[생물/실험] 식물의 굴중성 실험

실험 목표 : 식물의 굴중성이 어떻게 나타나는지 안다.

 

이론적 배경

콩

콩과 식물을 총칭하는 말이다. 실험에 사용된 콩은 강낭콩으로 보이며, 콩과 식물들은 배젖 대신 양분을 지닌 두꺼운 떡잎을 가지는 것이 특징이다. 

콩의 흰 점은 콩이 콩깍지에 붙어있던 자리로, 발아와는 상관이 없는 부위이나 흰 점이 있는 방향으로 배가 자라나기 때문에 실험에서는 흰 점을 기준으로 방향을 정한다.

식물의 굴중성

식물의 굴중성은 주로 옥신에 의해 나타난다. 뿌리의 옥신은 중력에 의해 아래로 쏠리게 되어 뿌리에서 세포 간 옥신 농도차가 생기게 된다. 이 때 상대적으로 옥신의 농도가 작은 쪽, 즉 위쪽의 세포가 신장하여 식물의 뿌리는 아래쪽으로 자라게 된다.

 

 

실험 가

실험 재료

싹튼 콩 여러 개, 거름종이, 테이프, 알루미늄 호일

실험 기구

스탠드, 패트리디쉬

실험 방법

1. 패트리디쉬에 테이프를 이용하여 뿌리가 1cm정도 난 싹튼 콩을 일렬로 고정시킨다. 이 때 콩의 흰 점이 같은 방향으로 오도록 배열한다.

2. 거름종이를 적당한 크기로 잘라 물에 적신 후 패트리디쉬에 넣어 콩이 자라는 동안 물을 공급받을 수 있도록 한다. 단, 물이 너무 흥건하면 자칫 뿌리가 썩을 수 있으니 물이 고이지 않도록 한다.

3. 패트리디쉬를 호일로 싼다. 이 때 콩의 흰 점이 위치한 쪽을 아래로 하여 표시한다.

4. 패트리디쉬를 스탠드에 고정시키고, 콩이 자라기를 기다린다. 이번 실험에서는 3일의 시간을 두었다. 패트리디쉬의 방향은 3.에서 표시한 것처럼 콩의 흰 점이 아래로 오도록 한다.

 

실험 결과

콩은 매우 잘 자랐으며, 뿌리가 많이 났다. 뿌리의 대부분은 패트리디쉬의 아래쪽을 향하고 있었으나, 몇 개는 위쪽으로 올라온 것이 있었다.

따라서, 발아한 콩의 결과에 따라 콩이 암상태에서 대체로 굴중성을 가짐이 확인되었다. 

 

 

 

실험 나

실험 재료

싹 트지 않은 콩 여러 개, 거름종이, 테이프, 알루미늄 호일

실험 기구

스탠드, 패트리디쉬

실험 방법

1. 패트리디쉬에 테이프를 이용하여 콩을 고정시킨다. 이 때 콩의 흰 점이 상,하,좌,우를 바라보게끔 하여 각각 두 개씩 패트리디쉬 둘레에 배치한다.

2. 거름종이를 적당한 크기로 잘라 물에 적신 후 패트리디쉬에 넣어 콩이 자라는 동안 물을 공급받을 수 있도록 한다. 단, 물이 너무 흥건하면 자칫 뿌리가 썩을 수 있으니 물이 고이지 않도록 한다.

3. 패트리디쉬를 호일로 싼다. 이 때 콩의 흰 점이 위치한 쪽을 아래로 하여 표시한다.

4. 패트리디쉬를 스탠드에 고정시키고, 콩이 자라기를 기다린다. 이번 실험에서는 3일의 시간을 두었다. 마주보는 콩들을 이은 선이 각각 연직 방향과 수평 방향을 이루도록 패트리디쉬를 고정한다.

실험 결과

단 두 개의 콩만이 발아하였다. 흰 점이 오른쪽에 위치한 콩의 뿌리는 밑으로 자랐으며, 흰 점이 위쪽에 위치한 콩의 뿌리는 위로 자랐다가 아래로 휘어져 자랐다.

따라서, 발아한 콩의 결과에 따라 콩이 암상태에서 굴중성을 가짐이 확인되었다. 

Discussion

1. 실험 가에서 모든 뿌리가 밑으로 자랄 것이라고 예상했는데, 몇몇 뿌리가 사진에서 보이는 것과 마찬가지로 위로 자라고 있었다. 처음에는 밑부분에 자리가 없어 뿌리가 위로 올라오는 것이라고 생각했다. 하지만 뿌리가 위로 올라오는 것이 실험이 패트리디쉬에서 진행되었기 때문이라면 어떨까? 실제로 흙이 밑에 있는 좁은 화분에서 실험을 했을 때 뿌리가 위로 올라올까? 뿌리가 패트리디쉬의 거름종이를 흙이라고 생각했기 때문에 뿌리가 위로도 올라올 수 있었다는 생각이 든다. 뿌리를 내는 것도 일종의 에너지 소모이기 때문에 뿌리의 간격도 물질 교환의 효율성을 따져서 결정될 것이다. 그러니까, 패트리디쉬 밑쪽을 뿌리로 가득 채우는 것은 엄청난 에너지 낭비라는 것이다. 그래서 식물은 다른 곳으로 뿌리를 뻗으려고 할 것이다. 일반적인 상황에서 흙 위로 뿌리를 뻗어버리면 뿌리가 오히려 말라 죽게 되므로 위쪽으로 뿌리를 뻗지 않을 것이다. 밑부분으로도 뿌리가 더 필요하지 않으므로 식물은 뿌리의 수를 유지하고 다른 곳(줄기 성장 등)에 에너지를 쓸 것이다. 하지만 거름종이로 꽉 차 있는 패트리디쉬 안에서는 식물이 거름종이를 땅으로 인지하여 뿌리를 위로도 뻗을 수 있다. 즉, 이러한 뿌리 뻗기 기작에는 단지 굴중성만 관여하는 것이 아니라 굴촉성도 영향을 미친다고 예상할 수 있다.

 

2. 실험 나에서는 콩이 단 두 개밖에 발아하지 못했다. 처음에는 빛이 없어서라고 생각했으나, 조사 결과 콩과식물은 발아에 빛이 영향을 미치지 못한다는 것을 알게 되었다. 실험 가와 나 모두 동일한 조건에서 이루어졌다고 봐도 무방하기에 더욱 실패 요인을 찾기가 힘들었다. 추정되는 원인 중 하나로는 거름종이의 분포이다. 실험 가에서는 많은 양의 거름종이를 써서 거름종이가 콩을 완전히 덮어버린 반면 실험 나는 실험 가만큼 많은 양의 거름종이가 사용되지 못했다. 이 때문에 거름종이가 충분히 흙과 같이 덮는 역할을 하지 못했거나 그 배치 때문에 물 공급이 제대로 이루어지지 못했을 가능성이 있다.

 

3. 콩 실험을 하던 도중 특이한 냄새가 났다. 마른 콩에서는 한 번도 맡아보지 못한 냄새였다. 젖은 콩에서 나는 냄새인지, 발아하는 콩에서 나는 냄새인지 궁금하다. 이 냄새를 일으키는 물질이 콩에서 하는 일이 무엇인지도 알고 싶다.

 

4. 사진에서도 보이듯, 실험에 사용한 테이프가 하얗게 변했다. 특이하게도 이 현상은 테이프의 접착면에서만 나타났으며, 만져보니 약간 묻어나왔다. 냄새는 나지 않았다. 이것이 물 때문에 그런 것인지(물이라고 생각하기에는 너무 하얘 우유같았지만) 아니면 콩이 분비하는 물질 때문에 그런 것인지 알고 싶고, 콩이 낸 물질이라면 그 물질이 어떤 역할을 하는 물질인지 알고 싶다.

 

 

 

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이걸 워드에 그대로 붙여넣기 했더니 10페이지;;

 

말도 안 돼;;