학문
빛의 세기에 따라 식물의 광합성 속도는 어떻게 변하나요?
식물의 광합성을 할 때 빛의 세기가 계속 증가하면 반응 속도에도 변화가 나타날 수 있나요? 이러한 관계가 어떤 조건들에 의해서 달라지는지 의견 부탁드립니다.
4개의 답변이 있어요!
빛의 세기가 증가하면 초기에 식물의 광합성 속도는 빛의 세기에 비례하여 빠르게 상승합니다.
하지만 빛이 특정 한계치인 광포화점에 도달하면 효소와 반응계가 최대 용량에 이르러 광합성 속도는 더 이상 증가하지 않고 일정하게 유지됩니다.
이 최대 속도는 빛 외의 환경 조건, 그 중에서도 이산화탄소 농도와 온도에 의해 크게 좌우됩니다.
그래서 이산화탄소 농도가 높을수록 광합성 한계치가 올라가며, 온도는 효소 활성이 최적인 30~35에서 광합성이 가장 잘 일어납니다. 반면 40도 이상의 고온에서는 효소가 변성되어 속도가 급격히 떨어집니다.
또한 양수와 음수 등 식물의 종류에 따라서도 광포화점과 최대 반응 속도가 다르게 나타납니다.
만일 강한 빛과 건조한 환경이 계속되면 식물은 수분 손실을 막기 위해 기공을 닫아 이산화탄소의 공급이 차단되므로 광합성이 오히려 떨어지기도 합니다.
결국 광합성 속도는 말씀하신 빛뿐만 아니라 이산화탄소, 온도, 수분 등 여러 요인이 복합적으로 작용하여 결정되는 것입니다.
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채택된 답변안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
빛의 세기가 증가하면 광합성 속도도 처음에는 증가하지만
일정한 광포화점에 도달하면 CO2 농도, 온도, 수분등이 제한요인이 되어서
더 이상 크게 중가하지 않으며, 지나치게 강한 빛은 광 저해로 오히려 속도를 낮출 수 있습니다.
감사합니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
빛이 약할 때는 세기가 증가할 수록 광합성 속도도 빨라지지만, 일정 수준에 도달하면 광포화로 증가포이 줄어듭니다. 너무 강한 빛은 광저해를 일으킬 수도 있습니다 .이 관계는 이산화탄소 농도, 온도, 수분 ,식물 종류에 따라 달라집니다.
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.
식물의 광합성 속도는 빛의 세기가 증가함에 따라 변하지만, 무한정 빨라지지 않고 특정 시점부터 한계점에 도달합니다.
1. 빛의 세기와 광합성 속도의 관계
1) 광상쇄점 이하: 빛이 너무 약하면 광합성으로 얻는 기체(이산화 탄소)보다 호흡으로 소비하는 기체가 더 많아 광합성 양이 호흡량에 미치지 못합니다.
2) 광상쇄점 (Compensation Point): 광합성량과 호흡량이 정확히 같아져 외부에서 볼 때 기체 교환이 '0'으로 보이는 빛의 세기입니다.
비례 구간: 광상쇄점을 지나 빛의 세기가 세질수록 광합성 속도는 일정 구간 동안 비례하게 증가합니다.
3) 광포화점 (Light Saturation Point): 빛의 세기가 일정 수준 이상으로 세지면 더 이상 광합성 속도가 증가하지 않고 일정하게 유지되는 지점입니다.
2. 관계를 변화시키는 주요 조건들
빛의 세기가 계속 강해져도 광합성 속도가 정체되는 이유는 다른 제한 요인(Limiting Factors)이 작용하기 때문입니다.
1) 이산화 탄소 농도
빛이 아무리 강해도 명반응 이후 암반응(캘빈 회로)에서 소모될 이산화탄소 공급이 부족하면 광합성 속도가 늘어나지 않습니다. 이산화탄소 농도를 높여주면 광포화점과 최대 광합성 속도 자체가 올라갑니다.
2) 온도
광합성의 암반응 과정에는 효소가 관여합니다.
적정 온도(보통 25~35도)에서는 온도가 상승할수록 효소 활성이 증가하여 최대 광합성 속도가 커집니다.
하지만 최적 온도를 초과(약 40도 이상)하면 효소가 변성되어 빛이 강하더라도 광합성 속도가 급격히 떨어집니다.
3) 양엽(햇빛잎)과 음엽(그늘잎)의 차이
양엽: 두껍고 울타리 조직이 발달하여 광상쇄점과 광포화점이 높습니다. 강한 빛을 잘 이용합니다.
음엽: 얇고 빛을 효율적으로 흡수하도록 되어 있어 광상쇄점과 광포화점이 낮습니다. 약한 빛에서 효율적이지만 강한 빛에서는 금방 한계에 도달합니다.