핵심 식물생리학

라이프사이언스편집부

출간작으로『핵심식물생리학』등이있다.

1장식물과세포구조1
식물의생활:통일된원리2
식물분류와생활사2
식물생활사는이배체와반수체세대가교대로나타난다2
Box1.1식물의진화적유연관계3
식물구조의개관6
식물세포는견고한세포벽으로둘러싸여있다6
1차세포벽과2차세포벽은구성성분이다르다8
셀룰로오스미세원섬유와매트릭스다당류는서로다른메커니즘을거쳐서합성된다9
원형질연락사는세포간에분자의자유로운이동이가능하게한다9
새로운세포는분열조직이라고하는분열하는조직에서유래한다10
식물세포의유형12
표피조직은식물의표면을덮고있다12
기본조직은식물체를구성한다12
Box1.22기식물체14
관다발조직은식물의다른부분사이에서수송네트워크를형성한다15
식물세포소기관15
생물막은단백질을포함하고있는이중층이다15
핵19
유전자발현은전사와번역모두를포함한다21
번역후조절은단백질의수명을결정한다21
내막계23
소포체는내막들의네트워크이다23
액포는식물세포에서다양한기능을가진다24
유지체는지질저장세포소기관이다25
미소체는잎과종자에서특별한대사적역할을수행한다25
독립적으로분열하는반자율적세포소기관25
전색소체는서로다른식물조직에서특수화된색소체로성숙된다28
엽록체와미토콘드리아의분열은핵의분열과관련이없다29
식물세포골격30
식물세포골격은미세소관과미세섬유로이루어져있다30
액틴,튜불린,그리고그들의중합체는살아있는세포에서끊임없이변동한다30
미세소관프로토필라멘트는원통형으로감기기전에처음에는납작한판모양으로조립된다31
세포골격의모터단백질들은세포질유동과세포소기관의통행을매개한다33
세포주기조절34
세포주기의각단계는일련의고유한생화학적활성과세포활성을가진다34
세포주기는사이클린과사이클린의존성키나아제에의해조절된다35
체세포분열과세포질분열에는미세소관과내막계가모두포함된다36

2장물과식물세포41
식물생활에서의물42
물의구조와성질42
물분자는수소결합을형성하는극성분자이다42
물은훌륭한용매이다43
물은그크기에비해상대적으로뚜렷한열특성을가진다43
물분자는응집력이크다43
물은높은인장강도를가진다45
확산과삼투45
확산은무작위적인열운동에의한분자들의순이동이다46
확산은단거리이동에가장효과적이다47
삼투는선택적투과장벽을통한물의이동을설명한다47
수분퍼텐셜48
물의화학퍼텐셜은물의자유에너지상태를나타낸다48
주요한세가지요소가세포의수분퍼텐셜에기여한다48
수분퍼텐셜은측정할수있다49
식물세포의수분퍼텐셜49
물은수분퍼텐셜기울기를따라세포로들어간다49
물은수분퍼텐셜기울기에따라세포를떠날수도있다50
수분퍼텐셜과그성분들은생장조건과식물체내에서의위치에따라변화한다52
세포벽과막의성질52
식물세포의작은부피변화는커다란팽압변화를야기한다52
세포가물을얻거나잃는속도는세포막의수분전도도의영향을받는다53
아쿠아포린은세포막을통한물의이동을촉진한다54
식물의수분지위54
생리적과정들은식물의수분지위의영향을받는다54
용질축적은세포의팽압과부피를유지하는데도움을준다55

3장식물의수분균형57
토양내의물58
토양수의음의정수압은토양의수분퍼텐셜을저하시킨다58
물은질량유동(bulkflow)으로토양을통해이동한다59
뿌리의물흡수60
물은뿌리에서아포플라스트경로,심플라스트경로,막횡단경로를통해이동한다60
물관부의용질축적은‘뿌리압’을발생시킨다62
물관부를통한물의수송62
물관부는두종류의수송세포로구성되어있다62
물은압력에의해추진되는질량유동(bulkflow)으로물관부를통해이동한다64
물관부를통한물의이동은살아있는세포들을통한이동에비해더적은압력기울기가필요하다65
100m높이의나무꼭대기로물을상승시키기위해얼마정도의압력차이가필요할까?65
응집력-장력설로물관부에서물의수송을설명한다65
나무에서물관부의물수송은물리적어려움을겪는다67
식물은물관공동화의피해를최소화한다68
잎에서대기로의물이동68
잎은커다란수분이동의저항을가진다69
증산의추진력은수증기농도의차이이다69
수분소실은경로저항에의해서도조절된다70
경계층은확산저항에기여한다71
기공저항은확산저항의또다른주요구성요소이다71
공변세포의세포벽은독특한특징들을가진다73
공변세포의팽압증가는기공을열게한다73
잎의증산작용과광합성의커플링(coupling):빛에의한기공열림74
기공열림은빛에의해조절된다74
기공열림은특히청색광에의해조절된다75
물이용효율75
개관:토양-식물-대기의연속체76

4장무기영양79
필수영양,결핍,식물의장해80
영양연구에는특별한기법들이이용된다83
영양액은빠른식물생장을가능하게한다83
무기염결핍은식물의대사와기능을교란한다85
식물조직분석으로무기염의결핍을알수있다89
영양소결핍의치료90
비료첨가를통해작물수확량을개선할수있다90
일부영양소는잎에의해흡수될수있다91
토양,뿌리,미생물91
음으로하전된토양입자는무기영양소의흡착에영향을미친다91
토양pH는영양소의이용가능성,토양미생물,뿌리생장에영향을미친다93
토양내에무기이온이과도하게있으면식물생장을제한한다93
식물은방대한근계를발달시킨다93
근계들은서로형태가다르지만공통적인구조를가진다94
뿌리의서로다른부위들은서로다른무기이온을흡수한다96
영양소의이용가능성은뿌리생장에영향을미친다97
균근의공생은뿌리에의한영양소흡수를촉진한다98
영양소는균근의균류에서뿌리세포로이동한다101

5장무기영양소의동화103
자연상태에서의질소104
생물지구화학적순환에서질소는여러형태를거친다104
동화되지않은암모늄또는질산염의위험성105
질산염동화106
질산염환원효소를조절하는많은요인106
아질산염을암모늄으로전환하는아질산염환원효소107
뿌리및줄기에서의질산동화108
암모늄동화108
암모늄을아미노산으로전환하기위해필요한두가지효소108
암모늄은대체경로를통해동화될수있다110
아미노기전이반응은질소를전달한다110
아스파라긴과글루타민은탄소와질소대사를연결한다110
아미노산생합성110
생물학적질소고정111
독립생활및공생세균이질소를고정한다112
질소고정에는미세혐기성또는혐기성조건이필요하다112
특수구조에서공생질소고정의발생114
공생을위해필요한신호교환과정114
세균이생산하는Nod인자는공생의신호로작용115
뿌리혹형성에영향을주는식물호르몬(phytohormone)115
질소고정효소복합체는N2를고정한다116
아마이드와우레이드는질소의운반형태이다118
황동화119
황산염은황이식물속으로운반되는형태이다119
황산염동화는주로잎에서발생119
메티오닌은시스테인에서합성119
인산염동화120
철동화120
뿌리는철을얻기위해근권을수정120
철양이온은탄소및인산염과합성물을형성한다121
영양소동화의에너지학121

6장용질수송125
수동및능동수송126
막장벽을통한이온수송127
확산퍼텐셜을생성하는서로다른양이온과음이온의확산속도128
막퍼텐셜과이온분포와의관련성128
능동수송과수동수송을구별하는네른스트식129
막퍼텐셜의주요결정요인인양성자수송130
막수송과정131
채널은막을통한확산을향상시킨다132
운반체는특정물질에결합하여수송한다133
1차능동수송은에너지가필요하다134
2차능동수송은저장된에너지를사용한다135
키네틱스분석은수송메커니즘을규명할수있다136
막수송단백질137
많은수송체의유전자들이규명되었다139
다양한질소함유화합물들에대한수송체들이존재한다139
양이온수송체는다양하다140
음이온수송체가확인되었다142
금속및준금속이온수송체는필수미량영양소를수송한다142
아쿠아포린은다양한기능을가지고있다143
원형질막H+-ATPase는고도로조절된P형ATPase이다143
토노플라스트H+-ATPase는액포에서용질축적을유도한다144
H+-피로인산가수분해효소는액포막에서양성자를펌핑한다145
기공개방의이온수송146
빛은ATPase활성을자극하고공변세포원형질막을가로질러더강한전기화학적기울기를생성한다146
공변세포원형질막의과분극은이온과물의흡수로이어진다146
뿌리의이온수송147
용질은아포플라스트와심플라스트모두를통해이동한다147
이온은심플라스트와아포플라스트를모두교차한다149
물관부유조직세포는물관부적재에참여한다150

7장광합성:명반응153
고등식물의광합성154
일반적인개념들154
빛은입자와파동의특성을모두가진다154
분자들이빛을흡수하거나방출할때는전자상태가변한다155
광합성색소는광합성의동력을공급하는빛을흡수한다156
광합성이해를위한주요실험들158
작용스펙트럼은빛의흡수와광합성활성의관계를보여준다158
광합성은광수확안테나와광화학반응중심을포함하는복합체에서일어난다158
광합성의화학반응은빛에의하여추진된다160
빛은NADP+환원과ATP형성을추진한다161
산소발생생물들은연달아작용하는2개의광계를가진다161
광합성기구의체제162
엽록체는광합성이일어나는장소이다162
틸라코이드는내재성막단백질을가진다163
광계I과II는틸라코이드막내에서공간적으로분리되어있다165
광흡수안테나계의체제165
안테나계는엽록소를포함하며막에결합되어있다165
안테나는반응중심으로에너지를집중시킨다166
많은안테나색소-단백질복합체는공통된구조적모티프를가진다166
전자전달의메커니즘167
엽록체를떠난전자는‘Z모식도’에조직화된운반체들을통해전달된다167
들뜬엽록소가전자수용체분자를환원시킬때에너지가포획된다168
두광계의반응중심엽록소들은서로다른파장을흡수한다170
광계II반응중심은다중소단위체의색소-단백질복합체이다170
물은광계II에의하여산소로산화된다170
페오피틴과2개의퀴논은광계II에서전자를받는다172
시토크롬b6f복합체를통한전자의흐름역시양성자를수송한다172
플라스토퀴논과플라스토시아닌은광계II와광계I사이에서전자를운반한다174
광계I의반응중심은NADP+를환원시킨다174
순환적전자흐름은ATP를생성하지