이 실험 소개
이것은 고전적인 검정말 실험입니다. 램프를 가까이 옮기거나 탄산수소 나트륨을 넣거나 물을 데운 다음, 식물에서 나오는 산소 기포를 세어 보세요. 그래프에는 속도가 증가하다가 일정해지는 모습이 나타나므로, 학생들은 어느 시점에서든 제한 요인을 찾고 다른 요인을 더 늘려도 차이가 없는 이유를 확인할 수 있습니다.
학습 목표
- 산소 기포를 세어 광합성 속도 측정하기
- 빛의 세기, 이산화탄소, 온도가 속도에 미치는 영향 설명하기
- 속도 그래프의 모양으로 제한 요인 파악하기
- 고온에서 속도가 떨어지는 이유 설명하기
사용 방법
- 1램프를 20 cm에 놓고 ‘세기’를 눌러 1분 동안 측정하세요. 기포 수를 기록합니다.
- 2램프를 10, 30, 40, 60 cm로 옮기고 매번 기포 수를 다시 세세요.
- 3CO₂ 농도를 높이고 빛의 조건을 바꿔 가며 측정을 반복하세요. 그래프의 평탄부가 위로 올라가는 것을 살펴보세요.
- 4그래프를 온도로 전환해 최적 온도를 찾은 다음, 40 °C 이상에서 어떤 일이 일어나는지 확인하세요.
모델
가정
- 이것은 정성적인 교육용 모델입니다. 수치는 특정 식물에서 얻은 값이 아니라 경향을 보여 줍니다.
- 각 기포에는 같은 부피의 산소가 들어 있다고 가정합니다.
- 램프는 물을 가열하지 않습니다. 실제 실험에서는 이를 위해 열 차단막을 사용합니다.
수업에서 해 보기
- Q1램프를 10 cm에서 20 cm로 옮기면 왜 빛의 양이 4분의 1로 줄어들까요?
- Q2빛의 세기가 매우 높아지면 속도는 더 이상 증가하지 않습니다. 이제 어떤 요인이 제한 요인일까요?
- Q3식물은 여전히 살아 있는데도 램프가 멀리 있으면 기포가 생기지 않는 이유는 무엇일까요?
- Q4약 40 °C를 넘으면 속도가 급격히 떨어지는 이유는 무엇일까요?
자주 묻는 질문
제한 요인이란 무엇인가요?
가장 부족한 요인입니다. 그 요인을 늘리면 속도가 빨라지지만, 제한 요인이 바뀌기 전까지 다른 요인을 늘려도 효과가 없습니다.
물에 탄산수소 나트륨을 넣는 이유는 무엇인가요?
탄산수소 나트륨은 물에 녹아 이산화탄소를 방출하므로, 식물이 사용할 수 있는 CO₂의 양을 조절할 수 있습니다.
기포는 순수한 산소인가요?
대부분은 그렇지만, 물에는 질소와 이산화탄소도 일부 녹아 있습니다. 기포의 개수를 세는 것은 속도를 빠르게 비교하는 방법이지, 정확한 측정은 아닙니다.