개념 한 쪽
대기는 여러 기체가 섞여 작물 생육에 직접적 영향을 미친다. 주요 성분 비율과 대기오염물질의 특성, 바람과 광 조건이 식물 생리와 어떻게 연관되는지 이해해야 한다.
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출제기준 단원 「대기의 조성과 작물생육」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 오염물질의 식물 영향 판별 | 1 | 대기오염이 식물에 끼치는 영향 중 사실과 거리가 먼 설명을 가리기 |
| 산성비 원인 물질 구분 | 1 | 빗물의 산도를 낮추는(산성화시키는) 대기물질 여부 판정 |
| 아황산가스 저항성 작물 선택 | 1 | 아황산가스에 대한 저항성이 높은 작물을 고르기 |
건조 공기 중 질소(N2)는 부피 기준으로 약 78~79%를 차지하고 산소(O2)는 약 21%를 차지한다. 나머지 약 1%는 아르곤, 이산화탄소, 수증기 등으로 구성된다. 이 기본 성분 비율은 작물의 호흡과 광합성 환경을 파악하는 기초 상수로 사용한다.
이산화탄소(CO2)는 공기 중에 극히 적은 농도(약 0.03% 또는 300ppm 수준)로 존재하지만 식물에게는 중요한 광합성 원료이다. CO2 농도는 광합성 속도와 관련되며, 식물군에 따라 CO2 보상점이 달라진다. C4 식물은 CO2를 농축하는 메커니즘으로 광호흡이 적어 C3 식물보다 보상점이 낮다.
대기오염물질은 작물의 잎을 통해 내부로 흡수되어 광합성 저해, 잎 반점, 전반적 생육 저하를 초래한다. 오존은 질소산화물(NOx)과 휘발성 유기화합물(VOCs)이 자외선 아래 광화학 반응을 일으켜 생성되는 2차 오염물질이고, 이산화질소(NO2)는 오존 생성의 핵심 전구체에 해당한다. 아황산가스(SO2), 이산화질소(NO2), 염화수소(HCl) 등은 대기 중에서 물과 반응하여 산성비의 원인이 된다.
특정 유해가스에 대한 작물의 저항성은 종에 따라 다르다. 예컨대 아황산가스에 대해 오이와 같은 박과 작물은 상대적으로 저항성이 높고, 시금치나 담배는 민감하여 피해가 크다. 또한 미기후 요소인 연풍은 공기 순환을 돕고 이산화탄소 공급을 원활하게 하여 광합성을 촉진하고 수정과 결실을 돕는 한편 병해를 경감시키는 이점이 있다.
문제 유형 예시는 다음과 같다. 대기 중 이산화탄소 농도를 묻는 문제는 공기의 CO2 농도가 약 0.03%임을 묻는 방식으로 출제된다. 또한 오존 생성 원인을 묻는 문제는 'NOx와 VOCs의 광화학 반응'을 연결고리로 확인하면 정답을 찾을 수 있다. 아황산가스 피해에 대한 문제는 작물별 민감성(오이 저항, 시금치 민감)을 대조하여 해석하면 정답 도출이 수월하다.
대기오염물질이 식물생육에 미치는 영향으로 가장 거리가 먼 것은?
정답 ① · 문항은 대기오염물질이 식물생육에 미치는 영향 중 사실과 다른 설명을 찾는 문제이다. 대기오염물질은 주로 기공을 통해 식물체 내로 들어가 잎의 대사와 광합성을 방해하고 잎에 반점이나 괴사 등을 일으키며 전반적인 생육을 저하시킨다.
대기오염물질은 기공을 통해 흡수되어 잎 반점, 생육 저하 등을 유발하며, 뿌리 활력을 증대시키지 않고 오히려 저해합니다.
대기오염물질 중 빗물의 산도를 낮추지 않는 것은?
정답 ④ · 문항은 어떤 대기오염물질이 빗물의 산도를 낮추지 않는지를 묻고 있다. 산성비의 원인은 SO2, NOx, HCl 등 대기 중에서 산을 생성하는 기체들이며 이산화질소·아황산가스·염화수소는 강수를 산성화시킨다.
산성비(산성 강수)는 이산화황이나 이산화질소 등이 물과 반응하여 산성을 띠게 되므로, 중성 기체인 수소가스는 빗물의 산도에 영향을 주지 않는다.
연풍(軟風)의 이점이 아닌 것은?
정답 ① · 문항은 연풍(부드러운 바람)의 작물 생육상 이점이 아닌 것을 묻고 있다. 연풍은 식물 생리에서 광합성을 촉진하고 꽃가루 전달을 도와 수정·결실을 도우며 공기 순환을 통해 병원균 확산을 억제해 병해를 경감시키는 이점이 있다.
연풍은 광합성, 수정 결실 조장, 병해 경감에 이점이 있으나 수발아 조장은 이점이 아니다.
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