개념 한 쪽
재배환경에서 공기의 조성은 작물의 광합성과 생리활동에 직접적인 영향을 준다. 또한 대기오염물질은 잎을 통해 흡수되어 반점과 생육 저하를 일으키며, 일부 가스는 산성비를 유발해 토양과 식물에 악영향을 끼친다. 공기 관련 기본 상수와 오염 기작을 정확히 이해해야 문제를 빠르게 판단한다.
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출제기준 단원 「기타 공기와 관련된 사항」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 발육설의 설명 판단 | 1 | 상적발육설의 환경조건 필요성 여부를 가리기 |
| 오염물질의 작물 영향 | 1 | 대기오염이 식물 생육과 뿌리에 미치는 영향을 가림 |
| 산성비 원인 물질 판별 | 1 | 빗물의 산도를 낮추지 않는 기체를 찾아내기 |
대기 조성의 기본값을 기억하면 문제 해결이 쉬워진다. 건조 공기에서 질소(N2)는 약 78~79%를 차지하고, 산소(O2)는 약 21%를 차지한다. 이외의 기체는 소량으로 존재하며, 이산화탄소(CO2)는 약 0.03%(300ppm) 수준으로 매우 낮은 농도로 존재한다.
오존은 2차 오염물질로서 공기 중에서 직접 배출되는 것이 아니라 질소산화물(NOx)과 휘발성 유기화합물(VOCs)이 자외선 하에서 광화학 반응을 일으킬 때 생성된다는 점을 기억해야 한다. 특히 이산화질소(NO2)가 오존 생성의 핵심 전구체 역할을 한다.
산성비는 이산화황(SO2), 이산화질소(NO2) 및 염화수소(HCl) 등 대기오염물질이 공기 중 수분과 반응하여 황산, 질산, 염산 등을 생성하면서 빗물의 산도를 낮추는 현상이다. 중성 기체인 수소가스(H2)는 빗물의 산도에 영향을 주지 않으므로 산성비의 원인으로 보지 않는다.
대기오염물질은 주로 잎의 기공을 통해 식물체 내부로 들어가 작물에 피해를 준다. 흡수된 오염물질은 잎의 반점, 광합성 저하, 전체적인 생육 저해를 유발하며, 이로 인해 뿌리 활력도 감소한다. 일부 작물은 오염가스에 대한 내성이 다르므로 작물별 민감도를 알고 있으면 선지 소거에 유리하다.
작물별 내성의 예로 아황산가스(SO2)에 대해 오이 등 박과류는 비교적 저항성이 높은 편이고, 시금치나 담배 등은 민감 작물로 피해가 크다. CO2 보상점은 식물의 광합성 대 호흡 균형을 나타내며, C4 식물(예: 옥수수)은 CO2를 농축하는 기작으로 보상점이 C3 식물보다 현저히 낮다.
생리적·발달적 관점에서는 상적발육설처럼 발육 단계의 이행이 순차적이며 각 단계마다 온도나 일장과 같은 특정 환경조건이 필요하다는 점을 잊지 않아야 한다. 환경요인의 변화는 발육 단계 전환에 중요한 역할을 하므로 관련 문항에서 조건 필요 여부를 확인한다.
문제로 자주 출제되는 패턴을 예로 들면 다음과 같다. 오존 생성의 주된 원인으로 이산화질소를 선택하는 것은 옳다(오존=NOx+VOCs+자외선). 산성비 원인 물질 가운데 수소가스는 중성 기체로 영향이 없으므로 정답에서 제외한다. 대기오염이 식물에 미치는 영향에서 '뿌리 활력 증대'처럼 긍정적 효과를 주장하는 선지는 기본 원칙(오염물질은 생육 저해)을 바탕으로 곧바로 배제한다. 아황산가스에 강한 작물을 묻는 문제에서는 오이를 떠올리고, CO2 보상점 관련 문제에서는 C3/C4 구분을 통해 옥수수를 선택한다.
상적발육설에 관한 설명 중 틀린 것은?
정답 ④ · 문제는 상적발육설의 내용 중 옳고 그름을 판별하는 문제이다. 상적발육설은 발육을 순차적이고 질적인 재조정 과정으로 보고, 생애주기가 여러 단계로 구성되며 각 단계는 서로 연결되어 앞단계를 거쳐야 다음 단계로 이행된다고 한다.
발육상은 각 단계마다 특정한 환경조건(온도, 일장 등)이 필요하므로, 조건이 필요없다는 ④는 틀린 설명이다.
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.
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