식물의 호흡량 측정 실험 보고서 (고찰)

 

1. 실험 목적

식물의 호흡량을 이산화탄소의 생성량을 통해 측정하는 방법을 알고, 온도 조건에 따라 호흡량이 어떻게 달라지는 Q10값을 구해 확인한다.

 

2. 실험 이론

(1) 식물의 호흡

(2) 식물의 호흡량 측정

(3) Q10 값

 

3. 실험 방법

(1)  1일차 실험

1. 발아된 콩 2개의 무게를 재고, 기록한다.

2. 물로 적신 거즈에 콩을 싼 다음 실로 묶는다.

3. 4개의 50ml 튜브에 각각 0.1M NaOH 15ml를 넣은 후, 콩이 들어있는 거즈를 매달고 뚜껑을 닫아 고정한다.

4. 50ml 튜브 입구를 파라필름으로 밀봉하고 호일로 감싼다.

(3, 4단계에서 콩이 NaOH에 닿지 않게 조심한다.)

5. 각 온도 별로 호흡병을 배치하고, 24시간 동안 둔다.

 

(2)  2일차 실험

1. 24시간 후, 콩을 제거하고 뚜껑을 재빨리 닫는다.

2. 비커에 0.1M BaCl2 5ml를 넣고, 콩을 제거한 호흡병의 NaOH 5ml를 넣는다.

3. 1% 페놀프탈레인 용액 100ul를 넣고 잘 섞는다.

4. 혼합액에 0.1M HCl을 100ul씩 떨어뜨리면서 잘 섞어준다.

5. 붉은색이 완전히 없어질 때까지 첨가한 HCl의 부피를 기록한다.

 

4. 고찰

 이번 실험은 식물의 호흡으로 식물 세포가 산소 호흡을 하는 과정을 이해해 중화 적정으로 식물의 호흡량을 측정하는 실험이다. 식물 세포는 기공을 통해 기체교환을 하고 광합성을 통해 만들어진 포도당을 산화하는 산소 호흡을 한다. 이 때, 식물의 호흡에서 이산화탄소가 나오는 것을 알고, 빛을 차단한 하여 광합성을 억제시킨 후에 식물 세포의 호흡량을 측정하는 실험이다.

 식물 세포의 호흡으로 생성된 CO2를 NaOH와 반응시켜 ‘NaOH + CO2 → NaHCO3, NaOH + NaHCO3 → Na2CO3 + H2O’를 반응하고, BaCl2를 통해 NaOH를 다시 제거해 Cl로 중화 적정을 한다. 

(결과값 생략)

 따라서 온도에 따라 호흡을 가장 많이 한 식물 세포는 35℃었고, 가장 호흡을 못 한 식물 세포는 4℃였다. 따라서 4~37℃에서 식물 세포의 온도가 높을수록 호흡을 많이 했다.

 이번 실험에서 Q10은 호흡할 때의 호흡횟수가 온도의 변화에 따라 변하는 정도로 'Q10 = (R2 / R1)^ [10 / (T2-T1)]'으로 나타낸다. 

(Q10 결과값 생략)

 이번 실험으로 식물 세포의 호흡량을 구해 온도에 따른 완두콩 mg당 생성된 CO2의 무게, Q10값을 구했다. 식물을 효과적으로 자라게 하기 위한 조건으로 온도를 높여주어 세포 호흡을 촉진시킬 수 있다. 또한, 식물 세포에게 빛을 차단시키지 않았다면, 광합성이 세포 호흡보다 우세하게 일어나 오히려 CO2가 부족했을 것이다. 이는 광합성을 하지 않는 동물이 어떻게 세포 호흡만으로 살 수 있는지 알 수 있다. 이번 실험을 통해 온도, 습도, 빛 등 다양한 변수에 따라 광합성과 세포 호흡의 조절로 어떻게 작물을 효과적으로 재배하는 조건을 찾는 실험에 응용할 수 있을 것이다. 

(실험 원리 내용 추가 필요, Q10값을 이용한 실험 추가 제언, Q10외에도 호흡량을 비교할 수 있는 값 추가 제언 등등 고찰에 서술)