(식물학,식물생리학) - C3 식물, C4식물 ,CAM식물의 기작, 종류, 장단점

소개글

이번 식물학레포트에서 제출했던 리포트입니다
요번 식물학 점수 A+받은 과목이기도 하구요.
정말 열심히 성의를 보여 썻으니, 구매하셔도 후회없으실듯합니다
다른 판매자분과 양대비 가격을 보시면 알겁니다.

목차

Ⅰ. 들어가면서
Ⅱ. 본문
1) C3, C4, CAM 식물이란?
① C3 식물이란?
② C4 식물이란?
③ CAM 식물이란?
2) 켈빈 회로는 어떤 원리로 밝혀지게 되었는가?
3) C3, C4, CAM 식물의 Pathway
① C3 식물의 Pathway
② C4 식물의 Pathway
③ CAM 식물의 Pathway
4) C3, C4 식물의 차이점
① 구조적 차이점
② 대사과정 차이점
5) 광호흡이란?
Ⅲ. 마치면서
Ⅳ. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. 들어가면서
초기 원시지구의 출현, 그리고 초기 유기물부터 코아세르베이트 그리고 가장 유력한 학설인 세포내 공생설로 광합성을 하는 남세균의 등장으로, 지구내 대기조성이 산소가 대다수가 차지하게 되었습니다. 교수님께서 ‘C3, C4, CAM’식물에 대해서 조사하라는 과제를 내주셨을때, 고등학교 때 생물2 과정을 배우면서 광합성이 단순히 물과 이산화탄소를 이용해 포도당(glucose)를 만들어내는 것이라고 단순히 생각했던것을 다시 생각해보닌 계기였고, 생물학 관련 과로 진학하게 만들어준 것이었습니다. 고등학교때는 C3 식물만 배우는 경우가 있었고, 고등학교 때도 참고란에 C4 CAM 식물에 대해서 언급되었긴 하지만, 그렇게 상세히 배울수 있는 기회가 없었는데 요번 기회로 다시 한번 상세히 알아 볼 수 있는 계기인 것 같습니다.
Ⅱ. 본문
1) C3, C4, CAM 식물이란?
① C3 식물이란?
C3 식물은, 명반응 과정에서 물이 광분해 되어 나온 전자와 NADPH를 이용해 암반응(탄소고정반응) 이산화탄소가 RuBP(리불로오스-1, 5-이인산)와 결합하여 PGA(3-포스포글레시르산)이 만들어집니다. 이때 PGA가 3탄당이기 때문에 C3 경로라고 합니다.
이 회로를 발견한 사람은 1950년대에 멜빈켈빈(Melvin Calvin)과 그의 동료들에 의해 정교한 일련의 실험을 통해 발혀졌으며, 이 업적으로 1961년에 노벨상을 수상하였습니다.
② C4 식물이란?
대다수의 식물은 C3 회로를 가지고 있지만 그렇지 않은 경우도 있습니다. 이산화탄소가 고정되어 생성되는 최초의 산물이 PGA(3탄당)이 아니라 옥살아세트산이나 아스파르트산, 말산과 같은 4탄당 화합물이 되게 됩니다. 이처럼 이산화탄소의 고정의 최초 산물이 4탄당 화합물인 식물을 C4 식물이라고 하게 됩니다.
이런 C4 식물의 경우 C3식물과 달리 이산화탄소를 RuBP가 받아들이지 않고 PEP(포스포에놀피루브산, 3탄당 화합물)가 받아들이게 됩니다. 이러한 PEP는 이산화탄소와 결합하여 옥살 아세트산이나 아스파르트산, 말산과 같은 4탄소 화학물이 되게 됩니다.
③ CAM 식물이란?
CAM 식물은 광합성의 또다른 적응 형태로써 선인장과 같은 사막 식물에서 밝혀졌습니다. CAM 식물은 C3, C4 식물과는 달리 밤에 기공을 열어 이산화탄소를 C4 유기를 상태로 액포에 저장하게 됩니다. 반면에 낮에는 기공을 닫아 증산을 방지하고, 액포의 유기물로부터 이산화탄소를 유리시켜 엽록체로 확산하여 정상적인 켈빈 사이클 반응을 하게 됩나다. 이러한 CAM 식물들의 광합성은 매우 비효율적이게 되고, 생장속도가 매우 느리게 됩니다.
CAM 식물은 낮 동안에 기공을 닫으면 수분의 소실은 최소화되지만, 물과 이산화탄소가 동일한 확산경로를 공유하기 때문에 밤에 이산화탄소를 흡수하여야 합니다.
2) 켈빈 회로는 어떤 원리로 밝혀지게 되었는가?
미국의 켈빈과 그의 동료들은 클로렐라에 방사성 동위원소로 표지된 14이산화탄소 기체를 공급하고 빛을 쪼여 주는 시간을 늘려가면서 클로렐라의 추출액을 분석하는 방법을 통해 14C의 전환과정을 추적하였습니다. 켈빈회로는 이산화탄소 기체를 고정하는 반응으로 명반응에서 만들어진 NADPH와 ATP를 이용하여 이산화탄소 기체를 환원시켜 포도당을 만드는 과정입니다. 이 반응은 엽록체의 스트로마에서 일어나고, 많은 효소들이 반응을 촉매하므로 온도의 영향을 받게 됩니다.
광합성이 진행된 시간에 따라 식물에서 생성된 물질을 조사하면 이산화탄소 기체가 어떤 물질을 거쳐 포도당으로 합성되는지 칼빈회로의 경로를 알 수 있다. 그 결과 밝혀진 칼빈 회로의 첫 번째 반응은 이산화탄소 기체와 RuBP가 결합하여 PGA이 되는 과정이다. 따라서 암반응에서 최초로 생성되는 물질은 PGA라고 할 수 있다.
이런 처음으로 기체가 3탄당인지 혹은 4탄당인지로 C3, C4 식물로 구별하게 됩니다.

참고 자료

Taiz & Zeiger 역 전방욱, 식물생리학 제3판, 라이프사이언스, 2007, p.140-163
Irene Ridge 역 조성호, 식물의 이해, 월드사이언스, 2006, p.53-94
심상철, 광합성의 세계, BLUE BACKS, 2005, p146-149
권영명, 최신 식물생리학, 아카데미서적, 2006, p.178-192
김영환 외12, 일반 식물학 제2판, 월드사이언스, 2008, p.89-102
식물형태학, 이규배, 라이프사이언스, 2004, p.154-156
손희도 배미정, 생물2 HighTop, 두산동아, 2007, p.112-124
라이프사이언스 식물생리학 보조 웹페이지 (http://www.plantphys.net)