12. 식물의 호흡

1. 식물의 호흡

빛을 이용해 식물이 영양분을 만드는 과정을 광합성이라고 하였다. 광합성은 다시 말해 돈을 저축하는 과정에 비유할 수 있다. 그렇다면, 돈을 쓰는 경우는 무엇인가? 그것은 바로 '호흡'이라고 불리는 과정이다.

즉, 호흡이란 광합성의 역반응이라고 볼 수 있다. 포도당과 산소를 소모하여, 이산화탄소와 물을 만드는 과정이다.

호흡을 확인하는 것 역시 간단한 실험을 통해 진행할 수가 있다.

식물 호흡의 실험 - 출처: 비상교육

석회수가 든 관을 준비하고, 이에 다른 관을 연결한다. 하나의 관에는 시금치를 두고, 다른 관은 빈 병으로 둔다.
시간이 지난 후 석회수의 변화를 관찰하면 어떤 변화가 일어날까. 시금치를 둔 병은 석회수가 뿌옇게 흐려졌는데, 반대편의 빈 병의 석회수는 색이 변하지 않았다. 이와 같은 사실을 통해 우리는 다음을 알 수 있다.

1) 석회수가 뿌옇게 흐려지는 이유는 이산화탄소 때문이다.
2) 시금치가 든 병만 색이 변했다는 사실은, 시금치가 이산화탄소를 생성했다고 볼 수 있다.

광합성과 호흡 사이의 관계에 대해서 이야기해 보자. 광합성은 빛이 있는 조건에서 일어난다. 즉 낮에 일어난다는 것이다.

반면 호흡은 '살아있는 한' 일어나게 된다. 낮이든 밤이든 일어난다는 말이다. 그렇다면, 낮에는 어떤 것이 더 우세한가? 정답은 바로 광합성이다. 낮에는 광합성량이 강하기 때문에 호흡보다 광합성이 우세하게 일어나고, 이에 따라 산소와 포도당이 만들어진다. 반면, 밤에는 호흡만 일어나므로 (정확히는 호흡이 우세하므로) 물과 이산화탄소가 만들어지게 된다. 우리는 이것을 '기체 교환'이라고 부른다.

낮과 밤의 기체 교환 - 출처: 비상교육

다음의 그림처럼 말이다. 낮과 밤에 이산화탄소와 산소의 방향이 반대이므로, 각각의 시간 동안 기체의 교환이 이루어진다는 것이다.

 

2. 광합성으로 만든 양분의 이용

마지막으로 광합성으로 만든 양분의 이용에 대해서 이야기해 보자. 낮에는 광합성이 활발하게 일어나, 이에 따른 포도당들이 생성된다. 그런데 이러한 포도당은 물에 잘 녹기 때문에, 식물들은 물에 잘 녹지 않는 형태인 녹말로 바꾸어서 저장하게 된다. 그리고 이러한 녹말은 엽록체에 저장되며, 밤중에 이동하게 되는데, 이 과정에서 이동의 편리성을 위해 설탕으로 바뀌어 이동하게 된다. 사탕수수의 경우 이러한 설탕이 많이 발달된 것으로, 맛이 달게 되는 것이다.

이러한 양분들은 호흡에 사용되며, 남은 것들을 저장하는데, 그 저장 방식은 식물마다 다양하다.

큰 예로 감자와 고구마 등은 녹말로, 포도나 양파 등은 포도당으로, 사탕수수는 설탕으로, 콩은 단백질, 땅콩이나 깨 등의 견과류는 지방의 형태로 저장하게 된다.

Edited. 21.09.10