작품번호 127 다양한동물의기관을이용한 과산화수소의분해에관한탐구 출품분야학생부출품부문화학 212. 7.
작품번호 127 ( 과학작품대회 ) 다양한동물의기관을이용한 과산화수소의분해에관한탐구 출품분야학생부출품부문화학 212. 7.
목 차
표차례
그림차례
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절차 탐구문제해결을위한내용조사 탐구문제및탐구과정 탐구정리 탐구방법및내용 2-2. 3 4. 5. 탐구기간 탐구장소 - 2 -
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탐구문제 1 이산화망간의산소발생효율과반응후폐수의영향은어느정도일까? - 8 -
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이산화망간량측정산소발생장치만들기고무관연결장치산소의양측정 탐구문제 2 다양한동물의기관에따른과산화수소분해능력은어떤차이가있을까? 동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소 1회 2회 3회평균분해특징 반응속도가빠르고소 435 425 43 43. 활발하며왕성하게기체가발생한다. 반응속도가쇠간보 돼지 35 38 385 372. 다떨어지나활발하 게기체가발생한다. 반응속도가 쇠간보 염소 31 31 31 31. 다떨어지나활발하게기체가발생한다. 포유류간의산소발생량소돼지염소 5 4 3 2 1 3초 6초 9초 12초 15초 - 1 -
동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소 1회 2회 3회평균분해특징 반응속도가 보통이고 닭 14 145 135 14. 기체발생량은쇠간의 1/3 에해당된다. 반응속도가보통이고기 오리 125 13 135 13. 체를발생하나닭간보다 다소효율이떨어진다. 반응속도가보통이 꿩 75 78 85 79.3 하이고기체발생이 다소미흡하다. 16 14 12 1 8 6 4 2 가금류간의산소발생량 닭오리꿩 3 초 6 초 9 초 12 초 15 초 동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소 1회 2회 3회평균분해특징 반응속도가아주느리 잉어 65 7 75 7. 고기체발생이다소미흡하다. 12 96 미흡하다. 반응속도가아주느리가물치 5 45 6 52. 고기체발생이다소 72 48 반응속도가 보통이고 24 붕어 1 9 85 92. 기체가발생하며어류중높은효율을보인다. 어류간의산소발생량잉어가물치붕어 3초 6초 9초 12초 15초 동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소 1회 2회 3회평균분해특징 조개류간의산소발생량 대합 35 25 2 26.6 쇠간에비해산소발생량이보통이하로반응 4 속도가느렸다. 35 가리비 25 3 3 28.3 쇠간에비해산소발생량이보통이하로반응속도가느렸다. 3 25 2 쇠간에비해산소발생량대합 15 키조개 3 2 4 3. 이보통이하로반응속가리비 1 도가느렸다. 키조개쇠간에비해산소발생량 5 전복전복 3 4 35 35. 이보통이하로반응속 도가느렸다. 3초 6초 9초 12초 15초 - 11 -
포유류, 가금류, 어류, 조개류간의산소발생량 5 4 3 2 1 소돼지염소닭오리꿩잉어가물치붕어대합가리비키조개전복 돼지의간포유류간의무게측정실험장치준비간집기병에넣기 실험시간측정과산화수소양측정조개류준비부피측정 - 12 -
동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소 1회 2회 3회평균분해특징쓸개의성분은효소의작쓸개 용을저해과산화수소분해가어렵고반응이없었다. 대장 2 2 18 19 소장 55 55 5 53.3 살점 피 55 537 539 542 반응속도가미흡하고기체 발생량도적었다. 반응을어느정도보이며창자액이과산화수소를분해에기여하였다. 살점역시단백질과단순지방이라서효소의작용이없고기체발생을보이지않았다. 피속에들어있는효소의작용으로반응속도가빠르고활발하며왕성하게기체를발생한다. 소의기관부위별산소발생량 6 5 4 3 2 1 쓸개대장소장살점 피 동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소분해 1회 2회 3회평균특징 쓸개의강산성분은효소의작 쓸개.5 용을저해과산화수소분해가어렵고반응이없었다. 대장 25 27.5 23. 25.2 반응속도가느리고대장속의효소는소장의영향으로보이고기체발생량이미흡하다. 소장 4 4 38 39.3 소장속의창자액이과산화수소분해에기여하여대장보다효율 이높았다. 살점 살점역시단백질과단순지방이라서효소의작용이없고기체발생을보이지않았다. 피 25 25 25 25 피속의카탈라제효소의작용으로반응속도가빠르고활발하며왕성하게기체를발생한다. 돼지의기관부위별산소발생량 3 25 2 15 1 5 동물 산소발생량 (ml) 과산화수소 촉매실험사진 1회 2회 3회평균 분해특징 쓸개 18 2 18 18.6 대장 23 25 28 25.3 소장 45 4 45 43.3 살점 피 35 3 38 34.3 쓸개의효소작용이미약하여기체발생량도미흡하다. 대장의분해능력은미흡하고반응속도도느리다. 반응을어느정도보이고창자액이효소로작용한것으로보인다. 살점역시단백질과단순지방이라서효소작용이없고기체도없다. 피효소의작용은미흡하고반응속도가느리고기체발생량도미흡하다. 쓸개대장소장살점피 염소의기관부위별산소발생량 5 4 3 2 1 쓸개대장소장살점 피 - 13 -
소의쓸개돼지의간염소의간과내장염소의쓸개 동물 산소발생량 (ml) 과산화수소 촉매실험사진 1회 2회 3회평균 분해특징 닭의기관부위별산소발생량 쓸개 2 18 2 19 내장 45 45 52 47 살점 25 25 2 23.3 쓸개의효소작용이미약하고기체발생량도미흡하다. 내장의효소작용이다소쓸개보다우수하나기체발생량은미흡하다. 살점의효소작용이미약하게기체발생량도미흡하다. 6 48 36 24 12 쓸개내장살점 동물 산소발생량 (ml) 과산화수소 촉매실험사진 1회 2회 3회평균 분해특징 쓸개의효소작용이미약 쓸개 5. 5.5 6. 5.5 하고기체발생량도미흡하다. 내장의효소작용으로 내장 2 25 25 23.3 기체발생량도다소우수하다. 살점의효소작용은아주 살점 1.5 1. 1.5 1.3 미약하고기체발생량도아주미흡하다. 오리의기관부위별산소발생량 3 25 2 15 1 5 쓸개내장살점 - 14 -
동물 산소발생량 (ml) 과산화수소 촉매실험사진 1회 2회 3회평균 분해특징 쓸개 쓸개의 거의없다. 효소작용이 내장의 효소작용이 내장 8 9 75 어느정도우수하고 81.7 쇠간의 1/5정도발생효율을보인다. 살점 살점의 거의전무하다. 효소작용이 1 8 6 4 2 꿩의기관부위별산소발생량 쓸개내장살점 닭의내장관찰 오리의간과내장관찰꿩의간과내장관찰 가금류의무게측정 동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소 1회 2회 3회평균분해특징 쓸개 35 3 3 쓸개의기관부위에서기포 31.7 발생이보이고효소작용이조금보인다. 내장의효소작용은보통이 하이고쇠간의 1/6 정도보이내장 73 68 64 68.3 며기포발생이어류중에는 가장양호하다. 살점 3. 2.7 4.5 3.4 살점에는효소작용이거의미미하다. 8 6 4 2 쓸개내장살점 동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소 1회 2회 3회평균분해특징 쓸개 내장 22 25 2 22.3 살점 1 8 8 8.7 쓸개의효소작용이거의없다. 내장부위에서기포발생이보이고효소작용은쇠간의 1/16 정도를보였다. 살점에는효소작용이아주미미하다. 가물치의기관부위별산소발생량 3 2 1 쓸개내장살점 - 15 -
동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소 1회 2회 3회평균분해특징 쓸개의기관부위에서기포가쓸개 15 1 16 13.7 미미하게보이고반응이약하다. 내장 72 58 6 효소의작용으로기포 63.3 발생을보이고쇠간의 1/6 정도를보였다. 살점 12 2 15 살점의기관부위에서기 15.6 포발생이조금보이고작용이미흡하다. 잉어의기관부위별산소발생량 8 6 4 2 쓸개내장살점 붕어해부하는모습가물치해부하는모습잉어해부하는모습부위별로자르는모습 동물 산소발생량 (ml) 과산화수소 촉매실험사진 1회 2회 3회평균 분해특징 쓸개 내장 58 55 6 57.7 살점 8 1 8 8.7 대합의쓸개에는효소작용이 거의없다. 대합의내장의효소활성능력은보통이하이며쇠간의 1/6 정도의효소활성능력을보였다. 대합의살점또한효소작용 이미흡하다. 대합의기관부위별산소발생량 8 6 4 2 쓸개내장살점 동물 산소발생량 (ml) 과산화수소 촉매실험사진 1회 2회 3회평균 분해특징 쓸개 내장 8 7 7 73.3 가리비의쓸개는효소작용 이거의없다. 가리비의내장기관시편에기포발생이보이며쇠간의 1/5 정도의효소활성능력을보였다. 가리비살점은효소작용이살점 1 8 15 11. 내장보다다소약했다. 가리비의기관부위별산소발생량 1 5 쓸개내장살점 - 16 -
동물 산소발생량 (ml) 과산화수소 촉매실험사진 1회 2회 3회평균 분해특징 쓸개 내장 95 78 7 81. 살점 1 1 1 1 키조개의쓸개는효소작용 이거의없다. 키조개내장은효소작용이보통이하이며, 포유류에비해 1/5 정도의효소활성을보였다. 키조개의살점은효소작용 이미흡하다. 키조개의기관부위별산소발생량 15 75 쓸개내장살점 동물 산소발생량 (ml) 과산화수소 촉매실험사진 1회 2회 3회평균 분해특징 쓸개 내장 85 75 82 8.7 살점 1 12 1 1.7 전복쓸개의효소작용 은거의없다. 전복내장의효소활성은보통이하이며쇠간에비해 1/5 정도의기체발생을보였다. 전복살점은조개류의살점과유사한측정치를보이고, 효소작용이거의미미하다. 전복의기관부위별산소발생량 1 8 6 4 2 쓸개내장살점 조개류준비조개류해부하는모습조개류껍질분리대합내장의모습 - 17 -
실험구분실험전실험후연소특징공기중에서빨간깜부기불이활활깜부기불집기병안에서잘연소되고불꽃이실험살아났다. 양초불 실험 공기중에서밝은양초불이집기병 속에서밝은빛을내며양초의연소속 도가매우빨랐다. 철사의연소철솜의연소 공기중에서는타지않고붉은철사가집기병속에서는 탁탁 튀는소리를내고노란불꽃은보이며철사의연소물이뭉쳐져아래로떨어졌다. 공기중에서타지않고검붉은빛을보이던철솜이집기병안에서는노란불꽃을내며활활잘연소되었다. - 18 -
동물동물산소발생량과산소농도촉매분류실험사진 V 1 V 2 발생량 (V 3 ml) 산소농도 (%) 4mL 쇠간포유류 26 2 ( 삼각플라스크내 58.8 공기 + 산소 ) 돼지간포유류 26 2 닭간가금류 26 2 붕어간어류 26 2 38mL ( 삼각플라스크내공기 + 산소 ) 14 ml ( 삼각플라스크내공기 + 산소 ) 127 ml ( 삼각플라스크내공기 + 산소 ) 57.6 33.3 31.2 반응특징 눈금실린더내의산소농도측정결과 1.23%( 공기 + 산소 ) 눈금실린더내의산소농도측정결과 9.27%( 공기 + 산소 ) 눈금실린더내의산소농도측정결과 7.63%( 공기 + 산소 ) 눈금실린더내의산소농도측정결과 7.2%( 공기 + 산소 ) 4 3 2 1 쇠간돼지간닭간붕어간 산소발생량 (ml) 산소농도 (%) MBL 실험준비 MBL 장치꾸미기 MBL 실험 MBL 측정 탐구문제 3 다양한동물의간에따라성분은어떤차이가있을까? - 19 -
쇠간의 IR 돼지간의 IR 염소간의 IR 닭간의 IR 붕어간의 IR 포유류, 가금류, 어류의 IR IR 기기앞에서 IR 시편제조 IR 그래프확인부경대기초과학연구소 - 2 -
쇠간의실험결과돼지간의실험결과닭간의실험결과붕어간의실험결과 탐구문제 4 실험조건에따른동물간의과산화수소분해능력은어떤차이가있을까? 동물산소발생량 (ml) 과산화수소실험사진촉매 1회 2회 3회평균분해특징 쇠간 16 425 45 42 416.7 36 46 475 46 465. 56 355 42 378 384.3 돼지간 16 396 398 39 394. 36 42 435 424 426. 56 345 347 345 345. 실온에서쇠간의효소반응활성정도가우수하고기포발생이양호하다. 체온의온도에서가장쇠간의효소반응활성정도가우수하고기포발생이양호하다. 고온에서효소반응활성정도가다소떨어지나기포발생이양호하다. 저온에서효소반응활성정도가우수하고기포발생도양호하다. 체온에서효소반응활성정도가가장우수하고기포발생량이많다. 다소고온에서효소반응활성정도가다소떨어지나기포발생이우수한편이다. 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 온도에의한과산화수소분해능력 쇠간 돼지간 16 36 56-21 -
동물 촉매 쇠간 ph=4, ph=7. ph=1. 돼지간 ph=4. ph=7. ph=1. 산소발생량 (ml) 과산화수소실험사진 1회 2회 3회평균분해특징 155 16 15 155. 44 435 442 439. 47 415 41 41.6 12 13 125 125. 4 39 4 396.6 38 37 37 373.3 ph 에의한효소의활성능력은보통이하이며산도가높을수록저해작용을보였다. ph=7 에서효소의활성능력은우수하고기체발생량도우수하다. ph=1 은 ph=7 과마찬가지로효소의활성능력이우수하고기체발생도양호하였다. ph=4. 에서효소의활성능력은보통이하이며산도가높을수록활성저해작용을보였다. ph=7. 에서가장우수한효소의활성능력을보였으며기체발생도우수하다. ph=1 에서는 ph=7. 보다약간미흡하나기체발생량도우수하다. 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 ph 에의한과산화수소분해능력 ph=4. ph=7. ph=1. - 22 -
동물산소발생량 (ml) 과산화수소실험사진촉매 1회 2회 3회평균분해특징농도가 2% 의경우효소의쇠간활성능력이보통이하이며 148 14 142 143.3 2% 용액의농도가효소의활성요소임을알수있다. 농도가 6% 는 2% 보다우 6% 445 425 455 441.6 수하고기체발생량도많았다. 1% 8 1 농도가 1% 일때기체발 93 91. 생량이 6% 의 2배정도기체 발생량을보였다. 농도가 2% 의경우효소의돼지활성능력이보통이하이며 14 12 132 13.6 간 2% 용액의농도가효소의활성요소임을알수있다. 6% 38 385 39 385. 1% 7 72 715 711.6 농도가 6% 일때 2% 의 2.5 배정도기체발생량을보였다. 농도가 1% 일때가장우수하고 6% 의 1.8 배정도기체발생량을보였다. 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 쇠간 돼지간 2% 6% 1% - 23 -
동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소 1회 2회 3회평균분해특징쇠간 1분동안의기체발생량은초기 3 325 314 313. 가가장우수하고시간이지날수 1분록기체발생속도가느렸다. 1분보다는 2분이기체발생량이 2분 45 44 435 441.6 많으나시간이지날수록기체발생속도가느렸다. 3 분 525 495 513 511. 돼지간 3 분동안의기체발생량은 2 분보다 7mL 정도더발생하였다. 1분동안의기체발생량을초기 285 28 298 287.6 가가장우수하고시간이지날수 1분록기체발생속도가느렸다. 1분보다는 2분이기체발생량이 2분 395 395 385 391.6 많으나시간이지날수록기체발생속도가느렸다. 2분보다는 56mL 정도 2분이기 3분 45 44 452 447.3 체발생량이많으나시간이지날수록기체발생속도가느렸다. 반응시간에의한과산화수소분해능력 6 5 4 3 2 1 쇠간 돼지간 1 분 2 분 3 분 - 24 -
동물촉매실험사진산소발생량 (ml) 과산화수소 1회 2회 3회평균분해특징 쇠간촉매의양과기체발생량은 42 425 423 422.6 거의관계가없고유사한기 1g 체발생측정치를보인다. 2g 촉매의양과기체발생량은 43 435 432 432.3 거의관계가없고유사한기체발생측정치를보인다. 3g 44 44 443 441. 촉매의양과기체발생량은거의관계가없고유사한기체발생측정치를보인다. 돼지촉매의양 1g 일때기존 2분 35 36 355 355. 3초동안의기체발생량의간 1g 3/4 정도발생효율을보였다. 2g 돼지촉매의 1g 보다기체발 41 425 42 418.3 생량 63mL 정도더많으며안정된기체발생을보였다. 3g 돼지촉매의양 2g 보다기체 435 43 421 428.6 발생이우수하고 1mL 정도기체발생량이많다. 동물간의양에따른과산화수소분해능력 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 쇠간 돼지간 1g 2g 3g 동물 산소발생량 (ml) 과산화수소 촉매 실험사진 1회 2회 3회평균 분해특징 쇠간과산화수소의양이 1mL 일 195 2 198 197.6 때평균 197mL 의기체발생 1mL 량을보였다. 2mL 과산화수소의양이 2mL 일 415 43 423 422.6 때 1mL 보다 2.14 배의기체발생량을보였다. 과산화수소의양이 3mL 일 3mL 71 7 74 74.6 때 1mL 보다 3.57 배의기체발생량을보이고반응이활발하다. 돼지과산화수소의양이 1mL 일 165 155 16 16. 때평균 16mL 의기체발생간1mL 량을보였다. 2mL 과산화수소의양이 2mL 일 39 37 385 381.6 때는 1mL 보다 2.38 배의기체발생량을보였다. 3mL 과산화수소의양이 3mL 일때는 64 665 67 658.3 1mL 보다 4.11 배의기체발생량을보이고반응이활발하다. 과산화수소의양에의한분해능력 8 7 6 5 4 3 2 1 쇠간 돼지간 1mL 2mL 3mL - 25 -
실험장치꾸미기중탕에서과산화수소가열산소의양측정눈금실린더에물넣기 산소발생관찰기포발생관찰과산화수소양측정산소부피측정 탐구문제 5 다양한동물기관의활용방안은어떻게구안해야할까? 구분 실험사진 산소발생량 (ml) 1회 2회 3회평균 생쇠간 475 46 445 46. 2 일건조쇠간 455 45 375 411.6 과산화수소분해특징 생간전체에서기포발생이활발하고반응이끝나면정지반응을보임. 실험은 1 회시럼이끝난후생간을 1 회세척후다시사용 건조간전체표면에서기포발생이활발하고안정적인속도로기포발생을보이며생간고마찬가지로 1 회실험이끝난후 1 회세척후다시사용 - 26 -
구분 실험사진 산소발생량 (ml) 처음 4 일후 8 일후 12 일후 16 일후 2 일후 쇠간 475 445 47 376 342 3 돼지간 43 45 375 34 315 285 건조일수에따른쇠간, 돼지간의효소활성능력결과 5 4 3 2 1 건조한간시편의최적효율활성구간 처음 4 일후 8 일후 12 일후 16 일후 2 일후 쇠간 돼지간 - 27 -
산소발생량 (ml) 구분실험사진과산화수소분해특징 1회 2회 3회평균 건조간의 시편 건조간의 분말 43 42 43 426.6 39 38 38 383.3 기포발생이활발하고반응이끝나면정지반응을보임. 시편은반응이활발해도고무관속으로빠져나가는일이없다. 표면적이넓어기포발생이아주활발하고순식간에반응을보이나건조간분말의밀도가낮아기포에떠고무관속으로분말이빠져나간다. 산소발생량 (ml) 결합체실험사진과산화수소분해특징 1회 2회 3회평균 녹말 18 175 15 168.3 녹말의풀성분이굳어쇠간분말의효소활성능력을저해하여생간에비해 36% 의효율을보였다. CMC 185 18 182 182.3 CMC 의결합체성분이쇠간분말과단단하게뭉쳐져생간에비해 39% 의효율을보였다. 젤라틴 193 195 187 191.6 젤라틴의단백질결합성분이젤리상태로결합되어생간에비해 41.3% 의효율을보였다. 냉동간의절단모습절단된시편건조모습건조시편의칭량 건조간분말건조간시편실험모습 1( 분말 ) 실험모습 2( 시편 ) - 28 -
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