활동소개 : 간단하고 확실한 뿌리의 지지기능 실험하기
식물 뿌리의 생김새와 하는 일에 대해서 배울 때 늘 양파 뿌리를 가지고 흡수 기능 실험을 많이 해왔습니다. 뿌리의 하는 일로서 흡수 뿐만 아니라 지지와 저장이라는 중요한 기능이 있습니다. 식물 뿌리를 관찰하고 어떻게 하면 지지가 잘 되는 뿌리 모양이 될 수 있을지 생각해본다면 우리의 생활에서 뿌리의 모형이 굉장히 많이 응용될 수 있다는 점을 생각해볼 수 있습니다. 예를 들어 전신주나 가로등과 같은 긴 막대가 잘 뽑히거나 흔들리지 않게 어떻게 땅에 고정되어 있을까요? 뿌리 모형을 만들어보며 식물이 어떻게 잘 뽑히거나 흔들리지 않고 살아가는지 생각해보고, 우리 생활에 응용할 수 있는 점도 생각해 봅시다.
식물이 좋아지는 식물책
우리들은 종종 식물들이 하루 종일 꼼짝 않고 가만히 서 있기만 하는 재미없는 생명이라고 생각할 때가 있다. 이 책을 쓴 식물분류학자 김진옥은 큰 오해라고 강조한다. 그렇다면 실제 식물들은 우리가 안 보는 사이 어떻게 지낼까?
어쩌면 식물은 동물보다 더 끊임없이 움직이는 생물이라 할 수 있다. 동물이 물을 먹는 것과 마찬가지로 식물은 뿌리에서 물을 흡수하며, 동물이 먹이를 먹는 것과 마찬가지로 식물은 햇빛을 받아 광합성을 한다. 하지만 동물이 필요할 때만 움직이는 것과는 다르게 식물은 끊임없이 활동을 한다. 다만 우리 눈에는 그저 가만히 서 있는 것으로 보일 뿐이다.
활동1 : 식물을 길러본 경험이 있나요? 식물을 길러본 나의 경험을 친구들과 이야기 나눠봅시다.
어떤 식물을 언제 길러보았나요? 만약 길러본 경험이 없다면, 어떤 식물을 키우고 싶은지 써 봅시다.
활동2 : 식물은 지구에 어떤 영향을 주며 살아갈까요? 어느 날 갑자기 식물이 사라진다면 지구는 어떻게 될까요?
활동3 : 식물 뿌리 모형 만들기
활동준비물
이쑤시개 여러 개 (20개 이상)
12mm 빨대
만드는 방법(동영상)
만드는 방법(사진)
① 이쑤시개를 정해진 개수(예: 20개)만 사용해서 흙에서 잘 뽑히지 않는 뿌리 모형을 만들어 봅시다.
② 손에 찔리지 않도록 주의하며 이쑤시개를 끼웁니다.
③ 처음과 다른 방향(수직 방향 등)으로 이쑤시개를 끼워봅니다.
④ 식물의 뿌리 모양을 떠올리며 이쑤시개를 여러 방향으로 끼워 봅니다.
⑤ 같은 방법으로 다양한 방향으로 이쑤시개를 끼웁니다.
⑥ 뿌리 모형 완성!
⑦ 내가 관찰한 뿌리 모양을 생각하며 다양한 뿌리 모형을 만들어 봅니다.(1)
⑦ 내가 관찰한 뿌리 모양을 생각하며 다양한 뿌리 모형을 만들어 봅니다.(2)
⑧ 내가 만든 뿌리모형을 흙 속에 넣고 뿌리의 지지기능을 실험해 봅니다.(1)
⑧ 내가 만든 뿌리모형을 흙 속에 넣고 뿌리의 지지기능을 실험해 봅니다.(2)
과학상식 : 뿌리의 생김새와 하는 일
■ 뿌리의 생김새
땅속의 뿌리도 잎이나 줄기처럼 점점 자랍니다. 뿌리의 성장은 뿌리 끝에 있는 생장점에서 이루어지는데 생장점은 ‘뿌리골무’라는 죽은 세포로 둘러싸여 보호받고 있습니다. 뿌리는 표피로 둘러싸여 있으며 이 표피의 일부가 밖으로 길게 자란 것이 뿌리털입니다. 뿌리털은 흙 속에 녹아 있는 물과 양분을 빨아들이는 일을 합니다. 표피 안쪽에는 뿌리에서 빨아들인 물과 양분이 올라가는 통로인 ‘물관’과 잎에서 만든 양분이 내려오는 통로인 ‘체관’이 있습니다. 이러한 물관과 체관은 줄기와 연결되어 있습니다.
뿌리의 종단면 (출처 : 에듀넷)
■ 뿌리가 하는 일
예로부터 내려오는 말 중에 ‘뿌리 깊은 나무는 바람에 흔들리지 않는다’라는 것이 있습니다. 이 말에서 알 수 있듯이 뿌리는 식물이 몸을 지탱할 수 있도록 단단히 받쳐 주는 역할을 하는데 이것을 뿌리의 ‘지지 작용’이라고 합니다. 우산이 뒤집히고 간판이 넘어갈 만큼 강한 바람이 불어도, 풀과 나무들이 잘 뽑히지 않는 것은 바로 뿌리 덕분이랍니다. 우리가 물 없이 살 수 없듯이 식물들도 물이 없으면 살아갈 수 없습니다. 이렇게 중요한 물을 땅으로부터 식물의 몸 안으로 빨아들이는 것을 뿌리의 ‘흡수 작용’이라고 합니다.
뿌리가 물을 흡수하는 원리는 삼투압 현상으로 설명할 수 있습니다. 식물체를 이루고 있는 막들은 거의 모두가 반투과성 막으로 되어 있습니다. 식물이 뿌리에서 물을 흡수할 때 뿌리털과 흙 속의 물을 비교하면 흙 속의 물은 저농도이고 뿌리털 속은 상대적으로 고농도입니다. 농도 평형을 이루기 위해 흙 속에 있는 저농도의 수분이 고농도의 뿌리털 속으로 세포막을 통해 스며들게 됩니다. 뿌리는 이러한 흡수 작용을 통해 물뿐만 아니라 물속에 있는 양분도 함께 흡수합니다.
삼투 현상에 의한 물의 흡수 (출처: 에듀넷)