일반생물학실험 | 세균의 분리 및 관찰

 

 

 

TIP

 

 

세상에는 많은 수의 박테리아(세균)들이 존재한다. 이 세균들의 특성을 연구하기에는 너무 개체수가 많기 때문에 비슷한 특성을 가지는 세균들끼리의 분류가 필요할 것이다. 세균들의 분류를 통해서 새로운 종류의 세균의 특성을 추측할 수도 있을 것이다.(같은 분류에 속한 세균은 비슷한 성질을 가질 가능성이 높다고 생각된다.) 그래서 세균을 분류하는 여러 가지 방법이 생겨났는데 그중에서 대표적인 분류방법을 본 실험을 통해서 배우고자 한다. 
1. 세균의 분류와 동정에 사용되는 몇 가지 실험법을 이해한다. 
2. 세균의 관찰 및 분류에 이용되는 그람 염색법을 실시한다. 
3. 세균의 활성 중 전분 가수 분해 능력을 시험한다.

 

 

 

개체들의 자연적 특성이나 유사성에 의해 그룹으로 분리하고 그 개체나 그룹에 이름을 붙인다는 것이 분류의 정의이다. 개체의 특성이나 자연적 유사성이 하나로 정해져 있는 것이 아니기 때문에 자연히 분류의 기준도 여러 가지가 된다. 하지만 분류의 기준은(약간의 차이가 있겠지만) 이미 앞선 과학자들이 정해놓은 기준에 따르는 것이 관용적이므로 더 이상 언급하지 않겠다. 그렇다면 분류하는 학문이 생긴 이유는 무엇인가.

 

그것은 '무엇인지 잘 모르는 개체의 특성을 파악하여 분류에 의해 정의된 종으로 구분'하면 그 종에 대한 기존의 연구 자료를 참고하여 개체연구가 쉬워지기 때문이다. 위의 문장에서 따옴표로 묶은 부분이 바로 '동정'의 정의이며, 본 실험은 여러 가지 동정의 방법 중 염색법과 효소의 존재 유무에 따른 분리를 관찰한 것이라 할 수 있다.

 

그래서, 세상에는 우리 인간들처럼 몸집이 큰 생물들이 있지만 세균과 같은 생물은 너무나 작아서 우리 눈에 보이지 않고 현미경을 통하여 관찰할 수 있다. 이번 시간에는 바로 그 세균에 대한 실험을 하였다. 그래서 세균을 분류 및 동정하는 실험법을 알아보고 이해해 보려고 한다. 그래서 이번 세균의 분리 및 관찰 실험은 평소에 가까이 있으면서도 잘 접해볼 수 없는 세균에 대해 접해 볼 수 있는 좋은 경험이 될 것이라고 생각한다.

 

우리는 생명체가 나타났을 때 언어의 사용여부, 직립보행, 사고의 가능여부 등을 기준으로 하여 우리와 같은 종임을 판단한다. 분자생물학 기술이 발달하였음에도 불구하고, 좀 더 직관적이고 가시적인 외부적 특성을 이용하여 종을 분류하는 것이다. 이러한 방식은 포유류와 같이 덩치가 큰 생물체의 경우 적용되기 쉽다. 하지만 박테리아와 같이 크기가 0.5㎛～0.5㎜에 해당할 정도로 작은 경우, 이러한 방식은 합리적이지 않다. 따라서 염색약을 이용한 생화학적인 방법이 등장하여 널리 사용되게 되었다.

 

우리는 그 중에서 가장 기본이 되는 그람염색법을 수행하여 그람양성세균과 그람음성세균으로 세균을 분류한다. 그람염색법은 박테리아가 가진 세포벽의 차이에 의해 분류하는 것이 기본 원리이고, 염색과정 중 크리스탈 바이올렛이 제거된 그람음성세균의 세포는 보라색을 띄지 못하고, 그람양성세균의 세포는 보라색을 유지한다.

 

그래서, 본 실험의 목적은 세균을 오염되지 않게 순수 분리해보는 것이다. 세균을 분리하기 위해서는 세포 모양 관찰, 세포막 조성 관찰, 염색법, 다양한 효소의 존재 유무 test, DNA 염기서열 분석 등의 방법이 사용될 수 있다. 이 중 우리가 사용하는 방법은 세균의 관찰 및 분류에 이용되는 그람 염색법을 실시하고 세균의 전분 가수 분해 능력을 시험하여 본다.

 

 

실험 방법

1. 그람 염색법

1) slide glass 에 물을 한 방울 떨어뜨린다. 그 다음 한 손으로 petri-dish를 열고 루프를 사용하여 한 개의 colony를 살 짝 찍어서 깨끗한 slide glass에 E.coli를 묻힌다. 루프를 내려놓기 전에 불꽃으로 달구어 준다.

 

2) 마르는 동안 다른 slide glass에 1)과 같은 방법으로 B.subtilis를 옮긴다.

 

 

3) 다 마르면 slide glass를 알콜램프의 불꽃 위에서 불꽃 중심 을 2～3번 통과시키면서 열 고정시킨다.

 

4) bacteria에 crystal violet 몇 방울을 떨어뜨린다. 1분 후 물 로 가볍게 세척한다.

 

5) Lugol's 용액을 몇 방울 떨어뜨린다. 1분 후 물로 가볍게 세척한다.

 

6) 95% ethanol로 10-20초 동안 탈색시킨다. 그런 다음 물로 세척한다.

 

7) 30초 동안 사프라닌으로 염색한 후 다량의 물로 남아있는 염색물질을 제거한다.

 

8) 여과지로 가볍게 찍어낸 다음 공기 중에 말린다.

 

9) 현미경으로 관찰한다.

 

2. 전분 가수 분해

1) 2% starch를 포함한 agar 배지를 만든다.

 

2) plate를 두 부분으로 나누고 표시를 한다.

 

3) 접종에 사용할 루프를 불꽃으로 멸균시키고 식힌다. 루프 끝으로 한 개의 colony를 살짝 찍어서 starch agar plate에 긋는다. E.coli와 B.subtilis 둘 다 같은 방법으로 clean bench에서 시행한다.

 

4) 1-2일 동안 키운 후에 colony 주변에 요오드 용액을 떨어뜨려 색 변화를 관찰한다.

 

 

 

[일반생물학실험]세균의 분리 및 관찰 레포트