중2과학 4단원 광합성 -1

2학년 과학 1학기 마지막 단원입니다. 식물과 에너지 단원이네요.

 

식물은 우리와 아주 밀접한 관계가 있죠. 식물이 광합성을 통해서 산소를 만들어주고, 또 양분을 생성하죠. 그 양분을 동물들이 먹어서 생활을 할 수 있답니다. 하지만, 만약 식물이 광합성을 하지 않는다면 어떻게 될까요? 동물들이 숨을 쉬어야 하므로 산소의 양은 무한이 아닙니다. 그래서 꾸준하게 산소를 만들어야 하는데 가장 대표적인 것이 광합성이죠. 광합성은 식물만 할 수 있는 특징입니다. 

 

이런 광합성을 식물들이 어떻게 하는지에 대해서 알아보도록 하겠습니다.^&^

 

광합성

 

 

 

- 광합성 -

광합성이란 식물의 잎에서 물과 이산화탄소를 가지고 빛이 있을 때 포도당(영양분)과 산소로 만드는 과정을 말합니다.

 

광합성 과정 - 네이버 참조

 

광합성은 주로 식물에서만 일어납니다. 그 이유는 식물세포에는 엽록체라는 광합성이 일어날 수 있는 장소와 엽록체 안에 엽록소라는 초록빛 색소가 들어 있기 때문이죠. 만약 동물에게도 이런 엽록체가 있다면 광합성은 가능할 것이예요. 하지만, 없으니까 할 수 없겠죠??

 

식물의 잎을 보통 초록색이라고 하죠. 그 이유는 엽록소 때문인데요, 엽록소는 빛에너지중에서 초록색을 많이 흡수합니다. 그리고 초록색 빛을 반사하기 때문에 우리가 식물의 잎이 초록색으로 보이는 이유이기도 하죠.

 

- 광합성 반응식 -

광합성을 간단하게 식으로 작성하면 그림과 같이 되는데요~~

H2O(물) + CO2(이산화탄소) → 포도당(C6H12O6) + O2(산소분자) 이렇게 간단하지만, 반응이 일어나려면 반드시 햇빛과 같은 광원이 있어야 한다는 것^^

 

잎을 자세하게 관찰하면 

 

잎의 구조 - 비상교육 참조

울타리 조직과 해면 조직, 공변세포에는 엽록체가 있어서 광합성이 일어날 수 있고, 잎 뒷면에는 엽록체가 없어 광합성이 안 일어나죠. 

 

- 광합성에 필요한 요소 -

광합성이 일어나기 위해서는 무엇이 필요할까요? 위에 반응식을 보면

H2O(물) + CO2(이산화탄소) → 포도당(C6H12O6) + O2(산소분자)이죠. 화살표 기준으로 왼쪽이 필요한 물질, 오른쪽은 생성되는 물질입니다. 그럼 필요한 물질에 물과 이산화탄소가 있네요. 그리고 또 하나는 바로 빛이어야 합니다. 따라서 광합성에 필요한 요소는 크게 3가지이죠. 빛, 물, 이산화탄소 ~~

 

- 빛 -

식물이 광합성하는 장소는 엽록체이고, 엽록체 안에 엽록소라는 색소가 있다고 했죠. 이 색소가 빛 에너지를 흡수하여 광합성을 일어날 수 있도록 합니다. 빛이 없으면 광합성을 할 수가 없죠. 그렇다고 빛의 양이 많으면 광합성이 계속 일어날까요? 아닙니다. 식물 안에 있는 엽록소에 저장할 수 있는 빛에너지가 정해져 있어서 아무리 많은 빛이 들어온다고 하면 광합성의 양이 증가하다가 어느 순간에 일정해집니다. ^^

 

빛의 세기와 광합성 - 네이버 참조

 

빛의 세기가 강하다고 광합성이 계속 증가하는 것은 아니라는 것^^

 

- 물 -

식물은 물을 어디에서 흡수할까요? 뿌리에서 흡수합니다. 뿌리에서 흡수한 물이 물관을 통해서 잎까지 이동을 하죠.

 

- 이산화탄소 -

광합성에 필요한 물질이 이산화탄소는 공기중에서 잎의 기공을 통해서 흡수를 하죠.

 

- 광합성으로 생성되는 요소(물질) -

광합성이 일어나면 포도당과 산소가 만들어지죠.

 

- 포도당 -

광합성을 통해서 만들어지는 포도당은 녹말이라는 형태로 전환이 되어 엽록체에 저장을 합니다. 그러다가 광합성이 끝나는 밤에는 녹말을 다시 포도당으로 분해가 되어 체관을 통해서 잎, 줄기, 뿌리로 이동을 하게 되죠.

 

- 산소 -

광합성을 통해서 만들어지는 산소 중 일부는 식물이 호흡할 때 사용하고, 나머지는 공기중을 방출을 합니다. 방출된 산소를 가지고 동물들이 호흡을 할 때 사용하죠.

 

빛이 있을 때 물과 이산화탄소가 반응하여 산소와 포도당을 생성합니다. - 네이버 참조

 

 

 

- 광합성 실험 (녹말과 이산화탄소 확인하는 실험) -

광합성에서 생성되는 것은 포도당이지만, 저장은 녹말로 하죠. 빛이 있을 때 과연 녹말이 생성될까? 실험을 통해 확인 할 수 있습니다.

 

- 녹말생성 확인 -

 

녹말 확인 실험 - 비상교육 참조

 

실험 방법

1) 식물을 암실에 넣고, 잎 일부분을 알루미늄박으로 쒸웁니다. 2) 암실에 넣었던 식물을 햇빛이 잘 드는 곳에 놓고 기다립니다. 3) 일정 시간 후 잎을 떼어내서 에탄올에 넣고 물중탕을 잎에 아이오딘- 아이오딘화 칼륨 용액을 떨어뜨립니다.

 

실험 결과

아이오딘 - 아이오딘화 칼륨 용액을 녹말에 떨어뜨리면 청람색이 되는데요, 잎에 아이오딘 - 아이오딘화 칼륨 용액을 떨어뜨리면 알루미늄박이 있던 부분에서 변화가 없고 알루미늄박이 없는 부분에서 청람색이 됩니다. 즉 빛을 받아야만 식물은 광합성을 한다는 것을 알 수 있습니다. 

 

- 이산화탄소 확인 - 

 

광합성에 이산화탄소가 필요할까? 하이탑 과학 참조

 

실험 방법

1) BTB용액에 들어 있는 플라스크에 날숨을 불어 넣는다.  2) 날숨을 불어넣은 플라스크안에 있는 용액을 A, B, C 시험관에 넣고, B와 C에는 물풀을 넣는다. 3) 시험관 C는 알루미늄박으로 감싼 후 햇빛이 못 들어가게 한다.  4) 시험관 A, B, C 세개를 햇빛이 잘 비치는 곳에 넣고 기다린다.

 

실험 결과

시험관 A는 아무 것도 없으므로 변화가 없고, B는 푸른색이 되고, C는 처음과 같은 색이 되죠. (BTB용액은 물속에 이산화탄소가 녹아 있으면 노란색이고, 산소가 녹아 있으면 푸른색이 됩니다.) 왜 B는 색이 변하고, C는 안 변했을까요? 바로 광합성을 할 때 이산화탄소가 필요하다는 것이죠. B는 햇빛이 비추므로 광합성을 할 수 있지만, C는 알루미늄박으로 감쌌기 때문에 광합성을 할 수 없네요. 따라서 광합성을 할 때 이산화탄소가 사용되고 있다는 것을 알 수 있습니다.^^

 

- 광합성의 의의 -

식물은 광합성을 통해서 동식물들이 살아가는 데 필요한 산소와 양분을 만들고 있습니다. 이런 양분과 산소는 동식물이 살아가는 데 아주 필요한 부분이죠.

1) 물과 이산화탄소(무기물이라고 해요)로부터 유기물(포도당)을 생성합니다.

2) 생물의 호흡에 필요한 산소를 방출합니다.

3) 태양의 빛에너지를 흡수하여 엽록체에서 화학에너지(포도당)으로 저장하므로, 에너지의 전환이 됩니다. 

 

 

 

 

- 기타 -

그럼 광합성은 식물만 할까요? 바다에 사는 민달팽이 엘리시아라는 초록색 달팽이도 광합성을 합니다. 엽록체를 가지고 태어나는 것이 아니라, 해조류에 있는 엽록체를 소화하지 않고 세포로 보내서 광합성을 하도록 하죠. 그럼 엘리시아는 광합성을 할 수 있기 때문에 먹이를 찾아 다니지 않아도 됩니다. 만약 사람에게도 엽록체가 있다면?? 

 

이상 광합성 첫 번째 이론이었습니다. 다음에는 광합성에 영향을 주는 요인에 대해서 알아보도록 하겠습니다.^^

 

늘 긴글 읽어주시느라 수고하셨습니다.^^

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