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중학교 2학년 (13-14세)

광합성과 호흡

Photosynthesis & Respiration

식물은 빛에너지를 써서 이산화탄소와 물로 포도당과 산소를 만드는데, 이것을 광합성이라고 해요. 광합성은 엽록체에서 일어나고, 빛이 강할수록 빨라지다가 어느 세기를 넘으면 더 빨라지지 않아요. 세포 호흡은 거꾸로 포도당과 산소를 써서 생활에 필요한 에너지를 꺼내는 과정이에요. 빛 세기를 올리면 잎에서 나오는 산소와 포도당이 늘다가 70%부터는 그대로이고, 아래 그림에서는 두 반응을 나란히 놓고 비교해요.

식물은 양분을 스스로 만든다

🌿 광합성의 재료와 산물
①재료는 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)이다
②반응에 쓰는 에너지는 햇빛에서 얻는다
③반응은 잎 세포 속 엽록체에서 일어난다
④만들어지는 것은 포도당(양분)과 산소(O₂)이다

잎 속에서 일어나는 광합성

60%
💡 빛을 세게 하면
①왼쪽에서 CO₂와 H₂O가 들어가고, 오른쪽으로 O₂와 포도당이 나온다
②빛이 셀수록 엽록체가 밝아지고 나가는 화살표도 진해진다
③이 그림에서는 빛 세기 70%에서 광합성 속도가 100%에 이르고, 빛을 더 세게 해도 오르지 않는다. 이 빛의 세기를 광포화점이라고 한다
④빛을 0으로 내리면 광합성 속도도 0이 된다

광합성 화학 반응식

광합성 반응식
6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
이산화탄소 + 물 → (빛에너지) → 포도당 + 산소
광합성에 필요한 조건
빛 + 엽록체 + CO₂ + H₂O
넷 중 하나라도 모자라면 광합성 속도가 떨어진다

광합성과 세포 호흡 비교

세포 호흡 반응식
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 에너지
포도당 + 산소 → 이산화탄소 + 물 + 생활에 쓰는 에너지(ATP)
💡 두 반응은 방향이 반대다
①광합성은 빛에너지를 포도당 속 화학 에너지로 저장한다
②호흡은 포도당의 화학 에너지를 꺼내 생활에 쓴다
③광합성은 빛이 있을 때만, 호흡은 밤낮없이 일어난다
④두 반응식을 나란히 놓으면 재료와 산물이 서로 자리를 바꾼다

정리

광합성 핵심 공식
6CO₂ + 6H₂O + 빛에너지 → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
일어나는 곳: 엽록체 | 일어나는 때: 빛이 있을 때(낮)
🎯 시험 포인트
①광합성은 엽록체에서 일어나고, 빛은 엽록소가 흡수한다
②광합성에는 빛, 물, 이산화탄소가 필요하다
③호흡은 살아 있는 모든 세포의 미토콘드리아에서 일어난다
④낮에 광합성량이 호흡량보다 많으면 식물은 산소를 내보낸다
⑤밤처럼 호흡만 일어나면 이산화탄소를 내보낸다

예제와 단원평가

예제 1
광합성의 재료와 산물은 무엇이고, 반응식으로는 어떻게 쓰는가?
1
광합성은 빛에너지를 써서 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)을 재료로 삼는다.
2
엽록체에서 포도당(C₆H₁₂O₆)과 산소(O₂)가 만들어지므로 반응식은 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂이다.
▸ 재료 = CO₂ + H₂O, 산물 = 포도당 + O₂ / 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
광합성은 빛에너지를 포도당 속 화학 에너지로 바꿔 저장하는 과정이다.
예제 2
광합성과 세포 호흡은 어떤 점에서 정반대이고, 낮과 밤에 식물이 내보내는 기체는 어떻게 달라지는가?
1
광합성은 엽록체에서 CO₂+H₂O→포도당+O₂로, 세포 호흡은 미토콘드리아에서 포도당+O₂→CO₂+H₂O로 진행해 서로 역반응이다.
2
낮에는 광합성량이 호흡량보다 많아 O₂를 내보내고, 밤에는 광합성이 멈추고 호흡만 일어나 CO₂를 내보낸다.
▸ 두 반응식은 서로 역방향 / 낮 = O₂ 방출(광합성>호흡), 밤 = CO₂ 방출(호흡만)
식물도 24시간 호흡하고, 광합성은 빛이 있는 낮에만 한다.
단원평가 유형
광합성과 세포 호흡에 대한 설명으로 옳은 것은?
①광합성은 미토콘드리아에서 일어난다
②광합성의 재료는 포도당과 산소이다
③세포 호흡은 포도당을 분해해 생활 에너지를 얻는다
④식물은 밤에는 호흡을 하지 않는다
⑤광합성과 호흡의 반응식은 같은 방향이다
▸ ③ 세포 호흡은 포도당을 분해해 생활 에너지를 얻는다
1
광합성은 엽록체에서 일어나고(①X), 광합성의 재료는 CO₂와 물이며 포도당·산소는 산물이다(②X).
2
식물도 밤낮으로 호흡하며(④X), 광합성과 호흡의 반응식은 서로 역방향이다(⑤X). 세포 호흡은 포도당을 분해해 에너지를 얻는다(③O).
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