05 호흡과 기체 출입

과학식물과 에너지중223쪽중2 과학 · 식물과 에너지

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이 자료는

중2 과학 「식물과 에너지」 시리즈의 다섯 번째 자료로, 식물의 호흡과 기체 출입을 다루는 학습지입니다. 표지의 '이 편에서 답할 질문' 네 가지가 그대로 네 유형입니다. 유형은 호흡은 어디서 언제 일어날까, 싹튼 콩 실험은 무엇을 확인할까, 광합성과 호흡은 어떻게 연결될까, 겉으로 보이는 기체 출입은 어떻게 정할까입니다.

유형마다 '대표문제 → 질문으로 이해하기 → 꼭 기억할 지식과 주의할 점 → 대표문제 풀이 → 적용 문제' 순서로 되어 있습니다. '식물의 호흡은 숨을 쉬는 동작일까?', '빛이 조금만 있어도 항상 산소를 내놓을까?'처럼 학생이 헷갈려 하는 질문 7개에 한줄답과 설명, '틀린 생각'과 '바른 문장'이 짝지어 붙어 있습니다. 온도계와 기체 채취관을 설치한 세 보온병, 주사기로 기체를 뽑아 새 석회수에 넣는 과정, 광합성과 호흡의 물질·에너지 연결, 빛의 세기에 따른 네 경우의 기체 출입과 막대 모형, 기체 출입 판단 순서도 그림이 들어 있습니다.

문제는 대표문제 4개, 적용 문제 11개, 통합 확인 2개로 모두 17문항입니다. 표의 빈칸 채우기, 실험 결과 해석, 틀린 설명 고쳐 쓰기 같은 서술형과 선택형 문항이 섞여 있습니다. 21쪽부터 모든 문항의 정답과 '왜?' 해설, 서술형 인정 범위, 문항마다 '다시 볼 유형'이 있습니다.

미리보기

실제 학습지의 일부입니다. 누르면 크게 볼 수 있습니다.

싹튼 콩 실험은 무엇을 확인할까 — 싹튼 콩·삶아서 식힌 콩·공기만 넣은 세 보온병의 온도·석회수 결과 표와 실험 장치 그림 · 5쪽

보온병 속 기체는 어떻게 검사할까 — 주사기로 같은 부피를 뽑아 새 석회수에 넣는 과정 그림 · 8쪽

빛 없음·아주 약한 빛·약한 빛·충분한 빛 — 잎의 산소·이산화 탄소 출입 화살표와 광합성량·호흡량 막대 모형 · 17쪽

핵심 정리 · 호흡과 기체 출입

학습지의 '질문으로 이해하기' 질문 가운데 핵심을 짧게 정리했습니다. 그림·표와 17문항은 PDF에 있습니다.

식물의 호흡은 숨을 쉬는 동작인가요?

아닙니다. 호흡은 세포에서 양분을 분해하여 생명 활동에 필요한 에너지를 얻는 과정입니다. 식으로는 '포도당 + 산소 → 이산화 탄소 + 물 + 에너지'로 나타냅니다. 기체가 드나드는 것만을 호흡의 뜻으로 쓰지 않습니다.

호흡으로 얻은 에너지는 어디에 쓰이나요?

식물도 자라고 몸을 유지하는 데 에너지가 필요합니다. 호흡으로 얻은 에너지는 생명 활동에 쓰이고 일부는 열로 빠져나갑니다. 호흡이 활발하고 열이 잘 빠져나가지 않으면 주변 온도가 올라갑니다.

엽록체가 없는 뿌리도 호흡하나요?

그렇습니다. 호흡은 엽록체가 아니라 주로 마이토콘드리아에서 일어납니다. 잎·줄기·뿌리·꽃·열매·씨 등 살아 있는 세포에서 낮과 밤 모두 호흡합니다. 기체는 잎의 기공과 줄기·뿌리 등의 겉을 통해 드나듭니다.

호흡 실험에 왜 싹튼 콩을 쓰나요?

싹트는 씨는 새 뿌리와 줄기를 만들며 활발하게 자라므로 에너지가 많이 필요합니다. 그래서 호흡이 활발한 싹튼 콩을 실험에 씁니다.

싹튼 콩 실험에서 삶은 콩과 공기만 든 병은 왜 함께 두나요?

삶은 콩은 세포가 죽어 호흡하지 않으므로 '콩은 있으나 호흡하지 않는 조건'이 되고, 공기만 든 병은 콩 없이도 생기는 변화를 확인하는 조건이 됩니다. 온도와 석회수의 변화가 호흡 외의 원인으로도 생기는지 확인하려는 것입니다. 삶은 콩은 충분히 식혀 처음 온도를 같게 해야 호흡에 의한 변화를 비교할 수 있습니다.

싹튼 콩 실험에서 같게 맞추어야 하는 조건은 무엇인가요?

두 병의 콩 질량과 세 병의 처음 온도, 둔 장소, 시간을 같게 합니다. 보온병은 열이 빠져나가는 것을 줄이고 마개는 기체와 열이 새는 것을 줄입니다. 기체를 검사할 때에도 뽑는 기체의 부피, 넣는 방법, 석회수의 양을 같게 합니다.

보온병 속 기체는 어떻게 검사하나요?

마개를 열지 않고 나중 온도를 읽은 뒤, 기체 채취관에 주사기를 연결하고 집게를 열어 같은 부피의 기체를 뽑습니다. 이것을 각각 같은 양의 새 석회수에 천천히 넣고 변화를 비교합니다. 석회수는 이산화 탄소와 만나면 뿌옇게 흐려지므로 이산화 탄소 검출에 이용하며, 흐린 정도로 이산화 탄소의 정확한 양을 계산하지는 않습니다.

광합성과 호흡은 서로 거꾸로 일어나는 과정인가요?

필요한 물질과 생성되는 물질의 관계는 서로 반대입니다. 광합성은 이산화 탄소와 물로 포도당과 산소를 만들고, 호흡은 포도당과 산소를 이용해 이산화 탄소와 물이 생깁니다. 그러나 장소·시간·에너지 변화가 다른 과정이며, 한 과정에서 생긴 물질은 다른 과정의 재료로 쓰일 수 있습니다.

광합성과 호흡은 장소·때·에너지가 어떻게 다른가요?

광합성은 엽록체에서 빛이 있을 때 일어나며 양분을 만들어 빛에너지를 양분에 저장합니다. 호흡은 주로 마이토콘드리아에서 낮과 밤에 일어나며 양분을 분해하여 에너지를 얻습니다. 빛에너지는 광합성으로 들어오고 호흡에서는 생명 활동에 쓰는 에너지와 열이 나옵니다.

겉으로 보이는 기체 출입은 무엇인가요?

광합성과 호흡으로 드나드는 양을 서로 뺀 뒤 바깥에서 관찰되는 출입으로, 같은 시간에 흡수한 양과 방출한 양의 차이입니다. 광합성량·호흡량은 같은 시간 동안 각 과정이 일어난 정도이며, 이용되거나 생기는 이산화 탄소 또는 산소의 양으로 비교합니다. 예를 들어 같은 시간에 광합성이 이산화 탄소 8단위를 흡수하고 호흡이 3단위를 방출하면 겉으로는 5단위 흡수입니다.

빛이 조금만 있어도 식물은 항상 산소를 내놓나요?

아닙니다. 광합성량이 호흡량보다 클 때만 겉으로 산소를 내놓습니다. 빛이 없을 때와 광합성량이 호흡량보다 작을 때는 겉으로 이산화 탄소를 방출하고 산소를 흡수하며, 두 양이 같으면 겉으로 기체 출입이 없습니다. 먼저 빛이 있는지 보고, 빛이 있으면 광합성량과 호흡량을 비교합니다.

겉으로 기체 출입이 없으면 광합성과 호흡이 멈춘 것인가요?

아닙니다. 두 양이 같아 기체 출입이 없어 보여도 두 과정은 계속 일어납니다. 겉으로 산소를 방출할 때에도 호흡은 일어나며, 광합성으로 만들어진 산소가 더 많은 것입니다. 빛의 세기에 따른 네 경우 모두 호흡합니다.

핵심 용어

호흡: 세포에서 양분을 분해하여 생명 활동에 필요한 에너지를 얻는 과정. 포도당 + 산소 → 이산화 탄소 + 물 + 에너지
마이토콘드리아: 세포 안에서 호흡이 일어나는 곳. '미토콘드리아'라고도 표기
광합성: 이산화 탄소와 물로 포도당과 산소를 만드는 과정. 빛에너지가 필요
엽록체: 세포 안에서 광합성이 일어나는 곳
기공: 잎에서 기체가 드나드는 곳
싹튼 콩: 활발하게 자라 에너지가 많이 필요하므로 호흡이 활발한 실험 대상
삶아서 식힌 콩: 삶아서 세포가 죽어 호흡하지 않는 비교 대상. 충분히 식혀 처음 온도를 같게 한다
보온병: 싹튼 콩 실험에서 열이 빠져나가는 것을 줄이는 용기
석회수: 이산화 탄소와 만나면 뿌옇게 흐려지는 용액. 이산화 탄소 검출에 이용
광합성량·호흡량: 같은 시간 동안 각 과정이 일어난 정도. 이용되거나 생기는 이산화 탄소 또는 산소의 양으로 비교
겉으로 보이는 기체 출입: 광합성과 호흡으로 드나드는 양을 서로 뺀 뒤 바깥에서 관찰되는 출입
단위: 양의 대소를 비교하기 위한 임의의 기준

다 풀고 나면

호흡의 뜻을 식으로 나타내고, 호흡이 일어나는 장소와 때를 말할 수 있다.
싹튼 콩 실험에서 온도 변화와 석회수의 변화가 알려 주는 사실을 설명할 수 있다.
삶아서 식힌 콩과 공기만 든 병을 함께 두는 까닭을 말하고, 같게 맞출 조건을 찾을 수 있다.
광합성과 호흡을 필요한 물질·만들어지는 물질·장소·때·에너지의 변화로 비교할 수 있다.
광합성량과 호흡량을 비교하여 겉으로 보이는 산소와 이산화 탄소의 출입을 판단할 수 있다.
겉으로 기체 출입이 없거나 산소를 방출할 때에도 호흡이 일어남을 설명할 수 있다.

이렇게 풀면 됩니다

1쪽 '이 편에서 답할 질문'에서 네 유형을 확인합니다. 유형마다 맨 앞의 대표문제를 먼저 풀어 봅니다.
'질문으로 이해하기'의 질문을 읽고 내 답을 말해 본 뒤 한줄답과 설명, 그림·표를 읽습니다. '틀린 생각'과 '바른 문장'을 견주어 보고, '꼭 기억할 지식과 주의할 점'과 대표문제 풀이의 '판단 과정'으로 내 풀이를 점검합니다.
유형마다 이어지는 적용 문제를 같은 방법으로 풉니다. 19~20쪽 통합 확인 2문항은 네 유형의 내용을 이어서 풉니다.
21쪽부터의 정답과 해설로 맞춰 봅니다. 서술형은 '인정 범위'에 적힌 필수 내용이 들어갔는지 확인하고, 틀린 문항은 '다시 볼 유형'으로 돌아가 다시 읽습니다.

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