[일반생물학실험]호밀 이삭을 이용한 각 시기별 감수 분열 관찰 2부

실험 방법

1. 실험 과정

1) 꽃이 피기 전의 호밀 이삭을 따서 고정액에 넣는다.

※ 꽃이 피기 전의 호밀 이삭을 사용하는 이유: 꽃이 펴서 꽃술이 밖으로 돌출될 경우 이미 꽃밥에서는 꽃가루의 감수분열이 끝났다.

2) 고정된 이삭을 70% 에탄올이 든 페트리 접시에 꺼내 놓는다.

3) 이삭의 중간 부분에서 수술 1개를 핀셋으로 떼어 놓는다.

4) 수술의 1/3 정도로 잘라서 슬라이드 글라스 위에 올리고 나머지는 제거한다.

5) 1% 아세트올세인 용액을 한 방울 떨어뜨린다.

6) 5분 정도 염색하는 동안 해부침을 이용해 조직을 잘게 부순다.

7) 찌꺼기를 모두 제거하고 커버 글라스로 덮어 프레파라트를 제작한다.

8) 여과지를 덮개 유리 위에 놓고 엄지 손가락으로 지그시 누른다.

※ 이때 체세포 분열 실험에서 압착할 때와 같은 압력으로 눌러주면 세포가 모두 터지게 된다.

9) 현미경으로 저배율부터 고배율 순으로 관찰한다.

 

실험 결과

1. 관찰한 감수 분열의 모습을 각 시기별로 그리고 촬영해보자.(관찰한 결과를 나타낼 때는 관찰 대상의 이름과 배율을 적는다.)

1) 단계 : 1분열 간기-전기-중기-후기-말기 / 2분열 전기-중기-후기-말기

① 감수 1분열 간기

관찰 결과	붉은색으로 염색된 핵이 관찰된다. 하얗고 동그란 부분이 관찰되는데, 인으로 추정된다. 간기라서 염색체 모양이 보이지 않고 염색사 형태로 뭉쳐있다. 중심체가 오른쪽 끝에 관찰된다.

 

② 감수 1분열 중기(확대해보시면 염색체가 배열된 것처럼 보여요.)

관찰 결과	상동염색체 쌍이 적도판에 정렬한다. 2가염색체가 보인다. 방추사는 잘 보이지 않는다.

 

③ 감수 1분열 후기

관찰 결과	상동염색체 쌍이 서로 분리된 게 보인다. 상동염색체가 극 쪽으로 이동한다.

 

④ 감수 1분열 말기

관찰 결과	반수체 세포가 관찰된다. 세포질 분열이 이루어진다.

 

⑤ 감수 2분열 말기

관찰 결과	핵이 형성된다. 염색체가 풀어지면서 세포 분열이 일어난다. 네 개의 딸세포가 생성되었다.

 

토의 사항

1. 실험 고찰

많은 프레파라트를 제작해 최대한 많은 시기를 관찰해서 각 시기별 소요 시간을 계산했어야 하는데, 시간이 부족해 그 과정까지 거치지 못했다. 그래서 정확한 결과값을 도출해내기엔 어려움이 있었다. 또한 체세포 분열 때와 다른 압력 세기로 압착해야 된다는 점에서 제대로 된 세포를 관찰해내는데에 어려움이 있었다. 이때까지 3번의 실험을 진행하였는데, 실험을 진행하면서 새롭고 많은 정보를 얻을 수 있어서 좋았다. 또한, 생물 실험을 하면서 생물에 대한 흥미도가 더욱 높아졌고, 앞으로도 수많은 실험을 경험해보고 싶다는 생각이 들었다.

2. 결론

1) 호밀 이삭의 경우 세포 주기가 60분이라고 가정하였을 때 생식 세포 분열 관찰 결과를 이용하여 각 시기별 소요 시간을 추정할 수 있는 방법을 제시하고 각 시기별 소요 시간을 구해보자.

하나의 꽃밥에서는 대부분의 세포가 유사한 시기를 가지게 된다. 전에 체세포 분열과 마찬가지로 (특정 시기가 나타난 꽃밥의 수/한줄기 모든 이삭의 꽃밥수) x 60분을 해주면 된다. 관찰한 세포 시기가 간기, 1분열 중기, 후기, 말기, 2분열 말기밖에 없어서 완벽한 자료가 되기엔 매우 어렵지만 어림잡아 계산해보았다.

간기	1분열 중기	1분열 후기	1분열 말기	2분열 말기
48분	2분	1분	4분	5분

 

2) 관찰하기 어려운 세포분열 시기는 언제이며, 그 이유는 무엇인가? 모든 과정을 관찰할 수 있는 방안에 대하여 제안한다면?

중기 아니면 후기일 것이다. 왜냐하면 시기가 가장 짧기 때문이다. 모든 과정을 관찰하기 위해서는 되도록 많은 꽃밥을 관찰해야 하고, 배율을 적절히 조절한다.

 

3) 생식 세포 분열 제1분열과 제2분열의 차이점은 무엇인가?

1분열	2분열
세포 하나에서 염색체가 관찰되었다. 비교적 세포의 크기가 컸다. 염색체 양이 많았다. 딸세포 수가 2개였다.	분리된 세포가 두 개 붙어있었다. 염색체 양이 작았다. 세포 크기도 비교적 작았다. 딸세포 수가 4개였다.

 

4) 간기의 세포, 감수분열이 끝난 직후의 세포, 감수 분열 중에 있는 세포의 크기는 어떻게 다른가?

간기 때 세포와 제 1분열 세포의 크기는 비슷하나, 제 2분열 세포는 비교적 작고, 감수분열이 끝난 세포는 비교적 더 작다.

 

5) 감수 분열에서 염색체의 수를 헤아리는 데 가장 알맞은 시기는?

염색체 수를 헤아리기엔 중기가 가장 알맞다. 염색체가 가장 깔끔하게 잘 보이는 때는 2분열 중기로 예상된다.

 

6) 난자의 경우도 비슷한 양상의 생식 세포 분열 상을 관찰할 수 있는가?

난자의 경우 꽃밥이나 정자와 같이 분열하나, 세포질은 불균등하게 분열한다. 따라서, 동일한 크기로 분열하는 모습을 관찰하기는 어렵다.

 

7) 꽃의 꽃밥, 생쥐의 정소가 생식 세포 분열의 관찰 재료로 적합한 이유를 유추하여 적어보자.

이 둘 모두 매우 많은 세포를 만들어내기 때문에 분열 중인 세포를 관찰할 가능성이 커지고, 꽃의 경우 구하기가 매우 쉽다. 쥐의 정소는 많은 정자가 지속적으로 생성되기 때문에 감수 분열의 양상을 관찰하기에 매우 유리하고 적합하다.

 

8) 감수 분열 관찰 실험에서 체세포 분열 관찰 실험 때와 같은 압력으로 커버 글라스를 압착시킬 때, 왜 세포가 터졌을까?

호밀 이삭은 꽃가루가 같은 종 내의 꽃으로 운반되어 암술머리 위에 붙으면 화분관을 형성하는데, 그 안으로 정핵을 운반하여 수정이 일어나도록 한다. 이 화분관이 만들어지기 위해선 삼투압도 매우 중요한 역할을 하는데, 세포벽이 너무 단단하면 그 역할을 제대로 하지 못하므로 양파 뿌리보다 세포벽 자체가 얇고 단단하지 못하다. 따라서 압착 세기도 그만큼 조절해주어야 되는 것이다.

참고 문헌

1. 캠벨 생명과학 10판

2. 필수세포생물학 제5판

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