[일반생물학실험]세포 이동 관찰

실험 목적

원생동물은 단세포 수중 생물로 편모나 섬모를 이용하여 움직인다. 이들 원생동물의 운동을 현미경으로 관찰한다.

 

실험 이론 및 원리

1. 아메바

육질충아문(肉質蟲亞門) 근족충강 아메바목(Amoebida)에 속하는 원생동물의 총칭. 주로 담수나 바닷물, 습지의 흙 속 등에 널리 분포하며, 각종 동물의 소화관 속에 기생하는 종도 있다. 또한, 일부는 병원성인 것도 있다. 세포의 기능과 구조를 연구하기 위한 재료로 널리 쓰인다.

몸의 표면은 세포막의 일종인 플라스마렘마(Plasma lemma)에 싸여 있다. 내부의 세포질은 졸(sol) 상태로 유동하는 내질과 그것을 원통 모양으로 둘러싸는 겔(gel) 구조의 외질로 나뉜다. 내질은 핵·식포·미토콘드리아·굴절과립·수축포·액포 등을 포함하며, 외질은 위족(僞足)의 끝 부분에서 내질이 겔화한 것이다. 

외질과 플라스마렘마와의 사이에 투명한 외질의 층을 가지고 있어 이것이 꼬리 끝에서 졸화-겔화를 반복하며 아메바운동을 한다. 1∼수십 개의 위족을 내어 운동한다. 세포내소화를 위하여 세균이나 다른 원생동물, 조류(藻類)등을 위족으로 감싸고 세포 내로 끌어들여 식포(食胞)를 형성하여 소화시키는 식세포작용(phagocytosis)과 용액상태의 액체영양물을 흡수하는 음세포작용(pinocytosis)을 한다. 보통 이분법이나 다분열로 증식하며, 유생생식을 하는 종도 있다.

 

2. 짚신벌레

가장 유명한 원생동물로, 단세포동물이다. 몸길이 170∼290마이크로미터(㎛)이다. 몸은 방추형으로, 앞끝은 둥글고 뒤끝은 원뿔 모양으로 뾰족하여 짚신 모양이다. 몸 전체에 균일하게 섬모가 촘촘히 나고, 입은 몸의 거의 중앙부에 깊이 깔때기 모양으로 열리며, 여기서 몸의 앞끝 왼쪽에 이르기까지 위구부(圍口部)라고 하는 큰 홈이 계속되어 있다.

거의 중앙부에 1개의 영양핵(대핵)과 생식핵(소핵)이 있다. 대핵의 전후에 여러 개의 방사상 집합관(集合管)을 가지는 각 1개의 수축포가 있다. 그러나 생식핵을 다수 가지는 종의 수축포는 3개 이상 있다. 몸의 전면에 모포(毛胞)라고 불리는 구조가 있는데, 여러 가지 자극에 의해서 해파리의 자포처럼 몸밖으로 쏘는 것도 짚신벌레의 특징이다.

담수에 살며 못·도랑·논·늪 등에 흔히 있다. 입의 뒤쪽에서 가로로 이분열하여 증식하므로, 뒤쪽 절반의 낭세포는 입을 새로이 형성한다. 성숙한 개체는 접합에 의해서 유성생식을 한다. 이 경우 암수의 성별은 형태적으로는 없으나, 서로 접합가능한 상대가 유전적으로 정해져 있으므로 수정생리학(受精生理學)이나 유전학의 연구재료로 많이 사용된다. 주로 세균류를 섬모운동에 의해 물과 함께 잡아들이고 식포를 형성하여 소화시킨다. 배설물은 세포항문에서 배출된다. 속의 낙엽이나 물풀의 일부를 잘라 우물물이 담긴 그룻에 넣고, 쌀을 2∼3알 넣어 두면 잘 번식한다. 연구용으로는 고초균(枯草菌)을 가한 레스터의 삼출액으로 배양한다.

 

실험 기구 및 시약

1. 실험 재료

1) 바세린, 생리적 식염수, 스포이드, 아메바, 짚신벌레, 정액

2) 5%(w/v) methylcellulose 용액, 광학현미경

실험 방법

1. 아메바 운동

깨끗한 slide glass 위에 바세린을 동그랗게 바르고 아메바가 들어 있는 배양액 한 방울을 떨어뜨려 cover glass를 덮고 저배율의 현미경으로 관찰한다.

 

2. 섬모 운동

① slide glass 위에 짚신벌레 배양액을 한 방울 떨어뜨려 저배율의 현미경으로 짚신벌레의 움직임을 관찰한다.

② 짚신벌레는 빠르게 움직이므로 점성이 있는 methylcellulose 용액을 떨어뜨려 운동성을 억제시킨다.

 

3. 편모 운동

쥐나 사람의 정액을 slide glass에 1 방울을 떨어뜨리고 고배율의 현미경으로 관찰한다.

 

실험 결과 및 토의

1. 결과 분석

본 실험에서는 짚신벌레가 사는 곳의 물을 떠와서 짚신벌레를 관찰해보았다. 그런데 준비한물에서는 짚신벌레가 관찰되지 않았다. 다른 조의 물도 관찰을 해보았는데 짚신벌레는 볼 수 없었다. 다른 작은 미생물들이 움직이는 것은 관찰할 수 있었는데 짚신벌레가 빠르게 움직여서 관찰을 못했을 수도 있다고 생각한다.

본 실험에서는 methylcellulose 용액을 사용하지 않았는데, 보통 짚신벌레를 관찰할 때는 슬라이드 글라스에 methylcellulose 용액을 떨어트리고 준비한 물을 그 위에 떨어트려준후 관찰하면 methylcellulose 용액이 짚신벌레의 움직임을 둔화시켜주어서 관찰에 용이하다고 한다.