼안(trinocular)이 있는데 그들의 기본 구조는 같다. 광학현미경은 주소 생물연구소에서 많이 쓰이며 주로 세포를 관찰하는 곳에 사용한다. 한국생명공학연구원, 한국생명공학연구원, 안전성평가연구며, 의과대나 생명공학에 관련하여 많이 사용된다. 세포의 변화나 구조 등을 관찰할 때 사용하며 병원에서는 혈액을 보거나 혈액 안에 있는 세균을 보는 곳에도 사용을 한다.3) 수평현미경 (horizontal microscope)경통이 수평으로 되어 있어 뿌리의 생장 등을 관찰하기에 편리하도록 만든 것이다.4) 원심현미경 (centrifugal microscope)원심분리기에 장치할 수 있는 것으로 원심력의 영향을 연속적으로 볼 수 있도록 고안된 것이다.5) 자외선현미경 (ultraviolet microscope)가시광선(420~750 nm) 대신에 파장이 짧은 자외선(270nm)을 사용하여 해상력을 2배로 높일 수 있는 현미경이다. 단, 슬라이드글라스와 커버글라스는 가능한 한 수정유리를 사용해야 하며 물체의 상은 현미경 사진이 찍히지 않는다.6) 형광현미경 (fluorescene microscope)생물체 내의 형광성 물질이 자외선에 의해 형광을 발하는 것을 이용하여 관찰하는 현미경이다. 형광물질의 분포를 알거나 형광색소로 생체 염색하여 물질의 이동이나 세포의 투과성 등을 조사하는데 쓰인다. 자외선에 의한 형광현상을 이용하는데, 박테리아나 단백질과 같은 시료 자체가 형광성을 가지고 있거나 형광물질을 흡착할 수 있는 거에 유효하며, 세균학을 비롯하여 식료품이나 섬유 등의 감정, 법의학 등에도 이용된다.7) 편광현미경 (polarization microscope)전분이나 기타 결정성의 세포내 함유물이나 세포막의 연구에 이용되고 있으며 방추체, 염색체 등의 미세구조를 연구하는 데도 쓰인다. 광물의 광학적 성질을 조사하기 위한 특수 현미경으로, 얇게 연마한 시료 편에 편광을 통과시켜 그 광학적 성질을 조사하기 위한 특수한 현미경이다. 광물현미경 또는 암석현미경이라고도 한다.여러 가지 물체가 혼합된 상태의 견본에서 각 물체마다 빛의 진동하는 방향이 다른 점을 이용하여 어떤 각도에서 한가지 물질만을 관찰한다거나 혹은 어떤 물질이 혼합되어 있는가를 알아내는데 사용된다.8) trast microscope)보통 현미경은 물체의 명암이나 빛깔의 차이에 의해 관찰하고 있다. 현미경으로 살아 있는 세포를 보면 세포질은 대부분 투명하고 균질로 보인다. 빛의 흡수가 같은 투명한 물체에서는 굴절률이 다른 부분이 있다 하더라고 일정한 밝기를 가지므로, 뚜렷히 분간 할 수가 없는데 이와 같이 투명하거나 색깔이 없는 것 또는 염색하지 않는 물체를 보통현미경으로 식별하기 어려워 염색법, dark filed (암시야법) 혹은 편광을 사용해왔으나 여러 가지 불편한 점들이 있어서 이를 개선하기 위해서 만들어진 것이 위상차현미경이다. 위상차현미경을 사용하면 염색하지 않은 살아있는 상태(또는 무색 투명한 시료)에서도 이러한 물체를 관찰할 수 있다. 왜냐하면 구조적으로 두께가 서로 다른 부분을 투과하는 광파에는 위상의 차가 생기기 때문에 이들을 명암으로 나타나게 할 수 있기 때문이다. 즉, 굴절률의 차이에 의한 두 빛의 위상차를 명암으로 바꾸어 관찰하는 것이다. 피검체 내의 위상의 잔상을 나타내는 부분(예: 염색체)이 다른 부분(예: 세포질)보다 어둡게 보이도록 설계된 위상판을 갖는 것을 positive 또는 dark contrast 라 부르고 밝게 보이도록 된 것을 negative 또는 bright contrast라 부른다. 546nm의 파장에서 명암의 대조가 가장 잘 나타나기 때문에 녹색필터를 사용한다.9) 현미해부현미경 (microscopic dissecting set)고배율로 관찰하면서 피검물을 침으로 찌르거나 헤치거나 주사하는 등 여러 조작을 할 수 있는 기구가 현미경에 부착되어 있다. 나사로 움직이게 하는 형과 공기압으로 움직이게 하는 형이 있다.10) 간섭현미경 (interference microscope)간섭계와 조합하여 물체의 미세구조, 요철의 변화, 위상의 변화 등을 관찰하여 정량측정을 하는 현미경이다. 투과형과 반사형의 2가지가 있는데 투과형은 입사과선을 광학적 방법에 의해 나누고, 그것이 물체를 투과한 후에 다시 하나로 모아 광파간섭을 일회절을 이용한 것이다. 간섭현미경에 사용되는 간섭계는 소형이며, 여러 현태의 것이 고안되어 종류가 많다.11) 전자현미경 (electro microscope)광선 대신에 전자선을 이용하여 광외 파장보다도 작은 것을 볼 수 있게 만든 현미경이다. 보통 광학현미경에서 사용하는 광파장은 420~750nm 의 범위지만, 전자현미경에서는 가속된 전자파를 이용하여 훨씬 짧은 전자파를 사용하기 때문에 전자현미경을 사용하여 얻은 해상력은 광학적인 것의 100배 정도인 0.004μm에 이르게 된다.(1) 투과전자현미경 (TEM : Transmission electron microscope)전자파가 표본을 투과하여 나온 전자 beam을 몇 개의 magnetic lens를 써서 확대시킨 후 형광 screen에 영상을 형성케 하는 것이다. 세포내의 미토콘드리아, 엽록체, 골지체, 리보소옴, 리소조옴, 소포체 등을 자세히 관찰할 수 있게 하여 준다.(2) 주사전자현미경 (SEM : scanning electron microscope)전자파가 표본의 표면에서 반사되는 전자 beam을 수용하여 형성하는 light signal 이 광전자중배관 (photomultiplier)에 의해 증폭된 electric signal 로 바뀌어 영상판에 나타나게 된다. 단세포로 되어 있는 박테리아는 물론 동물의 혈구, 곤충의 체표면 등을 높은 해상력으로 관찰하게 하여 준다.전자현미경은 크게 네 가지 분류에서 사용된다.① Topography (물체의 표면의 형상을 관찰)하여 물체의 미세구조와 hardness, reflectivity 등의 물성과 연관성을 규명할 수 있다.② Morphology (물체를 구성하는 입자들의 형상과 크기 관찰)하여 ductility, strength, reactivity 등의 물성과의 직접적인 관계를 알 수 있다.③ Composition (물체를 구성하는 원소와 화합물의 종류 및 상대적인 양을 분석)한다.분광학에 의한 전자와 시편이 상호 작용하여 생기는 X-선이나 전자를 분석하여 와 양을 알아내는 방법으로 에너지 분산 X-선 분광학과 전자 에너지 손실 분광이 있다. 즉, 분광학을 이용한 재료표면의 원소의 종류와 양은 같은 화학적 조성 정보를 제공한다. 녹는점, 반응성, 경도 등 재료물성과 조성과의 관계를 알 수 있다.④ Crystallography (재료 내 원자들의 배열상태 분석)할 수 있으므로, 전자와 시편 내의 원자 간의 간섭을 이용하여 원자의 위치 및 배열에 대한 정보를 얻을 수 있다. 회절 패턴을 이용한 결정 구조정보와 같은 역공간의 정보를 제공한다. conductivity, electrical properties, strength 등의 재료고유 물성과 원자배열과의 관계 연구할 수 있다.12) 주사형 현미경(Scanning Probe Microscope)SPM(Scanning Probe Microscope)은 미세한 탐침(Probe)을 시료표면에 주사 (Scanning)하여 시료표면의 미세한 구조를 관찰 할 수 있는 장비이다. STM은 시료와 탐침간에 흐르는 전류 (Tunnel 전류)를 검출하여 표면 구조를 관찰한다. STM의 발명후에 시료, 탐침간에 움직이는 원자간력을 검출하여 표면형상을 관찰하는 원자간력 현미경이 발명되었다 (AFM: Atomic Force Microscope). 그 후 시료탐침간의 다양한 상호작용 (마찰력, 전위, 근접장광, 자기력등)을 검출하여 표면구조를 관찰하는 FFM, SMM, SNOAM, MFM등이 개발되었으며 이들을 총칭하여 주사형 Probe현미경 (SPM)이라고 한다.SPM은 대기, 용액, 진공 등의 다양한 실험 환경에서 뿐만 아니라 도전성, 절연성 등과 관계없이 시료표면의 구조를 관찰 할 수 있다. 주사형 현미경의 구조(원리)AFM은 시료와 탐침간에 움직이는 원자간력 (인력 또는 척력)을 검출하여 검출된 신호가 일정해지도록 양쪽의 거리를 제어하면서 시료표면을 주사하여 표면의 3차원형상을 측정하는 현미경이다. 원자간력 검출기에는 끝부분에 탐침이 붙어있는 칸틸레버(cantilever)라고 불리우는한다.
REPORT람사협약으로 지정된 국내 습지목 차Ⅰ. 습지1) 습지의 일반적 정의2) 람사협약에서 규정한 습지3) 습지의 주요 역할Ⅱ. 람사 습지로 등록된 우리나라 습지1) 강원도 인제군의 대암산 용늪 (1897년 3월 등록)2) 경상남도 창녕군 창녕우포늪 (1998년 3월 등록)3) 전라남도 신안군 신안장도습지 (2004년 8월 등록)4) 전라남도 순천시 순천만갯벌 (2006년 1월 등록)5) 제주도 남제주군 물영아리 오름 (2005년 10월)6) 충청남도 태안군 두웅습지 (2007년 12월 등록)7) 경상남도 울산시 울주군 무제치늪 (2007년 12월 등록)8) 전라남도 무안군 무안갯벌 (2008년 1월 등록)9) 인천시 강화군 매화마름군락지 (2008년 10월 등록)10) 강원도 평창군/홍창군 오대산 고산습지 (2008년 10월 등록)11) 제주도 제주시 물장오리 (2008년 10월 등록)Ⅲ. 참고문헌Ⅰ. 습지1) 습지의 일반적 정의습지는 육상생태계(Terestrial ecosystem)와 수생생태계(Aquatic ecosystem)사이의 전이대(ecotone)로서, 양 생태계의 가장자리(edge)에 위치해 있는 공간이다. 육지와 물은 여러 방식으로 결합되어 있기 때문에, 어디서부터 습지가 시작되고 끝나는 지를 결정하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 모든 목적에 부합되는 습지에 대한 정확한 하나의 정의는 없다. 그러나 일반적으로 습지란 일년 중 일정기간 동안 얕은 물에 의해 잠겨, 토양이 물로 포화되어 있는 땅을 말한다.이 습지는 육상생물계와 수중생물계를 잇는 연결통로(corridor)의 역할을 하고 있다. 특히 식물 종의 경우 습지는 습지식물과 육상식물이 다양하게 배치되어 양 식물간의 임계서식지를 제공해 주고 있다. 따라서 습지는 육상과 수중생물계의 성격과 두 계의 상호작용에 의한 완충지대로서의 성격을 모두 가지고 있어 종 다양성 측면에서 매우 중요한 역할을 하고 있다.습지의 또 다른 정의로는 “지하수면(water table)이 표면이나 표면근처에 있는, 또 동식물을 통제하는 주요한 요인으로 작용하는 지역으로 정의하고 있다. 즉 습지는 육지의 표면 또는 그 근처에 지하수면이 있거나, 육지가 얕은 물로 덮여있는 지역이다. 람사협약은 수세기 동안에 걸쳐서 형성된 다양한 습지를 정의하기 위해서 폭넓은 접근을 하였다. 람사 협약 조항 1.1에 따르면 “천연 또는 인공이든, 물이 정체 또는 흐르던, 담수, 기수, 또는 염수든지 관계없이 저조시 늪, 습원, 이탄지 또는 물로 된 지역이다.” 또한, 조항 2.1에 따르면 “강 또는 해안지역이 인접한 습지와 만나는 지역과 간조 시 6m 이상의 해양 또는 섬이 습지 내에 있는 경우도 포함한다.” 이러한 정의에 의해서, 람사협약이 적용되는 지역은 다양한 유형의 서식지가 있는데, 강과 호수, 해안의 석호, 망그로브 지역, 이탄지 뿐만 아니라 산호초까지 포함시켰다. 그 외에도 양어장, 저수지, 염전, 자갈 채취장, 관개농경지 및 운하와 같은 인공적인 습지도 포함하였다. 즉 습지는 툰드라지역에서 열대우림지역까지 거의 모든 나라에 존재하는 생태계이다. 람사협약에서 습지의 분류가 이루어 진 것은 제 4차의 제안(Recommendation)과 1996년 호주 브리스번에서 열린 6차 당사국회의에서 수정결정(Resolution) 이후의 일이다. 람사협약에서는 개별 습지의 특성을 빠른 시간 내 구분할 수 있는 광범위한 범위로 설정하였는데, 습지의 대분류에서는 염수, 담수 및 인공 습지로 구분하였다.3) 습지의 주요 역할1. 다양한 서식 환경을 제공습지 내 풍부한 플랑크톤이나 유기성 분해물질은 수서 곤충, 어패류의 먹이를 제공하고 이들은 또 다시 온갖 조류나 양서류, 소형 포유동물의 먹이가 되므로 습지는 거대 먹이사슬을 제공한다.2. 생산력의 보고지구상에 있는 습지 생태계의 생산력은 평균 3000g/m² · yr 이상으로 알려져 있고 이는 열대 우림 생태계와 비슷하다. 해양 생태계 중에서 1차 생산력의 연평균 생산율을 보면 하구역이나 해조숲-산호초 생태계의 대륙붕이나 용승 해역 보다 4배 정도 높고 자원, 교통수단, 휴양 및 생태관광의 기회 제공 등으로 매우 높은 경제적 가치가 있다.7. 경관적 가치습지는 물과 함께 다른 경관과 시각적으로 구분할 수 있는 독특한 경관 형태를 자아내고 생명력이 넘치는 역동적인 공간으로 인류사회의 내면적 경관적 가치와 관련되어 중요한 역할을 하고 있다. 이러한 내용을 기반으로 자연교육 및 체험 장소로 활용되어 진다.Ⅱ. 람사 습지로 등록된 우리나라 습지1) 강원도 인제군의 대암산 용늪 (1897년 3월 등록)대암산은 태백산맥의 지맥으로 강원도 인제군 서화면과 북면, 양구군 동면과 해안면을 따라 이어진다. 대암산 1280m 지점에 자리 잡고 있는 용늪은 1.06km²의 고층습원이다. 고층습원은 고산 지대 초원으로 영양 염류가 적고 추우며 습기가 많아 물이끼로 덮여있다.용늪은 문화재청이 1973년 천연기념물 246호로 지정한 ‘대암산 · 대우산 천연보호구역’의 핵심 지역이다. 1997년 국내에서 처음으로 람사협약에 등록되었고 그 후 습지보호지역으로 지정되었다. 북방계 희귀 식물의 보고인 용늪은 큰 용늪과 작은 용늪으로 이어져 있다. 하늘로 올라가는 용이 쉬다 가는 곳이라 하여 용늪이라고 불리게 되었으며 채 썩지 않은 식물들이 쌓여 스펀지처럼 물컹한 지층을 이룬 이탄층이 발달해 있다.기온이 낮고 습기가 많은 습지에서는 식물의 죽은 뒤에도 썩거나 분해되지 않고 그대로 쌓여 짙은 갈색의 층을 이루는 데 이것이 이탄층이며 용늪에는 1m에서 1.8m 정도의 이탄층이 있다. 이탄층에서 꽃가루를 추출해서 분석한 결과 용늪은 4200년 전쯤 처음 생긴 것으로 추정되고 있다. 이탄층의 밑바닥에는 포자가, 그 위에 1000년 동안 더 쌓인 지층에선 신갈나무가, 2000년 정도 더 흐른 지층에서는 소나무 꽃가루가 발견되었다. 이탄층을 통해 그 지역의 기후 변화와 식물의 변천 과정 등을 알아볼 수 있기 때문에 흔히 고층습원을 ‘자연의 고문서’ 또는 ‘타임캡슐’이라고 부르기도 한다.습지는 크게 세 가지 종류로 나뉘는데, 갈대나 사초 물풀처럼 습한 곳우포늪은 갈대, 줄, 부들, 창포 들이 무성하게 자라고 물 위에는 생이가래, 마름, 개구리밥, 자라풀, 노랑어리연, 네가래, 물옥잠, 가시연 같은 물풀이 빠른 속도로 번진다. 우포늪에는 잎이 2m가 넘는 가시연이 있으며 우포늪과 연결된 수로 곳곳에는 벌레잡이식물인 통발을 볼 수 있다.또한 우포늪의 물 위에는 장구애비, 떨깨알 소금쟁이, 애소금쟁이, 물맴이 등이 살며 물속에는 물자라, 각시 물자라, 물방개, 물땡땡이 등이 살며 이를 합쳐 총 55종의 곤충이 살고 있는 것으로 조사되었다. 붕어와 잉어, 가물치는 우포늪의 터주대감이다. 드렁허리라는 물고기는 물이 마르면 진흙 속에서 살고 물이 많을 땐 몸을 꼿꼿히 세워 머리만 물 밖으로 내 공기 호흡을 하는데 자라면서 암컷이 수컷으로 성을 바꾸는 것으로 알려져 있다. 우포늪에 사는 물고기는 총 42종으로 확인되었다. 새는 지금까지 145종이 관찰되어 왔으며 흰뺨검둥오리, 원앙, 논병아리, 직박꾸리, 맷비둘기, 박새, 딱새, 귀제비, 노랑때까치, 대백로, 백할미새, 흰비오리, 큰기러기 등이 있다.3) 전라남도 신안군 신안장도습지 (2004년 8월 등록)전남 신안군 흑산면 대장도에 있는 장도 습지는 2005년 우리 나라에서 대암산 용늪과 우포늪에 이어 세 번째, 세계에서는 1423번째로 람사협약 습지에 등록되었다. 해발 235m 높이에 위치하고 있는 장도 습지는 람사협약 습지로 등록된 것을 계기로 연구 조사가 활발히 이루어지고 있다. 특히 장도 습지는 섬 생태계의 보고로 알려져 있다.2만 7000여 평(0.89km²) 규모의 장도 습지는 섬 지역에서 보기 드문 이탄층이 발달해 수자원을 저장하고 수질을 정화시키는 기능이 뛰어나다. 이탄층은 식물체가 썩지 않은 채로 진흙과 함께 퇴적한 지층을 말한다. 장도 습지에는 멸종 위기 야생동물식물 1급인 수달, 매, 그리고 2급인 솔개, 조롱이, 제주도롱뇽, 왜현호색, 보춘화 같은 희귀 동식물이 많이 서식한다. 환경부 조사 결과 포유류 7종, 조류 44종, 양서 및 파충류 8종, 육한 겨울 식량이 되며 염습지의 칠면초는 순천만 사람들이 ‘기진개’라고 부르기도 하는데, 사람의 키보다 훨씬 웃자라는 갈대숲과 함께 순천만의 명물이다.5) 제주도 남제주군 물영아리 오름 (2005년 10월)제주도 남제주군 남원읍에 위치한 물영아리오름은 제주도를 대표하는 습지로 해발 508m 높이에 있다. 물영아리오름과 분화구는 습지가 육지화되는 과정과 습지 생태계의 물질 순환을 연구할 수 있는 대표적인 지역이다. 따라서 학술, 생태적으로 가치가 높아 국내에서는 1999년에 습지보전법이 시행된 후 생태 조사를 거쳐 2000년 12월 처음으로 습지보호지역으로 지정되었다.낙동강 하구를 포함한 4개 지역은 습지보전법이 제정되는 것과 동시에 지정되었다. 함지박 모양의 산정 화구호는 둘레 300m, 깊이 40m에 바깥둘레는 1000여m에 이르는 전형적인 제주도 습지의 표본이다. 상록수와 낙엽수가 울창한 숲을 이루고 있으며 십자고사리, 노루귀, 고비, 개족도리풀, 큰천남성, 금새우란 들이 자생하고 야생의 노루, 오소리, 유혈목이 들이 서식한다. 주변에는 곰취와 찔레나무가 군락을 이루며 고말, 물고추나물, 보풀, 뚝새풀, 세모고랭이 같은 다양한 습지식물을 관찰할 수 있다.6) 충청남도 태안군 두웅습지 (2007년 12월 등록)두웅습지는 천연기념물 431호인 신두리 해안사구(모래언덕)의 남쪽에 자리 잡고 있다. 2002년 11월 환경부에 의해 사구습지로는 최초로 보호지역으로 지정됐고, 2007년 12월 국내 6번째로 람사르 협약 습지에 등록됐다. 면적은 6만4595㎡로, 신두리 사구 면적의 0.5%를 차지하는 배후습지다. 해안에 사구가 형성되면서 사구와 배후산지 골짜기 경계 부분에 담수가 고여 습지가 형성된 것이다. 습지 가운데에 있는 호수는 길이 200m, 폭 100m, 수심 2.5~3m 정도로, 밑바닥에 사구 형성 때 바람에 날려온 가는 모래가 쌓여 특이한 지형을 이루고 있다. 사구 배후습지는 담수를 저장하는 기능을 갖고 있으며, 하부의 지하수와 연결돼 물이 마르지 않는 것
REPORT일반세균의 배양 및 배지 종류목 차미생물의 배양 (Culture of Microorganism)Ⅰ. 배지1) 배지2) 물리적 성상에 따른 배지 분류3) 배지 성분의 성상에 따른 분류4) 사용 목적에 따른 분류5) 배지 소재Ⅱ 배양 (Culture)1) 미생물의 순수분리2) 항온기를 이용한 세균 배양3) 순수배양의 유지와 보존※ 참고문헌미생물의 배양 (Culture of Microorganism)미생물의 특성을 조사하고 연구하기 위하여 실험실 내에서 미생물을 배양할 수 있어야 한다. 하지만 많은 미생물들이 생육을 위하여 어떤 영양원을 요구하는지 잘 알려져 있지 않기 때문에 실험실에서 배양할 수 있는 미생물은 극히 제한되어 있다. 실질적으로 토양이나 물에서 서식하는 미생물의 1% 미만이 실험실에서 배양되어질 뿐이다. 미생물학에서 중요한 조작들 중에 미생물의 분리와 배양이 포함된다. 전자는 자연계에 존재하는 여러 미생물균으로부터 특정 미생물을 분리하는 것을 말하며, 후자는 분리된 미생물을 실험실의 인공적인 환경하에서 증식시키는 것을 말한다. 순수배양(pure culture)은 분리된 미생물을 다른 종류의 미생물과 섞여있지 않은 단일종의 미생물군으로 배양하는 것을 말하며 무균배양(axenic culture)이라고도 한다. 순수배양에 상반되는 개념으로 한 종류 이상의 미생물을 포함하고 있는 배양을 혼합배양(mixed culture)이라고 한다.배양은 적당한 영양소와 환경조건을 맞추어 세균, 기타 미생물, 동·식물의 세포를 증식시키는 것을 말한다. 배양을 하기 위해 영양소를 함유하고 수소이온농도, 삼투압 등을 조정한 것을 배지라고 하는데 여기에 온도, 산소, 이산화탄소 등 적당한 환경조건을 제공하여 미생물을 증식시킨다.Ⅰ. 배지1) 배지배지 형상에 의해 한천이나 젤라틴으로 고체화한 고체배지, 저농도의 한천을 가한 반유동배지, 배지성분만을 넣은 액체배지(buillon용 또는 broth라고도 한다)로 구분된다. 또한 사용목적에 따라 증균배지, 선택분리배지, 확인배(plate media)배양접시(petri dish)에 약 4mm 두께 (15~20ml) 정도 넣어 굳힌 것이 평판배지인데 주로 세균의 분리배양, 집락(colony)의 관찰, 용혈능 관찰 등에 이용된다.② 고층배지 (butt media)시험관을 세운 채로 배지를 굳힌 것으로 반유동배지이며 주로 세균의 성상검사 균주의 보존, 세균의 운동성 등에 이용된다.③ 사면배지 (slant media)시험관에 배지가 약 45? 경사가 되도록 굳힌 것으로 세균의 증식, 보존 등에 쓰인다.④ 반사면 배지 (semislant media)고층배지의 상부 1/3 정도를 경사지게 만든 것을 반고층배지(semibutt media)라고 한다. 세균의 생물학적 성상검사(당분해 검사 : TSI, KIA, Citrate media, Urea media) 등에 쓰인다.3. 반고체배지 (semisolid media)배지 내에 agar의 농도가 0.3~0.5% 함유된 배지로 반고체 상태를 이룬다. 이 배지는 세균의 운동성 관찰과 세균의 보존 및 수송에 이용된다. 그 종류로는 SIM media, MIO media 등이 있다.3) 배지 성분의 성상에 따른 분류1. 자연배지 (복합 배지, Natural medium)우유, 육즙(meat extract), 효모의 분리에 많이 쓰이는 자연배지로 Koji로부터 만든 Koji extract와 -효모 추출액(yeat extract), 맥아(malt)로부터 추출한 malt extract가 있다. peptone 등 화학적 성상이 분명하지 않은 천연 물질을 사용한 배지이다. 임상검사실에서 병원균의 분리, 연구용 등에 널리 사용된다.2. 합성배지 (Synthetic medium)첨가되어진 영양분의 성분, 농도 등을 완전히 규명할 수 있는, 화학적 성상이 분명한 물질만을 사용한 배지(chemically defined medium)이다. 화학적 성분이 완전히 규명되지 않은 배지를 복합배지(complex medium)라 한다. 주로 연구용으로 많이 사용된다. 아래 표는 자연배 배지이며, 그 종류에는 G-N broth, selenite broth, tetrathionate broth, bile broth 등이 있으며 이런 배지들은 원하는 세균의 증식을 촉진하는 물질과 원하지 않는 세균을 억제시키는 물질이 포함되어 있다.3. 특수 증균 배지 (Special Enriched media)특수한 영양조건을 필요로 하는 세균을 배양하기 위하여 특별히 배지성분을 가감하여 만든 배지로써 그 종류에는 다음과 같은 것들이 있다.① 1% 또는 3% Ogawa media, Lowenstein-Jensen media : 결핵균② Loeffler's serum media, potassium tellurite blood agar : 디프테리아균③ Bordet-Gengou media : 백일해균④ Thayer-Martin media, GC media : 임균, 수막염균4. 선택배지 (Selective media)두 종 이상의 세균이 혼합되어 있는 검체에서 원하는 세균을 분리하는데 사용하는 배지이다. 이 배지에는 색소나 중금속, 화학약품, 향균제 등 원하지 않는 균을 억제시키는 억제제가 들어 있다. 따라서 원하는 균종만 선택적으로 배양시킨다. 배지 내에 기질의 분해에 따른 pH의 변화를 나타내는 지시약이 함유되어 있다. 그 종류에는 다음과 같은 것들이 있다.① 장내세균 선택배지 : MacConkey agar, EMB agar, Endo agar, SS agar 등② 포도상구균 선택배지 : Potassium tellurite blood agar, mannitol salt agar③ 콜레라균 선택배지 : TCBS media, alkaline peptone broth5. 감별 배지(Differential media) 또는 성상확인 배지보통 순수배양된 세균의 특정한 효소반응을 보통 정성적(quantitative)으로 확인하고 균종의 감별(differentiation)과 동정(identification)을 목표로 하는 배지이며 이런 배지는 반응 물질과의 반응을 판정하기축액류육농축액(beef extract), 효모 추출물 등 동 · 식물 또는 미생물에서의 추출물로, 쇠고기의 근육부분에서 수용성 침출물을 추출해서 농축시킨 것으로 냉동진공 건조방법에 의해 분말로 만든 것이다. 아미노산, 펩티드, 다당류 등과 함께 풍부한 비타민류, 유기산류, 염류 등이 함유되어 있다. 미생물의 질소원, 탄소원과 함께 발육 촉진인자로서 쓴다. 송아지의 뇌나 심근 추출액을 쓴 배지, 제 1위(rumen) 내용의 추출액을 쓴 배지도 있다. 혐기성균의 배지에는 환원물질이 많이 들어있는 간(liver), 뇌(brain), 신장(kidney)의 추출물이 많이 이용된다.3. 효모 추출물(Yeast extract)효모에서 추출한 수용성 침출물질로써 담황색 분말이다. 염류, 발육소, 핵산성분, 당분, 아미노산, 비응고성 단백 등을 세균대사에 제공한다.4. 한천(Agar)해초류, 조류 등에서 추출한 함수탄소의 일종인 다당류(polysaccharides)이다. 녹는 온도(melting point)는 100℃이고 1.5~2.0%의 용액은 43~45℃에서 응고되어 탄력성 있는 고체가 된다. 유기용매에 용해되지 않으며, 한천은 세균의 영양원이라기보다는 배지를 고형화(고체화)시키는 중요한 성분이다.5. 첨가물아교라고도 하며 동물의 뼈, 피부, 인대, 건, 혈액, 혈청 등의 체액이나 식물 침출물, 항균제, 색소 등을 쓴다. 이것은 특정균에 대한 배지 선택성을 높인다든지 발육촉진 효과를 얻는다. 사람이나 동물 유래의 미생물 특히 병원균의 배양에는 혈액이나 혈청을 첨가하는 일이 많다. 면양 또는 토끼의 혈액이 종종 쓰이고 보통 탈섬유혈액이 쓰인다.① 혈액 한천배지 : 보통 한천배지(육농축액, 펩톤, 식염, 한천을 성분으로 한 일반적인 배지) 등의 기초배지를 고압멸균기를 써서 가압멸균 후 50~55℃로 냉각하여 탈섬유 혈액을 5~10% 가한다. 연쇄상구균을 비롯한 많은 미생물에 쓴다.② 초코렛 한천배지 : 오토크레이브(autoclave)로 가압멸균한 직후의 뜨거운 보통 한천 배지 분리된 코로니를 백금선으로 찔러 취하여 고층 배지에 천자 한다.① 3판 평판법3매의 평판배지를 준비하여 배지가 들어 있는 평판접시의 뒷면 유리에 색연필로 1,2,3의 번호를 써서 평판배지의 뚜껑 쪽을 밑으로 하여 시험대 위에 둔다. 화염 멸균한 백금이로 접종하려고 하는 재료를 백금이에 묻혀 한손으로 1의 평판접시를 잡고 획선도말하여 평판 접시는 뚜껑에 맞추어 원위치에 둔다. 위에서 사용한 백금이를 그대로 사용하여 2,3의 평판에 같은 조작으로 도말한다. 도말한 획선이 교차되어서는 안되며 도말이 끝나면 평판접시는 뚜껑을 밑으로 하여 배양기에 넣어 배양한다.② 단판 평판법1매의 평판배지를 사용하여 균을 분리하는 방법이다. 재료를 백금이에 묻혀 평면의 1/3에 해당하는 부분에 도말한 후 일단 백금이를 멸균, 냉각 후 처음도말한 부분과 1~2회 정도 겹친 후 다음 1/3도 역시 2회 도말 때와 같은 방법으로 도말한다.2. 미생물의 이식 방법미생물의 순수 배양법과 목적은 아래 표와 같다.3. 미생물의 이식조작평판배지 등에 독립한 집락이 형성되면 그때부터 분리균을 보존하기도 하고 증식도 시키기 때문에 다른 균과 혼합되지 않도록 순수배양을 실시한다. 순수배양균을 계대배양할 때도 순수배양과 같이 새로운 배지에 이식한다.① 사면배양법독립한 집락을 화염멸균한 백금이 또는 백금선으로 가볍게 정확히 취해서 사면배지에 획선하여 이식한다. 호기성균이나 통성혐기성균은 이 방법에 의하여 배양할 때가 많다.② 천자배양법(Stab culture)고층배지 등의 배양은 백금선에 의한 천자배양법이 실시된다. 백금선의 끝에 소량의 균을 묻혀 배지 표면의 중심부로부터 배지 중에 깊이 찌른 후 그대로 뽑아내면 된다.③ 액체배양법화염멸균한 백금이 또는 백금선으로 균체를 취해 액체배지의 시험관 벽의 액면에 가까운 곳에 문지르는 것 같이하여 이식한다. 계대배양 때에는 멸균한 백금이를 새로운 배지 중에서 식힌 다음 발육하고 있는 배지에서 백금이로 취해 새로운 배지로 이식한다.2) 항온기를 이용한 세균 배양이다.