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공부/작물생리학

[컨셉 작물생리학] Part 1 작물생리기초_1.식물의 기본구조-1

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1) 식물의 기본구조

1. 재배식물의 분류

(1) 기준

- 유관속식물(체관,물관) : 양치식물, 나자식물, 피자식물 등

- 구조·형태적 특성 : 초본과 (1년생·1차생장), 목본과(2차생장), 피자·나자, 단자엽·쌍자엽

 

(2) 초본 vs 목본

- 초본성 : 2차생장을 하지 않거나 아주 미미. 1년생과 다년생으로 분류

- 목본성 : 2차생장을 매년 되풀이 하면서 재를 형성. 교목과 관목으로 분류

 

(3) 꽃 유무

- 나자식물 : 은화식물. 소나무, 전나무, 은행나무 등 다년생 교목. 좋은 재목을 제공

자웅이화로 종자는 나출. 잎은 상록의 침엽을 가짐. 다자엽

- 피자식물 : 현화식물. 자방 안에 배주 형성되고 배주가 종자로 발달. 단자엽·쌍자엽

 

(4) 피자식물은 단자엽·쌍자엽 구분

- 단자엽 : 형성층이 없어 줄기와 뿌리 비대생장이 없음. 약 5만종, 초본90%, 목본10%

- 쌍자엽 : 형성층을 가지고 있어 줄기와 뿌리 비대생장. 약 20만종. 초본50%, 목본50%

  단자엽 쌍자엽
기공 잎 앞면·뒷면 고르게 분포 잎 뒷면에 많이 분포
줄기(경) 산재유관속: 기본조직계 관다발 산재 관다발이 1개 원통형으로 배열. (수+피층)기본조직계
꽃(화서) 꽃잎 3배소 꽃잎4~5배수
화분발아구 1개 단구형 3개 3구형
뿌리 수염뿌리: 지지역할, 뿌리표면적 넓힘 원뿌리: 전분저장
발아 지하자엽형: 흙을 뚫고 자람 지상자엽형: 어린줄기 끝 부분 갈고리 형태로 구부러짐
예외) 완두, 팥, 잠두는 지하발아

 

2. 식물관련용어

(1) 식물체는 기부와 말단부로 구분

- 기부: 지표와 맞닿은 부분

- 말단부: 줄기·뿌리 선단부

- 향정적: 기부 -> 말단부 진행

- 향기적: 각 말단부 -> 기부 진행

- 향축·배축: 줄기를 축으로 안쪽-향축, 겉쪽-배축

 

2) 식물체 구성요소

1. 식물의 기관

(1) 영양기관: 뿌리·줄기·잎

·⦁ 뿌리

- 역할: 식물체를 토양에 고착. 물, 양분 흡수

때로는 저장기관이나 (줄기보다 유조직 많음) 번식기관으로 기능.

뿌리가 변형되어 저장근이나 기근 등의 특수 기능함.

식물의 줄기와 달리 뿌리에서는 마디의 발달이 미약.

- 종류: 유근- 발아할 때 가장먼저 종피에 출현되는 뿌리. 배의 근단분열조직에서 유도

주근- 메인뿌리. 쌍자엽에서 유근이 1차근으로 발달하여 주근이 된다.

측근- 곁뿌리. 내초에서 형성. 뿌리에 매몰되어있다가 측근이 신장하면서 피층과 표피 뚫음.

섬유근- 수염뿌리. 발아 후 유근 죽음. 그 후로 부정근이 많이 발생되는 섬유근 발달.

- 1기 구조: 근단의 구성

성숙대: 뿌리털(근모)이 발달하여 양분 흡수 부위.

             근모->외피->피층->내피->내초->물관 순으로 흡수

             관다발과 내피 사이에 있는 내초가 분열능력을 가지고 있어 내초에서 측근발달.

신장대: 분열된 세포가 신장하는 부위

분열대: 뿌리끝 뿌리골무(근관)로 둘러싸여 보호되는 생장점이 있어 세포분열하는 부위

근관: 뿌리골무. 뿌리생장점 보호. 점액성물질을 분비하여 뿌리의 토중침투 용이하게 함.

 

- 2기 구조: 뿌리 유관속은 내초로 둘러싸여 있음.

                  유관속형성층은 전형성층 세포와 내초세포가 분열하여 생성

                  유관속형성층 안쪽으로 2기물관부, 겉쪽으로 2기체관부 생성

                  2기생장으로 뿌리 둘레가 커지면 표피와 피층은 파괴되어 떨어진다.

                  내초는 다시 분열하여 코르크형성층으로 전환되어 주피 형성

 

⦁ 줄기

- 역할: 양수분의 이동통로. 잎으로 운반. 선인장처럼 광합성도하고, 감자,콜라비 처럼 저장기관.

- 1기 구조: 초본식물 줄기 (표피, 유관속, 기본조직(피층+수)로 구성)

                  어린 줄기 내부는 표피, 유관조직, 유조직이 모인 중심주로 구성.

                  외떡잎의 줄기는 수를 중심으로 관다발조직 산재. 쌍떡잎은 수를 중심으로 동심원(환상)배열.

                  유관속조직을 둘러싸고 있는 피층은 유조직세포로 구성

                  줄기 정단에는 분열조직이 있어 잎,가지,다른 부속들이 분화된다.

                  잎과 가지가 분화되는 곳이 마디. 마디와 마디사이를 절간이라고 함.

                  볏과길이생장은 절간세포신장으로 이루어짐.

 

- 2기 구조: 목본식물 줄기

                   2기생장은 유관속형성층, 코르크형성층이 주도.

 

 

⦁ 잎

- 역할: 광합성 수행장소

- 구조: 잎자루- 쌍떡잎은 잎자루에 의해 줄기에 붙어있고, 외떡잎은 마디에서 시작되는 잎집이 잎자루를 대신함

            표피세포- 잎엽육세포는 표피세포로 둘러싸여있고, 외부에는 각피가 있어 수분손실을 막는다.

            엽육세포- 광합성 수행하는 유조직세포. 책상조직, 해면조직으로 구성. 해면조직 엽록체 많다.

            엽맥- 관다발조직으로 구성되어 줄기와 연결

            기공- 안팎의 가스교환이 이루어지고, 아래 표피에는 모용이 나 있는게 많다.

 

(2) 생식기관 : 꽃, 종자, 과실

⦁ 꽃

- 구성 : 암술 - 기본단위는 심피, 각 심피는 주두(암술머리), 화두(암술대), 자방으로 구분

                        자방은 과실로 발달, 배주는 종자로 발달, 배주안에서 배낭모세포 분화

                        자방벽은 유조직으로 구성, 주두는 단백질성 피막으로 건성주두,습성주두로 구분

                        암술은 심피로부터 발달. 심피하부가 자방이 되고, 상부는 신장하여 주두와 화두.

                        자방이 수술,꽃잎,꽃받침보다 위에 달리면 상위자방(포도), 중간에 달리면 중위자방 (벚나무),

                        아래달리면 하위자방(사과, 박류)

 

           수술 - 약, 화사(꽃실)로 구성. 약은 표피, 내피, 중간층, 융단조직, 화분모세포로 구성

 

            꽃잎 - 모여서 화관을 형성. 표피에 휘발성 기름을 함유하여 고유의 향기를 풍김

 

            꽃받침 - 엽록체를 갖고 있어 광합성함

 

            화피 - 꽃잎, 꽃받침을 뜻함. 암술,수술을 보호하고 수분을 도움.

 

- 암,수술의 유무 : 양성화 - 암술, 수술을 같이 가지고 있는 꽃.

                             단성화 - 수술만 있는 꽃, 암술만 있는 꽃.

- 꽃차례 : 꽃의 배열을 꽃차례(화서)라 함.

 

⦁ 종자, 과실

- 발달: 자방 안에 배주가 수정 후 발달하여 종자형성. 자방 비대 발달하여 과실형성

- 과실: 진과- 자방이 비대하여 형성된 과실 (핵과류, 감, 포도, 가지, 고추, 토마토)

            위과- 화탁이 함께 발달하여 형성된 과실(인과류, 박과, 딸기, 무화과, 파인애플)

- 자방 수에 따른 구분 : 단과- 대부분 과실은 1개 자방이 1개과실로 발달

                                      복과- 파인애플, 딸기, 블랙베리는 여러개 자방이 하나의 과실을 구성

- 과실의 종류 : 수과(여읜과실)- 자방벽이 발육 못해 그대로 종자위에 말라붙은 과실  (벼, 보리, 상추, 시금치, 우엉)

                        건과- 열매가 건조한 것. 성숙하면서 과피 열리는 건개과(콩,완두,복숭아)

                                                                                          닫히는 건폐과(벼)

                         다육과- 열매가 육질형.

 

* 복숭아 : 진과. 자방이 비대하여 외과피, 중과피, 내과피로 구분

   사과 : 단과,위과. 화탁의 일부가 발달하여 과육을 이룸.

   딸기 : 위과. 화탁이 비대하여 식용부위가 됨. 씨가 수과임.

   블랙베리: 복과

   벼 : 건폐과.

   완두 : 건개과.

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