식물의 영양분 흡수

1. 1/20 광합성 : CO2 + H2O 당 (CHO) + O2 세포호흡 : O2 CO2 생합성 : P, K 복잡한 유기물 O2 NH4+ 대기 CO2 N2 식물 NO3- NO3- 질산화 질소고정 NH4+ 토양 제32장 식물영양과 물질이동 식물의 영양분 흡수

2. 2/20 제32장 식물영양과 물질이동 뿌리에서의 물질 이동 표피 체관 피층 뿌리털 카스파리안띠 물관 내피 세포외 경로 세포벽을 따라; 카스파리안띠에 의해 막힘 세포내 경로 세포 내부를 관통하여 원형질연락사를 통해 표피 피층 내피

3. 3/20 제32장 식물영양과 물질이동 뿌리에서의 물질 이동 • 넓은 표면적-수많은 뿌리털 • 이동 경로 뿌리털을 통해 물에 용해된 형태로 물과 함께 흡수되어 물관으로 이동 뿌리털의 표피 세포 • 세포질 안쪽 경로–세포질 내부를 통과 (세포간 이동 : 원형질연락사를 통해) • 세포질 바깥쪽 경로–세포벽을 통과하지만 결국 끝에는 카스파리안 띠의 • 장벽을 뚫지 못하고 안쪽 경로에 합쳐진다 • 내피 세포 • 물관 • 선택적 물질이동 반드시 표피/내피 세포의 선택적 투과성을 가진세포막을 통과해야 함

4. 제32장 식물영양과 물질이동 5/20 물관 (xylem)을 통한 이동 증산작용 유착력 :물관 세포벽과의 결합력 응집력 :다른 물 분자와의 결합력 뿌리압

5. 4/20 제32장 식물영양과 물질이동 뿌리와 줄기 사이의 물질 이동

6. 제32장 식물영양과 물질이동 6/20 증산 작용 : 식물의 물 방출 공변 세포에 의한 기공의 열리고 닫힘 공변세포 기공 열림 기공 닫힘 K+가 공변 세포에서 배출  물도 배출  쭈글 K+를 공변 세포로 흡수  물도 흡수  탱탱 햇빛이 없을 때 잎 내부의 CO2농도가 높을 때 생체 시계의 닫힘 신호에 의해 햇빛이 있을 때 잎 내부의 CO2농도가 낮을 때 생체 시계의 열림 신호에 의해

7. 7/20 제32장 식물영양과 물질이동 체관 (phloem)을 통한 이동 체관 물관 당 농도 :높다 수압 :높다 당공급 공급세포 체관 내 이동 당 농도기울기에 따른 물의 압력 차에 의해 (물의 흐름을 따라서 당은 이동) 체관과 세포간 이동 당의 이동은 능동 수송에 의해 물의 이동은 삼투압에 의해 저장세포 당저장 당 농도 :낮다 수압 :낮다

8. 8/20 제33장 식물의 조절계 식물의 굴광성 : 빛을 향해 자라는 성질 그늘진 면 빛이 쪼여진 면 식물 구조 관찰 결과 : 그늘진 면에 있는 줄기 세포의 생장이 빠르다 결과에 대한 고찰  생장 조절 호르몬이 존재

9. 9/20 제33장 식물의 조절계 식물 호르몬의 생성 장소 대조구 끝 제거 끝을 불투명한 꼬깔로 씌움 끝을 투명한 꼬깔로 씌움 중간 부분을 불투명한 관으로 씌움 관찰 결과 : 끝부분이 있을 때만 빛을 향해 굽는다 결과에 대한 고찰  생장 조절 호르몬이 줄기 끝부분에서 생성

10. 10/20 제33장 식물의 조절계 식물 호르몬의 정체 한천 조각으로 가로막음 운모 조각으로 가로막음 관찰 결과 : 한천으로 가로 막을 때만 빛을 향해 굽는다 결과에 대한 고찰  생장 조절 호르몬은 화학물질

11. 11/20 제33장 식물의 조절계 식물 호르몬의 분리 줄기 끝을 한천 조각에 올려 둠 : 화학 물질이 한천으로 이동 한천 반쯤 걸쳐 놓은 한천 조각은 굽은 생장 유도 다른 대조구: 화학물질이 없는 한천 조각은 생장 유도 효과가 없다 한천 조각이 바른 생장 유도 대조구 관찰 결과 : 줄기 끝부분에서 생성된 화학물질 (옥신)이 생장을 촉진 결과에 의한 고찰  굴광성은 옥신에 의한 줄기 생장 촉진에 의해 생김

12. 12/20 제33장 식물의 조절계 식물 호르몬 1) 옥신 (auxin) 세포벽을 약화시켜 신장을 촉진 작용기작 : 수소이온통로 단백질을 자극하여 H+를 세포벽 쪽으로 보내 세포벽의 셀룰로오스 사이의 결합을 끊는 효소를 활성화 2) 시토키닌 (cytokinin) 세포분열을 촉진 합성장소 : 뿌리 식물의 끝눈 (옥신 합성장소)을 자르면, 곁가지 생장이 촉진 3) 지베렐린 (gibberellin) 줄기와 잎의 신장을 촉진, 씨의 발아를 촉진 특징 :키다리병을 일으키는 곰팡이가 분비하는 물질과 동일 4) 앱시스산 (abscisic acid) 식물의 활동을 억제 (휴면 유지) 특징 :앱시스산이 지베렐린보다 많으면 휴면 상태가 지속 5) 에틸렌 (ethylene) 과일 성숙 촉진, 낙엽 촉진

13. 식물 생장의 옥신에 의한 작용기작 세포벽 옥신의 자극 세포막 세포벽 촉진 세포의 신장 단백질 (H+펌프) 원형질 셀룰로즈 셀룰로즈가 느슨; 세포가 길어짐

14. 13/20 제33장 식물의 조절계 굴성 (Tropism) • 정의 : 외부 환경의 물리적 자극에 대한 식물의 생장 반응 • 빛에 대한 반응 굴광성 : 광원이 있는 방향으로의 줄기 생장 • 중력에 대한 반응 양성 굴중성 : 중력 방향으로의 뿌리 생장 음성 굴중성 : 중력 반대 방향으로의 줄기 생장 • 접촉에 대한 반응 굴촉성 : 접촉 후의 덩굴손 생장 (휘감으면서 생장)

15. 14/20 제33장 식물의 조절계 생체 시계 • 생물체가 갖는 일주기성 리듬 (circadian rhythm)은 • 단순히 낮과 밤의 일주기 리듬만 따라 나타나는 것이 아니고, • 생명체 내부에 있는 시간 측정기 (생체시계)에 의해 조절된다 • 정확한 24 시간 주기를 유지하기 위해선 낮과 밤의 변화에 의한 자극이 필요하다 • 동물의 경우, 뇌의 시상하부에 있는 신경세포 다발이 생체시계이지만, 식물을 포함한 다른 생명체의 경우 알려져 있지 않다 • 생체시계를 조절하는 유전자가 밝혀지고 있다 • 온도 변화에는 영향을 받지 않는다

16. 15/20 제33장 식물의 조절계 광주기 (Photoperiod) : 낮과 밤의 상대적 길이 • 광주기에 의한 개화의 조절 • 단일식물(short-day, long-night plant) • : 밤의 길이가 임계 암기보다 길어지면 개화 • 가을이나 겨울에 꽃피는 식물 - 국화 • 장일식물(long-day, short-night plant) • : 밤의 길이가 임계 암기보다 짧아지면 개화 • 봄이나 여름에 꽃피는 식물 –시금치 • [임계 암기 : 한계 또는 경계가 되는 밤의 길이]

17. 16/20 제33장 식물의 조절계 광주기에 의한 개화 조절 임계 암기 짧은 시간의 빛 장일 (단암) 식물 단일 (장암) 식물

18. 17/20 제33장 식물의 조절계 피토크롬에 의한 빛의 감지 단일식물 개화 장일식물 개화 단일 (장암) 식물 암기 계속 암기 중단 적색광 (R) 원적색광 (FR) 장일 (단암) 식물

19. 18/20 적색광 원적색광 제33장 식물의 조절계 피토크롬에 의한 생체 시계 햇빛에 의해 즉시 전환 자연계 PFRPR 전환 시간을 측정하는 생체시계가 존재 밤에 서서히 전환 PFRPR 전환량 24시간 임계암기 임계지속시간 암기 명기 시간

20. 19/20 제33장 식물의 조절계 식물의 방어 기구 초식동물에 대한 방어 1. 카나바닌 (canavanine) : 아르기닌과 유사한 구조  다른 화학적 성질 2. 육식동물 유인 : 애벌레를 죽이기 위해 장수말벌을 유인 장수말벌 유인 아르기닌 (arginine) 카나바닌 (canavanine) 장수말벌의 알 낳기 유인을 위한 화학물질 합성 O 식물의 상처와 애벌레 침 속의 화학물질 신호전달 과정

21. 20/20 제33장 식물의 조절계 식물의 방어 기구 • 병원균에 대한 방어 • 물리적 장벽: 표피가 갖는 방어벽 • 화학적 장벽: 병원균을 죽이는 화학 물질 • 주변 세포에 방어 준비를 알리는 화학 물질 (예, 살리실산) • 전염을 방지하기 위해 주변 세포를 죽이는 화학 물질 • 저항성 유전자 (R gene)에 의한 장벽: 병원균이 갖는 비병원성 유전자 (Avr gene)에 특이적으로 결합할 수 있는 저항성 유전자가 식물에 존재하면 방어 반응이 일어난다 (즉, 저항성이 생긴다) • 비특이적 전신 장벽: 감염 부위에서 일어난 방어 반응은 호르몬에 의해 식물 전체에 퍼져 전신 획득 저항성 (systemic acquired resistance)을 갖게 한다