식물은 어떻게 살고 자라나는가?

세포 안의 엽록체

녹색식물은 세포 안의 엽록체에서 태양 에너지를 이용하여 광합성을 하고 광합성 작용으로 생성된 산물을 생체 에너지의 연료로 사용한다.

엽록소a(파란색 선)와 엽록소b(빨간색 선)의 흡수 스펙트럼

 

빛의 파장 사용

대체로 파장이 450nm인 파란색과 650nm인 빨간색에서 많은 빛을 흡수한다.

녹색은 거의 사용하지 않고 반사하거나 투과하기 때문에 잎의 색깔이 녹색을 뜨는 것이다.

광합성은 식물의 잎에서 일어나는데 잎의 단면을 보았을 때 앞면은 책상조직이 발달해 있고, 뒷면은 해면조직이 발달해 있다.

대부분의 식물은 잎의 앞면에 있는 색상조직이 햇빛을 많이 받는 곳이므로 광합성을 위해 엽록체의 밀도가 높다.

파와 같은 잎이 기둥 모양인 식물은 잎의 앞뒤가 따로 없어 단면을 봐도 책상조직과 해면조직의 구분이 없다.

식물이 광합성을 하면 탄수화물인 포도당이 생성되고 그 화학반응식은 다음과 같다.

 

광합성에 영향을 미치는 요소

광합성에 영향을 미치는 요소로는 빛(파장의 세기), 이산화탄소의 농도, 온도 3가지이다.

이산화탄소는 포도당의 탄소를 제공한다.

물의 수고는 포도당을 만드는데 사용되며 산소는 밖으로 배출된다.

 

주요 원소와 보조원소

식물이 필요로 하는 주요 원소로는 탄소, 산소, 수소, 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 황, 철 10개 원소이다.

추가로 염소, 붕소, 망간, 아연, 구리, 몰리브덴이 포함되어 16개 원소로도 구분된다.

식물은 어떻게 주요한 원소를 섭취하는 것인가?

대부분 물, 기체, 이온의 형태로 흡수한다.

탄소는 잎의 기공을 통해 이산화탄소에서 흡수하고 수소는 물에서, 산소는 이산화탄소와 물에서 흡수한다.

황은 황산이온으로 질소는 질산이온이나 암모늄이론으로 인은 인산이온으로 흡수한다.

이와 같이 식무의 영양분은 대부분 이온의 형태로 흡수되고 있다. 

따라서 식물에게 유기질 비료를 주든 무기질 비료를 주든 간단한 분자의 이온화된 상태가 되어야 흡수가 가능하다.

 

식물 뿌리의 기능

뿌리는 물과 양분의 흡수, 생산한 물질의 보관, 식물의 지지라는 3가지 기능을 한다.

물과 양분의 흡수는 뿌리털에서 이루어진다. 뿌리털은 아주 연약하고 일정 기간 동안 물과 양분을 흡수하는 일을 하다가 뿌리가 자라면서 죽어 떨어져 나가고 뿌리 끝쪽에서 새로운 뿌리털이 다시 자라난다. 뿌리는 확산에 의해 물과 영양을 흡수한다.

물과 산소는 세포막을 통과하여 뿌리 조직으로 침투한다.뿌리에서 가장 주의해야 하는 것은 사고 부족과 탈수이다.

산소 부족은 뿌리를 질식사하게 하며 탈수는 뿌리를 말라 죽게 한다. 따라서 항상 공기와 물이 공존하는 곳에 뿌리를 위치시켜야 한다. 토양이나 배지 속의 습기를 머그은 공기가 뿌리에게 아주 좋은 환경이다. 건강한 뿌리는 전체적으로 흰색에 가까우며 성장하면서 약간 노르스름한 색으로 변하기도 한다.