[컨셉 작물생리학] Part 1 작물생리기초_1.식물의 기본구조-2
3) 식물의 주요조직
* 식물조직의 분류
- 발달순서 : 1차조직 (정단조직), 2차조직(측생조직)
- 기능 : 동화조직(엽록체함유), 저장조직(과실), 기계조직(후막⋅후각조직), 통도조직(물관⋅체관)
- 형태 : 유조직(동화⋅저장⋅분비⋅통기조직), 방추조직(후막⋅섬유조직,가도관), 관상조직(도관,사관,유관)
- 형태학적 조직계: 표피조직계(표피⋅기공⋅모용), 유관학조직계(목부⋅사부), 기본조직계(그외)
1. 분열조직
(1) 정단분열조직
⋅ 생장점
- 1차분열조직: 정단에서 분열하는 시원세포와 주변분열조직의 복합체로 구성
- 생장점의 형태는 원추상. 줄기는 어린잎으로 쌓여있고, 뿌리는 근관이 보호한다.
⋅ 특징
- 정단분열조직은 세포간극이 없고, 세포막이 얇고, 핵 크고 액포 작고, 세포질마다 원형질 충만,
세포간 차이 없음.
- 시원세포를 중심으로 하는 원시분열조직은 세포수 증가가 활발. 그 주변분열조직은 세포크기⋅모양 이 변하여 분화된다.
- 정단분열 조직에서 분화된 전형성층 -> 형성층⋅유관속이 분화된다.
- 정단분열조직에서 만들어진 새 세포는 1차조직으로 분화되어, 생장점은 계속 새로워지고 구정적
(줄기는 위로, 뿌리는 아래로)으로 신장생장.
(2) 측생분열조직 (유관속형성층⋅코르크형성층)
⋅유관속형성층
- 2차분열조직 : 세포분열능력 그대로 간직하며 목부와 사부 사이에 위치하여 2차 유관속을 만듦.
- 측생분열조직 : 줄기와 뿌리세포와 같은 방향으로 평행하게 측방으로 배열
- 측생분열조직 활동결과로 형성층 안쪽으로 2차목부, 겉쪽으로 2차사부 발달하여 줄기⋅뿌리 비대
초본식물은 이 분열조직이 없거나 활동 미미하여 비대생장이 이루어지지 않는다.
- 형성층 구성세포 : 종렬방향에 있는 도관⋅섬유조직은 방추형시원세포에서 발달.
수형방향에 있는 방사조직유세포는 방사조직시원세포에서 발달.
⋅코르크형성층
- 2차생장으로 줄기가 굵어지는 수목의 피층에서 분화되는 분열조직. 2차분열조직.
측장으로 병층분열하여 측생분열조직
- 세포분열하여 외측에 코르크조직, 내측에 코르크피층을 발달시켜 주피 형성.
주피는 2차생장으로 찢어진 표피를 보호.
(3) 개재분열조직(절간분열조직, 부간분열조직)
- 개재분열조직은 1차조직 내에 분포. 주로 엽신의 기부⋅줄기마디에 분포.
- 쌍자엽 절간생장은 세포신장에 의해 이루어지지만, 단자엽 절간생장은 절간의 분열조직으로 발생
* 식물조직의 분류
- 발달순서 : 1차조직 (정단조직), 2차조직(측생조직)
- 기능 : 동화조직(엽록체함유), 저장조직(과실), 기계조직(후막⋅후각조직), 통도조직(물관⋅체관)
- 형태 : 유조직(동화⋅저장⋅분비⋅통기조직), 방추조직(후막⋅섬유조직,가도관), 관상조직(도관,사관,유관)
- 형태학적 조직계: 표피조직계(표피⋅기공⋅모용), 유관학조직계(목부⋅사부), 기본조직계(그외)
1. 분열조직
(1) 정단분열조직
⋅ 생장점
- 1차분열조직: 정단에서 분열하는 시원세포와 주변분열조직의 복합체로 구성
- 생장점의 형태는 원추상. 줄기는 어린잎으로 쌓여있고, 뿌리는 근관이 보호한다.
⋅ 특징
- 정단분열조직은 세포간극이 없고, 세포막이 얇고, 핵 크고 액포 작고, 세포질마다 원형질 충만, 세포간 차이 없음.
- 시원세포를 중심으로 하는 원시분열조직은 세포수 증가가 활발. 그 주변분열조직은 세포크기⋅모양 이 변하여 분화된다.
- 정단분열 조직에서 분화된 전형성층 -> 형성층⋅유관속이 분화된다.
- 정단분열조직에서 만들어진 새 세포는 1차조직으로 분화되어, 생장점은 계속 새로워지고 구정적
(줄기는 위로, 뿌리는 아래로)으로 신장생장.
(2) 측생분열조직 (유관속형성층⋅코르크형성층)
⋅유관속형성층
- 2차분열조직 : 세포분열능력 그대로 간직하며 목부와 사부 사이에 위치하여 2차 유관속을 만듦.
- 측생분열조직 : 줄기와 뿌리세포와 같은 방향으로 평행하게 측방으로 배열
- 측생분열조직 활동결과로 형성층 안쪽으로 2차목부, 겉쪽으로 2차사부 발달하여 줄기⋅뿌리 비대
초본식물은 이 분열조직이 없거나 활동 미미하여 비대생장이 이루어지지 않는다.
- 형성층 구성세포 : 종렬방향에 있는 도관⋅섬유조직은 방추형시원세포에서 발달.
수형방향에 있는 방사조직유세포는 방사조직시원세포에서 발달.
⋅코르크형성층
- 2차생장으로 줄기가 굵어지는 수목의 피층에서 분화되는 분열조직. 2차분열조직.
측장으로 병층분열하여 측생분열조직
- 세포분열하여 외측에 코르크조직, 내측에 코르크피층을 발달시켜 주피 형성.
주피는 2차생장으로 찢어진 표피를 보호.
(3) 개재분열조직(절간분열조직, 부간분열조직)
- 개재분열조직은 1차조직 내에 분포. 주로 엽신의 기부⋅줄기마디에 분포.
- 쌍자엽 절간생장은 세포신장에 의해 이루어지지만, 단자엽 절간생장은 절간의 분열조직으로 발생
2. 영구조직
(1) 표피조직계
⋅ 표피조직계 구성
- 특징 : 표피는 한 열의 세포층으로 구성되지만 다층으로 구성되는 것도 있다.
세포간극 없이 조밀. 꽃잎은 세포간극이 있다.
표피세포는 살아있는 원형체가 있으며 액포가 잘 발달되어 있고, 백색체를 가지고 있지만,
일부는 엽록체도 존재한다.
⋅ 표피세포의 세포벽 구조 : 세포외벽은 큐틴이 퇴적하여 각피 형성. 세포벽의 큐틴화로 각피형성(큐티클화)
- 상각피왁스 : 각피 상층부에 왁스가 퇴적하면 물이 잘 묻지 않는다.
- 순각피층 : 각피 두 번째 층. 큐틴⋅왁스로 구성
- 각피층 : 순각피층 아래. 큐틴⋅셀룰로스로 구성. 왁스가 있기도 함.
- 펙틴층 : 각피와 세포벽사이에 펙틴층이 있을 수 도 있다.
⋅ 기공
- 구조: 기공복합체- 공변세포+부세포
공변세포- 기공의 2개의 표피세포
부세포- 공변세포 주변에 2~3개 부세포 인접
- 분포: 기공은 잎⋅줄기⋅기근에 분포. 뿌리⋅수생식물에는 없다.
화관⋅화사⋅심피⋅종자에도 있지만 비기능.
⋅배수조직
- 수공: 과잉수분을 배출. 기공과 같이 2개의 공변세포로 구성. 잎맥 끝에 수분 흘러나온다(일액현상)
- 배수세포: 표페세포 가운데 막 통과하여 수액을 배출하는 세포
- 배수모: 모상으로 돌기한 세포 선단에서 수액을 배출
⋅모용(잔털)
- 선모: 염분⋅당액⋅점액⋅지질⋅단백질 분비하는 기능
- 비선모 중 일부: 수분손실을 막아주며 운동성을 나타내기도 한다.
⋅근모(뿌리털): 관상의 신장된 표피세포. 커다란 액포와 얇은 세포벽으로 되어있다.
⋅주피: 목본 쌍자엽식물⋅나자식물에 잘 발달. 초본쌍자엽식물의 오래된 줄기나 뿌리에도 있다.
- 구성: 코르크조직, 코르크형성층, 코르크피층(살아있는세포)
- 피목: 주피에서 느슨히 배열된 부위. 기체교환 가능
- 수피: 유관속형성층 외측에 있는 조직(2기체관부⋅주피)을 형성
(2) 기본조직계: 유조직(살아있는세포. 전체형성능보유. 측지⋅측근형성. 상처치유), 기계조직
⋅ 유조직
- 동화조직 : 탄소동화 작용이 이루어지는 유조직. 세포내 엽록체 함유. 책상조직과 해면상조직.
뿌리나 지하경에 있는 백색체가 빛을 쪼이면 엽록체로 변해 동화조직이 생길수도
- 저장조직 : 다육질의 괴경, 괴근, 과피, 종자. 저장조직은 함유물에따라 저수⋅저당⋅전분⋅단백질조직으로 구분
- 분비조직 : 분비물에는 탄닌⋅정유⋅유지⋅수액⋅고무⋅점액 등이 있다.
유세포⋅수지세포⋅탄닌세포등으로 구분 (ex.소나무송진관,밀선)
⋅ 기계조직 - 세포벽이 비후되면서 후각⋅후벽조직 발생. 뿌리⋅줄기에 분포. 꺾이거나 뽑히지 않게.
- 후각조직 : 살아있는조직. 유세포와 모양이 비슷. 특히 모서리가 비후되어 구별.
세포벽은 얇은 1차벽으로 구성되어 유연하며 분열능을 가진 원형체를 가짐.
유관속 주변에는 유조직이 후각조기화하여 유관속초를 형성.
펙틴함량⋅섬유소함량이 다른 여러 층으로 구성
- 후벽조직 : 후막조직. 죽은세포.
보강세포 : 두꺼운 2차벽을 가지며, 세포벽에는 많은 벽공이 있어 세포간의 물질이 이동된다.
배 과육의 석세포가 대표적인 보강세포.
섬유세포: 길고가늘고 양끝이 뾰족. 세포벽은 목화. 세포간 서로 밀집. 튼튼한 조직.
(3) 유관속조직계 (통도⋅기계적지지 기능. 물의 수송-목부, 광합성물질수송-사부)
| 물관(목부) | 체관(사부) | |
| 생사 여부 | 죽은 세포 | 살아있는 세포 |
| 세포벽 두께 | 두꺼움 | 얇음 |
| 세포벽 물질 | 리그닌 | 셀룰로스 |
| 세포질 | 없음 | 있음 |
| 수송물질 | 물⋅무기양분 | 동화물질(당⋅광합성 산물) |
| 수송장소 | 잎 | 생장부⋅저장조직 |
| 전류방향 | 위 | 위⋅아래 |
| 주변조직 | 피브리스(목부섬유) | 동반세포(반세포) |
⋅물관부(목부, 도관)
- 형성: 정단분열조직 ->전형성층 -> 1차목부 ->2차목부
1기물관부에서 먼저 생기는 것을 원생목부, 후에 생기는 것을 후생목부.
줄기나 뿌리의 원생목부는 생장하면서 변하거나 기능이 상실된다.
2기물관부는 누적되면서 목재를 만든다.
- 구성요소: 도관⋅가도관⋅섬유⋅유조직(유세포)
가도관과 도관은 수분과 무기양분 통과.
도관은 천공을 통하여 위로 이동, 가도관은 위⋅옆으로 이동시킴.
- 도관(물관): 개개의 물관세포(물관요소⋅도관절)가 격막소실되어 길게 연결된 관.
헛물관보다 짧고 넓으며 끝이 중첩되지 않고 서로 맞닿아 연결됨.
격벽이 분해되어 생긴 구멍을 천공. 천공을 갖는 격벽을 천공판.
도관의 측벽에는 벽공(측막)이 있어 횡방향 이동이 가능.(물관-다른물관)
모든 피자식물은 물관⋅헛물관 모두 가짐.(일부제외)
- 가도관(헛물관): 원시적. 속이 빈 1개의 죽은세포
나자식물⋅양치식물의 유일한 물 운송조직.
도관보다 가늘고 끝이 뾰족하며 다른 헛물관과 중첩되어 있음.
물은 측벽의 벽공을 통해서만 통과.
- 목부섬유: 지지기능. 가늘고 길며 양끝 뾰족. 세포벽 두껍고 천공 없음.
- 목부유조직: 저장기능 담당. 짧은 기둥모양. 원형질을 포함한 살아있는 세포
⋅체관부(사부)
- 구성: 체요소(체세포⋅체관세포), 반세포, 체관부유조직, 체관부섬유, 보강세포, 방사세포
-체요소 - 당⋅유기물질을 통도하는 체관부 세포. 체요소는 성숙해도 살아있음. 핵 없음.
하나 이상의 반세포와 짝을 이루며 원형질연락사가 관통하여 용질 이동.
-체세포: 헛물관처럼 긴 방추형. 끝이 뾰족. 서로 중첩됨. 체지역은 세포벽 전표면에 분포.
원시적인 통도세포. 나자⋅양치의 유관속식물에서 발견.
동반세포대신, 알부민 유세포가 붙어있어 체세포 활성조절.
-체관세포: 위아래 격벽이 서로 연결되어 체관(사관) 형성.
체판에는 격벽에 넓은 체지역과 직격이 큰 페공이 있음.
측벽에는 체세포에 비해 좁은 체지역을 가짐.
체관세포는 오직 피자식물에서만 발견됨. P-protein, 칼로스 합성.
-반세포: 성숙한 잎세포에서 소엽맥 체관요소로 광합성 산물(탄수화물)을 수송하는 역할.
체관세포와 동반세포와 동반세포는 동일한 모세포에서 발생하여 상호의존적.
원형질 연락사로 연결되어 탄수화물 수송.
- 체관부유조직: 성숙한 잎세포에서 소엽맥 체관요소로 광합성 산물(탄수화물) 수송.
체관요소->반세포, 유조직->sink(분열조직⋅저장부위)로 양분이동.
유조직세포-대사펌프, 양분을 source에서 sink로 보낼때 에너지 공급
반세포와 체군부유조직세포는 세포벽이 얇고 원형질 함유. 압력구배유지.
- 체판 : 체관부세포는 체판에 의해 연결. 체판공이 많다. 동화물질 이동을 쉽게 한다.
- 체관섬유: 방추형의 가느다란 후막세포. 압력에 견디어 기계적으로 지지.
- P-Protein: 수종의 섬유단백질. 사부단백질
동반세포에서 합성된 단백질(목부렉틴)이 체관요소에 수송되어 결합된 P-단백질체와
P-단백질섬유를 지칭함.
피자식물의 체관요소에는 체관부단백질인 P-단백질체가 풍부하다.
-특성: 사관추출액 공기누출시, gel화하는데 관여, 탄수화물과 결합.
-역할: 세포벽내에 위치. 사판의 사공을 막지 않음. 상처입으면 gel화하여 수액외부방출방지.
- 칼로스: 탄수화물
합성: 장기적 체판손상⋅해결을 위해 체판공에서 합성. 원형질막효소에 의해 합성.
칼로스는 (β-1,3-glucan)포도당중합체로서 전분⋅셀룰로스와 관련됨.
기능: 정상기능을 하는 사관요소에서는 사관표면에 소량발견.
사관요소가 상처받으면 칼러스(유합조직) 형성과 함께 클로스 급격히형성.
체판구멍을 봉합하여 전류시스템 유지.
