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1. 구조와 기능의 연관성
1) 환경에 변화에 따라 잎의 구조와 형태가 다양하여 다른 기능을 수행
고온 다습 열대지방 식물 : 세포간격이 넓고 왁스층이 얇은 잎
건조지방 : 증산작용 억제를 위해 세포간격이 좁고 왁스층이 두꺼운 경엽
추운지방의 가문비나무 : 짤막하고 표피층이 두꺼운 바늘 형태의 잎
2. 수목의 기본구조 : 기관과 조직
1) 6개의 기관
영양구조(잎, 줄기, 뿌리) 생식구조(꽃, 열매, 종자)
2) 각 기관은 여러개의 조직으로 구성
3. 잎
1) 피자식물의 잎
엽신, 엽병, 상표피, 하표피, 각피, 엽육(엽록체 많이 함유, 책상조직과 해면조직으로 나뉨)
온대지방 적습지 양면엽(잎의 압뒤 구별이 뚜렷함), 건조지에서는 등면엽(책상조직이 양쪽에 있어 앞뒤 구분이 어려움)
2) 나자식물의 잎
엽육조직 분화(책상조직 & 해면조직) : 은행나무, 주목, 전나무, 미송
엽육조직 분화 안함 : 소나무류(표피세포와 내표피세포가 두꺼운 세포벽을 가지고 있어 효율적으로 증산작용 억제함, 표피조직 아래 원형의 수지구가 있음)
내피 안쪽에 transfusion 조직이 있고, 유관속이 한개(잣나무류) 또는 두개(적송류) 존재함
3) 기공
두 개의 특수한 공변세포에 의해 만들어진 구멍.
공변세포를 둘러싸고 있는 반족세포(부세포, 보조역할)가 협력하여 공변세포의 삼투압을 조절.
기공은 광합성을 위해 탄산가스를 흡수하고, 산소를 방출하고, 수분을 잃어버리는 증산작용을 행하는 곳.
대부분 피자식물의 경우 기공은 하표피인 잎의 뒷면에만 분포. (양면에 모두 존재하기도 하지만, 뒷면이 앞면보다 훨씬 많다.)
기공 분포빈도가 높으면 기공 크기가 작아서 (또는 그와 반대로 이루짐) 서로 보완적이다.
4. 줄기
1) 형성층 (목본식물의 상징)
형태 : 몇 개의 세포층으로 아주 얇은 두께, 수목의 2가지 분열조직 중 하나 (정단분열조직, 측방분열조직)
유관속형성층의 완성 : 수를 중심으로 유관속이 떨어져서 원형으로 배열 ▷ 피층세포가 분열하여 속간형성층으로 연결 ▷ 원형의 유관속형성층
2) 심재와 변재
심재 : 형성층이 오래전에 생산한 목부조직, 죽어있으며 생리적 역할이 없음.
변재 : 심재 바깥쪽으로 수분이 많고 살아있는 부분. 수분을 뿌리에서 위로 이동시키고 탄수화물을 저장하기도 함. 수종에 따라 두께가 다름 (아까시나무는 2~3년전 생산 목부가 변재, 벚나무는 10년전 생산한 목부가 변재, 포플러나 피나무는 구별이 어려움)
3) 연륜 (나이테, 부름켜)
봄에 생산한 목부(춘재)는 세포의 지름이 크고 세포벽이 얇은 반면, 여름-가을에 생산한 목부(추재)는 세포의 지름이 작고 세포벽이 두꺼워, 뚜렷한 경계선이 만들어 짐.
환공재 : 춘재 도관의 지름이 훨씬 크며 집중적으로 환상 배열함 (음나무, 참나무, 오동나무, 느릅나무속, 물푸레나무속, 아까시아나무속)
산공재 : 같은 크기의 도관이 연륜전체에 골고루 산재 (단풍나무, 포플러, 피나무, 회양목)
반환공재 (호두나무, 가래나무)
4) 목재의 구조
수피[내수피(코르크조직+사부조직) + 외수피], 형성층, 목재(=2차 목부=수피 안쪽 모든 조직)
도관, 가도관, 목부섬유 모두 2차벽이 있음
도관은 격막이 없어 위아래 수분 이동이 원활하지만, 가도관은 수분이동이 비효율적(연결부위 세포벽이 남아 있고 막공(작은구멍)을 통해서만 이동)으로 매우 느리다. 특히 심재의 가도관은 수분이동이 거의 불가능하게 된다.
피자식물, 나자식물 모두 수평방향 물질이동은 수선(유세포)을 통해 이루어짐.
5) 수피
수피 = 형성층 바깥 모든 조직 [ 내수피(사부 + 코르크조직) + 외수피(조피) ]
2차사부 구성세포(탄수화물 이동 담당) : 피자식물은 사관세포, 반세포(companion cell), 사부유세포, 사부섬유가 있으며, 나자식물은 사관세포 대신 사세포, 반세포 대신 알부민세포가 있다.
6) 주피 (코르크조직)
조피 바로 안쪽에 위치, 유관속형성층보다 바깥쪽에 위치함.
코르크형성층도 측방분열조직의 하나로서 직경생장에 어느정도 기여함.
표피 + 주피 [목전층 + 목전형성층 + 목전피층] , 피층
주피 = 코르크층 + 코르크형성층 + 코르크피층
5. 뿌리
뿌리의 기능 : 식물을 고정, 수분과 무기영양분을 토양에서 흡수, 탄수화물을 저장.
1) 근계의 분류
습기가 많거나 배수가 잘 안되는 토양에서는 직근 대신 측근이 얕게 퍼지는 경향이 있음.
단근 : 형성층이 없어서 직경생장 안함. 1-2년 생존. 실제 수분 및 영양분 흡수 담당. 세근이 됨.
장근 : 개척근(지름이 굵어짐) + 모근(면적확보, 개척근보다 직경이 작고 길이가 짧음)
2) 어린뿌리의 분열조직
근관(root cap) : 중력의 방향을 감지하여 굴지성을 유도하며, 탄수화물로 만든 mucigel을 분비하여 윤활제 역할을 한다.
세포분열구역, 세포신장구역, 세포분화구역, 뿌리털구역이 연속적으로 존재.
3) 성숙한 세근의 모양
표피(Epidermis) : 비교적 치밀하게 배열된 맨 바깥쪽의 세포층, 뿌리털은 표피세포가 길게 밖으로 자라서 형성.
피층(Cortex) : 유세포가 여러층으로 여유있게 배열한 세포층
내피(Endodemis) : 횡단면상 방사단면의 세포벽이 있는 내피세포와 치밀하게 맞닿아 수분의 이동을 효율적으로 차단하는 것이 특징. 세포벽에 카스페리안대(Casparian strip)이라는 suberin을 함유한 물질이 들어 있음. 내피 안쪽으로 내초(Pericycle)가 수층 배열하며, 그 안쪽으로는 목부(xylem)와 사부조직(Phloem)을 포함한 유관속조직이 있다.
6. 유세포 : 왕성한 대사의 중심체
1) 유세포
원형질을 가지고 있고 세포분열, 광합성, 호흡, 물질(수분제외)이동, 생합성, 무기염 흡수, 증산작용 등의 대사작용 담당. 잎, 눈, 꽃, 열매, 형성층, 세근, 뿌리끝에 집중적으로 모여있음.
2) 유세포가 모여 형성된 유조직
표피세포, 주피, 사부조직, 방사조직, 분비조직 등.
3) 유세포 내 여러 소기관
핵(nuclear), 엽록체, 미토콘드리아, 미소체(microbody), 소포체(endoplasmicreticulum), 액포(vacuole) 등
4) 원형질연락사(plasmodesmata)
유세포 내 원형질이 이웃하는 유세포의 원형질과 작은 구멍을 통해 연결되어 연락사를 통해 연락과 전달을 함으로써 symplast 체계(원형질을 통한 전달체계)를 이룸.
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