일반생물학 실험보고서 여섯번째 식물세포 관찰 입니다. 식물세포는 동물세포와 확실하게 구분되는 포인트들이 있죠. 그래서 생물학 분야에서 동물파(?)와 식물파(?)가 확연하게 나뉘는데요. 식물은 동물처럼 옴직임이 없기 때문에 관찰하기도 편하고 윤리적인 문제가 없는 연구분야죠. 대신 식물을 키워내기가 좀 더 까다로운 것 같긴합니다.
Experiment 6. 식물세포 (Plant cell) : 구조 관찰
1. 실험목표
세포를 염색하는 방법을 익히고, 식물의 외부구조와 내부구조를 관찰하고 학습한다.
2. introduction
세포 염색법 및 잎, 뿌리, 줄기를 구성하는 세포의 종류와 특성
1) 잎을 구성하는 세포의 종류와 특성
잎 : 광합성과 증산작용을 하는 중요한 영양기관
- 상표피표면에는 각피(cuticle)가 덮여있다 : 수분증발을 막아줌
- 상하표피사이에 엽록체를 함유한 유세포들이 있는데 이를 엽육이라 한다.
* 책상조직 : 엽육의 윗부분에 있고, 긴 세포들이 빽빽히 모여서 울타리모양
* 해면조직 : 책상조직의 밑부분에 다소 부정현 유세포들이 드문드문 배열되어있음
- 하표피의 곳곳에는 기공(stoma)이라는 세포간격이 있다.
* 기공 : 두 개의 공변세포 (guard cell)에 의해 개폐되며, 이를 통해 수분의 증산, 광합성에 필요한 탄산가스의 출입, 광합성에서 생긴 산소 방출 등의 역할을 한다.
* 공변세포 : 다른 표피세포와 달리 엽록체에 존재함. 세포간격 쪽의 세포벽만 유난히 두꺼움. 광합성이 일어나면 곧 공변세포의 삼투압이 높아지고, 따라서 수분을 흡수하여 팽팽하게 되면 닫혀져있던 기공이 열림
2) 줄기를 구성하는 세포의 종류와 특성
줄기
- 입을 부착시켜 잎으로 하여금 햇빛을 잘 받을 수 있도록 해주며, 뿌리에서 빨아들인 물과 영양을 잎으로, 잎에서 만들어진 동화산물을 뿌리로 전달하거나 이를 저장하는 역할을 함
- 줄기의 분열은 정단분열조직의 세포분열에 의해 형성됨
- 줄기 정단의 종단면에서 관찰되는 조직들은 엽원기, 정단분열조직, 기본분열조직, 측아분열조직 등이 있음
3) 뿌리를 구성하는 세포의 종류와 특성
뿌리 : 줄기지지, 물과 영양분 흡수, 저장기관의 역할
뿌리는 근관(root)이라는 유조직이 있으며, 이 근관은 정단분열조직(meristem)을 보호하고 있음. 뿌리의 세포분열은 정단분열조직의 분화에 의해 이루어지며, 이에 의해 뿌리의 신장이 이루어짐
-> 가장 바깥쪽에 있는 한 층의 표피안에 여러층으로 이루어진 세포간격이 발달한 피층이 있고, 그 안쪽에 세포간격이 없이 한 줄의 세포로 된 내피(endodermis)가 있음. 내피에 둘러싸여 있는 조직을 모두 중심주라고 하며, 이 중심주의 가장 바깥층, 즉 내피으 ㅣ바로 안쪽에는 대개 한 층 또는 여러층의 유세포로 된 내초(pericycle)가 있는데, 이것은 후에 측근(lateral root)의 모체가 됨. 중심부에는 세포막이 두껍고 크기가 큰 세포들이 방사상으로 배열되어 있는 목부가 있으며, 이 목부의 수는 일반적으로 2~7개임. 목부는 바깥쪽에서 안쪽으로 구심적인 분화가 일어나며, 각 목부와 목부 사이에는 사부가 있음. 중심추의 주축에 수(pith)가 있는 경우도 있음
4) 세포 염색법
* 시약 제조방법
- 사프라닌(safranin) 용액 : safranin 1g + EtOH 50mL + 증류수 50mL
- methylene blue : 메틸렌 블루 1g + 증류수 100mL
* 단순 염색 : 세포가 색을 띠게 하기 위해 염기성 염색제를 사용함. 염색하지 않으면 색깔이 없는 세포와 투명한 배경 사이의 대비를 증가시키기 쉬운 방법임.
* 분별 염색 : 한 그룹의 미생물과 다른 그룹의 미생물을 구분함.
- 그람염색 : 세균을 그람양성과 그람음성의 두 그룹으로 분리하기 위해 사용. 이들 그룹의 염색특징은 그들의 세포벽의 호학적 구조의 근본적인 차이를 반영함. 현재까지 가장 널리 이용되는 염색방법
- 항산성염색 : 표본에 mycobacterium에 속하는 종들을 검출하기 위해 사용됨. 세포벽의 지질 성분으로 인해, ㅇ들 미생물은 염색약이 쉽게 흡수되지 않음
3. 재료 및 기구
1) 재료 : 시금치 등 식물
2) 기구 : 광학현미경, 슬라이드글라스, 커버글라스, 해부침, 필터페이퍼
3) 시약 : 0.5% aceto-orcein
4. 실험방법
* 주의사항 : 현미경 사용법을 기억하고 연습함.
1) 식물세포 염색법
① 제공한 식물의 잎에서 얇게 한 개의 층을 따서 떼어내어 슬라이드 글라스 위에 놓음
② 05.% aceto-orcein 염색약을 떨어뜨림
③ 10분간 기다린 후 커버글라스를 덮고 현미경으로 관찰함
2) 기공 세포 및 표피세포 관찰
① 준비된 식물을 저배율에서 고배율순서(x40 -> x100 -> x400)로 관찰함
② x40 에서는 미동나사를 사용하여 초점을 맞추고, 광원을 조리개를 사용하여 적절히 조절함
③ 관찰하고자 하는 샘플의 전반적인 모습을 살피고, 고배율에서 관찰하고자 하는 부분을 시야의 정중앙에 오도록 재물대를 조절하여 관찰함
④ 각 조직의 특성을 확인하여 그리고, 부위의 명칭을 찾아 기록함
5. 실험결과
* 식물의 조직의 특성을 확인하여 그리고, 부위의 명칭을 찾아 기록함
* 살아있는 기공세포 및 표피세포를 그리고 각 부위의 명칭을 찾아 기록함
+ 추가로 알아본 내용
① 표피세포 (epidermall cell) : 식물체의 표면을 덮는 세포
-> 보통 한 층으로 배열되어 표피조직을 이루고 있으며, 식물체 내 출입을 조절하고, 식물체를 보호하는 역할을 함
② 기공(stoma) : 입에 존재하는 공기구멍
-> 두 개의 공변세포에 의해 열리고 닫힘. 광합성에 필요한 co2가 들어오고 광합성의 결과로 만들어진 o2가 나가는 공기의 이동통로임. 이곳에서 증산작용이 일어남
③ 공변세포 (guard cell)
-> 기공을 구성하는 세포로 2개가 짝을 이루어 1개의 기공을 만듦
-> 공변세포에서는 엽록체가 있어서 광합성을 하며, 그 결과로 기공이 열리고 닫힘
* 시금치 잎 : 얇게 한 층을 뗴어냄 -> 배열형태, 기공형성세포(핵)
* 염색 0.5% aceto-orcein 10 min
* 관찰결과
- 표피세포
- 기공
: 기공세포는 표피세포와 3d 입체상 위치가 다르기 때문에 기공세포 관찰을 위해 미동나사로 조절 후 관찰함
- 기공의 구조
6. 고찰
시금치의 표면을 벗겨내는 것이 생각보다 까다로웠음. 처음에는 너무 두껍게 벗겨내서 다시 표면을 벗겨내느라 시간이 지체되었음. 샘플을 만들 때 염색을 하고 커버글라스로 덮는 과정에서 기포가 많이 생겨서 현미경으로 관찰할때 어려움을 겪었음. 처음 관찰시 기포 때문에 공변세포를 찾는데 힘들었음.
기공을 관찰할 때 염색약에 의해 빨간색으로 염색된 점은 핵이라는 것은 쉽게 파악할 수 있었는데 엽록체는 관찰하기가 어려웠음. 관찰 시 점에서 보이는 것들은 있었지만 엽록체를 광학현미경으로는 작아서 볼 수 없을 것 같아서, 이 점들이 실제로 엽록체인지 아니면 엽록체들이 뭉쳐있는 것인지, 엽록체가 아닌 다른 물질인지 정확하게 확인할 수 없어서 아쉬웠음.