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나뭇잎을 들여다 보면 그물처럼 잎맥이 형성돼 있다. 이것은 물과 양분의 이동로인 물관과 체관이다. 엽록소를 제거해 아름다운 잎맥을 만들어 보자. 또 잎에서 정말 광합성이 일어나는지도 확인해보자.

뜨거운 여름 잎들이 무성한 나무 그늘 아래에서 잠시 쉬면서 재충전의 기회를 가져보면 어떨까. 무기력해지기 쉬운 계절, 오히려 더욱 푸르러지는 나뭇잎들을 보면 의욕이 솟을 것이다.

잎 속에는 물과 영양분이 이동하는 통로인 잎맥이 있다. 잎맥은 물관과 체관으로 구성돼 있다. 물관으로는 물과 무기양분이 이동하고 체관으로는 영양분이 이동한다. 물에 붉은 잉크를 풀고 뿌리를 담가두면 잎 속에 붉게 변하는 곳이 생기는데, 이곳이 물관이다. 그러나 물관과 체관은 매우 작기 때문에 맨눈으로 쉽게 구별되지 않는다.

잎 속에는 엽록체가 있다. 이곳에서는 물과 이산화탄소(잎의 기공을 통해 흡수)를 원료로 태양 빛을 받아 광합성을 함으로써 포도당(녹말)을 만들어낸다. 그리고 만들어진 포도당은 체관을 통해 식물의 각 부분으로 옮겨진다.

지금부터 표본을 만들어 물관과 체관이 지나가는 잎맥을 직접 살펴보자. 그리고 광합성을 통해 만들어진 녹말을 확인해 보자.

실험1 아름다운 잎맥 만들기

왜 그럴까?

식물의 잎맥 표본을 보면 잎맥을 정확하게 구별할 수 있다. 식물의 잎은 크게 그물맥과 나란히맥으로 나눌 수 있다. 그물맥은 잎맥이 그물처럼 잎 전체에 퍼져있는 것으로서 쌍떡잎 식물에서 나타난다. 나란히맥은 잎맥이 나란하게 배열돼 있어 외떡잎 식물에서 나타나는 특징이다.

실험2 녹말이 부리는 조화

왜 그럴까?

요오드용액에 넣으면 햇빛을 받은 부분이 차차 청남색으로 변한다. 이로써 잎 속에 녹말이 들어있다는 것을 알 수 있다. 광합성을 위해서는 빛이 필요하고, 광합성의 결과 녹말이 만들어진다는 것을 알 수 있는 실험이다.
광합성을 식으로 나타내면 다음과 같다.

물(12H₂O) ＋ 이산화탄소(6CO₂)
빛 ↓ (엽록체)
녹말(${C}_{6}$${H}_{12}$${O}_{6}$)＋산소(6O₂)＋물(6H₂O)
 

광합성으로 만든 에너지는 어디에 쓰나

생명체들이 살기 위해서는 호흡을 해야 한다. 즉 산소를 마시고 이산화탄소를 내놓는 것이 호흡이다. 우리는 숨을 몇분만 멈추더라도 생명을 잃는다. 생명을 잃는 다는 것은 생명체를 구성하는 가장 기본 단위인 세포가 죽는 것을 말한다. 세포가 살기위해서는 산소와 음식물이 필요하다. 그렇다면 살기 위해서 산소와 함께 왜 음식물이 필요한지 양초를 연소시키는 과정을 살펴보면서 생각해 보자.
 

양초에서는 손을 가까이 하면 화상을 입을 정도로 뜨거운 열이 발생한다. 우리 몸의 세포에서도 이러한 과정이 일어난다. 즉 세포 속에서는 산소와 영양분(연료)를 공급받아서 이산화탄소와 물이 생기고, 가장 중요한 물질인 열이 발생한다. 이러한 과정 전체를 호흡이라고 한다. 호흡은 단지 산소와 이산화탄소의 교환만을 의미하지는 않는다. 열은 우리의 체온을 유지하고, 체내의 물질을 필요한 곳으로 이동시키고, 우리가 움직일 수 있도록 해주며, 그리고 생리작용을 조절하는 등에 필요한 에너지원이 된다.

그렇다면 우리 몸에서 열이 발생함에도 불구하고 우리 몸이 타버리지 않는 이유는 무엇일까? 그것은 한꺼번에 열이 급격하게 발생하는 양초와 달리, 우리 몸에서는 여러 단계를 거치면서 각 단계마다 극히 적은 양의 에너지가 발생하기 때문이다. 즉 세포 속으로 들어가는 영양분(연료)은 소화과정을 거치기 때문에 잘게 나뉘어지고, 작은 알겡이 하나가 탈 때는 조그만 열밖에 나오지 않는다. 1천원짜리 지폐를 가지고 필요할 때마다 여러가지 물건을 사기 위해 1백원짜리 동전 10개로 바꾼 것과 같다.

식물도 생명체이다. 그러므로 식물 세포가 살아가기 위해서는 에너지가 필요하다. 자신이 만든 녹말은 실제로는 자신이 살아가기 위한 연료가 된다. 남은 녹말을 소비자(동물)들에게 공급하는 것이라고 말할 수 있다. 오늘은 시원한 나무 그늘 아래에서 "우리의 피부에 엽록체를 이식한다면 먹지 않고도 살 수 있을텐데"라는 엉뚱한 상상을 해본다.