초등학교 과학 백합의 물 이동 실험 및 단원 지도시 교사가 알아야 할 내용 정리

목차

< 들어가면서 >
1장. 교과서 활동
1. 목표 확인
2. 학습활동
2장. 모의 실험
1. 실험 설계
2. 가설 설정 및 실험
3. 실험시 주의점
3장. 교사가 알아야 할 내용(바탕 이론)
1. 토양에서 잎까지 물의 이동
2. 물이 식물을 통해 이동하는 방법
3. 물의 상승 원리
4. 관다발의 구성
4장. 오개념과 지도 방안

< 마치면서 >

본문내용

체 내의 물이 공기 중으로 빠져나감에 따라 세포는 물을 잃어 삼투압이 높아짐으로 강한 흡인력이 생겨 물관 속의 물이 당겨지는 것. 기공을 통하여 증산이 일어나면 잎의 세포는 부족한 물을 줄기의 물관으로부터 보충
물관은 뿌리에서 줄기를 거쳐 잎맥까지 연결되어 하나의 물기둥을 이루므로, 물은 뿌리로부터 흡수되어 잎까지 올라가게 됨. (증산 작용에 의해 잎에서 물을 흡수하는 힘은 무려 30 ～ 40 기압에 달하므로 높은 나무 꼭대기까지 물이 올라갈 수 있음)
기공
개폐
기공개폐 메카니즘은 광합성에 필요한 CO2를 흡입하기 위한 것. 하지만 이 때 수분은 확산되어 방출되는 증산작용이 일어남.
물 증산량 조절 - 공변세포의 팽압 ↑ → 기공 열림 → 증산
- 공변세포의 팽압 ↓ → 기공 닫힘 → 증산 안됨
< 그림 3-2 >
기공이 열리는 과정
빛의 세기 강해짐 → 공변세포의 광합성 증가 → CO2 감소 → pH 증가 → 포스포탈라아제 활성화 → 녹말이 당분으로 분해됨 → 주변세포에서 수분 흡수 → 공변 세포의 팽압 증가 → 기공 열림
기공이 열려 있을 때 → 공변세포의［K+］↑
닫혀있을 때 →공변세포의 ［K+］↓
증산 작용에 영향을 주는 것
빛의 세기: 빛의 세기가 강해지면 공변세포의 팽압이 높아져 기공이 열려 증산 작용이 잘 일어남.
온도 : 온도가 높을수록 증산작용이 잘 일어남.
바람 : 적당한 바람이 불면 기공 주변의 수증기가 바람에 날려 증산 작용이 잘 일어남.
습도 : 공기가 건조해질수록 증산 작용이 잘 일어남.
그 밖의 요소 : 잎 표면과 세포 내 공간 온도
모세관 현상
의미
식물의 줄기에는 물의 통로인 물관이 있는데 이것은 아주 가는 관으로 물이 관을 타고 오르게 하는 현상
특징
직경이 매우 작은 관을 물 위에 세우면 작은 관 속의 수면은 관 밖의 수면보다 높게 되며 관의 직경이 작을수록 이러한 모세관 현상은 두드러지게 나타난다
뿌리에서 흡수한 물은 물관을 통해 상승하는데, 이 물관 자체는 세포가 기둥처럼 연결된 매우 가느다란 관이다. 따라서, 물관에서 일어나는 모세관 현상도 물이 상승하는 데 일익을 담당
물관 속의 물기둥은 뿌리에서부터 잎까지 계속 연결되어 있는데, 이 물기둥 내에서 물분자끼리 서로 잡아당기는 힘(응집력)이 물이 상승하는 데 가장 큰 역할
물의 응집력
의미
물분자 사이에는 모든 방향에서 같은 크기로 서로 끌어 당기는 힘
특징
물의 수소결합에 의한 점성력은 물관이나 헛물관 같은 직경이 좁은 관에 있게 되면 응집력이 대단히 커짐
증산 작용과 모세혈관의 매커니즘을 제공
4. 관다발의 구성
물관
형성층 안쪽에 분포
뿌리에서 흡수한 물과 무기양분의 이동통로
죽은 세포로 되어 있고 세포벽이 두꺼움.
세포의 위아래가 세포벽이 없어 긴 대롱 모양
체관
형성층 바깥쪽에 분포
잎에서 광합성 결과 만들어진 유기 양분의 이동통로
살아있는 세포
세포의 위아래에 작은 구멍이 많이 뚫려 있는 체판이 있음.
형성층
물관부와 체관부 사이에 분포
☞ 세포 분열이 일어나 줄기가 굵어지게 한다.(부피생장)
쌍떡잎식물과 겉씨식물의 줄기에는 있으나 외떡잎식물의 줄기에는 없다.
< 그림 3-3 >
쌍떡잎식물과 외떡잎식물의 관다발 비교
< 그림 3-4 >
< 그림 3-5 >
구분
관다발의 배열
형성층의 유무
부피 생장
쌍떡잎 식물
규칙적 배열
있다
한다
외떡잎 식물
불규칙적 배열
없다
못한다
4장. 오개념과 지도 방안
오개념
지도방안
지도 후
꽃잎 중앙이 파래지고 가장자리로 퍼져나갈 것이다.
색소가 올라간 꽃잎에서 가장자리가 더 파랗다.
속(중앙) 꽃잎이 더 잘 염색될 것이다.
바깥쪽 꽃잎이 염색이 더 잘된다.
줄기의 중앙을 통해 물이 올라갈 것이다.
백합은 외떡잎식물로 물관이 줄기에 골고루 퍼져있지만 장미와 같은 목본류 식물은 목질부분 바깥쪽에 물관이 있다. 백합실험을 하다보면 자칫 식물 줄기의 한가운데로 물이 이동한다는 오개념을 가질 수도 있다. 따라서 장미와 같은 목본류 실험도 함께 다루어주어야 한다.
물관을 통해서 올라가며, 외떡잎과 쌍떡잎 식물의 경우 물관의 분포가 다르다.
물과 양분이 동시에 상승할 것이다.
물과 양분은 각각 물관과 체관을 통해서 이동한다.
뿌리가 있어야만 물이 올라갈 것이다.
우리의 실험을 해보면 알수도 있으며, 꽃꽂이 등을 생각해보게 한다.
뿌리가 없어도 줄기가 있으면 물을 흡수 할 수 있다.
잎은 단위 면적당 들어있는 잎맥의 수가 같으므로 물의 이동량은 잎의 어느 부분이나 같을 것이다.
잎맥이 많을수록 물이 더 많이 이동된다. 따라서 잎맥의 분포를 알아볼 수 있도록 잎맥의 선명이 나타나는 식물을 선택하여 종이를 대고 스크래치 해보게 한다.
잎의 가장자리에 잎맥이 많이 분포하므로 잎의 가장자리에 물의 이동량이 많다.
색소의 색깔과는 상관없이 물의 상승 속도는 같을 것이다.(색깔에 다른 분자량의 차이를 모른다.)
동일한 양의 색소를 사용하여(여기서는 한 스푼) 실험을 하면 올라가는 속도의 차이가 남을 알 수 있다. 또, 똑같은 크기의 풍선과 돌이라도 그 무게가 차이가 나는 것을 설명함으로서 같은 한 스푼이더라도 그 무게가 분자량 때문에 다름을 알게 할 수 있다.
색소의 색깔에 따라 분자량이 다르므로 비슷한 실험결과를 얻기 위해서 농도를 달리해서 실험을 한다.
< 마치면서 >
예비교사인 우리가 앞으로 어떻게 교과서를 분석하고, 수업 중 실험을 해나갈 수 있는지 여부를 알아볼 수 있는 시간이 되었다. 실제로 실험을 해보니 생각보다 변인을 통제하기 어려웠기 때문에 결과가 예상대로 나오지 않았다. 이런 점에 비추어 볼 때, 교사는 수업 전에 먼저 실험을 해보고 아동에게 가장 이상적인 실험을 유도할 수 있도록 해야한다. 그리고 오개념에 대해서도 여러 가지 생각을 해보았다. 이 과정을 거치면서 지도방안에 대한 우리의 생각이 아직 많이 부족함을 깨달았다. 따라서 학생의 실태를 분석하고 그에 알맞은 지도방안을 고민하는 시간이 필요할 것 같다.
참고 문헌
3학년 2학기 교과서, 실험 관찰, 교사용 지도서
David Jener Martin(1999), 초등과학교육, 시그마프레스
동아대백과사전
중학교 2학년 과학 교과서

키워드

백합,   물의 이동,   줄기,   근압,   증산작용,   관다발,   오개념,   교과서분석