Plant Structure and Function

분류

녹조류(green algae)에서 시작하여 육지식물(terrestrial)로 올라와 이끼(bryophyte)와 관다발식물(vascular plant)로 나뉜다. 씨의 존재 여부에 따라 Seedless plant와 seed plant로 나뉘며, 겉씨식물(Gymnosperm), 속씨식물(Angiosperm)로 분류

• 속씨식물

  속씨식물은 크게 외떡잎식물(monocot)과 쌍떡잎식물(eudicot) 구분

  자엽(子葉)이라고도 불리는 떡잎(cotyledon : seed leaves)의 수에 따라 분류되는데, 잎의 관다발 모양, 줄기의 관다발 조직 배치, 꽃의 부위 개수, 뿌리의 구조에서 차이를 보인다.

  • 외떡잎식물과 쌍떡잎식물 특징

• 식물의 system은 크게 root system과 shoot system으로 나뉨

  또한 지상계와 근계는 광합성으로 획득한 탄화수소와 뿌리에서 흡수한 물·무기물을 교환하는 상호 의존(interdependence)관계

  • 근계(root system)
  • 지상계(shoot system)

• 식물의 부위는 환경에 따라 변화

  • 뿌리
  • 잎과 줄기

• 식물의 조직

  • 피부 조직(dermal tissue)
  • 관다발 조직(vascular tissue)
  • 식물의 대부분을 차지하는 기본 조직(ground tissue)

• 식물세포

  동물세포와는 다르게 광합성이 일어나는 엽록체(chloroplast), 식물의 팽압(turgor)을 유지하는 액포(central vacuole), 셀룰로오스로 구성된 세포벽을 가지고 있으며 일부 식물 세포벽은 두 겹의 세포벽을 가지고, 인접한 세포 사이에 lamella라는 끈적한 층이 존재하며, 세포벽에 뚫린 구멍인 원형질 연락사(plasmodesmata)에서 세포간 물질교환이 일어남

  • 유세포(parenchyma cell)
  • 후각세포(collenchyma cell)
  • 후막세포(sclerenchyma cell)
  • 헛물관(tracheid)과 물관요소(vessel element)

Plant Growth

• 일차 성장(primary growth)은 뿌리와 싹(shoot)의 길이 성장함
• 이차 성장(secondary growth)은 뿌리와 줄기의 굵기가 굵어지는 것으로, 측생분열조직(lateral meristem)에서 일어남

Reproduction of Flowering Plants

• 꽃은 속씨식물의 생식기관이며, floral organ이라고 부르는 네 종류의 변형된 잎을 포함하고 있음

  • 꽃받침(sepal)
  • 꽃잎(petal)
  • 수술(stamen)
  • 암술(carpel)
  • 속씨식물의 생명주기

• 꽃가루(pollen)

  • 수컷 배우체
  • 암컷 배우체
  • 수분(pollination)

• 씨(seed)

  수정 이후 밑씨는 단백질, 지방, 녹말을 저장하고 있는 씨(seed)로 자란다. 접합자는 체세포분열을 통해 배아(embryo)와 배아를 배젖으로 이동하도록 하는 줄기로 나뉘고,  씨앗이 완전히 분화되면 배젖, 한 개 또는 두 개의 떡잎(cotyledon), 뿌리, 싹, 종피(seed coat)를 가짐 또한 씨앗은 종자휴면(seed dormancy)기능이 있어 발아에 적합한 환경이 될 때까지 씨앗의 분화와 성장을 억제할 수 있음

  쌍떡잎식물(eudicot)의 씨앗은 두 개의 떡잎과 보호막이 없는 정단분열조직을 가지고 있으며, 씨앗이 형성될 때 떡잎이 배젖의 영양분을 흡수했기 때문에 배젖이 존재하지 않음. 외떡잎식물(monocot)은 한 개의 떡잎과 보호막으로 싸인 배아 줄기와 뿌리, 배젖을 가지고 있음

• 과일(fruit)

  수정으로 인해 발생한 호르몬의 변화로 인해 씨방(ovary)이 과일(fruit)로 발달함. 과일은 씨앗을 보호하는 역할과 씨앗을 멀리 전달하는 역할을 담당하며, 콩과 식물은 꼬투리(pod)를 형성함

  다 자란 과일은 과육질의 과일과 마른 과일로 나뉨

• 발아(germination)

  발아(germination) 과정에서 씨앗은 수분을 흡수하여 성장과 기관형성을 진행함.  쌍떡잎식물의 씨앗에서는 뿌리가 먼저 자라난 다음 아래로 향하며, 싹이 아래로 고정된 채로 땅 위를 뚫고 나와 안전하게 발아함. 외떡잎식물의 씨앗은 싹이 보호막으로 덮여 있기 때문에 땅으로 즉시 발아함

• 무성생식(asexual reproduction)

  대부분의 식물은 유전적으로 동일한 개체를 형성하여 무성생식(asexual reproduction)을 할 수 있는 능력이 있으며, 양파와 같이 식물체의 일부분이 분리되어 한 개체로 자라나는 파편화(fragmentation)와 뿌리연장(root sprout)등을 통해 발생할 수 있음. 일부 식물들은 식물 조각을 잘라내어도 뿌리를 형성할 수 있는 부분이면 다시 자라남

• 상황조절 호르몬

  일부 식물은 굉장히 오래 살아남을 수 있으며, 이는 생식할 수 있는 기회를 늘려줌. 분열조직이 자라며 지속적으로 상처를 치료하고, 관다발계가 일부 조직이 손상되어도 계속 작동하며, 방어적인 조직을 형성하고 이러한 상황을 조절 가능한 호르몬계가 존재하여 동물보다 오래 생존할 수 있음.