물리화학적 제한요인

목차

개요

※제한요인의 개념설명

1.온도
- 제한요인으로서의 온도 설명
1)내성범위
2)온도의 가변성
3)미생물 에게서 온도가 제한요인으로 작용하는 예
2.빛
3.흐름과 압력
4.토양
5.수소이온농도
6.산화환원전위
7.산소

본문내용

먼 곳까지 운반하고 육상으로 불 때는 오랜기간 동안에 삼림 군집의 구성을 바꾼다.
New England 숲에 관한 최근의 연구에 있어서 Oliver와 Stephens(1977)는 1803년 이전에 발생했던 두 개의 허리케인의 영향을 아직도 식생구조 속에서 볼 수 있음을 보고하였다. 곤충은 종을 정착시키는데 있어서 바람 이외의 조건이 같은 기회를 부여하고 있는 것 같이 보이는 지역에 있어서 탁월풍이 부는 방향에 다른 방향보다도 빠르게 퍼지는 것을 찾아 볼 수 있는 것이다. 바람은 증산에 의한 물의 손실을 촉진시키므로 건조지에서는 식물에 대해서 특별히 중요한 제한 요인인 것이다. 그리고 이미 지적한 바와 같이 사막 식물은 이러한 제한 요인을 경감시키는 많은 적응을 하고 있다.
얼마간의 동물들은 기압의 차이를 감지할 수 있는 것 같이 보이는데도 불구하고 이제까지 기압이 생물에 대해서 직접 제한 요인으로서 중요하다는 점은 찾아내지 못하고 있다. 물론 기압은 직접 생물에 제한을 주는 날씨나 기후와 매우 관계가 깊다. 그러나 대양에서는 압력이 10m마다 1기압씩 증가된다. 해안에서 가장 깊은 곳의 압력은 1,000기압에 달한다. 몸 속에 특히 유리 상태의 공기나 기체를 포함하고 있다면 기체 gas embolism이 커질 것이다.
일반적으로 심해에서 보이는 것 같은 큰 압력은 억압적 효과로서 작용하고 있으므로 생활의 보조는 느리다.
높은 기압과 낮은 온도 - 미생물 성장을 억제
높은 수압 - RNA, DNA와 세포막투과 및 효소활성도 저해. 왜냐면, 효소의 구조변화
. 내압성 종 - 높은 수압에서도 정상적인 활성도를 유지
. 호압성 종 - 높은 수압에서만 활성화됨.
삼투압 - 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 막을 통한 물질 이동 (고⇒저)
. 방어기작 - 세균 = 세포벽이 펩티도글리칸(peptidoglycan;단단함)
원생동물 = 수축포
. 호삼투압성 종 - 고농도의 당 등의 용질의 농도에서 성장이 좋은 종
. 건조내성 종 - 노은 용질의 농도에서 생장이 가능한 종
4. 토양
토양은 살아있는 생물과 고분해된 산물이 서로 섞인 지각이 풍우에 씻긴 층으로부터 성립되어 있다고 정의를 내릴 수 있다. 생명을 제외하면 지구에는 지각이 있으면 공기, 물이 있는 것이다. 그러나 그때의 공기, 물 그리고 특히 흙은 우리들이 알고 있는 이들 성분과는 전혀 다를 것이다. 그런 까닭에 토양은 생물에 있어서 환경의 ‘요인’일 뿐만 아니라 생물에 의해서 만들어진 것이라고 하겠다. 일반적으로 토양은 지표의 모재에 대한 기후와 생물, 특히 식생의 작용에 의한 순수의 결과라고 생각되고 있다. 이와 같이 모재, 즉 기초가 되는 지질적이고 무기질적 기질에 생물과 그 생산물, 즉 모재의 세분된 입자와 혼합된 유기질이 첨가되어서 토양이 되는 것이다. 분자 사이의 공간은 기체와 물로 차 있다. 토양구조와 다공성을 고도로 중요한 성질이고 식물과 토양 동물의 영양 이용을 트게 결정하고 있는 것이다.
만일 제방이나 단구의 절단면을 조사해 보면 토양은 대부분의 경우 뚜렷한 층으로 되고 종종 틀린 색깔을 하고 있다는 것을 알게 된다. 이들 층은 토양층위라고 말하고, 표면에서 밑쪽으로 층의 연속을 토양 단면이라고 부른다. 상방의 층, 즉 A층(Ahorizon;표층토양)은 부식화로서 알려진 과정에 의해서 세분된 유기물이 된 동식물체로 구성된다. 잘 발달된 토양에서는 이 층은 더욱, 보통 부식화의 순차 발달해 가는 단계를 표현하는 뚜렷한 층으로 분할이 된다.
다음으로 주된 토양층위는 B층으로서 유기화합물이 분해자에 의해 무기물로 광물질화되고 이것이 잘게 부스러진 모재와 충분히 혼합된 광물질 토양으로 구성되어 있다. B층 속의 가용성 물질은 종종 A층에서 형성되어서 B층에 침전되거나 하층으로 흐르는 물에 용탈된다. 다소라도 변화를 받고 있지 않는 모재는 원래의 암상 형성이 그 자리에서 붕괴되거나, 중력, 물, 빙하 또는 바람에 의해서 다른 곳으로 운반된 것이다. 운반된 토양은 때로는 매우 비옥하다.
5. 수소이온농도
극한 산성, 알칼리에서는 세포구성물질과 효소가 가수분해, 변성됨.
pH는 효소의 구성물질인 아미노산의 상태를 변화시켜 불활성화.
⇒ 효소의 활성에 적합한 pH가 있고 또 다른 환경요인의 영향을 받는다.
6. 산화환원전위(Eh) : 효소의 활성도에 영향을 미침.
-Eh - 상당히 낮은 전자 친화력을 가짐. 보다 쉽게 전자를 잃음(환원)
+Eh - 상당히 높은 전자 친화력을 가짐. 보다 쉽게 전자를 얻음(산화)
7. 산소
절대호기성균 - 에너지생성(발효, 호흡)과 생합성(스테롤과 불포화지방산)에 산소필수.
통성혐기성균 - 산소가 꼭 필요한 것은 아님.
절대혐기성균 - 산소에 의해 독성, 시트크롬이 없어서 전자수용체로 사용 못 함.
산소내성균 - 산소를 사용하지 못하나, 그에 의한 독성이 없음.
산소의 독성은 산소분자의 짝짓기 못한 2개의 최외각 전자 때문이다. 이 전자들 때문에 산소는 환원된 상태이며 따라서 강력한 산화력을 갖게 된다. 이러한 불활성 상태의 가 장 흔한 산소를 삼중산소(O3)라 한다. 단일산소는 구조는 변하지 않은 상태에서 높은 에너지 상태로서 최외각전자가 다른 방향으로 움직인다.
이 형태는 반응성이 매우 크며, 생명체에 독성을 나타낸다. 이 형태는 대기 오염물질로 서 화학반응에 의하여 생기며 생체 내에서 효소작용에 의해서도 생성된다. 높은 반응력 때문에 생체 내에서 불필요한 산화반응을 일으켜 인지질과 같은 세포구성물질을 파괴시 킨다. 전자전달계에서 최종 전자받게인 산소분자에 4개의 전자가 전달된다. 이러한 전 자전달반응은 전자 1개의 단위로 일어나며, 최초로 생성되는 것은 초산화물이다. 초산 화물은 수명이 길어 다른 세포로 옮겨가며 독성을 나타낸다. 절대 혐기성 미생물이 산 소에 의하여 독성을 받는 것도 이것 때문이다.
※ 호기성 미생물은 카탈라이제와 슈퍼옥시드 디스뮤타아제의 2종류의 효소를 갖고 있고
과산화수소를 무독한 상태로 바꾸어 버린다.
H2O2 +H2O2 ⇒ 카탈라아제 ⇒ 2H2O + O2
H2O2 + NADH +H+ ⇒ 슈퍼옥시드 디스뮤타아제 ⇒ 2H2O +NAD+

키워드

제한요인,   온도,   흐름과 압력,   제한효소,   빛,   수소농도,   물,   토양