개념 한 쪽
토양에는 다양한 미생물이 서식하며 이들의 서식 환경과 기능 차이가 토양 유기물 분해와 양분 순환에 결정적 영향을 준다는 점을 이해해야 한다.
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출제기준 단원 「토양미생물 분류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 사상균의 특성 판별 | 1 | 산성 환경과 리그닌 분해 능력으로 미생물 분류를 가리기 |
| 미생물·토양 조건 영향 구별 | 1 | 생물학적 분해에 직접적 영향을 미치는 토양 특성을 가리기 |
| 1차 반응 반감기 계산 | 1 | 주어진 농도 변화로부터 1차 반응의 반감기를 계산하기 |
사상균(곰팡이류)은 진핵생물로서 균사라는 실 모양의 구조를 가지며 세포핵과 세포벽을 가지고 있다는 점을 알아야 한다. 사상균은 종속영양생물로서 유기물을 분해하여 양분을 얻으며 광합성을 하지 않는다는 점을 분명히 해야 한다.
사상균은 세균에 비해 산성 환경에 대한 내성이 강하여 산성토양에서도 활발히 활동하며 리그닌 같은 난분해성 물질의 분해에 중요한 역할을 한다는 사실을 기억해야 한다. 반대로 세균과 방선균은 중성에 가까운 환경을 더 선호한다는 점을 구분해야 한다.
토양 유기물의 분해와 관련한 정량적 문제는 반감기나 반응차수 가정에 의해 풀어야 하며, 1차 반응을 전제로 할 때 농도 변화와 반감기의 관계식을 이용하여 시간 변수를 계산한다는 원리를 익혀야 한다.
토양의 유기오염물질에 대한 미생물 분해 능력은 미생물의 종류와 토양의 수분, pH 같은 미생물 활동 조건에 직접적으로 영향을 받는 변수들이 우선적으로 고려되어야 한다는 점을 구분해야 한다.
부식질은 토양 성질을 개선하고 양분 보유 능력을 높이는 역할을 하며, 부식질 부족은 토양 구조와 양분 보유력 저하 같은 장기적 영향을 유발한다는 점을 이해해야 한다.
사상균이 산성토양에서 리그닌을 분해하는 주체라는 설명은 정답으로 판단한다라는 직관을 사용한다. 문제에서 '내산성'과 '리그닌 분해'라는 키워드가 동시에 주어지면 사상균을 선택하는 것이 타당하다는 규칙을 적용한다.
1차 반응으로 가정한 경우 반감기 계산 예시는 다음과 같다라는 전제를 사용한다. 초기값 60mmol에서 12시간 후 40mmol이 남았다는 조건을 1차 반응식 C = C0(1/2)^(t/t1/2)에 대입하면 40/60 = (1/2)^(12/t1/2)이므로 로그 변환으로 t1/2 ≈ 20.5시간이 되어 가장 가까운 21시간을 선택하는 방식으로 풀이한다라는 절차를 따른다.
토양 내 수분·pH·미생물 군집은 생물학적 분해에 직접적 영향을 주는 주요 인자이며 양이온교환용량은 분해 자체와 비교하면 간접적 영향이 더 크므로 선택에서 제외할 때 그 근거를 명확히 해야 한다라는 판단 기준을 제시한다.
토양미생물에 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ③ · 문항은 부식질과 토양미생물 관련 진술 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 부식질은 흡착성과 비료보유성이 강하고 토양의 물리·화학적 성질을 개선하며 토양 유기물의 주요 부분을 차지하는 것이 맞다.
부식질 부족 시 양분 결핍이 일어나지만, 토양 산성화는 부식질의 완충 능력 상실 등 복합적 원인으로 일시적 현상이 아님.
토양내의 미생물 중 일반적으로 내산성이 강하고 산성토양에서 유기물 분해의 중요한 작용을 담당하며 토양중에서 리그닌을 주로 분해하는 것은?
정답 ③ · 사상균(곰팡이, Fungi)은 토양 중 미생물 중 하나로 산성토양에 대한 내산성이 비교적 강해 낮은 pH 조건에서도 활동할 수 있습니다. 세균이나 방선균보다 리그닌(Lignin)과 같은 분해하기 어려운 난분해성 유기물을 분해하는 데 탁월하고 주요한 역할을 담당합니다.
산성토양에서 내산성이 강하고 리그닌 분해를 주로 담당하는 미생물은 사상균(곰팡이)이다.
토양내 유기물의 농도가 50mg/kg이었다. 1시간 후 유기물 농도가 40mg/kg 이었다면 3시간 후의 유기물 농토(mg/kg)는? (단, 유기물의 분해는 토양에 존재하는 효소의 양에만 의존한다. 0차 반응 기준)
정답 ③ · 문제는 0차 반응(속도가 시간에 무관한 상수)으로 유기물 분해를 가정할 때 농도의 시간 변화를 묻는다. 0차 반응에서는 시간당 감소량이 일정하므로 초기 50에서 1시간 후 40으로 되어 1시간당 10 mg/kg가 소모된 것으로 계산된다.
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