공변세포관찰

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공변세포 [孔邊細胞, guard cell]
식물체 내 이산화탄소 등의 기체 출입과 증산작용을 조절하는 세포이다.
식물체는 뿌리를 통해 토양 속에 있는 양분과 수분을 흡수한다. 그 후 흡수한 물질들을 식물체 내 곳곳에 운반한다. 낮은 곳에서 높은 곳으로 물질을 이동시키는 것은 쉽지 않지만 식물체는 나름대로의 해결책을 가지고 있다. 그 해결책으로 제시되는 것들은 모세관설, 응집력설 등 여러 가지가 있는데, 그보다 결정적인 원동력이 되는 것은 바로 증산작용이다. 잎에 있는 물을 기공을 통해 공기 중으로 내보냄으로써 아래에 있는 물을 지속적으로 끌어올리는 것이다. 그런데 기공을 하루 종일 열어 놓을 수는 없다. 증산작용이 너무 활발하면 식물체 내의 수분이 부족해지는 상황이 발생할 수 있기 때문이다. 그래서 상황에 따라 기공의 개폐를 조절할 필요가 있는데, 그 역할을 수행하는 것이 바로 공변세포이다.
공변세포에 의한 기공의 개폐 과정
공변세포는 표피세포가 변형된 세포로, 두 개의 공변세포가 서로 붙어 작용한다. 공변세포에 의한 기공의 개폐 과정은 정확하게 알려진 바는 없지만 유력한 설명은 다음과 같다. 공변세포에는 엽록체가 들어있는데, 엽록체에는 빛에 반응하는 엽록소들이 있어 낮에 햇빛이 비치면 엽록소에서 빛을 흡수하고 광합성이 일어난다. 광합성이 진행되면 세포 내 이산화탄소의 양이 줄어들어, pH가 높아진다. pH가 높아지면 포스포릴라아제라고 하는 효소가 활성을 갖게 되는데, 이 효소는 녹말을 포도당으로 분해하게 된다. 녹말 한 분자를 분해하면 무수한 포도당 분자가 만들어지므로 결국 공변세포의 삼투압이 올라가게 된다. 삼투압이 올라가면 공변세포는 주변 세포들로부터 수분을 흡수하여 삼투압을 낮추려 한다.

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