<수업설명팁>
예전부터 비슷한 방법으로 광합성 과정을 설명하고 있었는데
얼마전 과학수석교사 모임에서 이진형수석님이 빵공장에 비유를 들어 광합성과정을 설명해 주셨다.
강희정 수석님 설명해 주신것에 내용을 보태서 이번 기회에 광합성 과정을 빵공장과 관련해서 정리해 보기로 하였다.
광합성이란
물+이산화탄소를 재료로 빛에너지를 이용하여 포도당과 부산물로 산소를 만들어 내는 과정이다.
이를 빵공장과 비유해서 설명해 보자
(광합성에서 빵공장과 같은 역할을 하는 것은 엽록체이다.)
빵공장에서 빵을 만들기 위해서는 재료가 필요하다. 다양한 재료가 필요하지만 기본적으로 밀가루와 반죽할 수 있는 물이 필요하다.
밀가루와 물을 이용해서 빵모양으로 밀가루 반죽을 해 놓았는데 이 상태로는 아무것도 할 수가 없다.
(광합성에서는 이산화탄소와 물이 필요하다.)
그 다음에 필요한 건 빵을 구워내야 한다. 구워 내려면 에너지가 필요하다. 전기오븐에 빵을 굽기 위해서 전기에너지가 필요하다.
(광합성에서는 포도당을 만들기 위해서 태양에너지가 필요하다.)
결과물로 빵이 만들어 졌다. 그런데 빵만 만들어진게 아니라 빵을 만드는 과정에 굴뚝으로 연기도 나간다.
(광항성 결과 원하는 포도당이 만들어 졌다. 그런데 포도당만 만들어진게 아니라 부산물로 산소도 만들어 진다.)
만들다 보니 배가 고파서 만들어진 빵을 먹었다. 그런데 먹다 보니 다 먹을수가 없다. 다음을 위해서 남은 빵을 보관해 보자. 낱개로 보관하려니 불편하다. 그래서 박스에 여러개를 넣어서 임시로 창고에 쌓아 두기로 했다.
(광합성 결과 만들어진 포도당은 잎에 포도당이 여러개 연결된 구조를 가지는 녹말로 임시로 저장이 된다.)
밤이 되어 공장 가동이 멈췄다. 빵이 들어있는 박스를 옮기기 좋게 작은 단위로 포장해서 빵들을 필요한 곳으로 옮겨서 소비자에게 낱개로 판매하면 된다.
(밤이 되면 잎에 보관되어 있던 녹말은 물에 잘 녹는 설탕 형태로 바뀌어 체관을 통해 필요한 곳으로 이동한다.)
빵 생산량에 영향을 미치는 요인은?
(광합성에 영향을 미치는 요인은?)
재료가 없으면 빵을 만들 수 없다. 재료를 공급해 주면 공급해 주는 만큼 빵을 만들 수 있다. 그렇다고 하루에 몇억개씩 만들 수 있다는 건 아니다. 공장이 하루동안 만들 수 있는 양에는 한계가 있다. 아무리 재료를 많이 준다고 해도 빵을 무한정 만들 수 있는 건 아니다. 하지만 충분히 재료를 공급한다면 빵공장에서 최대한 만들 수 있는 만큼의 빵을 만들 수 있다.
(광합성에서 이산화탄소의 양을 계속 늘려주면 광합성량도 따라서 증가하다가 어느 한계에 다다르면 더이상 증가하지 않는다.)
물도 재료인데 빵을 만드는데 물의 양과도 관계가 있지 않을까? 처음부터 공장을 만들때 물 공급이 잘 되는 곳에 공장을 만든다. 물이 공급되지 않으면 공장 자체를 가동할 수 없기 때문이다.
(광합성에서 영향을 미치는 요인중에 물은 언급하지 않는다. 물이 없으면 식물은 죽기 때문이다. 식물이 살아 있다는 것은 이미 충분한 물을 가지고 있는 것으로 보면 된다.)
빵을 굽기위해서 전기 오븐이 필요한데 그럼 전기에너지도 관계가 있을까? 공장안에 전기오븐을 몇백대를 가져다 논다 해도 전기에너지가 제대로 공급되지 않으면 소용이 없다. 만약 정전이 되면 공장은 가동할 수 없다. 따라서 공장을 최대한 가동하기 위해서는 전기에너지가 필요하다. 전기에너지가 적을때는 전기오븐을 1개만 작동할 수 있다. 전기에너지가 아무리 많이 공급되도 공장에 있는 전기오븐보다 더 많이 가동시킬수는 없다.
(광합성에서 태양에너지를 이용해서 포도당을 만든다. 만약 태양에너지가 공급되지 않는다면 정전이 된것과 마찬가지다. 따라서 태양에너지가 많으면 많을수록 광합성은 잘 일어난다. 그렇다고 무한정 광합성을 할 수 있는 건 아니므로 증가하다가 어느 한계에 다다르면 더이상 증가하지 않는다)
공장안의 온도를 적당하게 유지해 주어야 근로자들이 일을 잘 할 수 있다. 춥거나 더워도 일의 능률이 떨어진다. 공장안의 온도가 무지 춥거나 무지 뜨거워지면 기계가 얼어 붇거나 과열이 되어서 빵 만드는 일을 할수가 없다.
(광합성도 적당한 온도에서 광합성이 가장 잘일어난다. 너무 춥거나 더워지면 광합성이 잘 일어나지 않는다.)
스토리 텔링 식으로 설명하면서 생각하다 보면 광합성 과정을 쉽게 이해하게 할 수 있다.
자 빵공장 주인이 되어 빵을 잘 만들기 위한 방법들을 생각해 보자.
