광합성과 에너지
1. 양분을 만드는 광합성
식물의 광합성은 어떤 과정일까?
생물이 살아가려면 에너지가 필요하다. 동물은 에너지를 얻기 위해 먹이를 먹지만, 식물은 광합성을 하여 에너지원으로 사용되는 양분을 스스로 만들 수 있다.
광합성은 식물이 빛에너지를 이용하여 이산화 탄소와 물을 원료로 양분을 만드는 과정이다. 광합성이 일어나면 양분과 함께 산소도 발생한다. 광합성이 일어날 때 처음으로 만들어진 양분은 식물의 에너지원으로 사용된다.
광합성이 일어나는 장소와 광합성으로 만들어진 양분은 어떻게 확인할까?
광합성을 식물 세포의 엽록체에서 일어난다. 그리고 광합성으로 만들어진 양분은 녹말이다.
2. 광합성이 잘 일어나는 조건
광합성은 어떤 조건에서 잘 일어날까?
식물은 빛에너지를 이용하여 광합성을 한다.
가라앉은 시금치 잎 조각에 빛을 비추면 잎 세포 속 엽록체에서 광합성이 일어나 산소가 발생하여 시금치 잎 조각이 떠오른다. 이때 빛의 세기가 셀수록 시금치 잎 조각이 떠오르는 데 걸리는 시간은 짧아진다. 이는 비의 세기가 셀수록 광합성이 활발하게 일어나 발생하는 산소의 양이 증가하기 때문이다. 따라서 빛의 세기가 셀수록 광합성량이 증가하는 것을 알 수 있다.
식물의 광합성은 빛의 세기, 이산화 탕소의 농도, 온도의 영향을 받는다. 광합성은 빛의 세기, 이산화 탄소의 농도, 온도와 같은 환경 요인이 모두 알맞게 유지될 때 활발하게 일어날 수 있다.
도시의 대기 오염과 식물의 광합성
도시의 대기 오염이 점점 심각해지고 있다. 최근 대기 오염을 해결하기 위해 식물을 이용하는 시도가 늘어나고 있다. 이탈리아 밀라노에 있는 수직 숲 건물이 대표적이다. 이 건물을 층마다 다양한 식물이 있어 마치 숲이 하늘로 치솟은 것처럼 보인다. 수직 숲 건물은 여러 가지 장점이 있다. 수직 숲 건물은 식물이 광합성을 하면서 대기 중 이산화 탄소를 흡수할 뿐만 아니라 미세 먼지를 제거하기 때문에 공기를 정화하는 효과가 있따. 미세 먼지는 식물의 잎 뒷면에 달라붙거나 기공으로 흡수된다. 또, 수직 숲 건물은 실내가 여름에는 바깥보다 시원하고 겨울에는 바깐보다 따뜻하므로, 에너지를 절약하는 효과가 있다. 그 외에도 여러 생물이 살 수 있는 호한경을 제공하여 도시의 생물 다양성을 높이는 효과가 있다.
3.물을 끌어올리는 증산 작용
광합성에 필요한 물은 어떻게 잎까지 이동할까?
식물은 뿌리에서 물을 흡수하여 잎에서 광합성을 하는데 사용한다.
잎이 달린 나뭇가지를 넣은 눈금실린더에서 수면의 높이가 낮아진 것은 물이 나뭇가지 안으로 이동하였기 때문이다. 또, 비닐봉지 안에 맺힌 물방울은 나뭇가지의 잎에서 빠져나온 수증기가 비닐봉지에 닿아 액화된 것이다. 이를 통해 식물체가 뿌리에서 흡수한 물이 줄기를 거쳐 잎으로 이동한 다음, 잎에서 수증기로 변하여 식물체 밖으로 빠져나가는 것을 알 수 있다. 식물체 속의 물이 수증기로 변하여 잎의 기공을 통해 공기 중으로 빠져나가는 현상을 증산 작용이라고 한다. 잎에서 일어나는 증산 작용으로 식물의 뿌리에서 흡수한 물이 줄기를 거쳐 잎까지 이동하며, 잎에 도달한 물은 광합성을 비롯한 식물의 생명 활동에 사용된다.
기공은 어떻게 생겼을까?
기공은 식물의 잎 표면에 있는 작은 구멍으로, 공변세포로 이루어져 있다.
잎의 가장 바깥 부분은 한 겹의 세포층으로 싸여 있는데, 이 세포층을 표피라고 한다. 표피는 표피 세포로 이루어져 있으며, 잎 뒷면의 표피에는 곳곳에 공변세포가 있다. 표피 세포는 엽록체가 없어 색깔을 띠지 않고 투명하지만, 공변세포는 엽록체가 있어 초록색을 띤다.
공변세포 두 개가 기공을 둘러싸고 있으며, 기공은 공변세포의 모양에 따라 열기거나 닫힌다. 기공이 열리면 증산 작용이 일어나 수증기가 기공을 통해 식물체 밖으로 빠져나간다. 또한, 이산화 탄소나 산소 같은 생명 활동과 관련된 기체가 기공을 통해 드나든다.
여기까지 광합성과 에너지에 대하여 알아보았습니다.
감사합니다.