돼지 해부

Ⅰ. 실험 목표

1) 돼지의 기관과 사람의 기관을 비교한다.

2) 돼지의 주요 기관들의 위치를 구분하고 기능을 이해한다.

3) 돼지의 심장을 보고 순환계에 대해 이해한다.

Ⅱ. 실험개요 및 원리

척추동물 기관계에서 일부 가장 중요한 적응은 척추동물을 땅 위에 살 수 있도록 한 것이다.

척추동물의 각 강들을 나타내는 골격의 비교 연구를 보면 수생생물과 육상생물 간의 주요한 차이를 볼 수 있다. 밑의 단락은 수생 척추동물과 육상 척추동물의 근∙골격 기관계와 다른 여러 기관계의 주요 차이를 요약한 것이다. 땅 위의 생활에 적응하는데 중요한 기관계들만 논의하였다.

1. 근∙골격계

물속에서는 파동형의 운동이 가장 효과적이다. 그러나 땅 위에서는 팔다리의 이동이 더 효율적이다. 수생 척추동물에서 대부분의 근조직은 팔, 다리가 아닌 몸체 안에 존재한다. 이것은 물속에서 강한 파동형의 운동을 할 수 있게 해준다. 고래는 물고기가 측면으로 운동하는 것과는 달리 등-배 방향으로 움직이는 차이가 있다. 물고기와 고래는 그 기원이 매우 다르지만, 파동형의 움직임은 고래와 물고기 모두에 적용할 수 있다. (고래는 육상 조상으로부터 기원했고 물고기는 수상 조상으로부터 나왔다.)

물고기나 고래와는 달리, 육상 척추동물은 많은 양의 근조직을 갖는 강한 팔, 다리를 가진다. 쌍을 이룬 강한 부속지는 몸체가 땅 위에 설 수 있도록 지지하고, 땅 위에서 힘 있고 복잡한 운동을 할 수 있게 해준다. 이것은 멸종한 많은 파충류(공룡)에도 적용할 수 있고, 현재의 많은 파충류와 양서류에도 나타난다.

2. 가스 교환의 호흡계

가스는 물에 용해되어 동물의 안팎으로 확산되기 때문에 가스가 교환되는 표면은 지속적으로 젖어 있어야 한다. 아가미(체내 외부를 향해 있기 때문에 습기는 문제 되지 않는다.)는 수생 환경에 적응한 것이고, 폐(내부 주머니로서 표면은 습기를 유지하고 있다.)는 육상 환경에 적응한 것이다. 폐는 양서류에서 조상 물고기의 부레에서 유래하였다.

경구개, 연구개와 거기로부터 나온 인후는 내부의 폐가 원활하게 호흡할 수 있도록 중요하게 적응한 것이다. 구개(크로커다일과 포유류에만 완전하다.)는 비강에서부터 구강으로 분리되어 있으며, 호흡하는 것과 먹고 마시는 것을 동시에 할 수 있게 만들어준다.

근육의 횡격막(포유류에서만 발견)은 폐호흡을 위해 중요하게 적응한 또 다른 기관으로 포유류에만 적용된다(폐의 팽창과 수축에 관여). 조류는 호흡하는 동안 폐의 크기나 모양을 변화시킬 수 없다. (포유류보다 더 효율적인 호흡기관을 갖고 있다.)

3. 삼투평형/배설계

암모니아(NH3, NH4+)는 매우 독성이 강하지만 물에 잘 녹기 때문에 수상동물에게는 그다지 문제가 되지 않는다. 단백질이 분해될 때 생기는 암모니아는 체표면을 통과해 쉽게 확산될 수 있다(수생 척추동물에서는 주로 아가미에서 이루어진다.). 육상 척추동물은 독성이 약한 물질로 만들기 위해 많은 에너지를 사용해야 하고(포유류는 요소, 조류는 요산), 가능하면 수분을 다 제거하여 주기적으로 배출한다.

4. 순환계

주요 적응은 아가미에서 폐로 바뀐 것과 밀접하게 관련이 있다. 어류의 혈액은 심장을 통과하여 일직선으로 흐른다. : 정맥 → 심장의 정맥동(Sinus venosus) → 심방 → 심실 → 심장의 동맥구(Bulbus arteriosus; 경골어류)나 동맥원추(Conus arteriosus; 상어) → 배쪽 대동맥 → 아가미 → 체내 조직. (심장이 4개로 구획되어 있는 것에 주의)

육상 척추동물 : 심장은 폐순환의 편의를 위해 부분적이거나 완전히 구획되어 있고, 3개나 4개(2개의 심방, 1개 또는 2개의 심실)의 방으로 이루어져 있다. 실험실에서 돼지 배아를 해부할 때 순환 경로를 떠올려보자. 어류와 돼지의 혈액 경로의 차이를 알자.

5. 신경계와 감각계

양막류는 어류나 양서류보다 더 복잡한 근∙골격계를 가지고 있다. 또한 양막류는 근∙골격계의 활성을 조절하기 위한 복잡한 신경계를 가진다. 척추동물의 뇌는 포유류, 그 중에서도 영장류에서 그 발달정도가 가장 복잡하다. 이러한 양막류 대뇌피질의 회백질은 광범위하게 펼쳐져 있어 뇌의 다른 중추까지 통제하고 있다.

어류의 감각계와 육상 척추동물 감각계의 주요 차이점은 어류는 청각 측선계(acousticolateralis system)를 이용하여 감지하는 반면에, 육상 척추동물은 소리진동을 내이로 전달하는데 적응한 고막과 중이를 가진다.

6. 외피 기관계 (Integumentary system)

모든 척추동물의 피부는 제일 바깥쪽으로 진피와 그것을 덮고 있는 여러 층의 표피로 이루어져 있다. 진피는 연결조직으로 구성되어 있는데 표피를 지지하고, 양분을 전달해준다. 수생 척추동물은 가장 바깥쪽 표피의 죽은 세포층(큐티클)이 매우 얇다. 살아있는 세포가 체표면의 바깥과 가까이 존재하는 것이다. 이것은 가스 교환과 배출, 삼투평형을 더 용이하게 해준다. 반대로, 육상 척추동물(특히 양막류)의 큐티클은 두껍고 각질화되어 죽은 세포가 여러 층으로 구성되어 있다. 이것은 외부를 감싸고 있어 건조해지는 것과 마찰로부터 보호해준다.

7. 생식계

어류와 양서류의 수정란은 방수용 껍질로 둘러싸이지 않고 바로 물속 환경에 노출된다. 양서류는 물에 알을 낳거나 땅위의 습한 곳에 알을 낳는다. 반대로 양막류는 수분을 보호할 수 있는 배외막이 있고, 껍질로 둘러싸인 알을 낳거나, 육아낭이나 태반을 갖는다.

Ⅲ. 실험재료

(1) 기구: 해부기구 (해부판, 핀셋, 해부용 가위, 해부 칼, 장갑 등)

(2) 재료: 새끼 돼지

Ⅳ. 실험과정

1. External Anatomy

1) 돼지를 해부판 위에 놓고, 머리, 몸통, 꼬리 부분으로 나누어 관찰해 보자.

2) 머리 부분의 귀, 눈, 코, 입, 혀 등을 관찰해 보자.

3) 몸통 부분의 네 개의 다리, 발목, 앞다리굽이, 엉덩이, 무릎, 발목, 탯줄과 꼬리를 관찰해 보자.

4) 자신의 다리와 비교하여 앞다리의 전완, 앞다리 굽이, 발굽, 발가락을 구분해 보자.

[그림 1. 돼지의 external anatomy]

2. Oral Cavity

1) 해부용 가위를 이용해서 해부용 돼지 입 한쪽 구석에 집어 놓고, 4cm 정도 자른다. 다른 반대쪽도 같은 방법으로 자른다.

2) 엄지손가락을 입 안쪽 혀 위에 데고, 부드럽게 아래 턱 쪽으로 민다. 이때, 턱에 있는 조직들이 찢어지면서 입이 열린 체로 고정된다.

3) 입안에 있는 혀, 다 자리지 않은 이빨, 윗 턱, 아래 턱, hard plate, soft plate를 관찰해 보자.

[그림 2. Oral Cavity]

 3. Preparation of pig for dissection

- 끈을 이용하여 돼지의 네 개의 다리를 해부판 위에 고정한다.

1) 해부용 가위를 이용하여, 목부터 횡격막 전까지 자른다.

2) 심장 주위의 혈관을 조심하며, 앞다리 위쪽을 가로로 자른다.

3) 횡격막을 기준으로 윗부분을 가로로 자른다.

4) 횡격막 밑 부분부터 탯줄까지 자른다.

5) 다리 부분부터 시작하여, 탯줄 주위를 반구 모양으로 자른다.

6) 횡격막 밑 부분을 가로로 자른다.

7) 5)번에서 자른 탯줄 부분을 제외하고 뒷다리 사이를 가로로 자른다.

[그림 3. 돼지 복부 절개 모습]

4. Neck region

1) 머리 바로 밑 Neck region을 관찰해 보자. 목 주위의 남아 있는 근육들을 잘라서 자세히 관찰해 보자.

2) 목 주위의 근육을 치우면, 근육 주위에 퍼져있는 thymus gland(가슴샘)을 관찰해 보자.

3) thymus gland 밑에 있는 두꺼운 벽으로 된 larynx(후두), trachea(기관), 기관 뒤 쪽에 있는 esophagus(식도)를 관찰해 보자.

4) 후두 뒤와 기관 옆쪽에 있는 thyroid gland(갑상선)을 관찰해 보자.

[그림 4. Air and food passages]

5. Thoracic Cavity & Abdominal Cavity

1) Thoracic Cavity의 심장과 폐를 관찰해보자.

2) Abdominal Cavity의 간, 위, 비장, 소장, 쓸개, 이자, 대장을 관찰해보자.

6. Cardiocascular system & kidney

1) 심장 주위 혈관을 절개하여, 심장을 분리 시켜보자.

2) 심장의 우심실, 좌심실, 우심방, 좌심방을 관찰한 후, 반으로 잘라 심방을 자세히 보자.

3) 소장과 대장을 들어내고, 그 밑 척추 옆에 있는 신장을 살펴보자.

4) 한쪽 신장을 반으로 잘라, 신우, 피질, 수질 등을 관찰해보자.

[참고문헌] Sylvia S. Mader, Tenth Edision (2004) Inquiry into Life Laboratory Manual. P157-198

Ⅴ. 실험결과 및 토의

1) 관찰한 돼지의 external anatomy를 스케치 해보자.

2) 해부한 내장 기관을 스케치 해보자. (폐, 횡격막. 간. 심장, 소장, 대장 등등)

3) 횡격막을 기준으로 위와 아래에 있는 기관을 구분해 보자.

4) 위에 스케치한 내장 기관들의 기능을 설명 해보자.

5) 탯줄의 기능은 무엇인가?

6) 동물 해부 시, 생명 경시 풍조가 생길 수 있는데, 이를 해결하기 위한 해결 방법을 생각해 보자.

7) 중, 고등학교 과학 실험 시간에 돼지 해부 실험을 할 때, 수정 보완할 점이 있다면 적어보고, 이유에 대해 설명해 보자.

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