일반생물학실험 | 삼투와 물질이동

 

 

 

실험 개요

달팽이가 소금과 만나면 달팽이는 거품을 일으키다 점점 쪼그라든다. 이때 거품이 나는 이유는 달팽이가 일종의 자기 보호를 하는 것이지만 결국 달팽이는 말라 비틀어져 죽는다. 이 현상은 농도가 낮은 물질의 수분이 농도가 높은 물질로 이동하는 삼투압의 원리 때문이다. 달팽이는 자신의 몸체의 농도가 소금보다 낮기 때문에 투과성이 좋은 얇은 피부를 통해 몸체의 수분이 소금으로 이동되어 자신은 말라 비틀어지게 되는 것이다.

 

이러한 물질 이동은 동물 세포와 식물 세포 둘 다 일어날 수 있다. 세포에는 선택적 투과성을 띠는 세포막이 있기 때문에 상대적으로 입자가 큰 아미노산이나 화학 물질은 통과할 수 없지만 입자가 작은 물은 통과할 수 있고 이런 원리를 통해 물은 두 물질 사이를 이동할 수 있는 것이다. 삼투 현상이 일어난 세포는 세가지의 다른 특성을 띨 수 있다. 세포 자신보다 낮은 농도의 물이 유입이 되면 그 물은 비교적 농도가 높은 세포로 이동하여 세포는 팽윤하게 된다. 이 상태를 저장성 용액이라고 한다. 반대로 자신보다 높은 농도의 물이 유입되면 소금을 만난 달팽이처럼 세포 자신의 수분을 세포 바깥으로 빼앗기게 되며 세포는 수축이 일어나 쪼그라들게 되고 이것을 고장성 용액이라고 한다.

 

세포와 비슷한 농도의 물이 유입되면 세포는 팽윤이나 수축을 전혀 하지 않는, 고정되어 있는 것처럼 보이게 된다. 이것을 등장성 용액이라고 한다. 등장성 용액에서는 물의 유입은 있으나 세포의 농도와 비슷하여 흐름이 보이지 않을 뿐이다. 저장성 용액의 동물 세포의 적혈구의 경우, 적혈구가 너무 많은 양의 수분을 흡수해 버리면 적혈구는 터져버릴 수 있다. 이런 현상을 용혈 현상이라고 한다. 하지만 식물 세포의 저장성 용액에서는 세포가 팽팽하게 부풀어오르지만 용혈 현상은 일어나지 않는다. 다만 식물 세포는 고장성 용액에서 세포의 수분을 빼앗기게 되면 세포벽의 존재로 인해 세포막이 세포벽으로부터 분리가 된다. 이것을 원형질분리라고 한다. 원형질분리가 일어날 때는 세포벽에는 큰 변화가 없지만 세포막은 세포벽에서 떼어져나와 주로 구 모양으로 쪼그라든다.

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실험 방법

1. 현미경 사용 전 준비

1) 현미경의 접안렌즈가 모아져있는지 확인하였다.

 

2)  현미경의 대물렌즈가 가장 낮은 배율에 맞추어져 있는지 확인하였다.

 

3)  현미경의 재물대가 가장 밑으로 내려가 있는지 조동나사를 앞으로 최대한 돌려서 확인하였다.

 

4)  현미경의 조리개가 가장 낮은 숫자에 위치해 있는지 확인하였다.

 

5)  현미경의 접안렌즈가 실험자를 향하게 두고 현미경 뒷편에 위치한 전원 코드를 연결하고 현미경의 오른쪽 측면의 스위치를 켰다.

 

6)  접안렌즈를 실험자의 눈 위치에 적절히 맞추었다.

 

7)  현미경의 조리개를 조절하며 광원이 잘 들어오는지 확인하였다.

 

2. 양파 표피 세포 관찰

1)  제일 먼저 실험 장갑을 착용했다.

 

2)  전자 저울이 켜져 있는지 확인하고 유산지를 X자로 접어주었다.

 

3)  저울대에 유산지를 올리고 영점을 맞추었다.

 

4)  설탕을 각 1.7g, 3.4g, 5.1g, 6.8g, 8.5g, 10.2g 을 저울 재어서 50㎖의 물과 섞어 코니칼 튜브에 설탕 용액을 만들었다. 정확성을 높이기 위해 튜브에 40~45㎖의 물에서 설탕을 넣은 후 나머지를 채우고 볼텍스를 돌려 설탕이 잘 녹게 하였다.

 

5)  7개의 플레이트에 각 농도의 설탕 용액(0M, 0.1M, 0.2M, 0.3M, 0.4M, 0.5M, 0.6M)을 적당량 부어주었다.

 

6)  양파를 잘게 조각 내어 표피 세포를 벗기고 각 농도의 설탕 용액에 4, 5조각의 양파 표피를 30분 이상 담가두었다.

 

7)  현미경으로 각 농도의 양파 표피 세포를 30개 이상 관찰하고 그 중에 원형질분리가 일어난 세포 수를 세고 스케치했다.

 

3. 동물 세포 적혈구 관찰

1)  코니칼 튜브 하나를 10㎖의 증류수로 채운다.

 

2)  양파 표피 세포의 설탕용액 제조와 같이 저울대에 유산지를 올리고 10㎖의 용액을 기준으로 NaCl을 각 0.05g, 0.15g, 0.25g을 물과 섞어 3개의 코니칼 튜브에 NaCl 용액을0.5M, 1.5M, 2.5M의 농도로 나누어 넣고 볼텍스로 잘 녹게 돌려주었다.

 

3)  멸균된 채혈침으로 혈액을 채취하여 총 5개의 슬라이드 글라스에 혈액을 떨어뜨렸다.

 

4)  하나의 슬라이드 글라스는 오직 순수한 혈액의 적혈구를 관찰하기 위해 그대로 위에 커버글라스를 얹었고, 다른 하나에는 순수한 물 한 방울(NaCl 0M)을 떨어뜨리고 커버글라스를 덮었다. 나머지 세 개의 혈액 샘플에 각각 NaCl 0.5M, 1.5M, 2.5M을 한 방울 씩 떨어뜨리고 커버글라스를 얹었다.

 

5)  현미경으로 각 NaCl의 농도에 따른 적혈구의 형태의 차이점을 관찰하고 스케치하였다.

 

 

 

[일반생물학실험]삼투와 물질이동 레포트