생명 과학 1에서 세균과 바이러스에 관한 내용을 가르치다 보면 몇명의 학생이 세균과 바이러스를 잘 구분할 수 없다는 것을 알게 된다.그런 학생들의 경우”세균, 박테리아, 바이러스”이 3개의 개념을 혼동하고 있다.세균을 영어로 표현하면 박테리아(bacteria)이며 바이러스(virus)는 세균과는 다른 개념이다.”세균=박테리아, 세균(박테리아)≠ 바이러스”이다.아, 그리고 하나 더!바로 균류.균류는 곰팡이를 의미하며 세균과 균류를 같다고 생각하는 학생들도 있다.세균은 원핵 생물(핵 없음)이며, 균류는 진핵 생물(핵이)이다.즉,”세균=박테리아, 세균(박테리아)≠ 바이러스, 세균 ≠ 균류”이다.이번은 우리 주변의 거의 모든 곳에 서식하며 적절한 환경에서 매우 빨리 증식할 수 있는 세균 배양과 관련된 실험을 준비했다.
*단원:생명 과학 1-항상성과 몸의 조절-인체의 방어 작용-병원체의 종류*주제:천연 항생 물질이 세균 증식에 미치는 영향*이론(1)질병의 구분 ① 감염성 질병·병원체에 의해서 나타나는 병으로 전염되는 것도 있다.·병원체가 숙주에 침입하는 경로에는 호흡기, 소화기, 매개 곤충, 신체적 접촉 등이 있다.·예)독감, 감기, 천연두, 콜레라, 결핵 등 ② 비감염성 질병·병원체에 감염되지 않아도 나타나는 병으로 전염하지 않는다.·환경, 유전, 생활 방식 등 여러 원인이 복합적으로 작용하고 발병한다.·예)고혈압, 당뇨병, 혈우병 등(2)병원체:질병을 일으키는 감염 인자 ① 세균(박테리아)·분열 법에 의한 번식하며 핵 없는 단세포 원핵 생물•형태에 따른 구균, 줄기 균, 나선 균 등으로 분류.·대부분 인체에 무해하지만 일부 세균은 감염된 생물의 조직을 파괴하거나 독소를 분비하여 질병을 일으킨다.·세균에 의한 병은 항생 물질을 이용하고 치료.·예)결핵 세균성 식중독 세균성 폐렴 등 ② 바이러스·비 세포 구조인 세균보다 작다.· 살아 있는 숙주 세포 내에서 증식한 뒤 방출될 때에 숙주 세포를 파괴한다.•바이러스에 의한 병은 항 바이러스제를 이용하고 치료한다.·예)감기, 인플루엔자, 홍역, 소아마비, 후천성 면역 결핍증(AIDS)등 ③ 원생 생물·핵을 가진 진핵 생물·대부분의 열대 지역에서 매개 곤충을 통해서 인체에 들어와서 병을 일으킨다.·예)말라리아, 수면 병 등 ④ 균류·핵을 가진 진핵 생물이다.·균류가 몸에 직접 생산하거나 균류가 생산한 독성 물질에 의한 증상이 나타나는 일이 있다.·균류에 의한 병은 항진균제를 이용하고 치료한다.·예)무좀, 건선 등<세균과 바이러스의 비교>
세균 바이러스 ①세포 구조. (세포막 존재) ②스스로 물질대사를 실시한다.③ 유전물질(핵산, DNA 또는 RNA)과 단백질을 갖는다.④ 세포 분열에 의해 증식해 유전 현상이 나타난다.⑤ 환경에 적응하고 진화한다.⑥ 원핵생물(막으로 둘러싸인 세포소기관이나 핵이 없고 DNA가 세포질에 분포한다.)⑦ 세균에 의한 질병의 치료 : 항생제 이용. ① 비세포 구조. (세포막 없음) ② 스스로 물질대사를 할 수 없음.③ 유전물질(핵산, DNA 또는 RNA)과 단백질을 갖는다.④ 세포 분열을 하지 않고 살아 있는 숙주 내에서 증식하며, 이 과정에서 유전 현상이 나타난다.⑤ 환경에 적응하고 진화한다.⑥ 비생물적 특성과 생물적 특성을 모두 나타낸다.⑦ 바이러스에 의한 질병의 치료: 항바이러스제의 이용.
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(3) 천연 항생제 ① 항생제 : 세균이나 미생물의 발육과 번식을 억제하는 물질로 미생물에 의해 만들어지거나 화학적으로 합성된다. 예) 페니실린, 스트렙토마이신, 카나마이신 ② 천연항생제 종류 : 프로폴리스, 감초, 마늘, 생강 등 세균배양 실험 천연 항생제 효과 확인 실험
[준비물] 페트리필름(고체배지), 피펫스왑(Pipette Swab), 누름판, 천연항생제(프로폴리스, 감초추출물 등), 항온기, 실험용 장갑, 네임펜(피펫스왑이 없는 경우: 비커, 증류수 , 면봉 , 스포이드로 대체 가능)
▲ 세균 배양 실험 준비물
▲ 천연 항생제
[실험 과정]
▲ 천연 항생제 효과 확인 실험과정 요약
① 세균이 많이 있다고 생각되는 사물을 피펫스왑 면봉으로 문지른 뒤 뚜껑을 닫아 세균 희석액을 만든다. (피펫스왑이 없는 경우 : 증류수를 묻힌 면봉으로 물건을 문지른 후 50mL의 증류수가 담긴 비커에 세균을 채취한 면봉을 넣고 잘 저어 세균 희석액을 만든다.)
▲ 세균채취과정(손바닥과 손톱에서 세균채취)
② 페트리 필름 위의 필름을 들어올린 후 과정 ①의 세균 희석액 1mL를 아래 배지 중앙에 떨어뜨린다. 위 필름을 기포가 생기지 않도록 조심스럽게 덮고 누름판으로 눌러 대조군을 만든다.
③ 천연 항생제를 증류수와 섞어 희석액을 만든다. ④ 세균희석액과 과정③의 천연항생제 희석액을 넣고 스포이드로 잘 섞는다. ⑤ 페트리 필름 위의 필름을 들어올린 후 과정④에서 만든 용액 1mL를 아래 배지 중앙에 떨어뜨린다. 그 후, 위의 필름을 덮고, 누름판으로 누른다. ⑥ 페트리 필름을 항온기(35℃)에 1일~2일 정도 놓아둔다.(항온기가 없을 때: 페트리 필름을 바람이 불지 않는 상온의 장소에 24시간~48시간 놓아둔다. ⑦ ⑦ 하루 하루이틀 뒤 페트리필름을 관찰하고 붉은색 군체의 수를 세어본다.(군체: 눈으로 관찰할 수 있는 크기의 세균 집단, 일반적으로 둥근 모양.)
【주의사항】① 다만 면봉을 사용하여 세균을 채취할 경우 면봉에 증류수를 묻혀 촉촉하게 만든 후 세균을 채취한다.② 개봉 전 페트리 필름은 8℃ 이하의 환경에서 냉장 보관한다.③ 시료(세균 희석액)를 떨어뜨릴 때, 배지에 스포이드 끝이 닿지 않도록 한다.④ 시료는 배지 중앙에 1mL를 떨어뜨려 위 필름을 덮을 때 기포가 생기지 않도록 주의한다.⑤ 누름판은 오목한 면과 편평한 면이 있는데 누름판 사용 시 오목한 면이 바닥에 닿도록 하여 사용한다.
[실험 결과]
▲ 세균희석액을 떨어뜨린 대조군(왼쪽)과 감초추출액을 넣은 세균희석액을 떨어뜨린 실험군(오른쪽)
1. 군체(위 사진에서 붉은 점)수:대조군(세균 희석액)>실험 군(천연 항생 물질+세균 희석액)=>천연 항생 물질이 들지 않은 세균 희석액을 접종한 페트리 필름(대조군)에 더 많은 군체가 형성됐다.천연 항생 물질이 들어간 세균 희석액을 접종한 페트리 필름(실험 군)은 대조군에 비해서 적은 군체가 형성됐다.2. 천연 항생 물질의 역할:세균 번식을 억제했다.[보충 자료-페트리 필름]1. 특징-탈수된 건조제의 일종.얇은 필름에 영양분, 수용성 젤이나 지시약 등을 특수 코팅한 배치.-페트리 필름에 세균을 접종하고 배양시키는 세균이 증식하면서 군체(취락)이 형성되지만 세균의 종류에 의해서 군체의 색과 가스 생성 여부 등으로 차별화된 결과가 나타난다.-3M건조 필름 배지는 상위 필름과 하위 필름, 2개의 필름 구조로 구성되어 있다.상위 필름은 폴리 프로필렌 필름, 접착제+지시약, 수용성 젤로 구성되어 있으며 하위 필름은 영양 성분+수용성 젤, 접착제, 격자가 새겨진 폴리에틸렌 필름으로 구성되어 있다.2. 보관 방법-페트리 필름이 수분에 노출되는 것을 방지하기 위해서 개봉한 파우치는 냉장고에 보관하지 않는다.-파우치의 개봉한 부분을 몇번 접은 뒤 테이프나 비디오를 이용하고 밀봉한다.-개봉한 파우치는 마른 차게 하단 장소에서 보관하고 1개월 이상 사용하지 않는다.3. 관찰-일반 세균이 적색으로 물들어 나타나고 크기에 관계 없이 개수를 모두 헤아리다.4. 폐기 방법-사용한 페트리 필름은 살균 백에 넣고 고압 살균기에 처리할지, 투명 비닐 가방에 집어넣어 소각하도록 한다.공감과 이웃의 추가는 블로그의 운영에 큰 힘이 됩니다.#세균#바이러스. 병원체#세균 배양#천연 항생제#프로폴리스#감초#페트리 필름# 누르고 판자#균류는 세균 증식#폐기 방법#피펫 스와프#3M페트리 필름