학문
식물은 낮과 밤에 어떻게 호흡과 광합성을 하나요?
안녕하세요 .
식물은 낮에는 빛을 받아서 광합성과 호흡을 동시에 한다고 알고 있습니다. 그렇다면 빛이 전혀 없는 밤에는 오직 호흡만 하면서 산소를 흡수하고 이산화탄소를 배출하는지 궁금합니다.
감사합니다.
2개의 답변이 있어요!
결론부터 말씀드리면 만일 빛이 전혀 없는 밤이라면 식물은 광합성을 멈추고 오직 호흡만 합니다. 그래서 사람처럼 산소를 흡수하고 이산화탄소를 배출하는 것이 맞습니다.
식물은 낮 동안 빛을 받아 산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하는 광합성과 호흡을 동시에 합니다. 이때는 광합성 양이 호흡량보다 훨씬 많아서 겉보기에는 산소만 내뿜는 것처럼 보입니다.
하지만 밤이 되어 빛이 약해지면 광합성이 멈추게 됩니다. 반면 생명을 유지하는 호흡은 24시간 내내 지속되어야 하므로, 밤에는 사람처럼 산소를 흡수하고 이산화탄소를 배출하게 됩니다.
안녕하세요. 이중철 전문가입니다.
먼저, 질문 내용은 소싯적 학창시절에서 생물/생명과학 시간에 배우는 세포 호흡과 광합성, 그리고 기체 교환의 원리를 바탕으로 설명할 수 있는데요. 이를 바탕으로 식물이 낮과 밤에 어떻게 숨을 쉬고 에너지를 만드는지 차근차근 설명해 드리겠습니다.
1. [빛이 없는 밤] 호흡을 위주로 수행합니다
질문하신 내용이 정확히 맞습니다.
식물도 동물과 마찬가지로 살아있는 생명체이기 때문에 생명을 유지하기 위해 24시간 내내 숨을 쉬어야 하거든요.
빛이 전혀 없는 밤이 되면 일반적인 식물은 광합성을 완전히 멈추고 호흡을 위주로 하게 되는데요. 이때 식물은 주변의 산소를 흡수하고, 유기물(양분)을 분해하여 에너지를 만든 뒤, 그 결과물로 이산화탄소를 밖으로 배출합니다.
간혹 밤에 식물과 같은 방에서 자면 산소가 부족해지지 않을까 걱정하는 경우가 있는데요. 실제로는 걱정과 달리 식물이 밤에 배출하는 이산화탄소와 흡수하는 산소의 양은 인간이나 반려동물에 비해 매우 적은 편이기 때문에 실내 공기 건강에 큰 영향을 주지는 않습니다.
2. [빛이 풍부한 낮] 광합성과 호흡을 동시에 합니다
낮에는 빛이 있기 때문에 식물의 잎에 있는 엽록체에서 광합성이 활발하게 일어나는데요. 동시에 생명 유지를 위한 세포 호흡도 쉬지 않고 계속 진행됩니다.
즉, 낮에는 아래와 같이 두 가지 작용이 동시에 일어납니다.
1) 광합성:
빛 에너지 + 이산화탄소 + 물 -> 유기물(영양분) + 산소 생성
2) 호흡:
유기물(영양분) + 산소 -> 에너지 + 이산화탄소 + 물 생성
참고로, 이 두 작용은 서로 반대되는 과정인데요.
낮에는 보통 호흡량보다 광합성량이 훨씬 더 많기 때문에, 겉으로 보기에는 식물이 이산화탄소를 흡수하고 산소를 내뿜는 것처럼 보이게 되는 것이랍니다. 호흡으로 만든 이산화탄소를 광합성에 곧바로 재사용하고도 모자라서 외부의 이산화탄소를 더 많이 빨아들이고, 광합성으로 만든 풍부한 산소를 밖으로 방출하는 것이지요.
3. [외관상 기체 교환] 하루 동안의 기체 교환 정리
식물이 낮과 밤, 그리고 아침과 저녁에 주변 환경과 기체를 주고받는 모습은 크게 아래와 같이 세 가지 상태로 나눌 수 있답니다.
1) [낮] 빛이 강할 때:
광합성량이 호흡량보다 훨씬 많습니다.
따라서, 식물은 외부에서 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출합니다.
2) [밤] 빛이 없을 때:
광합성은 멈추고 호흡만 합니다.
따라서, 식물은 외부에서 산소를 흡수하고 이산화탄소를 방출합니다.
3) [아침과 저녁] 빛이 약할 때:
빛의 세기가 애매한 부근에서는 식물의 광합성량과 호흡량이 정확하게 일치하는 순간이 생깁니다. 이때를 과학 용어로 보상점이라고 부르는데요. 호흡으로 발생한 이산화탄소가 양적으로 모두 광합성에 사용되고, 광합성으로 나온 산소가 모두 호흡에 쓰이기 때문에, 겉으로 보기에는 식물이 기체 교환을 전혀 하지 않는 것처럼 보인답니다.
정리하자면,
식물은 밤낮을 가리지 않고 삶을 유지하기 위해 산소를 마시고 이산화탄소를 뱉는 호흡을 하지만, 낮에는 빛을 이용해 그보다 훨씬 더 많은 양의 산소를 만들어내어 지구의 대기를 정화해 주는 고마운 역할을 하고 있답니다.
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