샬레에 바깥쪽 바닥에 0.4%, 0.8%, 1.2%, 1.6%, 2.0%의 라벨을 붙이고 그에 해당하는 설탕물을 만들어 넣는다.
거름종이(0.5㎝×4㎝)를 다른 샬레에 넣고 뚜껑을 닫아 둔다.
핀셋으로 거름종이에 0.4% 설탕물을 조금 묻힌 후, 검사를 받는 사람의 혀 끝에 대어 단맛을 느끼는지 알아보자.
차츰 농도가 높은 거름종이를 혀에 대어 어느 농도에서 처음 단맛을 느끼는지 알아보자.
[고찰]
단맛이 느껴지는 최소 농도는 몇 %인가? 다른 사람들의 실험 결과와 비교해 보자. 농도가 같은가, 아니면 다른가? 해석 : (사람마다 같지 않다.)
어떤 순서로 맛을 보면 3회 이내에 결과를 알아 낼 수 있을까? 해석 : (1.2%부터 맛을 본다.(맛을 못 느낀 경우는 1.6%, 2.0%에 대한 맛 감각을 조사해 보고, 맛을 느낀 경우는 0.4%, 0.8%에 대한 맛 감각을 조사해 본다.)
한 번 맛 본 설탕물이 다음 실험에 영향을 미치지 않게 하려면 어떻게 해야 하는가? 해석 : (농도를 바꿀 때마다 입 안을 물로 씻은 다음 혀의 수분을 제거한다.)
수용기가 흥분을 일으킬 수 있는 최소 자극의 세기
역치가 낮을수록 감각 세포가 민감
② 실무율
역치 미만의 자극에 대해서는 반응이 일어나지 않고 역치 이상의 자극의 세기에 대해서 반응의 크기가 일정
실무율은 근섬유나 단일 신경 세포에서만 적용
③ 베버의 법칙
약한 자극을 받고 있을 때에는 자극의 변화가 적어도 그 변화를 쉽게 감지할 수 있으나 강한 자극을 받고 있을수록 자극의 변화를 감지하는 능력이 약해지는 것
<PRE> K = (R2 - R1)/R1 = △R/R1 : 일정 K : 베버상수 R1 : 처음자극 R2 : 나중자극</PRE>
K값이 작을수록 예민한 감각기
시각- 1/100, 미각- 1/6, 청각- 1/9 등
(2) 감각기의 구조와 기능
1) 시각기 ※탐구활동 : 시각의 성립
[자료해석]
대뇌의 시각 중추에서 시각을 일으키려면 시신경의 흥분이 대뇌까지 전달되어야 하며 시신경의 흥분에는 에너지가 필요하다.
그림은 간상 세포 내의 로돕신이 빛에 의해 변하는 과정을 나타내고 있다.
[고찰]
시신경을 흥분시키는 에너지는 어느 과정에서 발생하며, 에너지가 필요한 과정은 어디인가? 해석 : (로돕신이 옵신과 레티넨으로 분해될 때, 로돕신이 재합성될 때)
비타민 A가 부족하면 야맹증에 걸리는 이유를 그림을 보고 설명하며 보자. 해석 : (비타민 A가 부족하면 재합성되는 로돕신의 양이 적어지므로 약한 빛에 의한 반응이 일어나지 않는다.)
밝은 곳에 있다가 어두운 곳에 들어가거나, 어두운 곳에 있다가 밝은 곳으로 나가면 잘 보이지 않다가 점차 잘 보이게 되는 이유는 무엇인가? 해석 : (어두운 곳에 있다가 밝은 곳으로 나가면 로돕신이 한꺼번에 많이 분해되므로 에너지가 다량 발생하여 시신경을 자극하므로 눈이 부시지만 얼마 있으면 로돕신의 양이 줄어 정상적으로 보이게 된다.
밝은 곳에 있다가 어두운 곳으로 들어가면 빛이 약하여 시홍의 분해량이 적어 잘 보이지 않지만 얼마 있으면 시홍이 재합성되어 그 양이 많아져 잘 보이게 된다.
)
① 눈의 구조
ㄱ. 홍채 : 빛의 양을 조절(조리개) ㄴ. 모양체
수정체 두께를 변화시켜 원근을 조절
먼 곳을 볼 때 모양체가 이완, 진대는 수축하여 수정체가 얇아짐
ㄷ. 수정체 : 빛을 굴절시켜 망막에 상을 맺게 함 ㄹ. 망막 : 시세포와 시신경이 분포되어 상이 맺히는 곳
시세포
간상세포 - 약한 빛 수용, 명암과 형태 구분
원추세포 - 강한 빛 수용, 색깔과 형태 구분
황반 : 원추세포가 밀집되어 상이 가장 선명하게 맺히는 곳
맹점 : 시신경이 모여 나가는 곳으로 시세포가 없는 곳 ※탐구활동 : 맹점의 측정
[준비물]
자, 풀, 두꺼운 종이
[실험방법]
다음과 같이 1Cm 간격으로 숫자를 써서 맹점 검사표를 만든다.
왼쪽 눈을 흑점에서 수직으로 20Cm 떨어지게 한 다음 오른쪽 눈을 가리고, 1에서 차례로 천천히 읽어 나간다. 어느 숫자에서 갑자기 흑점이 보이지 않을 때가 있다. 또 검사표를 세로로 놓고 같은 방법으로 해 보자.
이번에는 흑점이 오른쪽으로 오도록 해서 왼쪽으로 숫자를 읽어 가면서 맹점을 찾아 보자.
[고찰]
관찰에서 맹점이 발생한 이유는 무엇인가? 해석 : (맹점에는 시세포가 존재하지 않기 때문이다.)
검사표를 다양하게 놓고 관찰한 결과 맹점은 오른쪽 눈과 왼쪽 눈의 각각 어느 위치에 있다고 판단할 수 있는가? 해석 : (오른쪽 눈은 뒷부분의 왼쪽에 왼쪽 눈은 뒷부분의 오른쪽에 존재한다.)
일상 생활에서 맹점의 영향을 받지 않는 이유는 무엇인가? 해석 : (눈이 2개로서 맹점의 위치가 서로 다르기 때문이다.)
② 시각의 성립 : 빛 → 각막 → 수정체 → 망막 → 시세포 → 시신경 → 대뇌
③ 로돕신의 광화학 반응
ㄱ. 간상세포막에 있는 로돕신은 빛을 받으면 옵신과 레티넨으로 분해되며 이때 발생하는 에너지가 시세포를 흥분시켜 시각을 일으킴 ㄴ. 야맹증 - 레티넨은 비타민 A로부터 공급되므로 비타민 A가 부족하면 로돕신이 잘 합성되지 못하고 밤에 물체를 잘 구별하지 못함
④ 눈의 이상과 교정
ㄱ. 근시 - 안구가 길어 상이 망막 앞에 맺혀 먼 곳이 잘 보이지 않음 → 오목 렌즈로 교정 ㄴ. 원시 - 안구가 짧아 상이 망막 뒤에 맺혀 가까운 곳이 잘 보이지 않음 → 볼록 렌즈로 교정
2) 청각기 및 평형감각
① 청각기
ㄱ. 청소골 - 음파에 의해 고막의 진동을 증폭시켜 내이로 전달 ㄴ. 유스타키오관 - 중이와 내이의 기압이 같아지도록 조절 ㄷ. 달팽이관 -음파를 수용