세포의 기능

세포의 기능

1. 서론

생명체 내에서 물질의 이동은 생명활동을 유지하는데 매우 중요하다. 본 단원에서는 생명활동에서 일어나는 확산과 삼투현상을 이해하고, 확산에 영향을 주는 요인과 삼투압이 가지는 의미를 알아본다.

또한, 세포의 바깥을 싸고 있는 세포막은 선택적으로 물질을 세포 안팎으로 통과시키는 특징을 가지고 있다. 본 단원의 실험 Ⅱ에서는 동물세포 (적혈구 세포)와 식물세포 (양파 표피세포)를 이용하여 선택적으로 막을 통과하는 물질의 종류와 투과량을 결정하고, 특히 세포를 둘러싸고 있는 수용액의 주성분인 물의 이동에 따른 세포의 부피 변화를 이용하여 세포질의 용질 농도를 알아내는 실험을 실시한다.

짚신벌레는 우리 주변의 담수에서 흔히 찾을 수 있는 단세포 진핵생물이다. 짚신벌레의 관찰을 통하여 단세포 생물에서 일어나는 생명활동의 특성을 이해하고자 한다.

2. 학습목표

⑴ 확산과 삼투현상을 이해하고 그 원리를 설명할 수 있다.

⑵ 지용성 물질과 수용성 물질의 세포막을 통한 투과성을 설명할 수 있다.

⑶ 짚신벌레의 형태를 관찰하고 생명활동을 설명할 수 있다.

 

3. 준비물

■ 실험Ⅰ: 비이커, 샬레, 5호 코르크 천공기( 혹은 블루 피펫팁), 5%페로시안화칼륨(적혈염, K4Fe(CN)6), 1N 질산은(AgNO3) , 1N 브롬화 칼륨(KBr), 1N 염화나트륨(NaCl), 2%한천, 셀로판지로 만든 관 2개, 비커, 뷰렛 스탠드, 뷰렛 집게, 유리관, 고무마개, 고무밴드, 1M 설탕용액, 1M 소금용액, 물

■ 실험Ⅱ : 란셑(lancet), 슬라이드 글라스, 커버 글라스, 소금용액(0.1%, 0.9%, 2.0%), 설탕용액(0.1M, 0.2-0.5M을 0.05M 간격으로, 0.6M, 0.1%, 0.9%, 2.0%), 0.3M 포도당 용액, 0.3M methanol, 0.3M ethanol, 0.3M propanol, 0.3M glycerol, 0.3M monoacetin, 0.3M diacetin, 광학 현미경

■ 실험Ⅲ : 현미경, 슬라이드글라스, 커버글라스, 스포이트, 여과지, 이쑤시게, 탈지면, 배양된짚신벌레, 효모, (1~2%)메틸셀룰로오스 용액, 1% 메틸렌블루 용액, 1% 아세트산카민 용액, 카민 용액, 콩고레드

 

4. 탐구활동

실험 Ⅰ. 확산과 삼투

(1) 실험과정

가. 확산

① 2% 한천용액을 녹여서 15mL 정도를 샬레에 붓고 냉각시켜 굳힌다.

② 5호 코르크 천공기나 끝 부위 1cm정도를 잘라낸 블루 피펫팁으로 15mm 간격으로 4개의 구멍을 뚫는다.

③ 준비된 질산은, 염화나트륨, 브롬화 칼륨, 페로시안화칼륨 용액 등을 각 구멍에 넘치지 않게 채운 다음 시간 경과에 따라 일어나는 변화를 관찰한다. (확산되는 이온의 분자량은 염소이온이 35, 브롬 이온이 80, 시안화철 이온이 212, 질산이온이 112 이다.)

확산과분자량

나. 삼투

① 셀로판지로 만든 관의 아래쪽 끝을 고무밴드로 단단히 묶고 1M설탕용액을 관의 3/4정도 되게 채운다.

② 유리관을 고무마개에 꽂고 이것을 셀로판지관의 위쪽 입구에 넣은 다음 고무밴드로 단단히 맨다.

③ 이것을 증류수가 담겨 있는 비이커 속에 넣고 뷰렛 스탠드에 고정한다.

④ 처음 유리관내 설탕용액의 높이를 표시하고 5분 간격으로 수위를 관찰한다.

⑤ 30분~1시간 후 다시 1M설탕용액이 담긴 다른 비이커로 옮긴 다음 5분 간격 으로 수위가 어떻게 달라지는지 관찰한다.

⑥ 1M 소금용액에 대해서도 같은 실험을 해보자.

 

(2) 결과 및 고찰

① 시간경과에 따라 샬레에서 일어나는 변화를 관찰하여 기술하시오.

② 각 물질의 확산속도와 분자량과의 관계를 설명하시오.

③ 5분 간격으로 수위의 변화를 기록하라.

④ 물의 이동이 더 이상 일어나지 않는데 소요되는 시간은?

⑤ 설탕용액이 든 셀로판지관을 증류수에 넣었을 때와 동일 농도의 설탕용액에 넣었을 때 일어나는 물의 이동에 대해 그 원리를 설명하시오.

⑥ 소금용액의 삼투현상은 설탕용액과 어떤 차이가 있는지 비교해 보시오.

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조상환

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