[생물학]C4 식물 연구의 미래

소개

C4 연구의 미래에 대해 번역 과제를 한 것입니다

목차

C3, CAM, C4 중에 누가 가장 진화된 식물일까?^^;;
연구의 미래 - maize, Flaveria or Cleome
C4 광합성이 진화된 이유와 세계적인 중요성
C3 광합성의 현재적 이해
C4 잎의 해부학적 그리고 초미세구조의 발달
C4 광합성의 유전자 근본을 결정 위한 애기장대와 백화채를 이용하는 안

본문내용

C3, CAM, C4 중에 누가 가장 진화된 식물일까?^^;;
C3 식물 같은 경우 루비스코 효소라는 것이 있는데, 이것은 산소와 친화력이 크고, C3 식물은 명반응을 하는 곳과 암반응을 하는 곳이 분리되지 않아 명반응 산물인 산소가 쌓여 이 산소가 CO2 고정에 관여하는 루비스코 효소와 결합하여 CO2 고정에 방해를 한다. 그래서 광합성 효율이 떨어지는데, 그래서 C4 식물이 나온 것이다. 이 식물은 CO2 를 고정하는 엽육세포와 캘빈회로가 있는 유관속초세포로 분리가 되어있습니다. 이 식물의 경우 CO2 고정을 하는 효소는 산소 친화력이 낮아 훨씬 CO2 고정이 잘 된다. 그렇게 고정한 CO2를 분리된 캘빈회로로 보내어 광합성효율을 높인다. 여기서 C3, C4는 CO2최초고정산물이 3탄당이냐 4탄당이냐 하는 것이다.
C3, C4, CAM식물의 차이는 CO2 의 유입에 따른 수분 손실을 최소화하기 위한 그리고 탄소고정을 가장 효율적으로 하기 위해 생겨났다고 할 수 있는 것이다. 우선 C3는 일반적으로 우리가 볼 수 있는 잎의 구조에서처럼 표피와 책상조직, 해면조직을 갖고 있고, 이 해면조직의 사이에 엽맥을 갖고 있는 구조를 하며, 탄소고정에 루비스코를 사용하여 탄소를 고정하도록 되어 있어, 루비스코의 특성상 탄소고정과 광산화가 동시에 이루어질 수 있다는 문제점을 안고 있다(식물학자들은 이 루비스코의 이러한 특성 때문에 과거 지구의 대기 중 CO2의 농도가 현재보다 현저히 높았다고 추측한다).
이러한 특성이 문제가 되는 것은 덥고 건조한 날, 뜨거운 태양아래서이다. 태양이 강하게 비추면 CO2의 소비는 왕성해 지지만 덥고 건조한 날씨로 인하여 식물체는 많은 양의 수분을 잃게 된다. 이를 막기 위해서 식물체는 기공을 닫지만, 이렇게 될 경우 식물체 내로 CO2의 유입이 차단되어 금세 식물체는 CO2의 농도가 줄고, O2의 농도가 높아지게 된다. 이러한 식물체의 환경에서 루비스코는 광호흡을 일으키게 된다.
이러한 문제점을 해결한 구조중 하나가 C4 식물이다. C4 식물은 잎의 엽맥주변에 유관속초를 갖고 있고, 그 주변을 빼곡히 엽육세포가 감싸고 있는 구조를 한다. 여기서 엽육세포는 PEP카르복시화효소 라는 효소를 갖고 있어 외부에서 유입이 된 CO2를 1차적으로 먼저 C4 화합물로 만들어 주고, 이 물질이 유관속초로 유입이 되면서 유관속초 속에 CO2를 공급하고, 이 CO2로 rubisco는 캘빈회로를 진행하게 된다.

참고자료

· 없음