식물의 산소 소비량과 생산량의 비율은?

Question

안녕하세요. 식물도 호기성생물이기 때문에 세포호흡을 통해 산소를 소비하며 에너지를 생산한다고 하던데요, 그렇다면 식물이 광합성을 통해 생성하는 산소량과 비교하면 어느 정도의 비율인가요?

Answer 1

안녕하세요.

말씀해주신 것처럼 식물은 산소를 소비하며 세포호흡을 통해 에너지를 생산하면서, 동시에 광합성으로 산소를 생산하는 대사를 수행하는데요, 이 두 과정의 상대적인 크기는 환경 조건과 시간에 따라 다릅니다.

광합성에서는 빛 에너지를 이용해 물을 분해하면서 산소가 생성되고, 동시에 이산화탄소를 고정하여 유기물을 만들며 반대로 세포호흡에서는 이 유기물을 분해하면서 산소를 소비하고 이산화탄소를 방출합니다. 빛이 있는 낮에는 광합성이 활발히 일어나기 때문에 산소 생산량 > 산소 소비량입니다. 따라서 광합성이 충분히 활발한 조건에서는 산소 생산량이 소비량보다 대략 5~20배 정도 많을 수 있습니다. 반면 빛이 없는 밤에는 광합성은 멈추고 세포호흡만 일어나는데요, 이때는 순수하게 산소를 소비하는 상태입니다. 하루 전체로 봤을 때 건강한 식물은 광합성으로 만든 산소량이 호흡으로 소비한 양보다 많기 때문에 이때 남는 산소량이 식물의 성장과 지구 대기 중 산소 축적에 기여하는 것입니다. 즉 식물에서는 흔히 총광합성량, 호흡량, 순광합성량으로 구분하며, 체감되는 산소 생산량은 순광합성량에 해당합니다. 즉 식물의 산소 생산과 소비 비율은 고정된 하나의 값이 있는 것이 아니라 조건에 따라 달라지지만, 낮에는 생산이 소비보다 훨씬 크고 밤에는 소비만 일어나기 때문에 전체적으로는 생산이 소비를 초과하는 방향으로 작용한다고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.

Answer 2

식물이 광합성을 통해 배출하는 산소량은 호흡으로 소비하는 산소량보다 보통 5배에서 10배 정도 많으며 이러한 차이로 인해 대기 중으로 순산소가 공급됩니다. 낮에는 광합성 작용이 활발하여 소비량보다 훨씬 많은 양의 산소를 생산하지만 빛이 없는 밤에는 광합성이 중단되고 호흡만 진행되어 산소를 소비하는 상태가 됩니다. 식물의 종류나 환경 조건에 따라 구체적인 수치는 변동될 수 있으나 일반적으로 일일 전체 생육 과정을 기준으로 산출하면 생산량이 소비량을 크게 상회합니다. 성장이 활발한 시기의 식물은 유기물을 축적해야 하므로 산소 생산 비율이 더 높아지며 노화된 식물은 상대적으로 호흡 비중이 늘어나 그 비율이 낮아질 수 있습니다. 결과적으로 식물은 자신이 생존을 위해 사용하는 양보다 훨씬 많은 산소를 외부로 내보냄으로써 생태계의 산소 농도를 유지하는 역할을 수행합니다.

Answer 3

안녕하세요. 박재민 수의사입니다.

식물은 광합성과 세포호흡을 동시에 하기 때문에 산소를 생산하면서도 일부는 소비합니다

낮에는 광합성이 활발해 산소 생산량이 소비량보다 훨씬 많은 편인데요

이때는 이산화탄소를 흡수하고 산소를 외부로 방출하는 순생산 상태가 됩니다

또 반대로 밤에는 광합성이 멈추고 세포호흡만 진행되기 때문에 산소를 소비하게 됩니다

따라서 시간대에 따라 비율은 달라지며 일정한 값으로 고정되어 있지는 않습니다!

일반적으로 충분한 빛이 있는 환경에서는 생산량이 소비량보다 크다고 이해하면 됩니다

결국 식물은 전체적으로 보면 산소를 공급하는 역할을 하는 경우가 많습니다

Answer 4

환경에 따라 달라지긴 하지만 결론부터 말씀드리면, 건강한 식물을 기준으로 광합성으로 만드는 산소량이 호흡으로 소비하는 산소량보다 훨씬 많습니다. 보통 대략 3:1에서 10:1 정도입니다.

특히 낮 동안 광합성량은 호흡량에 비해 월등히 많아서, 이 차이만큼의 산소가 대기로 배출됩니다. 반면 빛이 없는 밤에는 호흡만 하므로 산소를 흡수합니다.

하지만 일상적인 환경에서 식물이 생산하는 산소량은 스스로 소비하는 양을 압도하기 때문에 지구의 산소 공급원 역할을 할 수 있는 것이죠.