검정말을 이용한 광합성 산물 녹말 확인 실험

광합성은 식물이 빛에너지를 이용하여 이산화탄소와 물을 반응물(원료)로 양분인 포도당과 산소를 산물(생성물)로 만드는 것을 말합니다. 아래와 같이 화학반응식으로 나타낼 수가 있죠.

 

이산화탄소 + 물 + (빛에너지) → 포도당 + 산소

 

참고로 아래의 내용을 보면 좀 더 이해를 깊게 할 수가 있습니다.

 

2023.11.10 - [과학] - 광합성 세포호흡 산화환원 산화수로 설명

광합성 세포호흡 산화환원 산화수로 설명

 

여기서 광합성의 산물로 포도당이 형성되는데, 포도당은 물에 잘 녹는 수용성 물질로 우리가 흔히 이야기하는 혈당이라는 것이 혈액 속에 있는 포도당의 양을 말하는 것입니다. 따라서 포도당이 광합성의 결과로 계속 식물의 체내에 쌓이게 되면 포도당 농도가 높아지면서 삼투에 의해 세포 안으로 물이 계속 들어오게 되겠죠. 따라서, 식물은 광합성으로 만들어진 양분인 포도당을 물에 잘 녹지 않는 녹말로 전환시켜서 엽록체에 저장을 하게 됩니다. 그리고, 이 광합성의 산물인 녹말을 확인하는 실험은 아래와 같이 진행할 수 있습니다.

 

광합성에 산물인 녹말 확인 실험

1. 아래와 같이 시험관 두 개에 물을 담고, 검정말을 넣습니다. 참고로, 검정말은 우리가 흔히 볼 수 있는 수초의 종류로 생각을 하면 됩니다.

 

검정말

 

그런 다음 햇빛이 잘 비치는 곳에 3시간 정도 놓아두고, 우선 (가) 시험관에서 검정말의 잎을 살짝 떼어내어 현미경으로 관찰을 해봅니다. 잎의 세포 안에 초록색 알갱이 형태로 엽록체를 볼 수가 있을 것입니다.

 

두 개의 시험관에 물과 검정말을 넣고, 하나는 어둠상자에 넣는다.

 

2. 이제 두 시험관에서 검정말을 꺼내어 에탄올이 들어 있는 시험관에 넣고 물중탕을 합니다. 엽록체 속에 있는 엽록소를 제거하여 탈색하는 과정인데, 뒤에 나올 아이오딘-아이오딘화 칼륨 용액을 떨어뜨렸을 때 엽록체의 색깔이 어떻게 변화되는지를 잘 관찰하기 위해서입니다. 그냥 실험을 진행하면 엽록체의 색상인 초록색과 아이오딘-아이오딘화 칼륨 용액으로 녹말을 검출하였을 때의 색인 청람색이 쉽게 구분되지 않을 수도 있으니까요.

 

참고로 아이오딘-아이오딘화 칼륨 용액은 녹말을 검출할 수 있는 용액으로 녹말과 반응을 하게 되면 청람색이 나타납니다.

 

이제 (가)와 (나)의 검정말이 탈색되었고, 잎을 떼어 여기에 아이오딘-아이오딘화 칼륨 용액을 떨어뜨립니다. 그리고, 현미경으로 관찰을 하면 결과가 아래와 같이 나타납니다.

 

• (가)에 있던 검정말 : 엽록체가 청람색으로 관찰됨.
• (나)에 있던 검정말 : 변화 없음. (청람색으로 변한 엽록체가 관찰되지 않음.)

 

그러면 우리는 이 실험에서 두 가지를 알 수가 있죠.

 

광합성은 식물 세포의 엽록체에서 일어나는데, 광합성을 하기 위해서는 빛이 필요하며 녹말이 생성된다는 것이 실험 결과에 대한 해석이 됩니다.