흑백필름이용 광합성 사진만들기

 

흑백필름이용광합성사진만들기(탐구실험).hwp

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이천중학교 과학교육선도학교에서 재미있는 과학수업을 위해 2010년에 개발한 자료 입니다.

목적

 흑백필름을 나뭇잎에 붙이고 광합성을 시켜 광합성 결과물을 이용해 잎에 사진을 인화시킨다.

실험준비

 1. 관련단원 : 중학교 1학년 6단원 식물의 영양
 2. 준 비 물 : 흑백필름 또는 흑백필름이 인쇄된 OHP필름, 살아있는 식물잎, 스카치테이프, 알코올램프, 에탄올, 삼발이, 비이커, 샬레, 아이오딘-아이오딘화칼륨용액, 
 3. 구입방법 : 자체제작
 4. 소요경비 : 100원 정도



실험방법

 1. 흑백필름 또는 OHP 필름에 출력된 음영이 바뀐 사진을 준비한다.
 2. 준비된 흑백필름을 식물잎에 붙인다. 
   - 가능한 잎이 넓은 쌍떡잎식물에 붙인다.
 3. 하루에서 이틀 정도 그대로 둔다.
 4. 오후 3시경 흑백필름이 붙은 식물잎을 딴다.
 5. 실험실로 가져가 식물잎에서 흑백필름을 조심스럽게 제거한다.
 6. 식물잎을 에탄올에 넣고 엽록소가 제거될 때 까지 중탕한다.
   - 5분에서 10분 정도 중탕하면 잎이 거의 하얀색으로 바뀐다.
 7. 엽록소가 제거된 식물잎을 건저 샬레에 놓는다.
   - 물에 행군다음 놓아도 좋다.
 8. 식물잎에 아이오딘-아이오딘화칼륨 용액을 떨어뜨려 아이오딘 반응을 시킨다.
 9. 식물잎의 변화를 관찰한다.


수업시간 활용방법

 1. 흑백필름이 붙어있는 식물잎을 제시하고 하루동안 놓아두면 어떻게 될지 토의해 보게 합니다.
 2. 광합성 작용을 하려면 무엇이 필요하며 흑백필름을 붙여두면 햇빛은 어느 부분에만 도달하는지 토의해 보게 합니다.(광합성 작용을 하려면 햇빛이 필요하고 흑백필름을 붙여 두면 검은 곳에는 햇빛이 도달하지 않고, 하얀(투명한)부분에만 햇빛이 도달합니다.)
 3. 햇빛이 도달한 부분에서만 광합성이 일어난다는 것을 상기 시키고, 그렇다면 잎에 햇빛이 도달해 광합성이 일어난 부분은 어떻게 알아낼 수 있는지 토의 시킨다.(햇빛이 도달한 부분에서 광합성이 일어나면 포도당이 만들어지고 포도당은 바로 녹말로 저장되어 집니다. 따라서 녹말이 들어 있는 곳을 알아내면 됩니다.)
 4. 에탄올에 중탕을 시켜 엽록소를 제거하면 잎이 어떤 색으로 보일지 생각해 보게 합니다. (엽록소가 제거되면 식물잎은 녹색으로 보이지 않게 되므로 거의 하얀색으로 보이게 됩니다.)
 5. 엽록소가 제거된 하얀잎에서 광합성이 일어나 녹말이 저장되어 있는 장소를 알아내는 방법에 대해 토의시킵니다.(아이오딘 반응을 시키면 녹말이 있는 주변은 청남색으로 변하게 됩니다.)
 6. 아이오딘 반응 결과 잎에 사진이 왜 인화되었는지 생각해 보게 합니다. 


유의점

 1. 식물잎에 흑백필름을 하루전에 미리 붙여 놓는 게 좋다. 하루에 실험하려면 새벽에 해가 뜨기 전에 일찍 흑백필름을 붙인다.
 2. 햇빛이 강한 날 오후에 잎을 따서 사용한다. 그래야 광합성이 활발하게 일어나 원하는 결과를 얻을 수 있다.
 3. 흑백필름은 가능한 명암이 뚜렷한 필름을 사용하도록 한다. 
 4. 흑백필름에 글자가 있는 경우에는 좌우가 바뀌지 않도록 주의한다.
 5. 흑백필름을 식물잎에 붙일 때 가능한 최대한 밀착시켜 붙인다.
 6. 엽록소를 제거하고 나면 잎이 부서지기 쉬우니 펼 때 조심해서 펴도록 하고 가능한 알코올에 중탕할 때 식물 잎이 구겨지지 않도록 큰 비이커를 사용한다.


과학적 원리

 1. 광합성 : 녹색식물이 빛에너지를 이용하여 물과 이산화탄소를 원료로 포도당과 산소를 만드는 과정을 광합성이라 한다.
 2. 광합성이 일어나는 장소 : 잎 속의 엽록체(엽록체 속의 녹색 색소인 엽록소에서 빛에너지를 흡수) 하여 광합성이 일어난다.
 3. 광합성 결과 생성되는 양분의 이동과 저장
    대부분의 식물은 광합성을 통해 만들어지는 유기양분인 포도당을 녹말로 전환하여 저장하고 밤이 되면 포도당을 이당류로 분해하여 체관을 통해 이동시킨다.



창의적 문제 

 문 : 음영이 바뀐 흑백필름을 사용하는 이유는?
 답 : 흑백필름은 음영이 반대로 되어 있기 때문에 검은 머리 부분은 필름에서는 투명하게 되어 있으므로 햇빛이 잘 통과해 광합성이 일어나고 나중에 아이오딘 반응을 시킬 때 검은색으로 보이게 됩니다. 이런 원리로 사진이 현상됩니다.

 문 : 하루 전에 흑백필름을 붙이는 이유는?
 답 : 낮에 광합성을 통해 만들어 저장했던 녹말은 밤에 이당류로 바뀌어 체관을 통해 필요한 부분으로 이동하게 됩니다. 따라서 밤시간 동안 잎에 있던 녹말은 모두 사라지게 되므로 그 다음날은 햇빛이 비추는 곳에만 녹말이 만들어지게 됩니다.


응 용


1. 사진필름만들기 프로그램을 이용하여 자신의 사진을 흑백필름으로 만들어 실험해 볼 수 있다. 
2. 잎에 흑백필름대신 알루미늄테이프를 이용해 글자를 만들어 붙여도 같은 결과를 얻을 수 있다.


참고자료 및 출처

  - 사진필름만들기 프로그램

https://sciencelove.com/1509

사진 필름 만들기 프로그램 - 웹캠 필요

  - 광합성으로 사진만들기 동영상

https://sciencelove.com/943

광합성작용과 필름을 이용하여 식물 잎에 사진찍기

설계도 및 출력자료