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MBL 을 활용한 생물실험 PowerPoint PPT Presentation


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LOGO. MBL 을 활용한 생물실험. 경기과학고 이정현. MBL 의 소개 및 장치설정. 2. 실험 : 기질의 농도와 카탈라아제의 활성도. 3. 실험 : 호흡운동의 조절요인. 4. 보고서 제출 및 정리. 오늘의 실험주제. 기질의 농도에 따른 Catalase 의 활성도 측정. Catalase?. 호기성 생물 → 대부분 카탈라아제를 가짐 네 개의 폴리펩티드 사슬로 이루어진 4 차 구조 활성화 에너지를 낮춤 → 반응 속도를 증가시킨다 .

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MBL 을 활용한 생물실험

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Presentation Transcript


Mbl

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MBL을 활용한생물실험

경기과학고 이정현


Mbl

  • MBL의 소개 및 장치설정

2. 실험: 기질의 농도와 카탈라아제의

활성도

3. 실험: 호흡운동의 조절요인

4. 보고서 제출 및 정리

오늘의 실험주제


Mbl

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • Catalase?

  • 호기성 생물 → 대부분 카탈라아제를 가짐

  • 네 개의 폴리펩티드 사슬로 이루어진 4차 구조

  • 활성화 에너지를 낮춤 → 반응 속도를 증가시킨다.

  • 세포에서 대사과정의 결과 생성되는 유독 물질의 축적을 막음

참고 : www.science-projects.com/catalasekinetics.htm


Mbl

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 본 실험에서의 효소의 반응속도 = 초기 기울기

참고 : www.science-projects.com/catalasekinetics.htm


Mbl

E + S ↔ ES → E + P

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 효소에 대하여

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  • E : 효소(enzyme)

  • S : 기질(substrate)

  • ES : 효소-기질 복합체

  • P : 생성물(products)

참고 : www.science-projects.com/catalasekinetics.htm


Mbl

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 효소가 관여하는 반응의 특징

  • 대부분의 효소의 변성시작점 → 40~50℃ 정도

  • 일반적으로 염의 농도가 0.9%일 때 가장 빠른 반응속도

  • 대부분 중성 정도의 pH에서 가장 활성화

  • 낮은 pH → 효소를 구성하는 아미노산의 작용기와 H+이온의 결합비율이 높아짐 → 효소의 입체구조 변형

  • KCN이나 큐라레(curare) 등 : 필수 효소의 활성부위를 방해하는 억제제

  • 계면활성제, 유기용매 등 : 폴리펩티드 사슬을 풀어버리는 억제제

참고 : www.science-projects.com/catalasekinetics.htm


Mbl

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 효소의 활성도에 영향을 미치는 몇가지 요인들

염(salt)의 농도

pH

온도

활성제/억제제

  • 0.9%

  • 중성 pH

  • 일부 효소는 아주 낮은 pH(펩신)

  • 40℃ 이하

  • 활성제

  • 억제제 :

  • 유기용매,

  • 계면활성제,

  • KCN,

  • Curare 등

참고 : www.science-projects.com/catalasekinetics.htm


Mbl

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 실험목표

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기체압력센서를 사용하여 시험관 내의 O2발생에 따른 압력변화를 측정할 수 있다

1

기질의 농도에 따른 효소의 활성도와 반응 속도를 결정할 수 있다

2


Mbl

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 실험 전 준비 : 효모액 배양

  • Catalase Source : 효모, 간조직(닭, 소), 생강뿌리, 감자 등

  • 효모액 준비(활성화 과정)

  • ① wet yeast 준비

  • ② 1% Sucrose 용액 준비 (37℃)

  • ③ 5g wet yeast + 1% Sucrose 용액 100mL

  • ④ 효모액을 35~40℃의 Water bath에 10분간 정치

  • 주의사항

  • ① wet yeast는 1% sucrose 용액에 손가락으로 미리 풀어서 균질하게

  • ② 막걸리 냄새, CO2거품 등이 확인되면 효모 활성화 끝

  • ③ 수온이 20℃이하로 떨어지지 않으면 남은 시간동안 충분히 실험가능

  • ④ 활성화된 효모액은 당일 사용으로 끝마쳐야 함


Mbl

1

센서 영점설정

Gas

Pressure

2

효모액 첨가 (1방울)

3

데이터 수집

4

최신실행값 저장

5

H2O2농도별로 반복

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 실험과정


Mbl

1

센서 영점설정

Gas

Pressure

2

효모액 첨가 (1방울)

3

데이터 수집

4

최신실행값 저장

5

H2O2농도별로 반복

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 센서 영점설정

  • 튜브에 H2O2 4mL를 넣은 후, 마개를 돌려막고 영점설정하세요.

  • 실험과정


Mbl

1

센서 영점설정

Gas

Pressure

2

효모액 첨가 (1방울)

3

데이터 수집

4

최신실행값 저장

5

H2O2농도별로 반복

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 실험과정

  • 효모액 첨가

  • 마개를 다시 연 후, 스포이드를 이용하여 효모액을 한 방울만 똑!떨어뜨린 후, 재빨리 마개를 돌려막으세요.


Mbl

1

센서 영점설정

Gas

Pressure

2

효모액 첨가 (1방울)

3

데이터 수집

4

최신실행값 저장

5

H2O2농도별로 반복

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 실험과정

  • 데이터 수집조건

  • Sampling time : 60s

  • Sampling rate : 0.2s/sample


Mbl

1

센서 영점설정

Gas

Pressure

2

효모액 첨가 (1방울)

3

데이터 수집

4

최신실행값 저장

5

H2O2농도별로 반복

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 실험과정

  • 최신실행값 저장


Mbl

1

센서 영점설정

Gas

Pressure

2

효모액 첨가 (1방울)

3

데이터 수집

4

최신실행값 저장

5

H2O2농도별로 반복

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 실험과정

  • 반복실험

  • 5%, 10%, 15%, 20%, 25% H2O2에 대해서도 동일한 실험을 반복수행합니다.


Mbl

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 데이터 분석

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  • 각 그래프의 초기 기울기를 구한다.

  • kPa/s

1

  • 1분간 변화율을 구한다.

  • kPa/s→kPa/min

2


Mbl

기질의 농도에 따른 Catalase의 활성도 측정

  • 데이터 정리

기질의 농도와 초기 반응속도

단위 : kPa/min

교탁의 컴퓨터에 조별 데이터를 입력하신 후, 엑셀을 이용하여 그래프를 작성하세요.


Mbl

호흡운동의 조절요인

  • 호흡의 조절

참고 : Life – The Science of Biology, 7th edition


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호흡운동의 조절요인

  • 호흡의 조절

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  • 호흡 : 신경계의 자율적인 조절

  • 호흡 조절의 중추 : 뇌간(brain stem)

  • 목 부위의 척수(연수)가 손상 → 호흡 정지

  • 연수와 척수 사이 손상 → 호흡 정지

  • 흡기 : 연수의 신경충격 발생에 의한 능동적 과정

  • 호기 : 연수의 신경충격 상쇄에 의한 수동적 과정

참고 : Life – The Science of Biology, 7th edition


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뇌간이란?

뇌에서 좌우 대뇌반구 및 소뇌를 제외한 나머지 부분

호흡운동의 조절요인

  • 호흡의 조절

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  • 호흡 : 신경계의 자율적인 조절

  • 호흡 조절의 중추 : 뇌간(brain stem)

  • 목 부위의 척수(연수)가 손상 → 호흡 정지

  • 연수와 척수 사이 손상 → 호흡 정지

  • 흡기 : 연수의 신경충격 발생에 의한 능동적 과정

  • 호기 : 연수의 신경충격 상쇄에 의한 수동적 과정

참고 : Life – The Science of Biology, 7th edition


Mbl

호흡운동의 조절요인

  • 되먹임 정보

참고 : Life – The Science of Biology, 7th edition


Mbl

호흡운동의 조절요인

  • 되먹임 정보

  • 연수로부터 호흡 근육으로 신경신호가 전달

  • 대동맥 소체와 목동맥 소체 : 혈중 O2의 분압에 민감

  • 그러나, 포유류는 혈중의 산소 수준에는 그다지 민감하지 않음

  • 연수 : 혈중 CO2분압에 민감. 민감부위는 연수의 앞쪽 표면

  • 연수에 존재하는 호흡 조절 영역(breathing control area) :

  • 심장으로부터 나오는 큰 혈관의 화학수용기로, 보다 상위의 뇌영역, 그리고 연수표면의 화학수용기 등으로부터 정보를 입력받음

참고 : Life – The Science of Biology, 7th edition


Mbl

호흡운동의 조절요인

  • 실험목표

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들숨과 날숨에 잔류하는 산소의 농도를 측정하기 위해 O2 Gas Sensor를 사용한다.

1

혈중 CO2분압이 호흡률에 어떤 영향을 주는지 알아본다.

2


Mbl

호흡운동의 조절요인

  • 선행질문


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1

장치꾸미기/센서보정

2

데이터 수집(조건1)

3

최신실행값 저장

4

데이터 수집(조건2)

5

데이터 분석

호흡운동의 조절요인

  • 실험과정


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1

장치꾸미기/센서보정

2

데이터 수집(조건1)

3

최신실행값 저장

4

데이터 수집(조건2)

5

데이터 분석

호흡운동의 조절요인

  • 장치 꾸미기

  • 센서 보정 : 산소 농도를 20.8%로 보정(calibration)합니다.

  • 실험과정


Mbl

1

장치꾸미기/센서보정

2

데이터 수집(조건1)

3

최신실행값 저장

4

데이터 수집(조건2)

5

데이터 분석

호흡운동의 조절요인

  • 실험과정

  • 데이터 수집 : 보통의 조건

  • 피실험자는 숨을 최대한 들이마신 후, 더 이상 참기 힘들때 봉투를 열고 힘껏 불어넣는다. 그리고 봉투를 손으로 꽉잡고 있는다.

  • Sampling time : 300s

  • Sampling rate : 1s/sample


Mbl

1

장치꾸미기/센서보정

2

데이터 수집(조건1)

3

최신실행값 저장

4

데이터 수집(조건2)

5

데이터 분석

호흡운동의 조절요인

  • 실험과정

  • 최신 실행값 저장


Mbl

1

장치꾸미기/센서보정

2

데이터 수집(조건1)

3

최신실행값 저장

4

데이터 수집(조건2)

5

데이터 분석

호흡운동의 조절요인

  • 실험과정

  • 데이터 수집 : 과환기/재호흡

  • 피실험자는 과환기 또는 재호흡 후, 숨을 최대한 들이마신다. 그리고 더 이상 참기 힘들때 봉투를 열고 힘껏 숨을 불어넣는 후 봉투를 손으로 꽉잡고 있는다.

  • Sampling time : 300s

  • Sampling rate : 1s/sample


Mbl

1

장치꾸미기/센서보정

2

데이터 수집(조건1)

3

최신실행값 저장

4

데이터 수집(조건2)

5

데이터 분석

호흡운동의 조절요인

  • 실험과정

  • 데이터 분석

  • 호흡정지시간, 산소농도 변화량 등을 분석한다.


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호흡운동의 조절요인

  • 데이터 분석

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Examine button을 클릭한 후, 각 지점의 산소 농도와 시간을 분석한다.

1

호흡정지시간, 산소농도 변화량 등을 기록한다.

2


Mbl

호흡운동의 조절요인

  • 데이터 정리

호흡정지시간 및 산소량 변화

단위 : %, s

교탁의 컴퓨터에 조별 데이터를 입력하신 후, 엑셀을 이용하여 그래프를 작성하세요.


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수고하셨습니다.

보고서파일은 당일 제출합니다. (반장선생님 협조)

e-mail: [email protected]


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