소개글
"감자의 수분퍼텐셜"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 실험 목적
1.2. 실험의 이론적 배경
2. 본론
2.1. 식물 잎의 기공 개폐 관찰
2.1.1. 기공 개폐에 영향을 미치는 요인
2.1.2. 실험 방법
2.1.3. 실험 결과
2.2. 식물의 뿌리 및 줄기 구조 관찰
2.2.1. 뿌리의 구조와 기능
2.2.2. 줄기의 구조와 기능
2.2.3. 쌍떡잎식물과 외떡잎식물의 특징 비교
3. 고찰
3.1. 기공 개폐 메커니즘
3.2. 뿌리와 줄기 구조의 특징
3.3. 식물의 수분 이동과 증산작용
4. 결론
4.1. 실험 결과 요약
4.2. 향후 연구 방향
5. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 실험 목적
식물 잎에 존재하는 기공의 개폐 메커니즘과 이에 영향을 끼치는 요인을 알아보고자 한다. 또한 식물의 뿌리와 줄기 구조를 관찰하여 쌍떡잎식물과 외떡잎식물의 특징을 비교하고자 한다. 이를 통해 식물의 기공과 구조에 대한 이해를 높이고자 한다.
식물은 광합성을 위해 대기 중의 이산화탄소를 필요로 하는데, 이때 기공을 통해 이산화탄소를 흡수하고 증산작용을 통해 물을 대기 중으로 방출한다. 따라서 기공의 개폐 조절은 식물 생장에 있어 매우 중요하다. 또한 식물의 뿌리와 줄기는 물과 양분의 흡수 및 전달에 중요한 역할을 담당하므로, 이들의 구조와 기능을 이해하는 것은 식물 생리학을 이해하는 데 필수적이다. 이에 따라 본 실험에서는 기공의 개폐 메커니즘과 요인, 뿌리 및 줄기 구조와 기능, 쌍떡잎식물과 외떡잎식물의 특징 비교 등을 알아보고자 한다.
1.2. 실험의 이론적 배경
식물의 유기물은 대기의 CO2로부터 기원하므로 이를 위하여 CO2를 충분히 받아들여야 한다. 이때 자신이 필요로 하는 물의 유실은 최대한 방지해야 하며 광합성과 호흡 사이의 조절이 필요하다. 이를 위해 존재하는 특수 구조물이 stomatal complex이다.
기공은 식물 표피 조직의 일부가 외부 대기와 연결된 작은 구멍으로 식물체 내부와 외부 사이에 기체 교환이 일어나는 곳이다. 기공은 대개 잎에 분포하지만 줄기에 있는 경우도 있으며, 공변세포로 일컫는 특화된 표피세포와 주변의 부세포로 구성되어 공변세포의 크기 변화에 따라 기공이 열리거나 닫힌다. 기공은 광합성에 필요한 이산화탄소를 대기로부터 받아들이는 중요한 역할을 하는 한편, 대기의 기온이 높거나 주변이 건조할 때 외부 대기와 기체 교환을 차단하여 수분 증발을 억제함으로써 식물이 건조 스트레스를 적게 받도록 한다.
기공 복합체는 형태와 기능이 완전히 다른 특화된 표피세포인 공변세포와 부세포로 구성되어 있다. 공변세포는 초승달 또는 소시지 형태의 큰 세포로, 끝 부분이 연결된 한 쌍의 공변세포 사이의 빈 공간이 기공을 형성한다. 따라서 공변세포가 팽창하고 수축함에 따라 기공의 크기가 달라지는데, 공변세포가 팽창하면 기공이 열리고 반대로 수축하면 기공이 닫히게 된다. 공변세포는 주변 표피세포와는 달리 엽록체를 가지고 있어 광합성을 할 수 있으며, 광합성 산물이 기공의 열리고 닫힘에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 부세포는 공변세포를 에워싸고 지지하는 역할을 하며, 팽창과 수축을 거듭하는 공변세포와 모양이 항상 일정한 주변 표피세포와 사이에서 전체적인 균형을 유지한다. 부세포는 공변세포로 출입하는 물과 이온의 조장 장소이기도 하다.
기공 개폐는 빛의 세기, 습도, 이산화탄소 농도 등의 다양한 환경 요인들에 의해 조절되고, 기본적으로 삼투압의 조절에 따른 공변세포의 팽압 조절에 의해 개폐가 진행된다. 광합성을 위해 기공을 통해 들어오는 이산화탄소 공급과, 이 때 발생하는 증산에 따른 외부로의 수분 손실 사이의 균형을 잘 맞추는 것은 적절한 생장과 발달 및 대사 유지를 위해 무엇보다도 중요하며, 이러한 균형을 맞추기 위해 능동적 또는 수동적인 공변세포의 팽압 조절과 이에 따른 기공개폐 조절이 다양한 조절인자들에 의해 세밀하게 이루어지고 있다.
2. 본론
2.1. 식물 잎의 기공 개폐 관찰
2.1.1. 기공 개폐에 영향을 미치는 요인
기공은 빛의 세기, 습도, 이산화탄소 농도 등의 다양한 환경 요인들에 의해 개폐가 조절된다. 기본적으로 공변세포의 삼투압 조절에 따른 팽압 변화에 의해 기공의 개폐가 진행된다.
낮은 이산화탄소 농도와 강한 빛의 조합은 기공을 열리게 만들고, 높은 이산화탄소 농도와 빛의 조합은 기공을 닫히게 만든다. 이는 청색광에 민감한 공변세포의 특성에 기인한다. 새벽과 해질녘에 청색광이 상대적으로 풍부해지면 공변세포가 팽창하여 기공이 열리게 된다.
식물에 물 부족 스트레스가 가해지면 식물호르몬인 ABA가 뿌리에서 방출되어 공변세포로 이동한다. ABA는 공변세포 내 삼투압을 높여 수분 유출을 유발하고 결과적으로 기공을 닫히게 만든다.
또한 염 농도가 높은 환경에 놓이게 되면 공변세포 내부와 외부의 삼투압 차이로 인해 공변세포가 수분을 잃게 되어 기공이 닫히게 된다.
결과적으로 기공 개폐는 빛, 이산화탄...
참고 자료
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Biology : the science of life/ third edition(korean)/Robert a Wallace/을유문화사p.126~130
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감자의 수분퍼텐셜을 측정하는 또다른 방법
https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=magician_e&logNo=220778314745&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.co.kr%2F
토양으로부터 식물체 내로의 수분의 이동을 수분포텐셜의 개념으로 설명
http://itarot.co.kr/자연과학-생물학-실험-삼투압-측정생물의학실험결/
http://www.reportworld.co.kr/reports/166897 토양으로부터 식물체내로의 수분의 이동
식물은 어떻게 물을 이용하는가 (민경희, 숙명여자대학교 자연과학부 명얘교수)
식물 생리학 2판 (Life Science, 2016)
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