식물생리학

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식물생리학에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

물에 의하여 일어나는 굴성을 굴수성, 식물체의 한쪽에서 화학물질이 작용했을 경우에 일어나는 굴성을 굴화성 ,접촉으로 일어나는 굴성을 굴촉성, 전기에 의하여 일어나는 굴성을 굴전성, 상해에 의하여 일어나는 굴성을 굴상성이라고 한다.이들은 인지, 자극변환, 반응의 측면에서 연구가 행해진다.굴중성의 여부를 알아보고자 할떼에는 뿌리, 줄기 자엽초의 반응 , 인지, 식물의 전기 실험등으로 알아 볼수 있다.
----> PLANT GROWTH RESPONSES AND MOVEMENTS 의 요약
굴성(tropism) : 방향성을 가진 자극으로 향하거나 또는 자극으로부터 멀어지는 차등 생장 반응인
굽음과 관련
굴광성(phototropism) - 옥신 반응처럼 방향성을 가진 빛에 의해 영향을 받는 생장
굴중성(gravitropism) - 중력에 의해 영향을 받는 차등생장(굴지성geotropism)
굴촉성(thigmotropism) - 접촉에 의해 어떤 식물이 차등 생장
cf. 경성반응(nastic response) : 생장이 일어나지 않는 운동
잎자루 기부에 있는 어떤 세포들의 팽압이 변하여 유도
경촉반응(thigmonasty; 접촉에 의해 경성반응) : 매우 빠르게 일어나며 식충식물이 예
(1) 굴광성(phototropism)
굴광성 반응이 일어나는 동안 빛은 식걘?정단부를 자극하여 옥신을 정단분열 조직의 측면으로
이동하게 한다 → 황색 색소인 광수용체에 의해 조절(광수용체 : 청색광에 가장 민감하게 반응하는 것)
옥신 : 농도가 낮으면 신장을 촉진하지만, 농도가 높으면 신장을 억제한다.
줄기 아래로 확산되어 감에 따라 빛이 비치지 않는 쪽으로 이동하여 세포신장을 일으킴
줄기에 축적되면서 식물체 아래 부위에 존재하는 특별한 효소에 의해 비활성화 됨
→ 이러한 비활성화에 의해 옥신의 양이 조절되며, 과다한 옥신은 생장을 억제함
정단우성(apical dominance) - 식물체의 제일 꼭대기에서 생성된 호르몬에 의해 다른
가지의 생성이 억제되는 현상 → 식물체의 에너지를 위로 자라게 하는 데 집중(침엽수에 현저하게 나타남)
(2) 뿌리와 굴중성(gravitropism) - 칼슘이온이 관여
굴중성에 대한 가설적인 세포의 메카니즘 : 수평상태로 놓인 뿌리에서 녹말체가 떨어져 내려오면서
칼슘이온 방출 → 칼슘이온이 칼모듈린(calmodulin)을 활성화 시킴
→ 칼모듈린은 옥시펌프와 갈슘펌프를 작동하게 하는 효소를 활성화 시킴
→ 칼슘과 옥신이 뿌리골무 중심세포에서 방출
→ 옥신은 뿌리의 아래 쪽면에 축적되어 세포신장 억제, 옥신은 너무 가벼워서 중력이 옥신을 식물체 조직하부로 모이게 할 수 없다.
(3) 굴촉성(thigmotropism)
말림(굴촉성)은 접촉표면의 반대쪽에서 세포가 크게 신장되어 발생, 많은 연구자들이 굴촉성은 빛에 의해 일어난다고 제안
(4) 경성반응
수면운동(sleep-movement) :
취면운동 [nyctinasty ] 이라고도한다.
주야의 주기적인 빛이나 온도변화에 따라 일어나는 식물기관의 경성운동.
수면운동 ·주야운동이라고도 한다. 튤립이나 민들레의 두상화 등은 주야에 따라 개폐운동을 한다. 튤립은 온도의 변화, 민들레는 빛의 변화에 의해 꽃덮이 안팎에서 생장속도에 차이를 생기게 함으로써 일어난다. 까치콩 ·미모사 ·자귀나무 등의 콩과식물이나 괭이밥과식물의 잎의 취면운동은 잎몸이나 잎자루의 기부에 있는 엽침의 팽압이 빛의 강약에 따라 변화함으로써 일어난다. 까치콩의 잎은 낮에는 수평으로 되어 있으나 밤이 되면 아래로 처진다.
잎몸의 상하운동은 24시간을 1주기로 하는 곡선을 그린다. 곡선의 모양은 매일 거의 같으며, 식물체를 연속해서 조사하거나, 반대로 암흑조건 아래에 두어도 잠시동안은 24시간 1주기의 리듬이 유지된다. 이것은 이 운동이 빛의 세기 변화만으로 일어나는 것이 아니고, 오히려 식물체에 내재하는 고유한 리듬에 따르고 있다는 것을 나타내고 있다. 이 리듬을 체내시계라고 하며, 자율적인 물질교대의 리듬이라 생각한다.
자귀나무 잎은 까치콩의 경우와는 다른 성질을 가지고 있다. 인공적으로 주야를 반대로 하면 이 잎은 자연의 경우와 반대되는 상하운동을 한다. 또 명암을 3시간이든 8시간이든 교체해 주면, 잎은 명기에는 위쪽을 향하고, 암기에는 아래쪽을 향한다. 미모사의 작은 잎을 줄기에서 절단하면 잎이 닫히는데, 이것은 빛을 비치지 않는 한 열리지 않는다. 간섭필터를 써서 여러 가지 파장의 빛을 조사하면, 청색광과 근적외선광이 유효하다는 것을 알 수 있다. 이 성질은 광합성인 경우와 비슷하다. 확실한 증거는 아직 얻지 못했으나 절단한 잎의 개엽운동에는 광합성이 관여하고 있다고 생각된다. 자귀나무나 미모사의 경우는 잎의 운동이 내재 리듬에 의하는 것보다는 빛에 의해 야기된다는 것을 나타내고 있다.
이상과 같이 잎의 취면운동을 일으키는 요인으로는 외위조건의 변화와 내재리듬의 2가지가 있다. 어느 경우라도 2가지 요인이 관여하고 있으며, 단지 식물의 종류에 따라서는 어느 한 쪽이 우세하게 나타난다고 생각해야 할 것이다. 물론, 다른 식물기관에 대해서도 마찬가지이다. 엽침(pulvinus; 잎자루의 기부에 위치)의 구성성분인 기동세포(motor cell)
는 한 장소에서 다른 장소로 칼륨이온을 퍼내도록 분화
→ 세포의 수분퍼텐셜이 바뀌고 팽압이 변함 → 잎자루가 위 아래로 움직임
태양추적(solar tracking, heliotropism) : 해바라기가 태양을 향해 마주 바라보는 현상
태양추적 현상은 생장과 관련이 없고 팽압의 변화에 의해 발생
(5) 경촉반응(thigmonastic response)
수면운동처럼 엽침에서 팽압이 변화 전기적 자극(관다발 조직의 유세포를 통해 흐름)이 엽침에 도달
→ 전기적 교란이 칼륨이온과 관련된 팽압의 변화를 만들어 소엽 또는 잎이 반응
(전류는 각 엽침에서 재발생하여 다름 엽침으로 전달)
ex) 미모사, 끈끈이주걱(비너스 파리잡이 풀)
※ 화성소(florigen) : 가상적인 개화 유도 호르몬
파인애플과 옥신 ,파인애플에서는 옥신이 개활를 유도한다.

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