광합성이 잘 일어나는 조건은?

 

준비물 전정가위, 채집주머니, 핀셋, 탄산수소나트륨용액, 물, 1,000mL 비이커, 스탠드, 50cm 자, 시험관, 전기스탠드, 집게, 초시계, 물막이, 깔때기

 

실험방법

 

❶ 학교 연못 주변의 수생 식물을 줄기까지 채집한다.

▶ 물가 주변에 자라는 고마리를 실험 재료로 해보았지만 검정말과 같은 실험 결과를 얻지 못하였다.

 

❷ 비커에 상온의 물을 채운 후 1% 탄산수소나트륨 용액 5mL를 넣는다.

▶ 탄산수소나트륨은 물에 해리되어 이산화탄소가 나와 수생식물의 광합성 재료를 제공한다.

▶ 광합성에는 빛, 물, 이산화탄소가 필요하여 본 실험에서는 물과 이산화탄소는 통제변인으로 하고 빛의 세기를 변화시켜 광합성 정도를 확인해보는 실험이다.

 

❸ 비커 바닥에 동전을 놓고, 수생식물이 든 깔때기가 동전 위에 오도록 한다.

▶ 동전 위에 깔때기를 놓으면 검정말이 들어있는 깔때기 안쪽으로 물이 잘 이동 할 수 있다.

❹ 수생식물 한 줄기의 끝 부분을 물속에서 가위로 비스듬히 자른 후 자른 끝부분이 깔때기 윗부분으로 올라오도록 깔때기를 뒤집어 넣는다.

▶ 줄기가 위로 올라와야 줄기에서 빠져나오는 기포를 확인해볼 수 있고, 정해진 시간에 배출 되는 산소의 개수도 세기가 용이하다.

❺ 물이 가득 찬 시험관을 깔때기 끝에 거꾸로 세워 집게로 고정한다.

▶ 물이 가득 찬 시험관을 거꾸로 세우는 것이 어려운 과정인데, 물을 가득 채운 후 손바닥으 로 입구를 막고 최대한 깔때기 끝가지 가져간 후 세우면 물을 적게 흘린 상태에서 세울 수 있다.

▶ 뒤집어 놓은 시험관에 든 물의 높이는 깔때기보다 높아야 한다. 그렇게 해야 깔때기 끝으 로 올라오는 기포의 수를 셀 수 있다.

 

❻ 비커 옆에 50cm 자를 놓고 물막이(물을 채운 수조)를 세운다.

▶ 본 실험의 목적은 빛의 세기에 따른 광합성량에 관한 실험으로 온도가 통제되어야 한다. 전기스탠드에서 높은 열이 발생하여 수조 안의 물의 온도를 높여 온도가 실험에 영향을 미 치지 않도록 물이 든 수조를 세워 놓아 열을 흡수하고 빛만이 통과할 수 있도록 장치한 것이다.

▶ 스탠드 높이가 높은 경우 스탠드를 바닥을 눕혀서 실험할 수도 있는데 이때, 전구가 파손 되지 않도록 각별히 주의해야한다.

 

❼ 주위를 어둡게 한 후 비커에서 50cm 떨어진 곳에 전기스탠드를 놓고 스위치를 켠다. 약 1 분 동안 발생하는 기포의 수를 세어 기록하고, 40cm, 30cm, 20cm 간격으로 전기스탠드 를 이동시켜 발생하는 기포수를 관찰한다.

▶ 더 세밀한 관찰을 위해서는 5cm 간격으로 측정한다.

 

 

✤ 연못 생태계에서 관찰할 수 있는 수생식물에는 마름, 개구리자리, 고마리, 갈대, 미나리, 연꽃, 수련, 검정말 등이 있다. 본 실험에서는 마름, 개구리자리, 고마리, 미나리, 연꽃, 검정말을 재료로 빛의 세기에 따른 광합성량에 대해 실험을 진행하였다. 검정말은 교과서에 소개되어 있는 재료로 기포가 1분에 10개 이상씩 발생하여 실험이 잘 진행되었으나 다른 식물들은 기포 관찰에 어려움이 많았다.

고마리, 마름, 연꽃은 거의 기포 발생이 관찰되지 않았는데, 고마리는 수생식물이라기보다 물가에 자라는 식물이기 때문 물에 잠겨 진행되는 실험에 적합지 않았던 것 같다. 마름과 연꽃은 어린 개체를 실험재료로 사용했는데 줄기가 너무 얇아 진행되지 않은 것 같고, 줄기가 두꺼운 개구리자리와 미나리에서는 기포가 관찰되었다.