식물의 모든 세포는 살아 있기 위해 에너지가 필요하다. 이 에너지를 얻기 위해 포도당을 산소와 반응시켜 분해한다 — 이것이 호흡이다. 호흡은 동물과 마찬가지로 식물의 미토콘드리아에서 일어난다.
그렇다면 광합성과 호흡은 어떻게 다를까? — 정반대 반응이다.
SECTION 01 · 도입
식물도 숨을 쉰다
"식물은 산소를 만들고, 동물은 산소를 마신다"라는 말은 절반만 맞다. 사실 식물도 호흡한다. 그것도 매 순간.
SECTION 02 · 비교
광합성 vs 호흡 — 정반대의 반응
🌱
PHOTOSYNTHESIS
광합성
CO₂ + H₂O → 포도당 + O₂
장소엽록체
시기낮 (빛 있을 때만)
에너지빛을 흡수
기체CO₂ ↓ · O₂ ↑
물질포도당 합성
🔥
RESPIRATION
호흡
포도당 + O₂ → CO₂ + H₂O
장소미토콘드리아
시기밤·낮 모두 (24시간)
에너지에너지 방출
기체O₂ ↓ · CO₂ ↑
물질포도당 분해
두 반응은 정확히 반대 방향이다. 광합성은 빛 에너지를 이용해 작은 분자(CO₂, H₂O)를 큰 분자(포도당)로 합성하며 에너지를 저장한다. 호흡은 그 포도당을 분해해 에너지를 꺼내 쓴다.
SECTION 03 · 낮과 밤
하루 동안의 기체 들고남
낮에는 광합성이 호흡보다 훨씬 활발해서 식물 전체로 보면 O₂를 내놓는 것처럼 보인다. 밤에는 광합성이 멈추므로 호흡만 일어나 CO₂만 내놓는다.
하루 동안 식물의 기체 출입
광합성 (낮에만)
호흡 (24시간)
외부에서 본 합계
위 그래프에서 보듯 호흡은 항상 일정한 속도로 일어나고, 광합성은 빛이 있는 낮에만 일어난다. 따라서:
· 한낮 → 광합성 > 호흡 → 외부에서 보면 O₂ 방출, CO₂ 흡수
· 새벽·저녁(약한 빛) → 광합성 = 호흡 → 기체 출입 없음 (보상점)
· 밤 → 광합성 = 0, 호흡만 → 외부에서 보면 CO₂ 방출, O₂ 흡수
그래서 침실에 식물을 두면 밤에는 우리와 마찬가지로 산소를 소비하는 경쟁자가 된다.
● 하루의 시간을 움직여 보자 — 그 순간 식물은?
광합성
100%
호흡
30%
실제 (O₂ 출입)
+70
FOREST · 광합성의 규모
숲 — 식물의 광합성과 호흡이 동시에 일어나는 곳
러시아 코카서스의 원시림. 이 숲의 모든 잎이 동시에 광합성을 하면서 산소를 내놓고, 동시에 모든 세포가 호흡하면서 이산화탄소를 만들어 낸다.
한낮엔 광합성이 훨씬 우세해서 숲은 거대한 산소 공장이 된다. 인류가 숨 쉬는 산소의 큰 부분이 이런 숲과 바닷속 식물성 플랑크톤에서 만들어진다.
© Wikimedia Commons · CC BY-SA
SECTION 04 · 형성평가
스스로 점검하기
Q1
식물의 호흡에 대한 설명으로 옳은 것은?
해설 · 식물도 동물처럼 24시간 호흡한다. 미토콘드리아에서 포도당을 분해해 에너지를 얻는다.
Q2
광합성과 호흡의 관계로 옳은 것은?
해설 · 광합성은 CO₂+H₂O→포도당+O₂, 호흡은 포도당+O₂→CO₂+H₂O. 정확히 반대 방향의 반응이다.
Q3
한낮에 식물이 외부와 주고받는 기체에 대한 설명으로 옳은 것은?
해설 · 한낮은 광합성이 호흡보다 훨씬 활발하다. 결과적으로 외부에서 보면 O₂를 내놓고 CO₂를 흡수하는 것처럼 관찰된다.
핵심 정리
RESPIRATION
호흡
미토콘드리아. 24시간 일정.
OPPOSITE
반대 반응
광합성 vs 호흡 = 정반대.
DAY
낮
광합성 > 호흡 → O₂ 방출.
NIGHT
밤
호흡만 → CO₂ 방출.