현미경으로 본 세포이야기
2월 4일(토)에 국립 생물 자원관에서 ‘자원관 속 세포이야기’ 교육을 받았다. 가족이 참여한 이날 수업에 네 가족이 참여했다. 교육을 담당한 이선희 강사는 ‘LG사이언스랜드’ 홈페이지에 들어가 수업 내용에 도움 될 과학송을 들려주었다. ‘세포 분열송’과 ‘주변 동물송’을 들으면서 수업을 준비했다. 학년이 올라가면서 수학만큼이나 어려운 과목이 과학이어서 과학 과목 자체를 포기하는 경우가 많다고 한다. 그래서 과학을 좀 더 재미있게 배우기 위해 국립 생물 자원관에서 하는 프로그램에 자주 참여하고 있다. 그리고 LG사이언스랜드 홈페이지에 들어가 과학송을 들으면 어려운 과학용어도 쉽게 접할 수 있어 자주 이용하고 있다.
신나는 과학송으로 시작한 수업에 이어 ‘생물은 어떻게 구분할까?’ 라는 질문이 던져졌다. 생물은 다섯 가지로 구분하는데 원핵생물계, 원생생물계, 진균계, 식물계, 동물계로 나눈다. 쉽게 풀어 정리하자면 원핵생물계는 ‘세균, 고세균’, 원생생물계는 ‘단세포생물이나 해조류’, 진균계는 ‘곰팡이와 효모, 버섯’, 식물계는 ‘식물’, 동물계는 ‘동물’을 말한다.
현미경을 통해 세포를 관찰하기 전에 현미경의 종류에 대해 알아보았다. 크게 네 가지로 구분하는데 광학현미경, 전자현미경, X선현미경, 초음파현미경이다. 현미경은 사람의 눈으로 관찰이 불가능한 미세한 물질이나 기타 샘플을 광학렌즈와 적당한 빛을 이용해 자신이 원하는 크기로 확대시켜주는 도구이다. 그런 현미경으로 세포를 처음 발견한 사람이 ‘로버트 훅’이다. 하지만 로버트 훅이 관찰한 것은 살아있는 세포 자체가 아닌 식물의 세포벽이었다고 한다. 그 후 살아있는 세포를 처음 관찰한 사람이 등장하는데 네덜란드의 ‘레벤후크’였다. 정규 교육을 마치지 못한 레벤후크는 현미경에 흥미를 갖고, 직접 현미경을 제작했다. 그러던 중 1670년대 중반 현미경을 통해 미생물을 관찰할 수 있었다. 특히 1676년 5월 26일, 그는 지붕 위에서 떨어진 물을 현미경으로 관찰하다가 순수한 빗방울에는 존재하지 않는 동물을 발견하게 된다. 이 일을 계기로 레벤후크는 과학계의 유명 인사가 되었다. 그는 죽기 12시간 전까지도 관찰을 계속했고, 자신이 만든 현미경 26개를 왕립학회에 기증했다. 하지만 관리 소홀로 오늘날까지 전해지는 현미경은 고작 9개뿐이다. 레벤후크는 자신만의 현미경 제작법과 활용법을 평생 공개하지 않았고 무덤까지 가져갔다. 레벤후크는 아마추어 과학자였다. 하지만 그가 보여준 과학에 대한 열정만큼은 세상 그 어느 과학자에게도 뒤지지 않았다. 이어서 현미경의 구조와 기능에 대해서 알아보았다. 그리고 현미경의 사용법에 대해서도 알아보고 직접 세포를 관찰하는 시간을 가졌다.
[현미경 사용법]
1. 관찰할 재료를 얇게 잘라 프레파라트를 만든다.
2. 배율이 낮은 대물렌즈를 선택한다.
3. 접안렌즈로 보면서 시야가 밝게 광원장치의 조명과 조리개를 조절한다.
4. 옆에서 보면서 대물렌즈가 프레파라트에 가까워지도록 재물대를 올린다.
5. 접안렌즈로 보면서 조동나사를 돌려 천천히 재물대를 내린다.
6. 미동나사로 정확한 초점을 맞추어 관찰한다.
7. 프레파라트를 옮기며 관찰한다.
8. 대물렌즈의 배율을 바꾸어 관찰한다.
관찰하고 싶은 재료를 몇 가지 가져와 광학현미경으로 관찰해 보았다. ‘우산이끼 엽상체’는 화려한 담장으로 보였다. ‘토마토액과’는 수국, ‘김’은 바코드, ‘옥수수씨’는 큰 나무에 화려한 꽃이 가득 핀 모습으로 관찰되었다. ‘섬모충류’는 석류알, ‘고추표피세포’는 피부를 확대한 모습처럼 보였다. 이와 같이 눈으로는 전혀 형태 구분을 할 수 없지만 현미경으로 들여다보니 점 한 개로 보이던 재료들이 크게 확대되어 신비롭기만 했다.
세포에 대해서 알아보는 시간도 가졌다. 세포란 생물을 이루는 구조적, 기능적 단위를 말하며 생물의 몸을 구성하며 생명활동을 일으키는 기본단위이다. 그렇다면 동물세포와 식물세포에 공통으로 있는 기관엔 무엇이 있을까? ‘핵, 미토콘드리아, 리보솜, 소포체, 골지체, 리소좀’이다. 핵은 세포의 생명활동 중추로 DNA가 있어 중식과 유전에 관여한다. 미토콘드리아는 에너지를 만드는 곳이다. 리보솜은 핵 속의 DNA유전 정보에 따라 단백질을 만드는 곳이다. 소포체는 물질들이 이동하는 통로 역할을 하며 골지체는 단백질을 포장해서 저장하거나 보내는 일을 한다. 리소좀은 세포 안에서 불필요한 물질을 분해하는 일을 한다. 식물세포에만 있는 소기관엔 엽록체와 액포, 세포벽이다. 엽록체는 광합성의 장소이며 2중막 구조이다. 액포는 성숙한 식물세포에서 잘 관찰된다. 세포벽은 식물세포에만 존재하며 세포막 밖에 형성되어 세포를 보호하고 모양을 유지한다.
마지막으로 동물세포와 식물세포의 차이점을 찾아보고 수업을 마무리했다. 이번 교육을 통해서 현미경의 구조와 사용법을 익혔다. 눈으로는 확인이 안 되는 세포를 관찰하면서 레벤후크의 도전정신에 대해서도 배웠다. 무언가에 호기심이 생기고 흥미를 가졌다면 거기서 머물지 않고 탐구하는 도전정신이 빗방울 속에서 살아있는 세포를 발견하게 했다. 그의 관찰력과 끊임없는 궁금증은 우리들이 배워야할 자세이다.
임지수 나누리기자 (경인교육대학교부설초등학교 / 6학년)
