[의학]원형질 분리 및 원형질 유동

원형질 분리 및 원형질 유동
■ 문제로의 초대(Engage)
김장을 담글 때 배추에 소금물을 뿌려두면 조직이 흐물흐물해지면서 많은 물이 생성되는 것을 볼 수 있다. 이것은 배추 세포로부터 많은 양의 물이 빠져나오기 때문이다. 불고기를 만들 때 소량의 간장 양념을 고기에 뿌려두어도 비슷한 현상이 생긴다.
세포막은 살아있는 막으로서 세포가 외부와 물질을 교환하는 경계이며, 반투과성을 가진 막이다. 반투과성 막을 경계로 농도가 다른 용액이 존재하면 삼투 현상이 일어난다.
농도가 다른 용액 속에서 삼투 현상이 일어나면 세포의 모습은 어떻게 변할까 그리고 동물 세포와 식물 세포는 어떤 차이를 보일까 이와 같은 문제를 알아봄으로서 삼투 현상이 실제 생물체에서 어떻게 나타나는지 알아보자. 그리고 몇몇 세포의 살아있는 세포 속에 들어있는 원형질이 끊임없이 움직이는 원형질 유동 현상을 나타내는 것을 볼 수 있다.적절한 재료를 찾아서 원형질 유동 현상을 관찰하는 것은 생명 현상을 이해하는데 큰 도움이 될 것이다.
■ 탐구 설계 및 수행(Explore)
탐구목표
원형질 분리 현상을 관찰하고 삼투 현상에 의해 원형질 분리와 복귀가 일어나는 원리를 안다.
원형질 유동 현상을 관찰하고 원형질 유동이 생명 활동을 위한 것임을 이해한다.

1) 준비물

재료 및 시약 장비 도구 양파, 포도당 용액, 녹말 용액, 아이오딘-아이오딘화칼륨(I2KI) 용액, 검정말(or 카나다말)의 잎 전자저울, 디지털카메라 전자저울, 디지털카메라

2) 탐구 과정

실험 1 : 식물 세포의 원형질 분리 관찰

① 5%, 10%, 15%, 20%의 4가지 농도의 포도당 용액을 만들어 각각 비커에 담는다.

② 양파 비늘잎에 가로 세로 각각 5mm 간격으로 면도날로 금을 긋고 핀셋으로 표피 조각을 하나씩 떼어내어 농도가 다른 포도당 용액에 한 조각씩 담근다.

③ 15분이 지난 후 각각의 비커에서 표피 세포를 꺼내어 프레파라트를 만든다.

④ 현미경으로 관찰하고 원형질 분리가 일어난 세포는 관찰 결과를 그림으로 그린다.

⑤ 원형질 분리가 일어난 세포에서 세포의 본래 길이와 수축한 원형질의 길이를 마이크로

…

⑥ 원형질 분리가 일어난 양파 표피 프레파라트에 [그림Ⅱ-8]과 같이 증류수를 가하여 표피 조직을 씻어 준 다음 원형질의 변화 상태를 관찰한다.

실험 2 : 원형질 유동 관찰

① 가위로 검정말 잎을 1/3 정도 잘라서 핀셋으로 슬라이드 글라스 위에 옮겨 놓는다.

② 스포이트로 잎 위에 물을 한 방울 떨어뜨리고 커버 글라스를 덮는다.

③ 현미경의 밝은 빛에서 400배 이상의 고배율로 세포를 관찰하자. 세포 속에서 발견되는 녹색 알갱이들은 무엇인가

④ 일반 광학 현미경으로는 관찰 초기에 세포 안에서 원형질이 움직이는 것을 관찰하기 어렵다. 5분 이상 프레파라트를 움직이지 않고 밝은 빛을 집중적으로 한 곳에 비추어 주면 엽록체들의 움직임을 관찰할 수 있다.

① 주변 용액의 농도에 따른 세포 모습 사진(그림) 및 관찰한 내용

c. 15% d. 20%

② 주변 용액 농도가 몇 % 일 때 원형질 분리가 일어나는지 알아보기 = 10 % 부터

③ 원형질 분리도

④ 원형질 분리가 일어난 세포를 저농도액에 넣고 원형질 복귀 관찰하기

1)원형질 분리 관찰 결과

2)원형질 유동 관찰 결과