[수목생리학] 광합성과 호흡

광합성과 호흡

1. 태양광선의 생리적 효과

가. 광질 (파장)

• 10 ~ 340 (보라색) : 자외선
• 340 ~ 760 (빨간색) : 가시광선
    - 녹색식물은 인간의 눈과 마찬가지로 파장 340~760인 가시광선 부근의 광선을 이용
• 760 ~ 100,000 nm : 적외선

나. 광도(조도) : 밝기

• 광합성 속도에 큰 영향을 끼침
• 양엽, 음엽 or 양수, 음수로 분화를 유도

다. 광주기(일장) : 낮과 밤의 상대적인 길이를 의미

• 낮과 밤의 상대적인 길이의 변화는 초본식물의 개화에 중요한 영향을 끼침.
• 개화시기를 결정 (장일성, 단일성)
  - 단일조건 : 줄기생장 정지, 동아형성, 낙엽촉진
  - 장일조건 : 휴면지연, 휴면억제
  - 낙엽 or 지역품종

(참고) 온대수목 : 휴면유도에 영향을 주는 것은 일장, 휴면타파에 영향을 주는 것은 온도.

(참고) 참나무는 저온처리 시에 휴면타파

 

라. 굴광성 : 식물이 햇빛이 있는 방향으로 자라는 현상

• 햇빛을 한쪽에서 쬐어주면 옥신이 햇빛의 반대 방향으로 이동하여 세폭의 신장을 촉진하여 햇빛쪽으로 구부러짐
• 굴광성의 가장 효율적으로 나타내는 파장은 청색과 보라색을 띠는 450nm 부근과 자외선 중 370nm부근
• 굴광성에 관련하는 색소 : 포토트로핀

마. 굴지성 : 뿌리가 땅속으로 내려가며 자라는 성질

• 나무의 수간과 꽃은 굴지성의 정반대, 즉 반굴지성을 나타냄
• 수평방향으로 자라던 뿌리가 밑으로 구부러지는 것
  - 옥신이 뿌리 아래쪽으로 이동하여 세포의 신장을 억제함으로써 위쪽 세포가 더 빨리 신장하기 때문.

바. 광색소

1) 파이토크롬 (phytochrome) : 빛(광질)에 반응하는 단백질

• 종자발아에서부터 개화까지 식물생장의 전 과정에 관여
• 적생광과 원적색광에 반응을 보임
• 분자량이 각각 120,000Da 2개의 동일한 폴리펩티드 구성
• 피롤이 4개 모여서 발색단을 가지고 있음
• 암흑속에서 기른 식물체에 많은양이 있음
• 낮과 밤의 길이 감지 (= 밤의 시간을 감지함)
• 비교적 낮은 광도(가시광성 1/100)에서 예민하게 반응.
• 적색광을 비추면 Pr형태에서 Pfr 형태로 바뀜, 원적생광을 비추면 Pr 형태로 바뀜

포토트로핀, 크립토크롬

2) 포토트로핀 : 낮과 밤의 길이를 감지

• 청색광(400~450nm)과 자외선A(320~400nm)를 흡수하는 플라보프로테인(flavoprotein)의 일종
• 식물의 굴광성과 굴지성을 조절하는 광수용체
• 잎에 많이 존재
• 햇빛을 감지하여 줄기의 굴광성과 뿌리의 굴지성을 조절함(잎의 확장, 줄기생장을 유도)

3) 크립토크롬 (cryptochrome)

• 포토트로핀과 함께 청색광과 자외선(320~450nm)을 흡수
• 굴광성에 관여하는 광수용체
• 일주기현상 or 생체리듬 조절
  - (일주기 현상 : 자귀나무와 같이 24시간 주기로 야간에 잎이 접히는 현상)
• 철새의 경우 자기장을 감지