농업직, 농촌지도사, 농업연구사, 방통대 시험대비 꼭 알아야 할 작물생리학 핵심 요약정리!

** 작 물 생 리 학  핵 심 요 약 정 리 ** 

 

 

제1부 식물의 해부형태

1.1 식물의 여러 가지

1.식물계의 분류

. 피자식물은 25만 종으로 전체 식물의 약 90%를 차지하며 재배식물의 대부분도 피자식물이다.

. 나자식물 : 은행나무, 소나무, 주목, 측백나무

. 피자식물 : 옥수수, 백합, 콩, 감자, 사과나무, 해바라기, 잔디, 무궁화

 

2. 종자식물의 분류

① 나자식물과 피자식물

- 나자식물

. 배주(종자)가 심피에 싸여 있지 않고 나출

. 종자는 생기지만 제대로 된 꽃과 과실은 없다.

. 단일수정

. 잎은 침엽이며 평행상의 엽 맥이 있으며 목부에는 도관대신 가도관이 발달

. 종자는 생성 되지만 꽃은 피지 않아 은화식물로 분류

. 꽃과 과실 대신에 포자수, 구화수, 구과 등을 가진다.

. 자엽은 2~수 개인 다자엽 식물

* 나자식물 : 은행나무, 소나무, 주목, 측백나무

- 피자식물

. 중복수정을 한다.

. 잎은 활엽이며 엽 맥은 망상 또는 평행상이고 목부 도관이 발달

. 현화식물

. 자엽수에 따라 단자엽식물과 쌍자엽식물로 구분

. 사과나무는 피자식물(속씨식물)로서 두 개의 종자가 화통과 자방이 비대하여 형성된 과실 안에 들 어있다.

* 피자식물 : 옥수수, 백합, 콩, 감자, 사과나무, 해바라기, 잔디, 무궁화, 복숭아나무

 

② 단자엽식물과 쌍자엽식물

- 단자엽식물

. 꽃잎은 3의 배수이고 화분은 발아구가 한 개인 단구형

. 초본이 90%, 목본이 10%이다

. 단자엽식물 : 벼, 옥수수, 마늘, 난초, 백합, 토란, 바나나, 야자

* 단자엽 식물은 자엽이 한 개이고, 유관속이 흩어져 있으며 엽맥은 평행상이고, 섬유근계를 형성

- 쌍자엽식물

. 꽃잎은 4또는 5의 배수이고 화분은 발아구가 세게인 3구형

. 초본과 목본이 각각 50%씩 차지한다.

. 수련은 쌍자엽 식물이지만 자엽이 하나다.

. 자엽식물 : 콩, 배추, 참외, 사과, 장미, 과꽃, 해바라기, 선인장,

* 쌍자엽식물(해바라기)은 자엽이 두 개이고 유관속이 환상으로 배치되고 엽맥은 망상이며 주근계를 형성한다.

1.2. 식물의 일반구조

. 기부는 지표와 맞닿은 부분이며 정단부는 줄기와 뿌리의 끝부분이다.

. 기부에서 정단부로의 진행을 향정적, 정단부에서 기부로의 진행을 향기적

. 지상부의 슈트계 에서만 볼수 있는 기본조직 : 해면조직

* 토마토 ☛ 유관속, 고등, 현화, 종자, 피자, 쌍자엽, 초본, 가지과식물, 채소작물(원예작물)

. 지하부 뿌리계 기본조직- 내피 . 표피조직-근모

 

1.3. 식물의 영양기관

1.줄기

①줄기의 외부형태

. 덩굴손(포도), 엽상경(선인장), 비대경(콜라비), 근경(잔디), 인경(양파), 괴경(감자)

② 줄기의 내부구조

(1) 1기구조

. 1기 생장을 마친 줄기는 표피조직, 기본조직, 유관속조직으로 구성

(2) 2기 구조 - 부피생장

. 목본식물의 2기생장은 유관속형성층과 코르크형성층이 주도한다.

 

2. 잎 - - 탄소동화작용, 가스교환기능, 수분배출기능

. 잎의 가장 중요한 기능은 빛을 흡수하여 광합성을 하는 것

. 표피에는 기공이 분포하여 증산작용으로 수분을 배출

. 광합성과 호흡작용에 필요한 산소와 이산화탄소와 같은 가스교환

① 잎의 외부 형태

. 엽침이 발달하여 잎의 운동을 조정

. 저생엽서는 장미꽃처럼 조밀하게 나선상으로 배열되기 때문에 로제트배열

. 뿌리에서 잎이 생기는 것처럼 보여 근생엽

. 지지 작용을 하는 호박의 덩굴손, 보호 작용을 하는 선인장의 엽침, 나뭇가지의 눈을 보호하는 아린

꽃을 보호하는 포, 사막지대의 다즙성 잎, 저장기관으로 변한 양파의 인엽

② 잎의 내부구조

. 쌍자옆식물의 광합성의 90% 이상은 책상조직에서 이루어진다.

. 잎의 유관속조직은 주변의 부속세포와 함께 엽맥을 구성한다.

 

3. 뿌리

① 뿌리의 외부형태

.쌍자엽식물은 유근이 자라서 주근을 형성, 주근에서 측근이 발생

.단자엽식물은 수근으로 이루어진 수근계를 형성

.단자엽식물은 2기 생장을 하지 않기 때문에 수근계가 기능적으로 더 유리

② 뿌리의 내부구조

(1) 1기구조

. 성숙대에서 근모가 돌출하여 수분을 흡수

. 수생식물은 근모가 없으며, 수경재배를 하면 근모가 생기지 않는다.

. 피층은 유조직(저장조직)이며 내피에는 카스파리대가 형성

 

1.4. 식물의 생식기관

3. 과실

. 진과는 자방이 비대한 것, 위과는 자방 이외의 화탁 등이 발달하여 형성된 것

- 진과 : 핵과류(자두, 살구, 매실, 복숭아), 포도, 감, 토마토, 고추, 가지

- 위과 : 인과류(사과, 배), 박과채소류(오이, 호박, 참외), 딸기, 파인애플

. 자방이 비대 발육하지 못하고 자방벽이 그대로 종피에 말라붙어 있는데 이런 과실을

수과(여윈과실)

. 종자로 취급되는 벼, 보리, 상추, 시금치, 우엉 등은 수과의 좋은 예이다. 이러한

종자를 별도로 과실적 종자

. 복숭아중 우리가 주로 먹는 부위 - 중과피

. 딸기는 복과이면서 위과로 화탁이 비대하여 식용 부위가 되고 그 위에 점점이 박혀 있는 것이

수과(과실적 종자)

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제2장 식물의 주요조직

 

 

2.1. 분열조직

 

 

. 잎의 기부나 줄기의 마디에 있는 개재분열조직(절간분열조직)

↑ 벼과 식물 줄기 마디 사이에 분포하는 조직

1. 정단분열조직

. 줄기와 뿌리의 끝에는 원추상의 생장점이 있다.

. 뿌리의 생장점은 근관으로 둘러싸여 각각 보호를 받는다.

. 생장점은 정단분열조직으로 구성

2. 측재분열조직

. 줄기와 뿌리에서 비대생장은 원통형으로 배열된 측재분열조직이주도

. 유관속형성층과 코르크형성층

① 유관속형성층 - 쌍자엽 식물에서 줄기의 비대생장에 관여하는 조직

. 목부와 사부로 구성, 유관속과 형성층으로 발달

. 방추형시원세포는 목부와 사부를 구성하는 긴 세포를 만듬

. 온대지방에서는 겨울에는 활동이 중단되고 계절별로 달라 생장륜(나이테)이 생기고 춘재, 추재 구분

② 코르크형성층

. 2기생장으로 찢어지고 파괴되는 표피를 대신하여 식물체를 보호

3. 개재분열조직

. 성숙한 조직이나 마디사이에 끼어 있기 때문에 개재분열조직

. 부간분열조직 또는 절간분열조직

. 벼과식물에서 줄기의 절간(마디사이)과 잎의 엽초와 엽신의 기부에 분포 - 벼, 잔디, 대나무

. 잎에서 가장 젊은 부위는 엽초 기부

. 개재분열조직은 목장의 초지와 잔디밭에서 줄기와 잎의 재생에 중요한 역할

 

2.2. 표피조직

. 2기식물체는 표피가 파괴되고 대신에 주피가 발달

1. 표피세포

. 엽록체가 없어 투명, 액포가 잘 발달하며 때로는 이곳에 색소

. 붉은 양배추는 표피세포의 액포에 안토시아닌 색소를 함유

3. 기공

. 부세포는 공변세포로 출입하는 물과 이온의 저장장소

4. 수공 - 식물 잎에서 물이 액체 상태로 분비되는 배수 구조

. 물은 가도관의 바로 위에 있는 누수조직을 거쳐 잎의 표피에 있는 수공을 통하여 배출

. 두 개의 공변세포로 구성

. 수공으로 배출되는 수액은 바로 발산

. 수공을 통해 분비되는 것을 일액현상

6. 근모

. 뿌리에 나는 털을 근모

. 표피세포의 불균등분열로 형성된 작은 세포가 근모형성세포가 되고 여기에서 근모가 발달

7. 주피와 수피

. 2기생장하는 식물은 줄기와 뿌리가 굵어지면 내부의 생장압력으로 표피가 찢어지거나 탈락

. 주피가 표피를 대신하여 식물체를 보호

. 코르크조직의 일부가 분화구처럼 터져서 피목을 만들어 가스교환을 가능

 

2.3. 기본조직

1. 유조직

① 동화조직

. 엽록체가 있어 다른 조직과 쉽게 구별

. 엽육의 동화조직은 책상조직과 해면조직으로 구분

② 저장조직

. 괴경, 괴근, 과피, 종자

③ 통기조직

. 통기조직은 세포간극이 잘 발달

. 세포간극은 서로 연결되어 망상으로 분포, 수생식물에서 특별히 발달

. 부레옥잠과 같은 수초에서는 식물체가 부풀어 물에 잘 뜨게 하기도 한다.

. 벼과식물에서 발견되는 수강은 파생간극의 대표적인 예

④ 분비조직(분비구조)

 

2. 기계조직

. 기계조직에는 세포벽의 비후가 불균일하게 일어나는 후각조직과, 고르게 일어나는 후벽조직

① 후각조직

. 펙틴은 흡습성이 강하여 후각세포의 벽은 진흙처럼 소성을 가진다.

. 이웃세포를 다치지 않게 한다.

. 후각조직은 쌍자엽식물의 줄기와 뿌리의 주된 보호조직

② 후벽조직

. 단자엽식물의 잎과 줄기는 주로 후벽조직에 의해 보호

. 보강세포는 단단한 조직을 만든다.

. 단단한 종피와 과피는 대부분이 보강세포로 구성

. 배를 먹을 때 중심부분이 단단하고 거칠게 느껴지는 것은 보강세포로 구성되어 있기 때문

. 보강세포를 흔히 석 세포

 

2.4. 유관속조직 - 물과 양분의 통로 기능을 하는 주요조직

. 물과 무기물질 광합성으로 생산한 당 등을 수송하기 위해 특수화된 조직

. 식물체를 지지하는 기능

1. 목부

. 물과 무기물질의 운송통로

. 물을 수송하는 세포를 통수요소라 한다.

. 가도관과 도관절의 두 가지 종류가 있다.

. 가도관은 모든 유관속식물에 있지만 도관이 없는 나자식물과 양치식물에서는 물을 수송하는 유일한

통수요소

2. 사부

. 유기물질을 수송하는 통로

. 사관세포는 사부단백질 이라는 단백질성 물질을 합성하거나 칼로오스라는 포도당의 중합체를 갖고

있다.

. 이 물질들은 사부에 상처가 났을 때 또는 휴면기에 사판의 사공을 막아 물질의 이동을 차단

. 동반세포와 사부유조직세포는 다 같이 세포벽이 얇고 원형질을 함유하고 있으며 사관의 압력구배의

유지에 중요한 역할을 담당

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제3장 세포의 구조와 기능

3.1. 세포의 구성요소

. 핵, 엽록체, 미토콘트리아는 두 겹의 단위막으로 싸여 있는 복막구조체

. 엽록체 - 식물에서만 볼 수 있는 복막구조의 소기관

. 식물세포에서만 주로 볼 수 있는 것 - 세포벽, 세포간극, 원형질연락사, 엽록체, 액포

. 세포질에서 소기관들 사이에 있는 사용성의 기질을 시토졸

. 엽록체와 미토콘드리아는 에너지를 생산하는 곳

. 핵, 소포체(리보솜), 골지장치는 물질을 합성하는 곳

. 액포, 퍼옥시솜, 올레오솜, 글리옥시솜은 물질을 저장하고 분해하는 곳

 

3.2. 세포의 외피구조

. 세포벽은 동물세포에는 없고 식물세포에서만 볼 수 있다.

1. 세포벽

① 세포벽 구성성분 가운데 셀룰로오스가 가장 큰 비중을 차지

② 세포벽의 기본구조

. 중엽층은 근접한 두 세포의 1차세포벽이 결합한 부분에 보이는 뚜렷한 층으로 펙틴이 주성분

. 중엽층은 세포 사이에서 접착제 역할을 하여 두세포를 결합

③ 세포벽의 주요 기능

. 식물체의 지지 작용, 형태유지. 보호 작용

2. 원형질연락사

. 소포체와 원형질막 사이에는 물질통과를 조절하는 구형 또는 사상체 단백질이 들어 있다.

. 전세포벽 수송 경로는 식물체의 신속한 가스 확산을 위해 필요

. 식물에 상처가 생기면 칼로오스를 만들어 필요한 원형질 연락사를 막아 버린다.

3. 원형질막

. 원형질막의 두께는 7~9𝒖𝒎이며 구성성분은 인지질 60~80%, 단백질20~40%이다.

. 유동모자이크모델에 따르면 인지질은 친수성 머리와 소수성 꼬리로 구분되며, 이러한 인지질이

이중으로 배열

. 여기에 단백질이 표면에 붙어 있거나 인지질 층 속에 박혀 떠돌아다니기 때문에 분포가 유동적

. 인지질의 ‘바다’에 떠다니는 단백질 ‘빙산’의 모습을 연상하여 유동모자이크모델.

 

3.3. 세포 내 소기관

1. 복막구조체

. 복막구조체로는 핵, 엽록체. 미토콘드리아가 있으며, 모두가 DNA를 갖고 있다.

① 핵

. 핵에는 유전정보의 대부분이 들어 있다.

② 엽록체 - 막의 중요한 구성성분 : 인지질과 단백질

. 엽록체는 두 겹의 단위막으로 싸인 소기관

. 틸라코이드 막에 명반응에 관여하는 단백질과 엽록소, 광합성에 관여하는 색소와 단백질

. 기질에는 광합성의 암반응에 필요한 각종 효소가 들어 있고, 독자적인 DNA와 리보솜이 있어

RNA와 단백질을 합성하고 엽록체 증식에 관여

. 광합성뿐만 아니라 질소. 황. 등의 동화작용

. 전분립을 일시적으로 저장

. 엽록체에서 엽록소가 분포되어 있는 곳은 - 틸라코이드

③ 미토콘드리아

. 이중의 단위막으로 모양은 원통형으로 엽록체보다 크기는 작지만 수는 많다.

. ATP의 생산능력을 높여 준다.

. 자체 DNA와 리보솜을 갖고 있어 단백질을 합성하고 자기증식이 가능

2. 단막 구조체

① 소포체와 리보솜

. 조면소포체는 막의 표면에 리보솜이 붙어 있으며 단백질 합성장소

② 골지장치

. 소포체에서 분비하는 물질을 가공하고 농축하여 저장

. 소포체에서 분비하는 단백질은 골지장치에 저장되고, 이곳에서 합성된 탄수화물과 결합

③ 액포

. 액포는 영양물질과 노폐물 등 여러 가지 대사산물을 저장하는 작용

. 식물은 노폐물을 배출하는 구조가 없고 액포에 영구히 저장

. 액포는 안토시아닌과 같은 수용성 색소의 집적 장소

. 액포는 늙고 병든 소기관들을 흡수하여 효소로 분해

 

3.4. 골격구조와 기질

1. 미세섬유

. 미세섬유도 미세소관과 마찬가지로 세포벽 형성에 관여하며, 특히 화분관이 신장할 때 정단의

새로운 세포벽 형성 부위로 소낭을 인도

. 미세섬유는 세포의 원형질유동의 원동력이 되며 운동방향에 영향

. 미세섬유의 일종인 사부단백질은 사관의 사공을 막아 물질수송을 조절

 

3.5. 세포분열과 증식

. 식물세포는 체세포분열로 증식하면서 조직과 기관을 형성

. 병층분열은 기준 면에 대하여 분열 면이 평행하게 일어나는 세포분열

. 측근원기가 내초로부터 발달할 때에는 표피에 평행한 병층분열

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제2부 수분과 양분 생리

 

제4장 물의 특성과 수분퍼텐셜

. 물분자는 원자 간에 극성공유결합, 수소결합을 하기 때문에 독특한 물리화학적인 특성

 

4.1. 물의 물리화학

1. 물의 원자 간 결합

. 수소(H)와 산소(O)가 공유결합

. 물분자는 수소원자와 산소원자 사이의 공유결합으로 형성

2. 물분자 간 결합

. 물질의 분자 간 결합에 작용하는 힘은 중력, 판데르발스 힘, 수소결합

. 물의 물리화학적 특성을 지배하는 주된 힘은 수소결합

 

4.2. 물의 특성과 생리적 기능

. 물분자는 원자들 간에는 극성공유결합을 하여 극성을 띠고, 물 분자의 쌍극성 때문에 분자들 간에는 수소결합

. 수소결합이 바로 물의 물리화학적 특성을 지배, 그러한 특성이 식물의 생리적 기능을 발휘하는 결정적인 역할

 

1. 물은 비등점이 높다.

. 물은 수소결합을 하기 때문에 비등점이 높다.

 

2. 물은 비열과 잠열이 크다

. 비열은 단위질량의 물질을 1⁰C 올리는데 필요한 에너지의 양

 

3. 물은 탁월한 용해성을 가진다

. 물분자는 크기가 작고 쌍극자이기 때문에 많은 종류의 물질을 다량으로 용해

 

4. 물은 부착력과 응집력이 있다

. 물분자는 수소결합을 하기 때문에 다른 물질과의 사이에 부착력이 생기고 물분자 사이에는 응집력

. 표면장력과 모세관현상을 일으키는 중요한 요인

. 물방울은 응집력을 보여 주는 좋은 예

. 식물체 안에서 기포가 생기면 막 공 등을 통과하지 못하는데, 이것은 기포 주변의 표면장력이 너무

커서 기포가 형태변형을 할 수 없기 때문

 

4.3. 확산, 삼투 및 집단류★

. 물의 이동방식에는 확산, 삼투, 집단류

 

1. 확산과 삼투

. 물의 확산속도와 이동방향은 온도, 압력, 용질, 흡착표면 등에 의해 결정

. 인지질이중층에서는 물의 확산이동이 일어난다.

. 반투성막은 물은 투과시키지만 용질은 투과시키지 않는다.

 

2. 집단류

. 식물의 세포막에서도 아쿠아포린이라는 내재성단백질에 의해 형성된 수분, 선택적인 구멍을 통해

미약하지만 집단류에 의한 수분이동

 

4.4. 수분퍼텐셜의 이해★

 

1. 수분퍼텐셜의 개념

. 수분퍼텐셜은 토양-식물-대기로 이어지는 연속계에서 물의 화학퍼텐셜을 서술하고 수분이동 설명

. 수분퍼텐셜은 토양과 식물체의 수압이나 삼투압 등을 고려하여 압력단위인 바(bar) 또는 MPa 이용

. 파스칼은 1m²에 균일하게 작용하는 1뉴턴의 힘

. 단위 1bar = 10⁵pa = 0.1MPa

 

2. 수분퍼텐셜의 이용

. 물의 화학퍼텐셜, 즉 수분퍼텐셜은 온도와 압력이 높아지면 증가하고, 용질의 농도가 증가 하면감소

. 토양에서 대기로 갈수록 수분퍼텐셜이 낮아짐

 

 

3. 수분퍼텐셜의 구성

① 삼투퍼텐셜 - 용질의 농도에 반비례, 항상 음(-)의 값

. 삼투퍼텐셜은 용액의 용질분자에 의해 생긴다

. 일반토양에서는 삼투퍼텐셜이 무시될 수 있지만 염류농도가 높은 토양에서는 이 삼투퍼텐셜이 식물

체의 수분흡수에 영향

② 압력퍼텐셜 - 항상 양(+)의 값

③ 매트릭퍼텐셜 - 항상 음(-)의 값을 가짐

. 매트릭퍼텐셜은 항상 음(-)의 값을 가지며, 이에 따라 매트릭퍼텐셜은 음의 압력퍼텐셜

. 건조한 종자나 토양에서는 수분퍼텐셜을 결정하는 매우 중요한 역할을 담당

④ 중력퍼텐셜

. 수분이 갖는 위치에너지

 

4. 성분퍼텐셜의 상호관계

① 토양의 수분퍼텐셜

. 토양공극의 포화도에 따라 포화토양의 경우는 압력퍼텐셜

. 불포화토양에서는 매트릭퍼텐셜이 더 큰 비중을 차지

② 식물체의 수분퍼텐셜

. 식물체에서의 수분퍼텐셜은 주로 압력퍼텐셜과 삼투퍼텐셜에 의해 좌우됨

 

5. 수분퍼텐셜의 측정

. 측정방법으로 가압상법, 조직무게변화측정법, 차르다코프방법

① 가압상법

. 식물체의 수분퍼텐셜을 측정하는데 많이 이용

② 조직무게변화측정법

. 수분퍼텐셜은 식물체 내에서 조직 간의 수분이동을 결정하는 요인

③ 차르다코프방법 - 측정할 수 있는 것 → 수분퍼텐셜

. 용액의 농도를 측정하는 것

. 특수한 기기나 장치가 없어도 수분퍼텐셜을 쉽게 측정

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제5장 수분의 흡수, 이동 및 배출

5.1. 수분의 흡수

. 뿌리에서도 근모대(흡수대)에서 주로 흡수

 

1. 뿌리의 수분흡수 부위

. 뿌리의 근모대를 흡수대

 

2. 뿌리의 수분흡수기작

① 수동적흡수

. 수동적 흡수의 원동력은 증산작용

② 능동적 흡수

. 뿌리 중심주의 내피에는 카스파리대가 있어 축적된 무기염류의 일방적인 외부유출을 막는다.

. 수분의 배출에서 일비현상과 일액현상은 근압으로 생기는 현상

 

3. 수분흡수에 영향을 미치는 요인

① 토양수분

. 토양의 수분조건은 뿌리의 생육에 영향

. 논과 밭은 수분과 산소 조건이 크게 다르다.

. 벼를 밭에서 재배하면 근모가 생기고 표피가 형성되며 중심주에 도관이 발달

. 논에서 재배하면 근모와 표피가 없고 외피가 바로 노출되고 중심주의 도관 발달도 엉성

. 논벼는 피층에 파생통기조직이 발달하여 산소공급을 원활

. 담수상태에서 자라기 때문에 피층 조직에 통기조직이 발달

. 밭벼 - 근모, 표피 . 논벼 - 파생통기조직

 

5.2. 수분의 이동

1. 뿌리에서 수분의 흡수이동

. 수분이 뿌리의 근모나 표피에서 흡수되어 중심의 도관까지 이동

. 전세포벽(아포플라스트)과 전원형질(심플라스트)의 두 가지 경로

. 카스파리대는 내피의 세포벽에 지방산과 알코올의 복잡한 혼합물인 수베린이 부분적으로 퇴적

비후하여 형성된 환상의 띠

 

2. 줄기에서 수분의 상승이동

. 헨리딕슨이 제창한 증산응집력설

- 증산작용으로 엽육세포가 수분을 잃으면 수분퍼텐셜이 저하되고 수분은 엽맥의 통도조직에서

엽육세포 안으로 이동

- 뿌리- 줄기 - 잎으로 연결되는 도관에 수분퍼텐셜의 구배에 의하여 수분이동의 구동력

- 물의 수소결합, 수분상승기구, 줄기의 수분상승기작이론

. 상승의 구동력 - 증산작용

. 상승의 기본요인 : 물의 응집력

. 수분의 배출방식에는 액체 상태로 배출하는 일액현상과 일비현상, 기체상태로 배출하는 증산작용

 

1. 일액현상 - 거의 순수한 물

. 잎의 수공(배수조직)을 통해 수분을 물방울 형태로 배출하는데 이것을 일액현상

. 일액현상의 구동력 - 근압

. 토마토, 양배추, 고구마등에서 주로 관찰

 

2. 일비현상 - 물질함유 ( 고로쇠 수액 )

. 다량의 탄수화물, 무기염류, 유기산 등의 물질함유

 

3. 증산작용

① 증산작용의 의의

. 식물이 흡수한 수분을 주로 잎에서 기체 상태로 배출하는 것을 증산작용

* 식물의 증산작용은 생리적으로 다음과 같은 중요한 의미

- 첫째, 수분흡수와 체내 이동의 원동력

- 둘째, 직사광선 아래서도 잎의 온도를 조절

- 셋째, 광합성의 원료를 원활하게 공급해

② 기공의 분포

. 각피증산이 10%, 기공증산이 90%

③ 기공의 개폐기구

* 공변세포의 팽압변화와 구조적 특징

. 공변세포의 팽압이 높으면 기공이 열리고 팽압이 줄어들면 기공이 닫힌다.

. 공변세포의 팽압변화는 용액의 농도변화와 그에 따른 수분퍼텐셜의 변화로 수분이 세포 내외로

들락날락 하면서 생긴다.

. 팽압이 증가하고 기공이 열린다.

. 공변세포의 구조적 특성에 기인

. 식물은 수분스트레스를 받으면 ABA 함량이 증가하면서 기공이 닫힌다

. 기공의 개폐는 수분퍼텐셜의 구배에 따른 수분의 이동과 그에 수반되는 팽압의 변화로 일어난다

. 모식도의 화살표는 물의 이동방향을 나타내며 공변세포로 물이 이동하여 팽압이 증가하면

기공이 열리고 반대로 팽압이 감소하면 기공이 닫힌다

. CAM식물은 한낮에 기공을 닫고 증산작용을 억제하여 수분손실을 막는다

 

5.4. 함수량과 요수량

 

1. 요수량

. 요수량은 1g의 건물을 생산하는데 필요한 수분량(g)을 나타내는 수치

. 생육기간 중에 흡수된 수분량을 그 기간 중에 축적한 건물중으로 나누어 구할 수 있다.

. 흡수량은 증산량과 같다고 보아 요수량을 증산계수라고도 한다.

. 요수량을 보면 그 식물의 수분요구도를 추정

. 옥수수, 수수와 같은 C₄식물은 요수량은 작고 수분이용효율은 높다.

. CAM 식물은 수분이용효율은 높지만 생산성이 낮아 작물로서의 이용에 제한

. 증산계수와 수분요구도 가장 큰 작물 - 호박, 오이

, 증산계수와 수분요구도 가장 작은 작물 - 기장

ex)- 옥수수량 300g이다. 옥수수 건물 2g을 생산하면 배출한 증산량은 : 600g

- 옥수수의 요수량이 350g이다. 옥수수의 건물 2g을 생산하면서 배출한 증산량은 : 700g

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제6장 식물의 무기영양

. 식물체에서 발견되는 원소 산소, 탄소, 수소의 분포 비중이 높다.

. 기본원소는 탄소(C), 수소(H), 산소(O)이며 여기에 종류에 따라 질소(N), 인(P), 황(S), 마그네슘(Mg), 등이 추가로 포함

 

6.2. 필수원소와 유익원소

. 식물체에서 발견되는 원소 가운데 생육에 반드시 필요한 원소를 필수원소 - 17가지

1. 수경재배 ( 양액재배, 무토양재배 )

. 수경법을 통하여 양액의 조성성분을 조절해 가면서 식물의 생육반응을 조사하면 각 원소의 필수성

과 아울러 그들의 생리적 기능을 파악할 수 있다.

. 무기양분을 갖춘 영양액은 ph가 조정, 산소 공급 장치 필요, 식물체를 지지하는 수단 강구

 

2. 필수원소

. 칼슘, 황 → 비이동성 원소로서 체내 이동성이 상대적으로 떨어지는 원소

 

. 필수원소 : 수소, 탄소, 산소, 질소, 칼륨(K), 인, 마그네슘, 칼슘(ca), 황

비 광물성 원소 광물성 원소 비이동성원소

 

. 미량원소 : 철(fe), 붕소(B), 구리(cu), 염소(CI), 망간(Ma), 아연(Zn), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo)

비이동성원소

 

3. 유익원소

. 벼과식물은 규소를 흡수하여 잎의 기계적 지지나 내병충성을 강화

. 염생식물은 나트륨을 흡수하여 세포의 삼투퍼텐셜을 유지, 염류농도 장해를 방지

. 셀렌은 동물의 필수원소로 사료작물에 중요

. 코발트는 콩과식물의 근류발달과 질소고정에 필요

 

6.3. 원소별 생리적 기능

. 비광물성 원소인 C, H, O는 광합성과 호흡작용에 이용

 

1. 필수 다량원소

① 질소 → 부족시 토마토 잎 누렇게 됨

. 질소는 질산이온(NO₃⁻)이나 암모늄이온(NH₄⁺)의 형태로 흡수

. 질소가 결핍되면 엽록체 단백질이 분해되어 노엽부터 황백화 현상

. 질소결핍으로 단백질 합성이 억제되면 여분의 탄수화물이 줄기나 엽병의 목질화를 촉진하고

안토시안과 같은 색소를 만들어 축적

. 개화기를 앞당겨 과실은 작고 성숙이 지연

② 인

. ATP를 합성하여 에너지의 저장과 방출을 조절

③ 칼슘

. 결핍증은 체내이동이 어려워 분열조직 부위, 어린잎의 정단이나 가장자리, 과실 저장조직

. 주요 증상은 황화하거나 괴사하며, 세포벽이 용해되어 연해지고 흑갈색으로 변한다.

. 사과의 고두병, 토마토의 배꼽썩음병은 대표적인 칼슘결핍증

⑤ 마그네슘

. 엽록소를 구성하는 유일한 광물성 원소

⑥ 황

. 마늘의 알리인 등은 황을 함유하는 대표적인 유기 화합물

. 알리신이 항암, 항균, 매운맛

. 글루코시놀레이트는 배추과 식물에 널리 분포하는 기능성 함황유기화합물로서 매운맛을 내는 물질

 

2. 필수 미량원소

① 철

. 철은 미량원소 가운데 가장 많이 요구되는 원소로 다량원소로 간주

② 붕소

. 무는 중심이 코르크화하거나 공동화되면서 흑갈색으로 변한다. → 붕소결핍증

. 배추는 주맥에 해당하는 엽륵(중륵맥)에 균열이 생기면서 갈변 → 붕소결핍증

③ 니켈

. 니켈은 최근에 들어서서 필수원소에 포함된 원소

④ 몰리브덴

. 몰리브덴은 질산의 환원과 공중질소의 고정

. 꽃양배추나 브로콜리에서는 심한 경우 엽신이 형성되지 않고 엽맥만 남아 잎이 마치 회초리

같이 보이는 편상엽

 

3. 유익원소의 기능

① 나트륨

. 나트륨이 부족하면 C₄식물의 광합성 경로가 C₃경로로 바뀐다.

② 규소

. 규산의 형태로 흡수

. 규소는 뿌리의 신장이나 분얼을 촉진하고 잎을 강건하게 만들며 건물중을 증가

. 광합성을 촉진하고 내병성을 증대

. 벼에서 규소가 결핍되면 전체적으로 생육이 억제되며 도열병에 대한 저항성이 약해지며 수량이감소

 

6.4. 무기양분의 공급

1. 식물의 영양진단

. 과수에서 엽분석 이란 잎을 채취하여 건조시킨 후 무기성분을 분석하는 것

. 엽분석을 통하여 다년생인 과수의 영양상태를 진단할 수 있을 뿐 아니라, 그 식물이 자라고 있는

과수원 토양의 무기양분의 상태를 파악

 

2. 시비

. 엽면시비는 토양시비의 보조적인 수단으로 널리 이용

- 영양부족을 신속히 회복시키고자 할 경우

- 토양시비의 효과가 잘 나타나지 않을 경우

- 토양에 직접 시비하기 어려운 경우

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제7장 무기양분의 흡수와 동화

1. 토양의 양이온 교환능력

. 이액순위 : AI³⁺ ≻ H⁺ ≻ Ca²⁺ ≻ Mg²⁺ ≻ K⁺ = NH₄⁺ ≻ Na⁺

 

7.2. 무기양분의 흡수와 막 투과

1. 뿌리의 양분흡수

① 이온 종류별 흡수속도

. CaCI²의 경우 완두에서는 Ca²⁺이, 잠두에서는 CI⁻의 흡수가 더 빠르다.

. 무기이온의 일반적 흡수경향은 원자가가 작을수록 더 빠르게 더 많이 흡수 된다.

 

2. 무기양분의 막 투과성

. 순수한 인지질이중층으로 된 인공막과 선택적 투과성≺ . 수소이온은 투과 할 수 없다

. 질산이온은 투과하지 못한다.

② 양분의 막투과 수송

(1) 수동적 수송

. 수동적 수송은 무기양분이 전기화학적 퍼펜셜이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 확산되는 것

(2) 능동적 수송 - 반드시 에너지 사용

 

7.3. 무기양분의 체내 이동

. 무기양분은 뿌리에서 흡수되어 목부에서 도관이나 가도관을 통하여 물과 함께 줄기나

잎으로 상승 이동

1. 뿌리에서의 이온 이동

. 내피에는 카스파리대가 생성되어 있기 때문에 흡수된 무기이온이 목부의 도관에 이르기까지는

세포막을 반드시 최소한 한 번은 투과해야 하므로 선택적 투과가 일어남

 

7.4. 질소의 동화와 생물적 질소고정

1. 질소의 동화

. 질산이온의 형태로 흡수된 질소는 암모니아로 환원 - 엽록체

① 질산태 질소의 환원

. 잎으로 이동한 NO₃⁻은 세포의 시토졸에서 NO₂⁻으로 환원되고 엽록체로 이동하여 NH₃로 환원

(1) 제1단계

. 제1단계의 환원은 시토졸에서 이루어짐

(2) 제2단계 환원

. 제2단계의 환원은 엽록체에서 이루어지고, 질소와 유황의 동화가 주로 일어나는 곳

② 암모니아의 동화

(1) 글루탐산의 생성

. 암모니아가 동화되어 가는 첫 번째 과정은 환원적 아민화 반응으로 아미노산을 생성하는 것

. 단백질을 형성하는 가장 흔한 아미노산이 글루탐산

(2) 아미드의 생성

. 아미드는 암모니아의 해작용을 막아 주고 질소의 저장고 역할을 하며 질소화합물의 전구물질로이용

. 글루탐산→글루타민, 아스파르트산→아스파라긴

 

2. 생물적 질소고정

. 콩이나 알팔파와 같은 콩과식물은 주로 리조비움속 세균들이 공생하면서 근류를 형성하고, 그안에서

공생관계를 형성하면 균체가 커지고 피막을 형성하여 박테로이드로 변형되어 질소고정능력을 발휘

. 호흡작용에 필요한 산소는 적색을 띤 레그헤모글로빈(근류헤모글로빈)으로 전달

. 레그헤모글로빈은 분자량, 뿌리혹세포에서 형성되어 세포질이나 박테로이드와 그들을 감싸는 피막

사이에 분포하면서 산소를 전자전달계에 전달

. 근류균은 뿌리에 침입하여 근류를 형성하고 그 안에서 증식하면서 박테로이드로 변형되어 질소고정

능력을 발휘

. 박테로이드 중심에 질소고정효소라고 하는 효소복합체

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제8장 광합성 과 관련이 있는 회로 : 칼빈회로, C₄회로, CAM회로

⋆⋆ - 광합성과 관련이 없는 회로 : 크렙스회로(TCA회로)

8.1. 명반응

. 명반응은 광조건에서 암반응에 필요한 에너지공여체(ATP), 수소공여체(NADPH)를 합성하면서

산소(O₂)를 방출 하는 과정

 

1. 광합성색소

① 엽록소

. 엽록소는 광에너지를 흡수하는 가장 중요한 색소

. 엽록소 분자구조에서 머리부분 중심에 위치한 무기원소 → Mg²⁺

. 식물세포에서 엽록소가 위치하는 정확한 부위 →→ 틸라코이드 막

② 보조색소

. 보조색소들은 광보호 작용을 한다

 

2. 광에너지 흡수와 전달

① 엽록소의 광흡수스펙트럼

. 엽록소는 적색과 청색 부근의 광을 가장 잘 흡수한다.

. 엽록소가 잘 흡수하는 적색광과 청색광이 광합성에 가장 효과적인 광선, 광합성 효율이 높다.

. 광합성에 가장 효과가 큰 가시광선 → 빨강

. 이용하지 않는 가시광선 → 초록

 

3. 전자전달과 광인산화

① 물의 광분해

. 광합성 과정에 방출되는 산소(O₂)는 물(H₂O)에서 유래한다는 사실을 확인

. 물이 광분해 되면 산소분자, 수소이온(H⁺, 양성자) 및 전자가 방출

② 두 개의 광계

. 파장이 다른 두 개의 광선을 동시에 조사하면 따로따로 조사하며 그 결과를 합한 것보다 광합성률

이 더 크다는 사실을 밝혔는데, 이러한 현상을 에머슨의 광합성촉진효과

③ 광인산화

. 광에너지의 일부는 NADPH의 형태로 저장되고 , 일부는 ATP의 형태로 저장

. 광인산화가 중요한 이유는 광합성 과정에서 이산화탄소를 환원

. 엽록체에서 일어나는 다양한 대사활성을 지원하는데 끊임없이 공급

 

8.2. 암반응

. 암반응은 엽록체의 스트로마(기질)에서 일어난다.

. 이산화탄소를 환원시키는 과정이며, 불안정한 화학에너지를 안정화시키는 과정

 

1. 캘빈회로

. CO₂가 고정되어 생기는 최초의 중간산물이 3-PGA

. 루비스코 - 중매역할 촉매효소, PGA환원 - 인산글리세르산

. 캘빈회로는 이산화탄소 고정( 카르복시화), PGA 환원, RuBp재생의 세 단계가 반복적으로 연결되는

생화화적 반응경로

(1) 1단계 : CO₂ 고정 → 루비스코 효소

. 물인 두 개의 3-PGA가 형성된다. 이때 카르복시화를 촉매하는 효소가 지구상에서 가장 풍부하고

가장 중요하다는 루비스코

 

2. C₄ 회로 - 옥수수, 피

. 해치-슬랙 회로 ( 크르차크발견, 해치와슬랙 재확인)

. C₄ 식물은 유관속초세포가 잘 발달하고 그 안에 엽록체가 들어있고, 유관속초 주변으로 엽육세포가

빽빽하게 들어차 있다.

. C₄회로는 열대식물들이 광호흡 때문에 생기는 광합성의 비효율성을 극복하기 위한 수단

. C₄식물은 광호흡을 하지 않거나 광호흡량이 대단히 낮다.

. 광포화점과, 이산화탄소 포화점이 높아 광합성 효율이 높다.

 

3. CAM회로 : 밤에 기공을 열고 낮에 기공을 닫는다.

. 밤에 기공을 열어 이산화탄소를 흡수하여 커다란 액포에 물과 함께 저장

. 낮에 기공을 닫은 상태에서 CAM회로를 갖는 식물을 CAM식물

. CAM회로를 보면 밤에 흡수한 CO₂를 시토졸에서 말산으로 고정하여 액포에 저장

. 돌나물과와 선인장과으이 식물은 대부분이 CAM식물

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9장 동화산물의 전이와 전류

. 광합성 산물, 즉 탄소 동화산물

, 가장 중요한 전류형태 - 자당

9.2. 동화산물의 전류

1. 전류경로

① 사부의 해부학적 구조

. 동화물질은 사부조직의 사관요소를 통하여 이동

② 사부단백질과 칼로오스

. 사부단백질 이라고 하는 수종의 섬유단백질

. 사관요소가 전류 기능을 수행하는 동안에는 세포 내벽에 있다가, 사관요소가 상처를 입으면 곧바로

겔화되어 점질성 마개 역할을 하면서 구멍을 막아 수액의 소실이나 미생물의 감염을 방지

. 사관요소에서 사공의 물질통과를 차단하는 또 다른 물질로 칼로오스 라는 탄수화물

③ 소스와 싱크

. 광합성 산물을 만들어 공급하는 잎은 소스이지만 어린잎은 싱크

. 벼는 동화물질이 줄기에 일시적으로 저장되기 때문에 줄기는 싱크이자 소스

. 감자나 당근은 싱크였던 저장기관이 이듬해 생장을 다시 개시할 때에는 소스

. 주로 줄기에 광합성산물(동화물질)을 저장하는 것 →→ 감자

. 잎은 소스가 되고 괴경(줄기)은 싱크

 

2. 전류 형태와 속도

. 동화물질의 전류형태는 사관추출액의 성분을 분석

. 추출액의 주성분은 총 건물의 80%를 차지하는 자당

. 사관추출액의 90% 이상이 자당

. 소르비톨은 사과나무의 중요한 전류형태

. 광합성 산물의 전류형태는 비환원당이며, 그중에서도 자당이 압도적

 

** 소르비톨이 녹말 포도당 과당으로 전이 되지 못하고 소르비톨 상태로 머물러 있는 사과의 생리

장해현상이 우리가 알고 있는 꿀 사과랍니다.

 

3. 동화물질의 전류기작

① 사관부 적재

(1) 적재경로

. 엽육세포에서 생성된 자당은 잎의 가장 작은 엽맥으로 이동

. 엽육세포에서 유관속초세포 → 사부유조직 → 동반세포를 거쳐 곧바로 사관요소로 보내진다

② 사관에서의 전류

(1) 압류설 - 동화물질의 전류기작설

. 1927년 독일의 식물생리학자 뭉크는 압류설을 제창

. 압류설은 사관 내 용액의 이동은 압력 차이에 의하여 일어남

. 용액이 이동하면서 동화물질이 함께 수송된다는 것

.공급부위의 사관요소와 수용부위의 사관요소간의 압력구배에 의하여 물 집단으로 이동

 

9.3.동화산물의 저장

1. 저장기관

. 변태된 줄기(괴경 : 감자, 연, 토란), 잎(인경 : 마늘, 양파, 백합), 뿌리(괴근 : 고구마, 달리아)

2. 저장물질

. 식물이 저장하는 주된 탄수화물은 전분

. 광합성으로 합성된 당류가 자당의 형태로 전류

. 마늘 등에서 보는 것처럼 프락탄의 형태로 저장

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제 10장 호흡작용

10.1. 호흡기질

. 호흡작용의 주된 원료로서 탄수화물은 가장 중요한 호흡기질

. 유산소 세포호흡의 반응경로는 해당과정, 아세틸COA의 형성, 크렙스회로, 전자전달계 및

산화적인산화의 다섯 단계

 

10.2. 해당과정 → 미토콘드리아 밖에서 일어남

. 해당과정은 호흡작용의 첫 단계로 2분자의 피루브산을 생성하는 과정

. 해당과정은 미토콘드리아 밖의 시토졸에서 일어남

 

10.3. 해당 이후 유산소호흡

1. 아세틸- COA의 형성

2. 크렙스회로(TCA회로) → 식물의 호흡작용과 관련있는 생화학적 반응경로

. 물질이 세 개의 카르복시기를 갖고 있는 시트르산 (구연산)이라고해서 시트르산회로

트리카르복시산회로

. 크렙스회로가 한 번 도는 과정에서 1분자의 피루브산이 산화되면서 2분자의 CO₂를 방출하고

3분자의NADH, 1분자의 FADH₂, 1분자의 ATP가 생성

3. 전자전달계화 산화적인산화

① 전자전달계

. 이 전자는 미토콘드리아 내막의 크리스타에 있는 전자전달계를 거쳐 최종적으로 산소에 전달

② 대체전자전달 경로

. 대체산화효소가 기능적으로 유용한 예는 천남성과의 부두릴리, 앉은 부채

. 이들의 육수화서 조직은 수분직전에 대체경로를 통한 호흡률이 크게 증가하여 화서의 온도가 주변

보다 10⁰C 이상 상승

. 앉은 부채는 대체전자전달경로를 갖고 있어 열을 발산하여 주변의 눈을 녹이고, 또 고약한 냄새를

풍겨 수분곤충을 유인한다. 일명 스컹크캐비지

 

10.4. 해당 이후 무산소발효

. 유산소호흡에 비하면 에너지 생산 면에서 대단히 비효울적인 호흡, 계속해서 ATP를 생성하므로

지속적인 에너지 공급이 가능

 

. 10.5. 5탄당인산회로

. 회로에서 생성되는 5탄당인산, 리보오스-5-인산은 RNA와 DNA합성에 이용되고, NADPH는 주로

수소공여체로서 지방산합성과 같은 생합성반응에 이용

 

10.6. 호흡에 영향을 미치는 요인

1. 식물의 나이와 대사활동

. 식물은 대사적으로 불활성인 액포와 세포벽 성분이 큰 비중을 차지하기 때문에 동물에 비해 호흡률

이 낮다.

. 식물의 호흡은 광합성을 하는 녹색조직에서도 이루어지며, 호흡의 측정은 산소 흡수량이나

이산화탄소 방출량으로 측정

. 어린 식물체가 늙은 식물체보다 호흡량이 많다.

. 보리- 뿌리, 밀- 어린잎, 사과-미숙과 가 호흡량이 높다

 

2. 환경요인

① 온도

. 저온에서는 호흡이 억제

② 산소

. 산소농도가 20% 이하이면 호흡이 억제되며, 5% 이하에서는 크게 감소

③ 이산화탄소

. 이산화탄소 농도가 증가하면 호흡이 저하, 온도가 낮고 산소가 부족하면 호흡억제가 더 심해진다.

. CA 저장과 MA저장에 이용

. 발아 중인 겨자 종자에서 이산화탄소 농도를 증가시키면 호흡량이 현저히 감소

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제11장 식물의 휴면

11.1. 식물의 일생

1. 종류별 생활환

① 1년생 식물

. 여름형 종자상태에서 휴면하면서 겨울의 저온을 극복

. 겨울형 식물은 종자상태로 휴면하면서 여름의 고온을 극복

 

11.2. 휴면의 의의와 종류

1. 휴면의 의의

. 식물의 휴면은 불량환경을 극복하는 수단

2. 휴면의 종류

. 1차 휴면은 식물체의 내적인 요인에 의하여 일어나는 것으로 자발휴면

. 자발휴면은 식물체가 생장에 적합한 환경조건이 만들어져도 생장을 하지 않는 상태

 

11.3. 종자의 휴면

1. 휴면의 유도

① 배의 미숙으로 휴면상태를 유지 - 벚나무, 은행나무, 물푸레나무, 유럽소나무, 인삼

② 종피에 의한 휴면

. 경실종자의 경피에 의한 불투수성

. 종자가 경실화되는 경우

. 불투수성의 원인에 대해서는 아직 확실히 밝혀져 있지 않다. 하지만 책상조직이 불투수층이라는

것은 알려져 있으며 책상조직의 펙틴과 수베린이 불투수성의 원인물질로 이해

③ 발아억제물질

. 과즙 중에 특수한 발아억제물질이 존재하기 때문인 경우(토마토, 오이, 수박, 참외, 표주박)

. 수박의 과즙은 수박, 무, 양배추 등의 종자발아를 억제하고 생장 중인 유근의 발육을 억제

. 발아억제물질로는 아브시스산(ABA), 쿠마린, 페놀산, 카테킨, 카테킨탄닌, 스코폴레틴

 

2. 휴면의 타파

① 배의 휴면타파

. 종자를 층적법으로 습윤저온처리, 아브시스산과 같은 발아억제물질이 감소, 지베렐린과 같은

발아촉진물질이 증가하여 휴면이 타파

② 종피의 불투성 제거

. 종피의 일부를 가위로 잘라 내거나 송곳으로 구멍을 내어 상처를 준다

. 종자와 모래를 섞어 비비거나 흔들어 주어 종피에 상처를 낸다

. 한국잔디의 종자는 NaOH 또는 KOH와 같은 강염기를 20%~30% 수용액으로 만들어 30분 정도

처리 하면 휴면 타파

 

11.4. 눈의 휴면

① 유면유도와 타파

. 동아는 겨울 동안 저온자극을 받아야만 휴면이 타파되어 이듬해 봄에 정상적인 생육이 가능

. 당한 온도는 0~5⁰C이며, 처리기간은 200 ~ 1,000시간 이상이 요구

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제12장 종자의 발아

12.1. 종자의 저장양분

. 옥수수는 배유에 탄수화물을, 땅콩은 자엽에 지방을, 콩은 자엽에 단백질을, 피마자는 배유

에 지방을 함유

 

12.2. 종자의 발아과정

. 보리종자에서 지베렐린의 역할 - 가부분해효소의 합성을 유도

 

12.3. 발아의 외적 조건

1. 광선

. 광 발아성 종자 : 상추, 우엉, 담배, 켄터키블루그래스, 뽕나무, 차조기

① 피토크롬

. 피토크롬은 광수용 색소단백질로 광발아성종자의 경우 암상태에서는 Pr형으로 생성

② 일장과 발아

. 광발아성 종자는 일장조건도 발아에 영향

5. 화학물질

. 에틸렌은 상추, 유채, 땅콩 등에서 종자의 발아를 촉진

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제13장 식물의 생장

13.1. 기관의 생장

.세포확대가 활발하게 이루어지는 부위는 신장대, 뿌리에서는 생장점 바로 위에, 줄기에서는 바로 밑

 

13.2. 생장의 상관

1. 정아와 측아

. 줄기의 정아는 측아에 비하여 생장이 우세하고 주근 정단부가 측근에 비하여 생장이 우세한 현상을

정부우세성, 줄기의 정부우세서에 대한 연구는 쌍자엽식물에서 많이 이루어졌다

. 뿌리에서도 정부우세성이, 주근 선단부를 제거하면 측근의 발생이 많아지는 것

2. 온도

. 밤낮의 온도 차이를 DIF, DIF값에 반응이 좋은 식물 -백합, 국화, 제라늄, 거베라, 토마토, 피튜니아

3. 토양

. 토양산소는 뿌리생장, 양분의 능동적 흡수, 토양미생물의 활성화, 무기원소의 유효도 등에 영향

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제14장 식물의 개화 생리

14.1. 화성유도와 화아분화

1. 유년상과 성년상

. 송악은 유년기에는 잎들이 결각을 보이고 줄기는 수평생장, 반면에 유년기를 마치고 성년기에 나는

잎들은 결각이 없고 줄기는 위로 서면서 조건이 갖추어지면 개화

 

14.2. 일장과 광주기성

1. 광주기성과 개화반응

. 사리풀은 장일식물, 도꼬마리는 단일식물, 국화는 일찍 피우려면 단일, 늦게 피우려면 장일처리

. 한계일장을 기준으로 그보다 짧거나 긴 일정조건에서 각각 개화

. 12~14시간 사이의 광주기에서는 두 식물 모두 개화

. 여름 국화의 광주기성은 - 한계일장이 상대적으로 길다

. 장일식물 - 클로버, 사탕무, 귀리, 가을보리, 시금치, 카네이션 .단일식물- 국화, 담배, 포인세티아,

딸기 .중성식물 ( 일장에 관계없이 개화 ) - 오이, 장미, 토마토, 고추, 감자

. 한계일장이 없고 광범위한 일장조건에서 개화하는 중성식물

. 광주기자극에 의해 형성되는 화성유도 물질, 즉 개화호르몬으로 플로리겐을 가정

. 도꼬마리는 전형적인 단일식물

2. 춘화현상의 작용기구

. 춘화현상에서 저온에 감응하는 부위는 생장점으로 종자의 배, 줄기의 정단분열조직

3. 춘화현상에 영향을 미치는 요인

. 저온자극

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제15장 결실과 노화

15.3. 착과와 성숙

. 수정과 종자 형성은 착과 및 그 뒤의 과실비대와 밀접한 관련

. 종자가 형성되지 않아도 착과하여 과실이 정상적으로 비대하는 현상을 단위결과

. ABA와 에틸레은 오히려 노화를 촉진

. 시토키닌은 영양기관의 노화를 방지하는 중요한 호르몬

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제16장 수확 후 생리

. 펙틴질 - 수확 후 과실의 연화에 관여하는 중심물질

. 안토시아닌은 식물세포의 액포 내에 존재하는 매우 다양한 종류의 색소

 

16.2. 수확 후 호흡

1. 호흡속도의 변화

. 사과, 복숭아, 멜론, 토마토, 바나나 등은 성숙하는 과정에서 호흡속도가 갑자기 증가하는데 이를

호흡급등현상

. 급등현상이 일어나면 과실은 바로 노화단계

. 공기 농도를 조절하여 저장하는 방법을 CA저장

. 에틸렌의 처리방법 - 고추, 토마토, 감귤류 등에 많이 이용되는 수확 전이나 수확 후에 처리

. 처리방법은 에틸렌을 가스 상태로 직접 처리해 주거나 에틸렌 발생제인 에세폰 생육조절제이용

. 높은 온도와 높은 습도에서 큐어링 처리하면 상처부분에 수베린 층이 형성되어 저장 중 수분손실 방지

. 옥신의 생물 검정법으로 아베나굴곡시험

. 한천 조각을 귀리 자엽초의 절단면에 올려놓고 일정 기간이 지난 후에 굴곡각도를 측정

. 지베렐린의 생물검정 - 지베렐린의 농도별 측정

. 왜성은 유전적으로 지베렐린의 생산능력이 부족하기 때문

. 광발아성인 상추, 시금치, 담배 등의 종자에 지베렐린을 처리하면 어두운 곳에서도 휴면이

타파되고 발아가 촉진

. 시토키닌은 식물에서 세포분열을 일으키는 호르몬

. 시토키닌의 가장 중요한 기능은 세포분열을 유도하는 것

. 휴면타파에 저온을 요구하는 수목류의 종자에 있어서도 시토키닌이 저온처리를 대체

. 아브시스산(ABA) - 은 식물의 생장을 억제하는 대표적인 식물 호르몬, 식물의 유면을 유도하는

휴면물질, 잎과 같은 기관의 탈락을 촉진하는 낙엽호르몬

. ABA에 의한 분해효소 합성 억제는 종자나 눈의 휴면상태를 유지시키는 중요한 작용

. ABA,는 기공폐쇄에 중요한 역할을 하며 수순스트레스에 대한 방어기능을 조절

. 에틸렌은 성숙과 노화를 촉진하는 식물호르몬, 상온에서는 기체상태

. 에틸렌은 기체이기 때문에 이용상 불편한 점이 많다. 그래서 개발된 것이 에세폰 생육조절제

. 자스몬산 - ABA와 비슷한 생리작용을 하는 천연 식물생육조절제

 

 

 

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