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세포질골격에 관한 보고서

세포골격 (Cytoskeleton)1. 세포골격이란?세포질에는 그 형태를 유지하기 위한 골격이 존재하는데 이를 세포내골격이라 한다. 여기에는 튜불린 (tubulin) 단백질로 구성된 미세소관 (microtubule), 액틴 (actin)단백질과 이와 결합하는 여러 단백질로 구성된 미세소섬(microfilament), 그리고 이들의 중간 크기로 다양한 구성성분으로 되어 있 중간섬유(intermediate filament)가 있다. 세포내 골격은 세포의 형태를 유지하는 것 이외에도 세포내 및 세포외 운동과 세포내 물질 수송에 중요한 역할을 담당하고 있다.2. 세포골격의 기능(1) 구조적인 지지(structural support)- 세포의 모양을 유지시키는 구조적지지 기능(2) 세포 내 구조연결(internal framework)- 세포소기관들의 위치를 제공시키는 기능(3) 물질과 세포소기관들의 이동에 대한 기구(machinery)- 세포 내의 물질이동과 세포소기관들의 이동에 관계되어짐(4) 이동에 대한 힘을 제공시키는 요소(force-generating elements)- 한쪽 방향에서 다른 방향으로의 세포들의 이동에 대한 섬모나 편모처럼 세포 의 운동소기관을 구성하는 부분으로서의 기능(5) mRNA의 번역을 위한 위치를 제공(6) 신호전달(signal transducer)- 세포 외부환경에 대한 특정 신호를 세포내부로 도입시키는 기능3. 세포골격을 이루는 3요소1) Intermediate filaments( 중간섬유 )? Intermediate filament는 매우 강한 인장력을 가지고 있으며 외부에서 가해지는 물리적인 힘으로부터 세포의 구조를 유지시켜준다.? location : 세포 전체에 걸쳐 그물망을 형성desmosome : 두세포의 연결부위진핵세포내의 핵을 견고하게 유지① Intermediate filament의 구조② Intermediate filament의 종류 와 역할가) cytoplasm에서 발견되는 intermediate filaments- k→ 피부가 약하며 약한 힘에 의해서도 쉽게 세포가 터짐- vimentin & vimentin-related filaments in connective tissue cells, muscle cells, & supporting cells in the nervous system- neuro-filaments in nerve cells나) 핵막에 존재하는 inetrmediate filaments- lamin : 세포의 분열과정 중에 핵막과 함께 해체되었다가 분열이 끝나면 핵 막과 함께 재생성2) Microtubles (미세소관)? microtuble은 tubulin이라는 단백질로 이루어진 긴 원통형모양? 세포 내 여러 부위에서 해체와 결집을 반복하는 특성? centrosome이라고 하는 소형 구조물에서 조립? 세포의 유사분열 과정에서 microtuble은 일단 해체되며, 해체된 microtuble은 재결집하면서 mitotic spindle을 형성? cilia와 flagella의 구성? motor protein은 microtuble을 따라 이동① Microtuble의 구조미세소관은 세포내 섬유중에서는 가장 큰 섬유로서 외직경이 24㎚가량 되며, 관 모양으로 속이 텅 비어있고 벽은 α,β 튜블린(tubulin)이라는 두 가지 형태의 단백 질 소단위로 구성된다. 이들은 이량체를 기본구조로 하여 반복 된 상태로 모두 정돈 된 배열구조를 형성한다.두 가지 단백질은 매우 유사하며 구형이고 분자량은 약 55,000달톤이며 500개의 아미노산 잔기로 구성된다. 두 단백질의 1차 구조가 매우 유사하다는 것이 아미 노산 서열 연구를 통해 밝혀졌으며 이것은 이들이 공통된 진화적 기원을 갖고 있음을 시사한다. 이들은서로 비슷할 뿐만 아니라, 여러 종에서 추출되어 분류된 미세 소관들 사이에서도 상당히 유사성을 갖는다.α와 β-튜블린은 모여서 구멍이 15㎚이고, 직경이 24㎚인 원통을 구성한다.이 소단위는 골이 매우 얕은 나선으로 배열되는데, 대개는 13개의 튜블린이 나선의 1 회전을 구성한 길이는 세포의 형태나 세포의 특징기능에 따라 변하기 때문에 정확 히 측정하기 어렵다. 10∼25㎛의 길이는 신경세포의 축 안에서 볼 수 있고 5∼ 200㎛ 는 편모와 섬모를 갖고 있는 유기체에서 관찰된다.② 세포에서 미세소관의 배열미세소관은 세포에서 매우 질서있게 배열되어 있다. 특히 뒤에서 자세히 다루겠 지만 중심립, 기저체 뿐만 아니라 섬모, 편모에서도 미세소관은 고도의 질서로 꾸며져 있다.질서있는 배열의 하나는 미세소관 쌍이다. 배열면에서는 하나의 미세소관은 완 전하며, 이러한 쌍에 이웃하는 구성원은 완전 한 원통을 만들기 위해 다른 3개의 원섬유와 공유되어 있다.질서있는 배열의 두 번째는 서로 관련된 쌍들의 배열이다. 섬모와 편모에서는 하나의 원 중심에 2개의 단일 미세소관이 있으며 이 주위에 9 개의 쌍이 배열되 어 있다. 이러한 배열을 9+2라고 하며 전자현미경으로 본 섬모 축사의 사진은 2 차원 적 미세소관의 배열에서 전형적인 9+2배열을 보여준다.미세소관 쌍들은 서로 연결되고 있으며 각각 중앙의 단일쌍에 발판을 내리고있 다. 미세소관계와 관련된 구조들은 섬모 또는 편모의 축사(axoneme)를 구성한다. 미세소관의 각 쌍은 모든 쌍을 통하는 원의 접선에 10˚ 기울어져 있다. 쌍 중에서 축사의 미세소관에 더 가까운 원섬유를 아섬유(subfiber) A라 하며, 다른 것은 아 섬유 B라 한다.아섬유 A는 다이네인 팔이라는 두 개의 팔을 가지고 있으며 이웃하는 쌍으로 향 해 있다. 튜블린 팔은 축사를 위에서 아래로 볼 때 시계방향으로 나와 있다. 쌍의 사이를 연결하는 넥신(nexin), 방사향 스포우크와 머리, 중심초, 미세소관 다리 등 이 축사 미세구조의 나머지 부분을 이룬다. 전체 섬모 또는 편모는 원형질막의 연장인 막에 의해서 싸여 있다.③ 미세소관의 역할과 기능미세소관은 거의 모든 진핵세포에서 다양한 방법으로 세포 내부에 걸쳐서 분포하 고 있어 각기 다른 역할을 하고 있다.㉠ 혈구세포의 경계띠로의 역할포유동물들과는 달리 모든 척추동물이 가지시 미세소관 가장자리 띠를 횡단으로 절단하면 띠는 미세소관들로 구성되어 서로 연결되어 있 음을 알 수 있을 것이다.유사한 다발은 포유류 배의 원시적 핵이 있는 적혈구에서도 볼 수 있다. 경우에 따라서 경계띠는 양쪽이 볼록한 적혈구의 타원형 및 견고성 유지에 중요한 것으 로 보인다. 다른 경우로서 경계띠가 성숙한 세포의 모양을 유지하지는 않으나 경 계띠의 특징적 모양으로 세포를 배열하는데 중요할 것이라 여겨진다.㉡ 섬모와 편모의 운동 기작으로서의 역할섬모와 편모는 다양한 세포 형태에서 나타나는 중요한 표면 부속기관이다. 이들 소기관은 기본적으로 동일한 구조와 분자적 조성을 갖고 있다. 섬모와 편모 사이 의 가장 뚜렷한 특징은 운동주기의 형태이다. 편모와 정자의 꼬리들은 비교적 편 평한 굴곡의 연속적인 전달로 나타나지만, 이와 반대로 섬모는 효과적인 3차원적 회복 운동을 한다. 이와같은 이들의 특징을 결정짓는 미세구조 성분이 바로 미세 소관이다.섬모와 편모운동은 미세소관에 의한 운동이다. 이 말은 곧 섬모와 편모의 운동 기작으로 미세소관이 관여하고 있다는 것이다.미세소관과 상호 결합한 단백질이 일정하게 배열된 이러한 미세구조는 섬모와 편 모의 운동에 중요하다. 이 점에서 축사는 운영에 필요한 모든 것을 포함하고 있 다. 막이 없는 섬모는 ATP를 충분히 공급해 주는 한 유영운동을 한다. 유영운동 이란 한 마디로 말해서 물속에서 헤엄치는 것을 생각하면 된다. 그러나 미세소관 이 스스로 운동 주기를 생성할 수 없다는 사실은 축사의 다른 구성요소들이 주로 작용하고 있기 때문이고 생각하고 있다.㉢ 유사분열시 방추체로서의 역할유사분열, 더 자세히 말하자면 핵분열은 미세소관에 의거하여 일어나는데, 특히 방 추사 섬유의 주요 성분으로서 방추사의 모양을 이루고 있다. 유사분열 전기에 나 타나는 중심체에는 방추사가 부착되게 하는 동원체를 가지고 있다. 이 중심체쌍이 서로 핵의 양쪽 반대방향으로 멀어질 때 유사분열의 방추사가 형성된다. 그러나 이때 방추사 형성에 있어 중심체의 역할는 확실치 않지만 골수로부터 분리한 척수세포에 있는 중심체 쌍의 절편을 전자현미경을 통해서 보 면 횡단 절단시의 각 중심체는 3쌍으로 된 미세소관이 9개의 단위로 구성되어 있 다.미세소관은 유사분열 후기의 염색체 이동에 관여한다. 다시 말해, 극을 향해 염색 체가 이동하고 방추사의 길이가 신장하는 데에 있어 어떠한 힘이 작용하는데 그 힘의 생성에 미세소관이 관련된다는 것이다.㉣ 세포골격의 구성성분으로서의 역할미세소관은 세포의 형태를 유지시켜 주는 장치인 세포골격의 구성성분으 로 그 밖 의 다른 구성성분들과 세포 내부에서 거미줄처럼 배열되어 있는 모양을 나타낸다. 튜블린을 함유하는 섬유, 즉 미세소관들은 무질서하게 배열되어 있으나 일반적으 로 세포 중심으로부터 방사상으로 뻗어 있으며, 세포 가장자리에 결하하여 원모양 을 이루고 있다. 이와 같은 미세소관은 모두 온전한 세포에서 공존하며 복잡하게 내부 공간을 채우는 내부구조물로써 기능을 한다.3) Actin filaments (액틴 섬유)Actin filament는 표면과 관련된 세포운동에 필수적이다. 세포 표면을 따라서 움 직이는 운동, 대식세포의 식작용, 유사분열을 완료한 두 세포로 분리등과 같은 세 포 운동은 actin filament없이는 불가능하다. 대부분 actin filament는 microtuble과 같이 불안정하나 근육세포와 같은 일부 세포에서는 매우 안정하다.① Actin filament의 구조와 성질- globular actin protein이 모여 꼬인 사슬을 이루고 있다.- microtuble과 마찬가지로 plus 및 minus end 부위를 가지고 있다.- microtuble보다도 더 가늘고 유연하다.- 양은 microtuble보다 더 많아 약 30배에 달한다.② Actin의 polymerization- tubulin의 경우 GTP가 결합되어 있는데 비해 actin은 ATP가 결합되어 있어서 dimer를 강하게 형성하며 결합 후 ATP는 ADP로 가수분해된다.- ADP가 결합된 actin의한다.

자연과학| 2009.04.11| 12페이지| 2,000원| 조회(221)

미세소관, 생물학 레포트, 세포직 골격, 액틴결합

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특수조직의 종류및 특징

예비보고서2007422009 문초롱◈실험주제- 식물의 특수조직 관찰◈이론 및 원리1. 기근공기뿌리라고도 한다. 뿌리는 땅 속에서 식물체를 떠받치거나 물의 흡수, 양분의 저장 등의 일을 하는 기관인데, 공기 중에 노출되는 뿌리도 있다. 기능은 종류에 따라 일정하지 않으며 주요한 것으로는 다음과 같은 것이 있다.① 부착근(附着根):많은 뿌리가 나와서 수간(樹幹)이나 바위에 단단히 달라붙어 벋어나간다.② 흡수근(吸水根):나무 위에 착생하는 난초과식물에 많다. 바깥쪽에 근피(根被)라고 하는 특별한 조직이 있는데, 이것을 이루는 수 층~수십 층의 세포는 서로 작은 구멍으로 이어져 있어 빗물 등을 급속히 빨아들여 저장한다.③ 지주근(支柱根):식물체를 떠받쳐서 쓰러지는 것을 방지하는 역할을 한다.④ 보호근(保護根):밀생한 뿌리가 줄기를 두껍게 감싸서 보호하는 것으로, 목본 양치류에서 잘 발달하였으며 보수(保水) 기능도 있다.⑤ 호흡근(呼吸根):호흡을 위하여 뿌리를 공기 중에 내는 것으로서 여러 가지 형태가 있다.⑥ 근침(根針):땅 위로 가시 모양의 뿌리가 나와서 동물의 근접을 방해하는 것이 있다.2.수중식물주로 물 속이나 물가에 서식하며 식물체의 일부나 전부가 물 속에 잠겨 있으며 식물체의 줄기나 뿌리, 또는 잎에 공기를 함유하는 통도조직을 갖는 관다발 식물이다. 수중식물은 오염된 수질을 정화하는 역할을 하며, 수중 생물이나 물가에 서식하는 다양한 동물들의 서식처이자 먹이로 이용된다.① 정수식물(emergent hydrophytes): 식물체의 줄기 밑 부분은 수면 아래쪽에 있고, 줄기 위쪽은 대기 중에 나와있는 식물군이다.② 부엽식물(floating-leaved hydrophytes): 물 밑에 뿌리를 내리고 잎은 수면에 떠 있는 부수엽을 발달시키는 종류이다. 연이나 순채, 마름 등이 포함된다.③ 침수식물(submerged hydrophytes): 식물체의 대부분이 물 속에 잠겨 서식한다.④ 부유식물(free-floating hydrophytes): 잎이나 식물체의 대부분이 수면에 떠 있는 식물군으로 뿌리가 없거나 아주 빈약한 뿌리를 갖는다.3. 다육식물사막이나 높은 산 등 수분이 적고 건조한 날씨의 지역에서 살아남기 위해, 땅 위의 줄기나 잎에 많은 양의 수분을 저장하고 있는 식물을 말한다. 선인장이 대표적인 다육식물이다.다육식물은 잎이 다육인 것과 줄기가 다육인 것으로 구별할 수 있는데, 원래 있어야 할 잎의 모양과 수를 줄이면 유포르비아의 일종에서 볼 수 있는 것과 같이 줄기만으로 된 것이 생긴다.다육잎을 가진 것에는 세덤·메셈브리안세마·리소프스·크라술라 등이 있고, 잎면에 납질의 피막이 있는 것, 공모양 또는 원통형으로 된 것, 털이 있는 것 등이 있어서 증산을 극도로 제한하고 있다. 또 가시가 있는 것, 돌멩이를 닮은 것이 있어서 동물에게 먹히는 것을 방위하고 있는 종류도 있다.

자연과학| 2009.04.11| 2페이지| 1,000원| 조회(204)

생물학 실헝, 특수조직의 종류, 특수조직, 식물의 특수조직 관찰

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단자엽과 쌍자엽의 관찰 사진 및 고찰 평가A+최고예요

결과 보고서◈실험 1. 단자엽 식물의 줄기와 잎 관찰◈실험결과기공 통도조직 유조직Fig1. 부추 잎 뒷면 기공 관찰(×400) Fig2. safranin염색한 부추 줄기 횡단면(×400)기공 기공Fig3. 원추리 잎 뒷면 기공 관찰(×100) Fig4. 원추리 잎 뒷면 기공 관찰(×400)유조직 통도조직 유조직 통도조직Fig5. 원추리 줄기 횡단면(×40) Fig6. fast green 염색한 원추리 줄기 횡단면(×100)◈실험 2. 식물의 기본조직계 관찰◈실험결과 유관속형성층기공 유조직 통도조직Fig1. 유채 잎 뒷면 기공 관찰(×400) Fig2. 유채 줄기 횡단면(×40)유관속형성층유조직 탄닌 유관속형성층 통도조직 유조직Fig3. fast green 염색한 유채 줄기 횡단면 Fig4. safranin 염색한 유채 줄기 횡단면(×40) (×40) 통도조직기공 유관속형성층 유조직Fig5. 천냥금 잎 뒷면 기공 관찰(×400) Fig6. 천냥금 줄기 횡단면(×40)유조직 통도조직 유조직 통조조직유관속형성층 유관속형성층Fig3. fast green 염색한 천냥금 줄기 횡단면 Fig4. safranin 염색한 유채 줄기 횡단면(×40) (×40)유관속형성층 유조직 유관속형성층 유조직Fig6. 천냥금 엽병 횡단면(×40) Fig3. fast green 염색한 천냥금 엽병 횡단면 (×40)유관속형성층 유조직Fig4. safranin 염색한 유채 엽병 횡단면(×40)◈고찰- 몇 주째 계속 되는 식물의 조직 관찰에서 가장 중요한 것은 식물을 얇게 잘라야 한다는 것이다. 식물을 얇게 자르지 못하면 현미경 상으로 입체적으로 보이기 때문에 조직을 제대로 관찰할 수 없기 때문이다. 이번 주 실험 재료인 단자엽 식물 부추가 자체적으로 너무 얇고 힘이 없기 때문에 자르는데 상당한 어려움을 겪었다. 특히 줄기는 쉽게 뭉개져서 관찰을 할 수 조차 없었다.- 이번 실험에서는 쌍자엽 식물과 단자엽 식물에 대한 비교가 주된 목적이었다.먼저 기공배열을 비교해 보면 단자엽인 부추와 원추리의 잎 뒷면에서 관찰된 기공은 일반적으로 “규칙형” 이라는 것을 볼 수 있었다. 반면 쌍자엽인 유채와 천양금의 잎 뒷면에서 관찰된 기공은 “산재형” 으로 일관된 방향없이 흩어져 있는 것을 볼 수 있었다.다음으로 줄기의 횡단면을 비교해 보면 단자엽인 부추와 원추리는 유관속조직이 “산재형” 이며 유관속 형성층이 없었고, 쌍자엽인 유채와 천양금은 유관속조직이 “환상형” 으로 한줄로 배열되어 있으며 유관속 형성층에 의해 안쪽의 물관부와 바깥쪽의 체관부로 나눠져 있었다.단자엽 식물과 쌍자엽 식물의 줄기 단면의 유관속조직배열이 차이를 보이는 이유는 생존을 하기 위한 이유 때문일 것으로 보인다. 단자엽 식물의 경우는 대부분 1차 생장만 한다. 이것은 단단하지 않고 유연한 벽을 생성하는 식물을 말하는데 이는 길이만 생장하는 것이지 옆으로 생장하지는 않기 때문이다. 그러므로 2차 생장을 하는 쌍자엽 식물처럼 유관속조직이 한 줄로 배열되어 있을 필요가 없었을 것으로 추정된다. 반면에 쌍자엽 식물은 2차 생장을 하는데 1차적으로 정단 분열 조직에서 길이 생장을 한 후 형성층을 이용해 2차 생장을 하면서 부피가 늘어나기 때문에 이와 같은 이유로 옆으로 생장하려면 유관속조직의 형성층이 한 줄로 배열되어 있어야 유리하기 때문에 그러한 배열을 이루는 것으로 판단된다.- 지난주에 배웠던 기공복합체의 유형을 관찰해 보자.실험1 Fig1.과 4에서와 같이 단자엽인 부추와 원추리는 얇게 자르지 못해 기공만 관찰 되었고 부세포는 관찰할 수 없었다반면 쌍자엽인 유채와 천냥금은 실험2 Fig1.과 5에서와 같이 기공에 각기 다른 모양의 부세포 3개가 붙어있는 “불균등형” 이라는 것을 관찰할 수 있었다.

자연과학| 2009.04.11| 5페이지| 2,000원| 조회(2,200)

단자엽, 생물학 실험, 쌍자엽, 단자엽관찰

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식물의 조직 관찰

< 결과보고서 >◈실험 1. 식물의 표피조직과 기공복합체 관찰◈실험결과기공복합체 공변세포 엽록소Fig1. 식물 잎 기공복합체(×400) Fig2. 식물 잎 기공복합체와 엽록소 (×1000)Fig3 . 식물 잎 엽육조직 횡단면(×40) Fig4. 식물 잎 엽육조직 횡단면(×100)각피 상표피 하표피 공변세포Fig5. 식물 잎 윗면 엽육조직 횡단면(×100) Fig6. 식물 잎 뒷면 엽육조직 횡단면(×100)◈실험 2. 식물의 기본조직계 관찰◈실험결과탄닌 유조직 통도조직 후각조직 통도조직 탄닌 유조직Fig1. 염색된 샐러리 엽병 횡단면(×40) Fig2. 염색된 샐러리 엽병 횡단면(×100)탄닌 통도조직(도관) 탄닌 통도조직Fig3. 염색된 샐러리 윗줄기 횡단면(×40) Fig4. 염색된 샐러리 윗줄기 횡단면(×100)통도조직 탄닌 통도조직 유조직Fig5. 염색된 샐러리 아래줄기 횡단면(×40) Fig6. 염색된 샐러리 윗줄기 횡단면(×100)◈실험 3. 식물의 유관속조직 및 유관속 형성층 관찰◈실험결과물관부 체관부Fig1. 염색된 샐러리 줄기 종단면(×40)◈고찰- 실험을 하면서 유의해야 할 점이 몇 가지 있었다.첫 번째로 식물을 최대한 얇게 잘라야 한다. 식물의 조직이 두껍게 잘라지면 현미경상에 서 입체적으로 보여 제대로 관찰을 할 수 없기 때문이다. 그리고 면도날을 다룰 때 다치 지 않도록 조심해야 한다.두 번째로 염색과 수세를 잘 해야 한다. 이번 실험에서 식물 조직을 염색할 때 사용한 safranin용액은 염색이 짧은 시간 안에 선명하게 이루어지기 때문에 1분 이내에 증류수로 염색된 붉은색이 없어질 때 까지 수세해야 한다. 특히 조직을 얇게 자르면 자를수록 염색 이 더 빨리 이루어 지기 때문에 신속하게 수세를 해야 한다.세 번째로 현미경을 잘 다루어야 한다. 현미경으로 상을 찾을 때에도 제물대위에 정확한 위치에 슬라이드 글라스를 올리고 제물대를 대물렌즈와 닿지 않을 정도로 최대한 올린 후 저배율 (100×)에서 조동나사로 제물대를 내리면서 상을 찾아야 빨리 상을 볼 수 있다. 그리고 상을 찾은 후 대물렌즈를 돌려 고배율(400×)로 맞춘 후 미동나사로 초점을 맞추 어야 깨끗한 상을 얻을 수 있다.- 기공복합체는 공변세포와 공변세포를 잘 움직이도록 도와주는 부세포로 이루어져 있다. 식물의 종에 따라 부세포의 모양이 다르며 기공복합체는 부세포의 모양에 따라 일반적인 5가지로 나눌 수 있다.①평행형 ② 불균등형 ③ 교차형 ④ 방사형 ⑤ 부재형각각 특징을 알아보자면 평행형은 부세포가 공변세포에 평행하게 위치하며 불균등형은 가 기 다른 모양의 부세포 3개가 붙어있다. 교차형은 부세초가 식물세포와 같은 방향으로 위 치하며 방사형은 비슷한 크기의 부세포가 둘레에 붙어있다. 마지막으로 부재형은 부세포 가 없고 식물세포만 있다. 우리가 관찰한 기공 복합체는 Fig1을 보았을 때 확실하게 구별 하기 어려웠지만 부세포가 없는 부재형이란 것을 알 수 있었다.- 실험1은 사진 Fig3,4,5에서와 같이 식물의 엽육조직 횡단면을 보았을때 저배율에서는 보 이지 않지만 고배율에서는 앞뒷면의 차이가 있는 것을 알 수 있었다.앞면 뒷면 모두 각피와 각각 상/하표피 그리고 조직들을 가지고 있었으며 뒷면은 기공을 구성하는 공변세포를 더 가지고 있었다.- 실험2에서는 샐러리의 엽병과 줄기의 횡단면을 관찰하였다. 엽병과 줄기 모두에서 표피 통도조직(도관), 유조직, 후각조직, 탄닌이 관찰되었다. 유조직은 유세포가 듬성듬성 크기 가 컸다. 후각조직은 후각세포들로 이루어져 있고 이 세포들은 1차세포벽이 균일하지 않 게 두꺼워지는 것이 특징이어서 각이 져있어야 하는데 확실하게 관찰 할 수는 없었다.

자연과학| 2009.04.11| 4페이지| 2,000원| 조회(1,766)

생물학 실험, 식물의 표피조직, 식물의 기본조직계, 식물의 유관속조직

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