학문
억수로푸른우럭
나무는 산소를 어떻게 공급할까요???
나무는 산소를 어떻게 공급을 하고 어떻게 살아 숨쉬는지 궁금해요!
또 어떻게 웅장한나무가 나라날수 있는지도 궁금합니다
!!!!
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 김홍준 전문가입니다.
1. 산소 발생 및 가스 교환 메커니즘
나무가 산소를 공급하는 과정은 세포 내 엽록체에서 일어나는 광합성 작용에 기반합니다.
물의 광분해: 태양의 빛 에너지가 엽록소에 흡수되면 물(H₂O) 분자가 수소 이온, 전자, 그리고 산소(O₂)로 분해됩니다. 이때 생성된 산소가 기공을 통해 대기 중으로 방출되는 것이 산소 공급의 핵심 원리입니다.
기공을 통한 가스 교환: 잎 표면에 존재하는 미세한 구멍인 기공을 통해 이산화탄소(CO₂)를 흡수하고 산소를 내보냅니다. 나무는 밤낮으로 세포 호흡을 하며 산소를 소비하기도 하지만 낮 동안 광합성으로 생산하는 산소의 양이 호흡으로 소비하는 양보다 훨씬 많기 때문에 결과적으로 대기에 산소를 공급하게 됩니다.
2. 수직 성장 및 구조적 안정성
나무가 수십 미터 이상의 거대한 크기로 자라고 지탱할 수 있는 것은 고유의 세포 구조와 2차 생장 덕분입니다.
형성층의 활동: 줄기의 외피와 목질부 사이에 있는 형성층에서 끊임없이 세포 분열이 일어납니다. 안쪽으로는 물관부(목질부)를, 바깥쪽으로는 체관부를 형성하며 부피를 키웁니다.
리그닌화(Lignification): 식물 세포벽에 리그닌이라는 고분자 화합물이 축적되면서 세포벽이 매우 단단해집니다. 이 리그닌화된 목질 조직은 거대한 나무의 하중을 견디는 강력한 압축 강도를 제공하며 수분이 밖으로 새나가지 않게 하는 소수성 역할도 겸합니다.
3. 수분 수송 원리: 증산-응집력-장력설
중력을 거스르고 높은 곳까지 수분을 올리는 현상은 생물학적 펌프가 아닌 물리적 압력 차이에 의해 발생합니다.
증산 당김 힘: 잎의 기공에서 수분이 증발(증산 작용)하면 잎 내부의 수분 포텐셜이 낮아지면서 강력한 음압(마이너스 압력)이 발생합니다.
수소 결합에 의한 응집력: 물 분자들은 서로 잡아당기는 응집력과 물관 벽에 붙으려는 부착력이 매우 강합니다. 이 힘들이 결합하여 뿌리부터 잎까지 끊어지지 않는 거대한 물기둥을 형성합니다.
장력 전도: 잎에서 발생한 음압이 이 물기둥을 위로 끌어당기며 별도의 에너지 소모 없이도 수십 미터 높이까지 수분과 무기 영양분을 공급합니다.
채택된 답변나무는 광합성을 통해 에너지를 얻고 그 부산물로 산소를 공급하는 것입니다.
좀 더 자세히 말씀드리면 나무는 잎의 엽록체에서 햇빛을 에너지 삼아 이산화탄소와 물을 재료로 하여 포도당을 합성하고 그 부산물로 산소를 배출하게 됩니다.
그리고 사람처럼 산소를 마시고 이산화탄소를 뱉는 호흡도 함께 하는데 낮에는 광합성에 배출될 이산화탄소를 모두 사용하기에 산소 배출이 많고, 밤에는 배출되는 산소가 적어 호흡으로 발생하는 이산화탄소를 배출하게 됩니다.
그리고 나무가 거대하게 자랄 수 있는 비결은 줄기 끝 생장점의 세포 분열 덕분입니다.
또한, 형성층이 옆으로 굵어지는데, 그 과정에서 나이테가 만들어지며 몸을 지탱하게 됩니다.
안녕하세요. 김창희 박사입니다.
나무의 잎에는 기공이라는 구멍이 있습니다.
보통 뒷면에 있는데요.
이 기공을 통해서 공기중의 산소를 흡수하고, 이산화탄소를 배출하기도 합니다.
공기중의 수분도 흡수하기도 합니다.
대부분의 식물에게는 기공이 있으며,
기공을 통해서 모든 것이 이루어 집니다.
마치, 사람의 입과 같습니다.
감사합니다.
안녕하세요.
나무가 산소를 공급하는 가장 핵심적인 과정은 광합성입니다. 사실 나무가 산소를 공급하는 것이 주된 목적은 아니며, 인간과 같은 동물과는 달리 나무와 같은 식물의 경우 스스로 양분을 합성해야하기 때문에 당을 합성하는 과정에서 부산물로서 산소가 발생합니다. 나무의 잎에는 엽록체라는 세포 소기관이 들어 있고, 그 안의 엽록소가 햇빛 에너지를 흡수합니다. 이 에너지를 이용해 공기 중의 이산화탄소와 뿌리를 통해 흡수한 물을 화학 반응으로 전환하여 포도당을 만들고, 그 부산물로 산소를 방출합니다. 이때 생성된 산소는 잎 표면에 분포한 기공을 통해 공기 중으로 확산되어 나가게 되는 것이며, 우리가 숨 쉬는 산소의 상당 부분은 이런 식물들의 광합성 활동 덕분에 유지되고 있습니다.
나무는 폐가 없기 때문에 호흡을 하지 않는 것처럼 보이지만, 실제로는 세포 호흡이라는 이화작용을 수행 합니다. 나무 역시 자신이 만든 포도당을 산소와 함께 분해하여 에너지를 얻는데, 이 과정에서 이산화탄소가 다시 만들어집니다. 이 가스 교환은 주로 잎의 기공, 줄기의 피목, 뿌리 표면을 통해 매우 느리지만 지속적으로 이루어집니다. 즉, 낮에는 광합성으로 산소를 순생산하고, 밤낮을 가리지 않고 세포 호흡을 통해 에너지를 얻으며 살아 있는 생물로서 기능하는 것입니다. 감사합니다.
나무는 광합성 과정을 통해 이산화탄소와 물을 흡수하고 빛에너지를 이용하여 유기물과 산소를 만들어내며 이 과정에서 생성된 산소를 기공을 통해 외부로 배출합니다. 식물은 잎에 있는 기공을 통해 기체를 교환하며 낮에는 광합성을 통해 산소를 내뿜고 밤에는 호흡을 통해 산소를 흡수하고 이산화탄소를 내보내며 생명 활동을 유지합니다. 웅장한 크기로 자라날 수 있는 이유는 형성층이라는 조직에서 끊임없이 세포 분열을 일으켜 줄기를 굵게 만들고 뿌리를 통해 흡수한 물과 영양분을 도관과 체관으로 운반하며 구조적 안정성을 확보하기 때문입니다.