개념 한 쪽
대기와 토양공기는 작물의 광합성·호흡·뿌리활동에 직·간접적으로 영향을 준다. 기체 구성과 습도, 오염물질의 종류에 따라 작물 생리와 피해 양상이 달라지므로 핵심 원리를 정확히 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 |
|---|---|---|
| 대기 오염물과 증상 연결 | 1 | 특정 대기오염물이 유발하는 잎 피해 형태를 연결하기 |
| 습지성 식물 뿌리 구조 | 1 | 벼 뿌리의 통기조직이 어느 조직에서 형성되는지 묻기 |
| 고습의 생리 영향 판단 | 1 | 공중습도 증가가 증산·기공·광합성에 미치는 연쇄 효과를 설명하기 |
대기 중 이산화탄소는 식물의 광합성 원료로 작용하므로 농도 증가는 광합성을 촉진하는 경향이 있다. 다만 대기 중 CO2는 미량 기체이므로 일반적으로 수백 ppm 수준의 범주에 속한다는 사실을 기억해야 한다. 시설재배에서는 이 값을 인위적으로 높여 생장을 촉진하기도 한다는 개념을 숙지한다.
토양공기는 대기와 달리 뿌리와 미생물의 호흡으로 산소가 소비되고 이산화탄소가 생성되므로 산소 농도는 낮고 이산화탄소 농도는 높아지는 특성을 가진다. 토양 내 이산화탄소의 과다 증가는 물에 녹아 탄산을 형성하여 토양을 산성화시킬 수 있고, 이로 인해 일부 무기염류의 가용성이 변하여 뿌리의 영양 흡수가 저해될 수 있다.
공중습도가 높으면 식물은 증산을 억제하기 위해 기공을 닫는 경향이 있으며, 이로 인해 이산화탄소의 유입이 줄어들어 광합성이 감퇴한다. 즉, 증산↓ → 기공폐쇄 → CO2 흡수↓ → 광합성↓의 흐름을 원인과 결과 순으로 이해해야 한다.
대기오염물질은 각기 다른 표적 조직 및 증상을 유발한다. 아황산가스는 농작물 잎에서 백화나 괴사를 유발하는 대표적 유해 가스이며, PAN은 잎 뒷면에 광택화·은회색·청동색의 변색을 일으키는 특징적 피해를 준다. 피해 증상과 오염물질을 연결하는 사고방식을 갖추면 식별에 유리하다.
습지성 식물인 벼는 통기조직을 발달시켜 물속에서도 뿌리에 산소를 공급한다. 이 파생통기조직은 주로 피층에서 형성되어 공기의 통로를 제공하므로, 구조적 적응과 기능의 연결을 기억해야 한다.
대기 CO2 농도와 관련된 문제는 'CO2는 광합성 촉진자이나 과다 시 독해 우려가 있으므로 적정 범위가 존재한다'는 논리를 묻는 유형으로 출제된다. 예컨대 시설 내부에서 CO2를 적정 범위까지 올려 광합성을 촉진한다는 선지는 옳을 수 있으나, 과다 증가는 바람직하지 않다는 점을 함께 고려해야 한다.
토양공기 관련 문제는 '토양은 호흡에 의해 O2가 소모되고 CO2가 생성된다'는 기본 원리를 바탕으로 산성화나 영양소 흡수 저해를 묻는 문항이 출제된다. 오답 선지는 산소와 이산화탄소의 농도 변화 방향을 뒤바꾸는 경우가 많으므로 방향성을 확인하는 것이 핵심이다.
공중습도 및 오염물 관련 문제는 증상·기작을 연결하는 것을 요구한다. 예컨대 고습이 증산을 억제해 광합성이 떨어지는 흐름을 묻거나, 특정 오염물질이 유발하는 잎의 변색 특성을 묻는 선지를 고르는 방식이 자주 등장한다.
대기오염 중 농작물에 가장 대표적인 유해 가스는?
정답 ② · 농작물에 피해를 주는 대표적인 대기오염 유해가스를 묻는 문제이다. 아황산가스(아황산가스, 이산화황)는 화석연료 연소 시 다량 배출되는 대표적 대기오염 물질로, 작물 잎에 침입하여 엽록체를 파괴하고 잎막 사이의 백화 현상을 일으키며 심하면 괴사에 이르게 한다.
아황산가스는 대기 오염 농작물 피해의 가장 대표적 유해 가스로, 잎의 백화 현상을 유발한다.
벼 뿌리의 파생통기조직이 형성되는 곳은 ?
정답 ① · 이 문제는 벼 뿌리에서 파생통기조직이 형성되는 조직을 묻는다. 벼와 같은 습지성 식물은 지상부에서 뿌리로 산소를 공급하기 위해 뿌리의 피층 세포가 파괴되거나 벽이 늘어나면서 빈 공간인 파생통기조직이 발달한다.
벼와 같이 습지성 식물의 뿌리에는 산소 공급을 위한 통기조직이 형성되는데, 이는 주로 피층 세포에서 파생되어 형성된다.
공중습도가 높으면 어떤 현상이 일어나겠는가?
정답 ② · 공중습도가 높을 때 나타나는 현상을 묻는 문제이다. 공중습도가 높으면 잎과 대기 사이의 수분 농도 차가 줄어들어 증산작용이 억제된다.
공중습도가 높으면 증산작용이 저해되어 기공이 폐쇄되고, 이로 인해 이산화탄소 흡수가 줄어 광합성이 감퇴된다.
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