식물형태학 - c3와 c4식물의 형태학적 차이와 특징

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식물형태학 - c3와 c4식물의 형태학적 차이와 특징에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

밀)
46∼63(옥수수)
50(수수)
광호흡(photorespiration)
존재함
없음
보상점 (C.P., CO2)
매우 높다(50 ppm)
낮다(1∼10 ppm)
bundle-sheath 구조
only mesophyl 엽록체
특성화된 엽육세포+m. 엽록체
대표 작물
대부분의 목초, 보리, 밀
벼, 옥수수, 수단그라스
물의 이용 효율
낮다
높다
4. 참고 문헌 및 Internet site
- 『식물형태학』, 이규배 , 라이프사이언스
: page154. 그림11-5 설명.
- 『한국생태학회지 6권 2호』
부제- 한국의 식생에 있어서 C3 , C4 및 CAM 식물의 분류 , 생산력 및 분포에 관한 연구 3 . C3 와 C4 형 식물의 식생
: page128.
- 『24명의 과학자가 들려주는 생생한 과학이야기』
: page122.
- http://putso.com.ne.kr/lecture/phy-sys.html
: 그림파일, 정리표
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★. CAM 식물 (중간산물이 크레슐산이다.)
: CAM 식물은 말산으로 대표되는 산의 양이 일주기(circadian rhythm)적으로 변하는 매우 뚜렷한 특징이 있다. 이는 밤에 PEP 카르복실라아제에 의해 CO2 고정이 활발히 이루어져 액포에 저장되는 말산의 양이 많아지기 때문이다.
기공은 증발요구량이 적은 밤에 열리며, PEP는 저장된 탄수화물로부터 생성된다. 증발요구량이 큰 낮 동안에 기공은 닫히고 전야에 형성된 말산은 탈카르복실화되면서 CO2를 형성한다. 이 CO2는 정상적인 PCR 회로에 의하여 고정된다.
기공은 탈카르복실 반응이 일어나는 낮 동안에 닫겨지고, 따라서 잎 내부의 CO2 농도는 고농도에 달할 수 있다. 많은 CAM 식물의 내부 기체를 조사한 결과 CO2 농도는 0.08%에서 2.5%에 달함을 알 수 있었다. 이 내부의 CO2 농도는 옥시게나아제 반응 나아가서는 광호흡을 억제하기에 충분하게 높은 농도이다.
적절한 습기가 있는 조건에서 자라는 CAM 식물은 산이 거의 제거되는 낮의 말미에서는 정상적인 C3 광합성을 수행할 수 있다. 이 기간 동안에 광합성은 O2에 민감하여 C3 식물과 유사한 광호흡이 일어난다. 따라서 CAM 식물은 광호흡의 잠재능력에서는 C3와 유사하다고 볼 수 있다. 그러나 이 능력은 광합성시 CO2 농도가 높아지기 때문에 통상적으로 억제되어 있다고 하겠다.
★. C3-C4 중간종
: C3-C4 중간종은 C3보다 낮은 보상점을 가지며 O2에 대한 감수성이 낮다는 특징을 가지고 있다.
C3 식물과 비교해 볼 때 C3-C4 중간종의 CO2 보상점이 낮다는 사실은 이 종에서 광호흡이 낮다는 사실과 부합한다.
C3-C4 중간종은 C3 식물과 C4 식물의 잎이 가지는 해부구조의 중간적 특징을 갖는다. 유관속초가 관찰되지만 C4 식물에서처럼 잘 발달하지는 않는다.
C3-C4 중간종은 C3와 C4 종을 전부 포함하고 있는 Flaveria, Panicum과 Neurachne, Alternanthera와 Molluga에서 보고되어왔다. 그러나 C4 종을 전혀 갖지 않는 Moricandia(Cruciferaceae)와 Parthenium(Asteraceae)에서도 C3-C4 중간종이 보고되고 있다. 그러므로 C4 식물은 C3 식물로부터 진화해왔다고 생각되며, C3-C4 중간종은 기존의 C3와 C4 종 사이의 진화 혹은 잡종 단계에 있다.
C3-C4 중간종은 광호흡을 감소시키는 실례이기 때문에 집중적으로 연구되었다. 만약 이들 식물에서 어떤 독특한 기작이 발견될 수 있다면 어떻게 C3 식물의 광호흡이 낮아질 수 있겠는가를 밝혀낼 수 있을 것이다. 이러한 연구로부터 C3-C4 중간종은 C4-유사 해부구조와 C4 광합성 효소를 다수 가지고 있음으로해서 한정된 C4 광합성 밖에 수행하지 못한다는 주장과 다른 한편으로는 C3-C4 중간종은 배출되는 CO2에 대해 더욱 효율적인 재고정 시스템을 가지고 있다는 두 가지 가능성이 있다.
광도가 낮아질 때 C3-C4 중간종의 CO2 보상점이 높아지며, 낮은 광도에서는 계통적으로 가까운 C3 식물과 같아진다는 것에서 이에 관한 증거를 찾을 수 있다(C3 식물에서 광보상점 이상에서는 CO2 보상점은 광도 증가에 따라 변하지 않는다.). 이 과정에 필요한 에너지를 공급하는 높은 광도에서만 재고정이 증가한다는 현상이 뚜렷하게 나타난다.
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키워드

광합성,   명반응,   광합성의 환경요인,   C3식물의 기능적 특징