일반생태학실험 | 클로로필 A 측정

TIP

 

 

실험은 하절기에 호소나 하천에서 부영양화가 발생하여 이에 따라 조류가 과도하게 번식하여 물속 산소가 사라지는 현상의 주범인 조류 내에 존재하는 Chlorophyll-a의 양을 측정하는 실험이다.

 

 

 

클로로필 (chlorophyll)

클로로필 식물의 녹색색소로 구조가 비슷한 몇 종의 마그네슘·포르핀 유도체. 즉, 광합성을 하는 생물이 가지는 동화색소의 일종. 엽록소라고도 한다. 엽록체 내에 단백질·지질과 결합하여 존재한다. 광합성 때 빛에너지를 흡수하는 색소 중에서 가장 중요한 것이며, 흡수된 빛에너지가 화학에너지로 전환하는 반응의 초기 단계에 관여한다. 클로로필에는 a, b, c, d, e의 종류가 있다. 고등식물 중 식물의 엽록체에는 클로로필a와 클로로필b가 3:1의 비율로 함유되어 있다.

 

고등식물에는 a, b, 조류(藻類)에는 a뿐인 것, 이 밖에 c, d, e를 함유하는 것 등이 있다. 광합성 세균에는 다른 종류의 클로로필이 함유되어 있다. a, b 모두 결정은 흑록색이고, 물에는 녹지 않으나 에테르·알코올에는 녹는다. 유기용매의 용액에서 붉은 형광물질이 나온다. 식물에서 추출되며, 의약품·착색료로 쓰인다. 또한, 식물의 녹색 줄기 속에 함유된 녹색의 색소이며, 녹색 줄기 중에서 태양 광선과 물, 탄산가스로 광합성에 의하여 녹말을 합성하는 반응의 매체가 된다. 이 반응시에 다량의 산소가 발생된다. 녹색식물에서는 하루 중 엽록소의 약 10%가 대사 경로에 의해 새로 합성된다.

 

자연계에는 많은 종류의 엽록소 및 유사물질이 분포하고 있다. 엽록소는 유기용매 속에서 강한 형광을 발하는데, 엽록소를 함유하는 생세포에서 발하는 형광은 이것보다 훨씬 약하다. 엽록소가 발하는 형광은 퀴논이나 그 밖의 산화제, 페닐히드라진의 첨가에 의해 소광(quench)된다. 크로마토그래피가 최초로 이용된 것은 엽록소를 함유하는 잎의 색소분리에서이며, 1906년 러시아의 식물학자 M.츠웨트가 탄산칼슘의 칼럼에 잎의 석유에테르추출액을 흘려서 색소를 분리함으로써 엽록소에 2종류(a, b)가 있다는 것을 알아냈다.

 

현재는 엽록소의 분리·정제에 설탕·아가로오스겔 등의 칼럼크로마토그래피, 박층크로마토그래피 또는 고속액체크로마토그래피가 이용되며, 정량은 유기용매·용액에서의 흡광도 측정에 따라 이루어진다. 생체 중에서는 단백질과 결합하여 존재하고, 광합성에 있어서의 빛의 흡수나 광화학 반응의 역할을 하고 있다. 살균작용이나 악취를 방지하는 작용도 있기 때문에 피부질환, 궤양, 화상 등의 회복 촉진이나 치, 또는 그밖의 식품에 이르기까지 널리 이용되고 있다.

 

요약하면, Chlorophyll은 생물계의 Phytoplankton의 반응 지시약의 일종이다. 모든 Green Plants는 Chlorophyll a를 포함하며, Planktonic Algae는 그것의 건조중량 당 1-2%를 차지한다. Plankton Algae의 Other Pigments는 Chlorophyll b와 c, Xantophyll, Caroene이 존재한다. 이런 특이한 색소 존재 여부는 그 생물의 특징과 더불어 다른 것과 분리할 수 있게 될 수 있다. Chlorophyll은 엽록체라는 5μ안팎의 공같은 입자 속에 들어있다.

 

일종의 프로필렌 화합물이지만 헤모글로빈(Hb)이 Fe을 함유하고 있는 것에 대하여 Mg 이온을 함유하고 있다. 물에 녹지 않고 알코올, 아세톤, 에테르, 클로로포름에 녹는다. 어두운 곳에서 자외선을 받으면 녹적색의 형광을 발한다. 녹색식물의 광합성에 중요한 작용을 하게 되는데 그것은 빛을 흡수하면 빛의 에너지를 이용하여 물분자를 파괴시켜 수소와 산소로 분해한다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 두 개의 마개가 있는 원심 분리관을 준비한다.

2) 두 개의 메스실린더에 채수해 온 이사천 물을 500㎖씩 붓는다.

3) 여과기에 GF/C와 mem brane filter를 넣고 각각의 500㎖ 물을 여과한다.

4) 먼저 여과된 GF/C를 핀셋으로 얇게 말아 접어서 원심분리관에 넣고 아세톤 10㎖를 넣는다.

5) 원심분리관의 마개를 닫고 회전식 진탕기에 회전시킨다.

6) Membrane filter도 GF/C와 같은 방법을 반복한다.

7) 원심분리관을 거치대에 꽂고 호일로 싸서 하룻밤동안 4˚C(암냉실)로 보관한다.

 

 

8) 좌우 균형을 맞추기 위해 원심분리관을 꽂은 상태에서 우리의 시료가 든 원심분리관을 꽂고 3000RPM으로 원심분리 한다.

9) 스포이드로 상등액을 채취해서 조직마쇄기에 넣은 후 흡광도를 663㎚, 645㎚, 630㎚, 750㎚에서 측정한다.

 

 

 

[일반생태학실험]클로로필 A 측정 레포트