식물성장에서 광합성과 삼투압의 역할?

광합성의 의미?

태양에너지를 이용하여 대기의 이산화탄소와 뿌리에서 흡수된 물을 이용하여 탄수화물을 합성하는 과정이다. 광합성을 하여 엽록소를 얻고 유기물을 생성한다. 엽록소 분자는 C, H, O, N, Mg로 구성되어 있다. 엽록소는 틸라코이드막에 존재하고 광에너지를 흡수하는 역할을 한다. 광합성 작용에는 물질생산과 에너지 고정, 엽록체를 가진 세포, 산소방출, 이산화탄소와 수분 소비, 낮에 발생된다.

 

명반응 : 온도의 영향을 받지 않는 광화학적 반응이고 광분할에 의해 물이 쪼개지면서 틸라코이드 안에서 산소를 방출한다. 물의 광분할을 통해 광에너지를 NADPH와 같은 불안정한 상태의 화학에너지로 전환시키는 광화학반응이다.

 

암반응 : 효소반응으로 온도변화에 민감하게 반응하고 광과 관계없이 일어난다. 엽록체의 스트로마에서 일어나며 명반응 과정에서 생성된 ATP를 이용하여 이산화탄소를 환원시켜 불안정한 화학에너지를 탄수화물 같은 화합물로 안정화하는 열화학적 반응이 일어난다.

 

호흡작용 : 광에너지를 이용해 광합성산물을 합성하고 식물의 호흡작용에서 호흡기질로 사용된다. 광호흡의 발생조건은 높은 산소농도, 낮은 이산화탄소농도, 고온일 때 높게 나타난다. 물질 소비, 에너지 소비, 모든세포, 산소소비, 이산화탄소 방출, 수분방출, 낮과 밤 모두 발생된다.

 

증산작용 : 광합성으로 동화물질이 축적되면 공변세포 내로 포도당, 아미노산이 증가하여 수분흡수가 증가하고 삼투압이 높아지면 증산작용이 촉진된다.

 

굴광현상 : 광조사의 방향에 반응하여 굴곡반응을 일어나는 현상이다.

 

식물생육과 빛의 영향 : 광도는 광합성유효광량자속으로 표현되고 토마토는 머위에 비해 광포화점이 높다. 적색광은 군락의 아래쪽까지 침투 비율이 낮지만 원적색광은 아래쪽까지 침투하여 식물이 도장되고 황화현상이 발생된다. UV-A는 플라보노이드와 효소, 색소의 합성에 관여하고, UV-B와 UV-C는 세포의 DNA 구조자체를 변화시킨다.

 

광포화점 : 조사광량이 증가하여 광포화가 가장 높은 시점의 조사광량이다. 보상점을 넘어서 조사광량이 높아짐에 따라 광합성속도가 증대하고 한계에 이르면 그 이상 조사광량이 높아도 광합성속도는 더 이상 증가하지 않고 최대가 되는 상태이다.

 

광보상점 : 낮은 조사광량에서 진정광합성속도와 호흡속도가 일치한다. 외견상광합성속도가 0이 되는 상태에 도달하여 유기물의 증감이 없고 이산화탄소의 흡수와 방출이 없는 것으로 측정된다. 보상점 이하일 경우에도 생육 적온까지는 온다가 높아지면 진정광합성은 증가된다.

 

진정광합성 : 식물은 광합성을 하여 이산화탄소를 흡수하고 유기물을 합성하며 호흡을 통해 유기물을 소모하여 이산화탄소를 방출한다.

 

외견상광합성 : 호흡하여 소모된 유기물을 빼고 외견상 나타나는 광합성이다.

 

보상점 : 식물들은 보상점 이상의 광을 받아야지 유기물 축적이 이루어지고 지속적 성장이 유지된다. 보상점이 낮은 식물은 그늘에도 견딜 수 있어 내음성이 강해 생존에 유리하다. 음생식물은 보상점이 낮아서 그늘에 적응하고 광을 강하게 받으면 해를 받는 식물이다. 양생식물은 보상점이 높고 그늘에 적응하지 못하며 햇볕이 비추는 쪽에서만 잘 자라는 식물이다.

 

식물성장에서 수분의 역할 : 극성화합물로 이온성화합물과 당류를 잘 녹이는 용매역할을 하고 식물의 구성물질이며 식물체내의 물질분포를 고르게 하는 매개체역할을 한다. 식물의 광합성, 가수분해 등의 합성과 분해의 매개체이다. 수분은 세포의 긴장상태를 유지해 식물의 체제를 유지시켜준다. 비열이 커서 체온 유지에 유리하게 작용한다.

 

삼투압 : 식물세포의 원형질막에는 인지질로 구성된 반투막이며 외액에는 세포액보다 낮을 때 수분농도가 세포액보다 높아져 외액의 수분이 원형질막을 통과해서 세포안으로 확산해 들어가는 현상이다. 내액과 외액 사이에 농도차이가 생겨 삼투를 일으키는 압력이다. 팽압은 삼투현상으로 세포 내의 수분이 증가하고 세포의 크기가 커지는 압력이고 식물체제를 유지시켜준다. 막압은 팽압 때문에 세포막이 늘어나고 세포막에 탄력이 생겨 다시 안쪽으로 수축하려는 압력을 막압이라고 한다. 삼투압은 수분이 세포안으로 들어가는 압력이고 막압은 세포 밖으로 수분을 배출하는 압력이다. 흡수는 삼투압이 막압보다 높을 때 이루지고 삼투압에서 막압을 뺀 압력을 흡수압이라고 한다.

 

수분흡수의 종류 : 수동적 흡수는 증산에 대한 흡수이고 잎의 증산작용은 잎의 수분퍼텐셜을 낮추고 물관을 통해 물을 끌어당길 수 있는 장력을 발생시킨다. 증산이 활발하면 물관내의 확산압차가 주변 세포보다 더 커지고 조직내 DPDD는 더 크게 흡수를 한다. 적극적 흡수는 세포의 삼투압에 기인하는 흡수이다. 뿌리 세포의 흡수압 때문에 발생한다. 대사에너지를 소비하여 물관 주위의 세포들로부터 물관으로 수분이 비삼투적으로 배출되는 현상이다.

 

식물내의 수분이동 : 엽육세포의 흡수력이 증가하여 증산작용에 기인하고 응집력이 엽육세포의 수분퍼셑셜 저하로 받는 장력보다 커져서 물분자가 상승하게 된다. 증산작용이 약하면 근 압에 의해 수분이 상승한다. 수분통도조직 내의 수분은 위쪽으로 이동하고 아래쪽으로 이동한다.

 

요수량의 지배요인 : 요수량은 생육기간동안 값이 변하고 건물생산 속도가 낮은 생육초기에는 요수량이 커진다. 나쁜환경에서는 수분소비에 비해 건물축적이 낮아져서 요수량이 커진다.