삼투와 물질 이동

소개글

삼투와 물질 이동에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 재료
4. 실험 기구 및 시약
5. 실험 방법
6. 실험 결과 및 고찰
참고자료

본문내용

형태가 잘 보이지 않고 보이더라도 그 수가 현저하게 적어 형태관찰이 힘들다. 식물세포와 다르게 세포벽이 없기 때문에 세포가 커지다가 버티지 못하고 터져버린 것이다.
고장액에 들어있는 동물세포는 세포안 수분이 모두 용액으로 빠져나와 말라버린 동물세포가 관찰된다. 등장액에서 보다 전체적으로 거뭇거뭇한 것들이 눈에 띄는데 그것들이 수분이 빠져나가 말라버린 세포들이다. 세포들이 등장액과 비교했을 때는 세포 수가 적어보이는 이유도 같은 이유이다.
위와 같이 식물세포와는 다르게 세포벽이 없기 때문에 형태가 변하게 된다.
4) 삼투현상 외에 물질이 이동하는 방법을 조사한다.
세포 내외로 확산(擴散)은 액체나 기체에 다른 물질이 섞이고, 그것이 조금씩 번져가다가 마지막에는 일률적인 농도로 바뀌는 현상이다.
물 속에 분홍색 잉크가 확산했을 때 그 액체의 어느 부분을 떠 보아도, 아무리 소량을 떠 보더라도 핑크빛으로 변해 있다는 점에서 잉크는 물 속의 구석구석까지 번져갔음을 알 수 있다. 기체는 액체보다도 더 빠른 확산 현상이 일어난다. 예를 들면, 산소만 넣은 용기와 질소만 넣은 용기를 접촉시켜서 경계의 막을 떼어내면 양자는 서로 섞인다. 공기는 산소와 질소의 혼합물이다.
확산 속도는 분자의 질량이 작을수록, 또 온도가 높을수록 빨라진다. 기체만큼 빠르지는 않으나 확산은 액체에서도 볼 수 있으며, 또 극히 느리기는 하지만 고체에서 일어나기도 한다.
촉진확산은 특이적인 생체막 수송형식의 하나이다. 운반단백질이 관여하며, 빠른 속도로 수송한다. 따라서 수송되는 물질의 농도를 높여가면 수송속도의 증가는 점점 한계에 달하게 되는 포화현상과 구조유사물질에 의한 길항저해를 볼 수 있다. 능동수송과 달리 농도경사에 거스르는 수송은 이루어지지 않으므로 에너지를 필요로 하지 않는다. 장관과 신장 이외의 조직에서 이루어지는 글루코오스의 세포막투과는 촉진확산에 의한 방식이다.
능동수송(能動輸送), 또는 능동운반(能動運搬)은 세포에서 농도 차이를 극복하여 물질을 운반하는 과정이다. 즉, 세포막을 경계로 물질을 저농도에서 고농도로 이동하게 한다. 세포에 필요한 이온이나 당, 아미노산 등의 농도를 유지하기 위한 것과 관련있다. 사람의 소장에서 포도당을 체내로 흡수하는 경우나, 식물이 뿌리털에서 무기염류를 흡수하는 경우가 예다. 대개의 생명체에서 이를 이용해 형성된 각종 이온들의 농도 차이를 이용해 다양한 일을 하게 된다.
보통 펌프라고 불리는 단백질 분자들에 의해 이루어지며, 확산 법칙에 역행하는 것이므로 에너지가 필요하다. 에너지가 필요하지 않은 수동수송과 다른 점이다. 에너지는 아데노신삼인산(ATP)을 이용하는 경우가 대부분이며, 이와 같이 화학에너지를 이용하는 경우를 \"1차 능동수송\"이라 한다. 미토콘드리아 내막 또는 엽록체의 틸라코이드 내막에서처럼 다른 형태의 에너지를 이용하는 경우도 있다. \"2차 능동수송\"은 전기화학적 평형을 이용하는 경우를 일컫는다.
막을 통해 물질이 이동하는 데는 여러 가지 방법이 있다. 파크는 막 투과를 아홉 가지 방법으로 분류하였다. 이 중 확산이라는 물리 현상에 의해 물질이 막을 통과하는 경우, 이를 수동 수송이라 한다. 예를 들어 물을 담은 컵에 붉은색 잉크를 한 방울 떨어뜨리면 이윽고 컵의 물 전체가 불그스름한 용액이 된다. 이것은 붉은색 잉크가 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하여 전체에 농도차가 없어졌기 때문이다. 이와 같은 물리 현상을 확산이라 하며, 생물체 내에서도 많이 일어난다. 막을 통과하여 일어나는 확산이 침투이다. 이에 비해 물질이 막을 통과하여 이동하는 데 있어 농도 구배나 전기 화학적 구배로 거슬러올라가 이동할 때 이를 능동 수송이라 한다. 능동 수송의 구조는 최근에 와서야 연구되기 시작하여 몇 가지 설이 나오고 있다. 여러 가지 세포내의 K+과 Na+의 농도차를 비교해 보면 K+은 Na+보다 훨씬 많이 존재한다. 그런데 세포 밖에서는 반대로 Na+이 많다. 또 해조류 속에 저장되어 있는 요드량은 바닷물 속에 함유되어 있는 요드의 백만 배나 된다고 한다. 이런 예를 보면 확산이나 침투 같은 현상으로 물질이 이동했다고는 생각할 수 없다. 이는 농도 구배나 전기 화학적 구배로 거슬러올라가 물질이 이동한 능동 수송의 예이다. 구배로 거슬러올라가 물질을 이동시키려면 에너지가 필요한데, 이 에너지는 호흡의 결과로 생긴 ATP에 유래한다. 따라서 만약 호흡을 어떤 방법으로 멎게 하면 세포 안팎의 농도차는 없어진다. 이와 같이 능동적으로 물질을 퍼올리는 구조를 일반적으로 펌프라고 하며, 나트륨의 경우를 나트륨 펌프라고 한다. 나트륨 펌프는 확산 등에 의해 세포 내로 들어간 나트륨 이온을 세포 밖으로 퍼내는 작용을 한다. 이때 나트륨 이온이 세포 밖으로 나오는 대신 어느 정도의 칼륨 이온을 세포 내로 받아들인다. 이 때문에 세포 내에는 나트륨 이온이 적어지고 칼륨 이온이 많아진다. 이 같은 현상은 에너지를 소비하면서 세포가 적극적으로 이온을 이동시키는 능동 수송의 한 예이다. 덧붙여, 생체 내에서 물은 능동수송하지 않는다.
능동수송의 상세한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았지만, 몇 가지 가설이 제시되어 있다. 그 중에서 이온이나 당 등의 분자가 운반체라고 하는 막 속의 특이성 물질(효소)과 결합하여 이동하며, 막의 반대쪽에 도달하면 해리된다. 그리고 운반체는 원래의 장소로 되돌아가서 다시 새로운 이온이나 분자와 결합하게 된다. 이 과정에서 에너지가 소비된다는 설이 가장 유력하다.
참고자료
1) 위키백과 확산
https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%99%95%EC%82%B0
2) 네이버 백과 촉진확산
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=367711&cid=42413&categoryId=42413
3) 위키백과 능동수송
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%8A%A5%EB%8F%99%EC%88%98%EC%86%A1
4) 네이버 백과 능동수송
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1078450&cid=40942&categoryId=32315

키워드

생명공학,   삼투압,   실험