가천대학교 생명과학과 생물학 및 실험 1 2017-1학기 생물학 및 실험 1 Exp 6. 확산과 삼투

서 론 확산 : 물질들이 다른 분자들과의 무작위적인 충돌에 의해 고 ->저 농도로 이동하는 현상 서 론 확산 : 물질들이 다른 분자들과의 무작위적인 충돌에 의해 고 ->저 농도로 이동하는 현상 (농도기울기에 의한 자발적 이동, Energy 사용 x) 삼투 : 선택적 투과성 막을 통하여 확산되는 용매의 이동 (물) 원형질 분리 : 세포막과 세포벽이 분리된 상태 Fig 1. Diffusion H L Fig 2. Osmotic pressure Fig 3. Plasmolysis Cell wall Cell membrane

서 론 등장액 (Isotonic solution) 저장액 (Hypotonic solution) 서 론 H 고장액 (Hypertonic solution) : 두 용액 중 다른 용액에 비하여 농도가 높은 용액 등장액 (Isotonic solution) : 두 용액의 농도가 서로 같은 경우 저장액 (Hypotonic solution) : 두 용액 중 다른 용액에 비하여 농도가 낮은 용액 L Fig 4. Hypertonic solution (고장액) Fig 5. Isotonic solution (등장액) L H Fig 6. Hyportonic solution (저장액)

서 론 - 등장액 (Isotonic) : 물의 유입량과 방출량이 같아 정상상태 유지. 서 론     1) 동물세포         - 고장액 (Hypertonic) : 세포의 물이 밖으로 빠져나가 쭈그러듦.       - 등장액 (Isotonic) : 물의 유입량과 방출량이 같아 정상상태 유지.        - 저장액 (Hypotonic) : 물이 세포 안으로 유입되어 세포가 부풀어 오르다 터짐 (용혈현상).      Hemolysis (용혈)

서 론 2) 식물세포 - 고장액 (Hypertonic) : 물이 세포 밖으로 유출되어 세포의 부피가 줄어듦 서 론       2) 식물세포        - 고장액 (Hypertonic) : 물이 세포 밖으로 유출되어 세포의 부피가 줄어듦 원형질은 수축하지만 세포벽은 수축하지 않아 원형질과 세포벽이 분리 (원형질 분리)        - 등장액 (Isotonic) : 물의 유입량과 방출량이 같아 정상상태 유지 (한계 원형질 분리).        - 저장액 (Hypotonic) : 세포 안으로 물이 유입되어 세포가 팽팽하게 부풀어 오름. 이 때 세포벽이 받는 압력을 팽압이라 하고, 팽압이 최대가 될 때를 팽윤 상태라고 함. Start : 팽압 Max : 팽윤 Plasmolysis (원형질 분리)

저장액: 외부 < 내부 등장액: 외부 = 내부 고장액 : 외부 > 내부 실 험 목 적 분자량과 확산율의 상관 관계. ( Methylene blue, Potassium permanganate 확산 비교 ) 동, 식물세포가 각각 고장액, 등장액, 저장액 상태일 때, 변화관찰. 저장액: 외부 < 내부 등장액: 외부 = 내부 고장액 : 외부 > 내부 결과를 통한 확산과 삼투 과정 예측. (Discussion에 기술)

Exp. 1 확산 - Material Pipette Yellow tip Agarose gel (1%) 2% methylene blue 2% potassium permanganate Ruler

Potassium permanganate (분자량) : 158 Exp. 1 확산 - Method Methylene blue(분자량) : 320 Potassium permanganate (분자량) : 158 메틸렌 블루 및 과망간산칼륨을 같은 양(10 ul)으로 한 방울씩 아가로스 겔이 들어 있는 페트리디쉬에 5cm 간격을 두고 떨어뜨린다. 1시간 후 Agarose gel 위의 각각 색깔 별 원의 지름을 측정하여 확산율을 정한다.

Exp. 2 삼투 - Material 광학현미경 란셋 스포이드 커버글라스 슬라이드 글라스 NaCl용액 (10%, 0.9%) 핀셋 양파 증류수 거름종이

Exp. 2 삼투 - Method 양파 껍질을 벗기고, 사각형 모양으로 칼집을 낸다. 핀셋을 이용하여 표피를 벗겨내어 3개의 슬라이드 글라스에 겹치지 않게 잘 펴준다.

Exp. 2 삼투 - Method 3개의 슬라이드 글라스에 올려놓은 표피 위에 각각 증류수 0.9% NaCl 10% NaCl 을 2~3방울 떨어뜨리고 커버글라스를 기울여 덮는다. 여분의 용액은 필터페이퍼로 제거한다. 15분 후, 광학현미경으로 관찰한다.

Exp. 2 삼투 - Method 3개의 slide glass 위에 각각 10% NaCl, 0.9% NaCl, 증류수라 표시한다. 손가락을 찔러 혈액을 얻은 후 각각 한 방울 씩 떨어뜨린다.   

Exp. 2 삼투 - Method 각각의 slide glass 위에 증류수 0.9% NaCl 10% NaCl 를 20㎕씩 떨어뜨린다. 이쑤시개로 혈액을 잘 섞는다. cover glass 를 덮고 관찰한다.

Result 확산실험 삼투실험 1시간 후에 퍼진 색깔 원의 지름을 촬영하고 기록한다. 메틸렌 블루 ________mm, 과망간산칼륨___________mm 삼투실험 식물과 동물의 각각 슬라이드 글라스를 광학현미경을 통해 관찰하고 촬영 및 기록한다.

Result 식물세포 저장액 등장액 고장액 증류수 0.9% NaCl 10% NaCl “팽윤” “한계원형질분리” “원형질분리” - 세포막은 세포벽으로부터 분리

Result 동물세포 저장액 등장액 고장액 증류수 0.9% NaCl 10% NaCl “용혈”

Discussion 확산실험 본 실험은 ‘분자량은 확산율의 상관 관계’를 알아보고자 한 실험이었다. 독립변수는 무엇인가? 종속변수는 무엇인가? 두 물질(메틸렌 블루 MW = 320, 과망간산칼륨 MW = 158)의 분자량과 확산율과의 관계는 무엇인가?

Discussion 삼투실험 결과를 통해 증류수, 몇 %의 NaCl이 저장액, 등장액, 고장액인지 설명하시오. 위 실험결과를 보고 저장액, 등장액, 고장액에서의 물질의 이동을 설명하시오.

(A) a 독립 변수 (Independent variable) 종속 변수 (Dependent variable) 연구자가 실험에 영향을 줄 것이라고 판단하는 변수 실험의 효과를 검증하기 위한 조작된 변수 관찰하기 위해서 조작되거나, 측정되거나, 선택되어진 변수 종속 변수 (Dependent variable) 독립변수의 영향을 받아 변화될 것으로 예측되는 변수 (= 결과값) 독립변수에 대한 반응으로 측정되거나 관찰된 변수 통제 변수 (Control variable) 영향을 미칠지도 모르는 연구의 목적 이외의 다른 변수들의 영향을 통제 시킬 때 사용하는 변수 실험 진행 시, 일정한 수준의 값이 유지되도록 하는 변수 외재 변인이라고도 함 a Dependent variable Control variable

분자량 & 확산율 분자량과 확산율의 상관 관계 그레이엄의 확산 속도 법칙 (Graham’s law) 같은 온도, 압력에서 두 기체의 확산 속도는 기체의 분자량의 제곱근에 반비례한다고 합니다.