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증산작용과 광합성작용이란

도깨비-1 2012. 10. 24. 11:51

 

 

증산작용과 광합성작용이란?

증산작용이란 김내기 작용입니다. 광합성은 탄소 동화작용이라고도 합니다.

●증산작용은 식물의 뿌리에서 빨아들인 수분을 잎의 숨구멍을 통하여 밖으로 배출하는 작용을 말합니다. 증산작용으로 인하여 식물이 영양분을 공급받기도 하고 시들어 죽지 않고 잘 살 수 있습니다.

●광합성은 식물의 양분 제조의 공장인 잎의 엽록소에서 양분을 만드는 작용입니다.
뿌리에서 빨아들인 물과 잎에서 받아들인 이산화탄소를 원료로 하여 햇빛 에너지를 받아 탄수화물을 만드는 작용입니다.

지구상의 산소를 만들어내는 것은 녹색식물이지요. 그중에서도 나무가 제일이라고 할 수있습니다. 이 나무의 기초대사중 하나인 광합성의 부산물로 산소가 생겨난 것이지요.

산소 방출 - 공기 중에 있는 이산화탄소를 흡수하고 산소를 내보낸다.

예를 들면
공장- 잎의 엽록소
원료- 물, 이산화탄소
제품- 탄수화물, 산소
에너지- 햇빛

이렇게 만들어진 양분(탄수화물)은 생장에 쓰이고 남는 것은 뿌리나, 열매나, 줄기 등에 저장됩니다. 산소는 숨구멍을 통하여 공기중으로 배출됩니다. 그래서 햇빛이 잘 쬐는 날 숲속에서는 산소가 많아서 공기가 맑고 기분이 상쾌합니다. 좋은 산림욕장이 되는 것입니다.
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광합성 작용



(1) 광합성이란 ?

1) 뜻 : 녹색식물이 이산화탄소와 물을 재료로 빛에너지를 이용하여

탄수화물과 같은 유기물을 합성하고 산소를 방출하는 과정

2) 광합성의 정리

 

에너지원 : 빛 에너지

장소 : 잎의 엽록체

쓰이는 물질 : 물, 이산화탄소

생기는 물질 : 탄수화물, 산소

3) 광합성의 식:

물 + CO2 --------------------> 탄수화물(포도당-->녹말로 합성)+산소
엽록체

 

4) 광합성의 의의 : 지구상 모든 생물의 에너지원인 유기물과 산소를 만들어 냄

 

(2) 광합성 생산물

1) 탄수화물(포도당, 녹말), 산소

2) 광합성 산물의 이동 :

1. 주로 밤에 체관을 통해 이동

2. 물에 녹을 수 있는 포도당의 상태로 이동

3) 광합성의 산물의 이용: 식물체의 구성 재료, 생활에너지, 양분의 저장

 

(3) 광합성에 영향을 미치는 조건

1) 빛의 세기 : 어느 정도까지는 빛의 세기가 강할수록 광합성량이 증가한다.

(그 이상은 일정 하다.)

2) CO2의 농도 : 어느 정도 까지는 CO2의 농도가 높을수록 광합성량은 증가한다.

(그 이상은 일정 하다.)

3) 온도 : 빛이 강할 경우 30∼40도에서 광합성이 가장 활발하게 일어난다.

(그 이상에서는 광합성량이 감소)

 

(4) 식물의 호흡

1) 식물의 호흡 시기 : 밤낮 없이 계속 이루어진다.

1. 낮 : 호흡과 광합성 작용이 동시에 이루어짐

2. 밤 : 호흡 작용만 일어남

2) 식물체에서의 기체의 출입

1. 기체의 출입 장소 : 잎의 기공

2. 낮 : 광합성 > 호흡 ( 이산화탄소 흡수, 산소 방출)

3. 밤 : 광합성 < 호흡 ( 산소 흡수, 이산화탄소 방출)

3) 식물의 호흡

1. 광합성과 반대되는 작용이다.

2. 일어나는 장소 : 모든 세포

3. 일어나는 시간 : 밤과 낮 항상

4. 기체의 출입 : 기공으로 산소 흡수, 이산화탄소 방출

4) 광합성과 호흡의 비교

 

 

광합성

호흡

시기

빛이 있는 동안만

항상

장소

엽록체

 

기체 교환

이산화탄소흡수, 산소방출

이산화탄소방출, 산소흡수

물질변화

무기물 → 유기물

유기물 → 무기물

에너지변화

에너지 저장

에너지 방출

 

 

 

뿌리털에서 흡수한 물은 잎에서 공기 중으로 수증기 상태로 증발하게 되는데, 이 작용을 증산 작용이라고 한다.

(1)물은 작물 생장에 필수적이다.

작물은 일반적으로 70-80% 정도의 물을 포함하고 있다.

물은 작물에서 다음과 같은 필수적인 기능을 한다.

①화학 반응의 용매

②유기물 및 무기물의 용질 이동

③작물 세포의 팽압 유지(팽압은 작물 세포의 신장, 작물 구조 및 잎의 전개를 촉진)

④효소 구조의 유지와 촉매 기능

⑤작물의 광합성, 가수 분해 과정 및 다른 화학 반응의 재료로 이용

⑥작물의 증산 작용

(2)수분이 이동하는 이유를 알아보자.

식물 세포의 원형질막은 반투막이다.

세포 바깥의 액체가 세포 내의 액체보다 염류 등 여러 가지 물질의 농도가 낮을 경우,

물 분자의 농도는 이와는 반대로 세포 바깥이 세포 안보다 높기 때문에,

세포 바깥의 수분이 반투성인 원형질막을 통하여 세포 속으로 확산해 들어가는데,

이것을 삼투압이라고 한다.

삼투에 의해서 세포의 물이 증가하면 세포의 크기를 증대시키려는 압력이 생기는데,

이것을 팽압이라고 하며, 식물의 유지를 가능하게 한다.

팽압에 의하여 세포막이 늘어나면 세포막의 탄력성에 의해서 다시 안으로 수축하려는 압력이 생기는데,

이것을 막압이라고 한다.

삼투압은 세포 안으로 물이 들어가는 압력이고,

막압은 세포 바깥으로 수분을 배출하는 압력이므로,

실제 흡수는 삼투압과 막압의 차이에 의해서 이루어지며,

이것을 흡수압 또는 확산압차라고 한다.

그런데 작물의 뿌리는 토양의 용액으로부터 물을 흡수하는데,

토양에 있는 물은 토양 입자가 토양 내의 물을 흡착하려는 힘만큼 작물에 의한 흡수를 저해하는 방향으로 작용한다.

또, 토양 용액 자체의 삼투압도 흡수를 저해하는 방향으로 작용한다.

(3)물은 뿌리에서 흡수되어 잎을 통하여 빠져 나간다.

물의 흡수는 뿌리의 표면에 접해 있는 토양 부분과 뿌리 내 수분의 압력 차이 때문에 일어 난다.

물은 토양으로부터 뿌리의 껍질, 껍질층,안껍질을 통하여 뿌리의 유관속 조직으로 들어가서 위로 상승하여 잎으로 흡수되며, 마지막으로 증산 작용에 의하여 대기 중으로 날아간다.

(4)물이 식물체를 통하여 대기로 이동하는 것을 증산이라고 한다.

토양에 있는 물이 대기로 직접 이동하는 것을 증발이라고 하며,

작물체 내를 통하여 대기로 증발하는 것을 증산이라고 한다.

증발과 증산은 그 의미가 다르지만 모두 대기의 증발 요구량에 의해 결정되며,

증발과 증산을 합하여 증발산량이라고 한다.

(5)증산 작용은 잎의 기공을 통하여 일어난다.

기공은 작물의 공기 이동과 수분 증산 등의 통로이다.

잎의 표피에 기공이 발달해 있으며,

기공이 열리고 닫히는 정도는 기공 양쪽에 있는 공변 세포의 팽압 변화에 의하여 일어난다.

공변 세포가 팽만 상태에 있을 때는 열리고.

팽압을 잃으면 닫히게 된다.

기공이 열리고 닫히는 정도는 각종 환경 조건에 의해 영향을 받는다.

특히, 빛의 세기와 잎이 물을 얼마나 가지고 있느냐에 따라 크게 좌우된다.

일반적으로,

기공은 해가 뜬 후에 열리고 저녁에 해가 지면 닫힌다.

증산 작용은 대부분이 잎의 기공을 통하여 이루어지므로 기공이 열리고 닫히는 정도가 증산 작용에 크게 영향을 끼친다.

따라서,

하루 중 기공의 열리고 닫히는 변화는 증산 작용의 변화와 일치한다.

(6)증산 작용은 환경 조건과 내부 조건에 영향을 받는다.

증발에 영향을 주는 외계 조건은 모두 증산 작용에 영향을 준다.

증산 작용은 작물의 한 생리 작용으로서 작물의 내부 조건에 의하여 영향을 받고,

여러가지 환경 조건은 작물에서 일어나는 여러 가지 생리적 반응에 영향을 주어 간접적으로 증산 작용에 영향을 준다.

따라서,

환경 조건이 증산 작용에 주는 영향은 대단히 복잡하다.

그리고 빛의 세기는 증산 작용에 영향을 주는데,

잎의 온도를 높이고, 기공의 열리고 닫히는 정도에 영향을 끼친다.

기공에 빛이 쬐면 열리고, 빛이 없으면 닫히기 때문에 빛의 세기에 따른 증산 작용의 영향은 크다.

대기가 건조하면 증발이나 증산이 촉진된다.

대기의 건조 정도를 표시하는것이 상대 습도이며,

이것은 공기가 가지고 있는 일정한 수증기량을 포화 수증기량에 대한 비율로 나타낸 것이다.

그러나 증발이나 증산에 직접 관계하는 것은 공기가 현재 얼마만큼의 수증기를 가지고 있느냐 보다는 앞으로 수증기를 어느 정도 더 가질 수 있느냐 하는 것이다.

기온이 상승하면 증산 작용은 촉진되고 기온이 떨어지면 떨어진다.

즉, 온도는 공기의 습도에 영향을 주므로 간접적으로 증산 작용에 영향을 끼친다.

또한, 온도는 직접 작물에 영향을 주어 그 작물의 온도에 영향을 끼치고, 이에 따라서 증산 작용에도 영향을 끼친다.

증산 작용에 의하여 작물에서 방출된 수증기가 잎 가까이 머무르게 되면 잎의 수증기압과 대기의 수증기압과의 차가 적어지므로 증산 작용을 저하시키게 된다.

바람이 불면 잎에서 나오는 수증기를 운반하여 잎 가까이 수증기가 모이지 못하게 된다.

따라서 바람이 불면 일반적으로 증산 작용이 왕성해진다.

(7)건물 1g을 생산하는 데 소모되는 물의 양을 요수량이라고 한다.

작물의 건물 1g을 생산하는 데 소비된 물의 양을 요수량이라고 한다.

그리고 건물 1g을 생산하는 데 소비되는 증산량을 증산 계수라고 하는데,

수분 소비량의 거의 전부 증산량이므로 요수량이나 증산 계수는 동의어로 사용되고 있다.

일정량의 수분을 증산하여 축적된 건물량을 증산 능률이라고 하는데,

이는 요수량이나 증산 계수와는 반대 되는 개념이다.

요수량은 일정 기간 내의 물의 소비량과 건물 생산량을 측정하여 계산한다.

그러나 이것은 작물이 물을 이용하는 정도를 나타내는 것이며,물의 절대 소비량을 나타내는 것은 아니다.

대체로 요수량이 적은 작물은 물이 부족한 땅에서 비교적 잘 자란다.

요수량이 큰 작물은 물주기를 잘 해 주어야 좋은 생육을 꾀할 수 있다.

요수량은 작물의 종류에 따라 다르며, 수수,기장,옥수수 등은 적고, 앨팰퍼, 클로버 등은 크다.