[소년중앙] 뿌리와 이파리 사이에서 줄기는 무슨 일 할까

‘과학, 실험, 으악 따분해!’라고 느낀 적 있나요. 이제 걱정하지 말아요. 소년중앙이 집에서 준비할 수 있는 물건으로 재미있는 실험을 시작합니다. 초등학교 과학 연구 교사 모임 아꿈선(www.아꿈선.com)과 함께하는 소꿈연구실이에요. 소꿈연구실에서 가벼운 실험을 하나씩 성공하다 보면 과학과 친해질 수 있을 거예요. 차근차근 따라 해 보고, 소년중앙 홈페이지(sojoong.joins.com)에 인증도 해봅시다.

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오늘의 실험
줄기의 생김새와 하는 일을 알아볼까요 (6학년 1학기 4단원 4차시)

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준비물

[아꿈선]

물, 페트병, 백합, 유리판, 인공색소, 가위, 칼

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실험 순서

[아꿈선]

① 인공색소를 페트병에 넣습니다.

[아꿈선]

② ① 페트병에 물을 넣으세요.

[아꿈선]

③ 백합의 줄기 끝을 비스듬히 잘라 ② 페트병에 넣습니다.

[아꿈선]

④ 하루 정도 기다리세요.

[아꿈선]

⑤ 꽃의 변화를 관찰해 볼까요.

[아꿈선]

[아꿈선]

⑥ 줄기를 가로와 세로로 잘라 단면을 관찰합니다.

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오늘의 개념. 식물의 줄기
페트병에 담긴 인공색소 물에 둔 줄기를 자르면 무엇을 볼 수 있을까요. 줄기 곳곳이 색소로 물들었겠죠. 색소물은 줄기의 아래서부터 위로 줄기를 따라 꽃까지 올라갑니다. 줄기는 뿌리에서 흡수된 물과 무기 양분이 잎이나 꽃으로 올라가게 하는 통로 역할을 합니다. 잎에서 합성된 양분은 줄기에 있는 체관을 통해 뿌리나 줄기의 세포들에 운반되죠. 물·양분의 이동 통로 역할 이외에도 줄기는 다양한 기능을 가지고 있어요. 감자·토란·마늘 등이 줄기라는 사실을 알고 있나요. 줄기는 양분과 물을 저장하기도 하는데 이처럼 식물이 줄기에 저장한 것을 우리가 먹을 때도 있죠. 줄기는 식물을 지탱·보호하는 역할도 합니다. 줄기가 있어 식물은 서 있죠. 소나무 등 나무를 보면 줄기에 단단한 껍질을 가지고 있죠. 진화의 비밀이 있어요. 식물의 조상이 무엇인지 아나요. 식물의 조상은 미역 등 해조류라고 추측해요. 동물처럼 원래 바다에 사는 식물이 육지로 올라온 거죠. 흐르는 물에 의해 떠 있을 수 있던 바다와 달리 육지에선 스스로 서 있지 못하면 살 수 없었죠. 육지에 서 있을 수 있게 단단한 부분을 가진 식물들만 살아남으면서 진화했고, 줄기가 생긴 겁니다.

-줄기의 구조

줄기를 가로로 잘라서 보면 뿌리나 잎과 마찬가지로 크게 표피·물관·체관으로 구성된 것을 알 수 있습니다. 표피는 줄기의 껍질이라고 생각하면 이해하기 쉬워요. 줄기의 표면을 싸서 보호하는 역할을 하는 가장 바깥쪽의 세포층을 말하죠. 표피 안에는 양분을 저장하는 등의 역할을 하는 식물 세포와 물이 이동하는 통로인 물관과, 양분이 이동하는 통로인 체관이 있어요. 물관과 체관이 모여있는 모습은 식물에 따라 다르죠. 여러분들이 자주 보는 식물 중에는 떡잎이 2개 자라는 쌍떡잎식물과 떡잎이 1개 자라는 외떡잎식물이 있어요. 쌍떡잎식물은 세포 분열이 일어나는 형성층이 있고, 그 주위에 물관·체관이 모여 있어요. 형성층·물관·체관을 합해 관다발이라고 불러요.

반대로 외떡잎식물은 세포 분열이 일어나는 형성층이 없고, 물관과 체관이 사방에 퍼져 있어요. 그래서 가로로 줄기를 잘라보면 이 식물이 쌍떡잎식물인지 외떡잎식물인지 알 수 있죠. 앗, 그런데 외떡잎식물에 형성층이 없다면 어떻게 줄기가 두꺼워질까요. 형성층이 없는 식물을 줄기가 두꺼워지기 어려워요. 나무와 같은 형성층이 있는 식물만 줄기가 두꺼워지죠. 즉 단풍나무·호두나무 등은 성장할수록 줄기가 두꺼워지고요. 벼·갈대 등은 성장하더라도 줄기가 두꺼워지지 않습니다.

-식물도 움직인다

식물에서 움직이는 부분이 있다는 것을 알고 있나요. 길을 가다 주변 식물들을 눈여겨보면 식물들이 움직이는 모습을 볼 수 있을 거예요. 꽃들이 피어날 때 꽃잎의 움직임, 해를 바라보며 고개를 돌리는 줄기의 움직임, 물이 있는 곳으로 뻗어가는 뿌리의 움직임 등이요. 친구들처럼 눈으로 빛을 보고요. 귀로 중력을 느끼죠. 사람처럼 뭔가를 손으로 더듬지는 않지만 식물 나름대로 빛과 물과 중력 등을 느끼면서 운동합니다.

먼저 빛을 따라 움직이는 식물을 살펴볼까요. 식물의 줄기에는 옥신이라는 호르몬이 있어요. 옥신은 식물의 생장을 조절하죠. 식물의 눈이나 배, 어린잎, 줄기 끝에서 만들어져서 세포가 왕성하게 분열하도록 자극해요. 옥신 때문에 줄기가 빛에 의해 움직이죠. 햇빛이 식물의 줄기에 비치면 옥신은 빛이 비치지 않는 쪽의 줄기에 많이 모여요. 옥신의 농도가 높은 쪽의 줄기가 더 잘 자라기 때문에 줄기가 빛이 비치는 쪽으로 휘는 거죠. 빛뿐만 아니라 중력·온도·물 등의 자극에 따라 굽히는 운동을 합니다.

잎이나 줄기를 건드리면 움츠리거나 떠는 식물도 있어요. 건드리면 깜짝 놀라 잎을 움츠리는 미모사 잎에는 잎자루와 줄기가 이어진 부분에 엽침이 있죠. 미모사 잎을 건드리면 엽침 세포의 활동으로 윗부분의 세포보다 아랫부분의 세포에서 빠져나가는 물의 양이 많아져서 잎이 닫히고, 잎자루와 줄기가 이어진 곳이 구부러지죠.

정리=강민혜 기자 kang.minhye@joongang.co.kr
도움말=김선왕 아꿈선 영상팀장