농업직 공무원, 농학과, 농생명 등 필수과목 식물학 핵심 이론 요점 요약 정리 5. 잎의 형태

잎의 개시 : primordium형성
• apical meristem싹의 기반에서,
생장점 끝부분의 내부의 세포
들이 바깥쪽으로 자라나면서
leaf primordium을 형성한다.

잎의 발전 : lamina expansion
• lamina tissue가 지속적으로 성장하면서, 관다발구성이 서로
구별되어 성장함
• 기공 돌기, 관다발이 생성됨
• 돌기와 주맥이 구별됨

Monocots

특징
• leaf primordium에 근접해있는 apical meristem세포는
primorsium 부분이 되면서 leaf primordium을 따라 위로 자라
난다.
• primordium은 관모양으로 leaf base를 감사는 것을 형성한다.
• 선형의 끈모양잎을 가진 것들은 basal meristem으로부터 성장
한다.

 

 Morphology and Amatomy of other leaf type (형태학과 다양한 잎들의 해부학)

 

Succulent Leave

• 사막지역에서 생산됨.
• 그래서 mesophyll에 거의 공기
가 있는 부분이 없고 잎이 딱딱
하고 두껍게 만들어져있음.
왜냐하면 수분의 보존을 지지하
면서, 부피와 표면간의 비율을
감소시킬 수 있으므로.

 

Sclerophyllous Foliage leave

• 이차벽이 있어 sclerenchyma의
양이 감소.
• 이때, sclerenchymasms 표피아
래와 표피다발에 존재한다.
• 다년생잎을 가진 식물체에서
형성.

 

Leaves of Confier

• 표피와 피하조직세포는 큐티클
의 딱딱한 벽을 가지고 잇다.
• 모양은 바늘모양이거나 판판하
거나 scale-like하다.
• 대부분 수년동안 줄기에 남아
있는 다년생의 잎이다.

 

Bud scale

• 줄기 끝 주변에 단단한 층을 형성함.
• 이 층은
1 겨우내 휴면시의 싹을 보호
2 얇은 코르크성분의 딱딱한 층을 가짐

 

Spine

• 선인장의 몸체에있는 미세한
초록색잎
• axillary bud의 잎이 변형된것.
• 굉장히 방어적인 형태이고 대
부분 섬유질로 되있음.

 

Tendrils

• 물체와의 접촉을 감지
• 물체주위를 휘감을 수 있음.
• 지지를 위해 그 물체를 사용 할 수 있음.
• 계속해서 성장은 하지만 광합성은 불가함.

 

Kranz Anatomy(크란츠구조)

Kranz Anatomy
• C4 엽록체를 가진 식물체에서 일어남.
• 스펀지 같고 palisade 옆육이 부족함.
• 엽록체 세포로 구성된 주요한 다발 피복을 가짐.
이때, 각각의 피복을 둘러싼것은 엽육세포이다.

 

Flowers and Reproduction

 

타가수분과 자가수분
• 타가수분
- 서로 다른 유전자를 가진 두 식물 사이에 수분
이 일어나는 현상.
• 자가수분
- 동일한 유전자를 가진 식물 자체의 꽃가루를
가지고 스스로의 암술머리에 수분을 하는 현상.

• 타가수분은 서로 다른 유전자를 가진 두 식물 사
이에서 수분이 일어나므로 유전적 다양성이 높다.
• 자가수분은 동일한 유전자를 가진 수술과 암술의
수분으로 이루어지므로 유전적 다양성이 낮다.
• 타가수분은 일반적으로 곤충이나 바람 같은 외부
요인에 의해서 일어나게 된다.
• 자가수분은 한 꽃에서 수분이 일어나는 자화수
분과 식물 한 개체에 피어 있는 서로 다른 꽃에서
수분이 일어나는 타화수분이 있다.

타가수분과 자가수분

타가수분 식물의 분류
• 충매화
- 곤충의 도움으로 꽃가루가 운반되는 꽃.
- 장미, 복숭아나무 등이 해당하며, 곤충을 유인하기 위
해 꽃이 화려하고 진한 향기가 있다.
-주로 벌, 나비 등에 의해 꽃가루가 옮겨진다.

 

• 풍매화
- 바람에 의해 꽃가루가 운반되는 꽃.
- 소나무, 벼, 보리 등이 해당하며, 일반적으로 수
수하고 작은 꽃이 피며, 향기와 꿀샘이 없는 것이
많다.
- 또 꽃가루는 작고 가벼워 바람에 날아가기 쉽
다.
• 수매화
• 조매화

충매화

풍매화

씨방의 위치
• 씨방상위 (superior ovary)
- 씨방의 위치가 꽃받침이나 꽃잎, 수술의 위치보다 위에 있는
것
• 씨방중위 (half inferior ovary)
- 씨방의 위치가 꽃받침이나 수술의 중간 정도 높이에 있는 것
• 씨방하위 (inferior ovary)
- 씨방의 위치가 꽃받침이나 수술의 위치보다 아래 있는 것

 

씨방의 위치

꽃차례 (화서)
• 가지에 붙어 있는 꽃의 배열 상태.
• 총상 화서 – 꽃대가 길게 자라고 작은 꽃자루도
발달 하나 분지하지 않는 꽃차례
• 수상 화서 – 꽃대가 길게 자라나서 작은 꽃자루는
거의 생략된 꽃차례
• 산형 화서 – 길이가 거의 같은 꽃자루들이 동일
지점에서 우산 모양을 이루는 꽃차례. 꽃자루가
갈라진 지점에는 총포가 있다.
• 두상 화서 – 꽃대 끝자락에 자루 없는 꽃이 집합
한 꽃차례

두상 꽃차례

참열매와 헛열매
• 참열매 (진과)
- 종자를 감싸고 있는 씨방이 열매가 되는 경우
이러한 것을 참열매라고 한다.
- 복숭아, 오이, 호박, 토마토, 밤, 감 등

 

• 헛열매 (위과)
- 꽃받침 등 씨방 외의 부분이 변하여 열매가 되
는 경우도 있는데 이런 열매는 헛열매라고 한다.
- 꽃받침이 자라서 된 열매에는 양딸기, 석류 등
이 있고, 꽃자루가 자라서 된 열매에는 파인애플,
무화과 등이 있으며, 꽃받기와 꽃받침이 함께 자
라서 된 열매에는 배, 사과 등이 있다.

 

열매의 분류
• 건과 vs. 육과
- 과피의 성질에 따른 분류
• 건과
- 건과는 익으면 과피가 말라서 목질 또는 혁질이 되는 과실을
말한다.
- 열매가 벌어지면 열과 또는 열개과
열매가 벌어지지 않으면 폐과

• 액과 (=다육과)
- 익어도 건조하지 않고 연한 과피를 유지하는
과실.

폐과

열개과 – 돈나무

폐과 - 사과

무성생식
[ ASEXUAL REPRODUCTION, 無性生殖 ]

• 무성생식의 장단점과 보완
무성생식은 결과적으로 유전적으로 동일한 개체, 즉 클론을 만들어 낸다.
그렇기 때문에 반드시 짝이 있어야 하는 유성생식에 비해서 더 빠르고 효율적
으로 자신의 유전자를 퍼트릴 수 있다는 장점이 있다.
그러나 유성생식은 유전자를 서로 섞어서 다양한 패턴을 만들어 낼 수 있기 때
문에 여러 가지 환경에서 더욱 잘 적응할 수 있다는 장점을 가진다.
때문에 무성생식은 일반적으로 번식 능력은 대단히 좋지만, 이들이 동일한 형
질을 가지고 있어서 환경이 크게 변화하면 전 집단이 전멸해 버릴 수 있는 우
려 또한 존재한다.

 

무성생식
[ asexual reproduction, 無性生殖 ]
그런 이유로 무성생식을 하는 생물이라 하더라도 일반적으로 유전자를 서
로 주고받아 유전적 다양성을 늘리는 방법을 준비해 두고 있는 경우가 대부분
이다.
대장균(E. coli) 같은 미생물은 접합(接合: conjugation)이라는 방법을 통해 서
로 간에 플라스미드(plasmid)라는 작은 원형 염색체를 주고받는다.
효모는 환경 조건이 좋을 때는 무성생식을 통해 빠르게 번식하다가 환경 조건
이 나빠지면 서로 결합하여 유전자를 교환하는 유성생식을 한다.
물벼룩도 무성생식으로 수를 늘리다가 환경이 나빠지면 유성생식을 통해 알
을 낳는다.
이러한 여러 생물의 생태를 연구하게 되면서, 예전 그대로의 방식으로 모든 생
물에 대해서 유성생식과 무성생식을 단순히 구분하기는 어렵게 되었다.
 유성생식을 하는 생활사를 유성세대, 무성생식을 하는 생활사를 무성세대
라고 한다.

 

유성생식
[ sexual reproduction, 有性生殖 ]
• 유성생식은 생식의 한 가지 방법으로서 주로 암수라고 하는 두 가지 성별
을 이용해서 다음 세대에 자손을 남기는 방법을 말한다.
• 유성생식의 장단점
유성생식은 무성생식에 비해서 번잡한 과정을 필요로 하며, 또한 적절한 짝
이 없으면 생식을 할 수 없다는 큰 단점을 가진다.
그러나 그럼에도 불구하고 대부분의 생물이 생활사 도중에 유성생식을 가
지고 있다는 것은, 유성생식이 무언가 큰 장점을 가지고 있기 때문이라고 추
측할 수 있다.
일반적으로 이 장점은 유전자가 매 세대마다 뒤섞임으로써 유전적 다양성
을 확보할 수 있는 것이라고 생각된다.
유전적 다양성이 커지면 한 가지 유전자만을 가지고 있는 무성생식 번식
에 비해 수많은 유전자를 동시에 가져서, 환경 변화에 따른 적응이 수월하
게 된다.
또한 진화의 가능성을 크게 열어 놓을 수 있다는 장점도 있다.

이러한 이유 때문에 많은 생물은 유성생식 과정과 무성생식 과
정을 같이 가진다.
환경이 유리한 경우 - 무성생식으로 빠른 증식을 한다.
환경이 불리하게 바뀌게 되는 경우 - 유성생식을 통해 유전적 다
양성 을 늘리는 방식으로 행동한다.

 

꽃의 구조
• 암술머리 / 주두 (stigma) 수분을 위해 꽃가루를 받는 암술의 맨 윗
부분.
• 암술대 / 화주 (style) 꽃가루의 생식세포가 암술머리에서 밑씨로
이동할 때 지나가는 원뿔형 대.
• 꽃턱 (receptacle) 꽃의 다른 부분을 가지고 있으며, 꽃의 다른 부
분을 지지하는 꽃자루의 부푼 부분.
• 씨방 / 자방 (ovary) 1개 이상의 밑씨를 포함하는 암술의 하단 부
분. 열매는 대개 수정 후 씨방이 발달한 것이다.
• 꽃자루 / 화병 (peduncle) 줄기나 가지의 끝에 있는 버팀줄기. 식물
에 처음에는 꽃이 달리고, 다음에는 열매가 달린다.
• 밑씨 / 배주 (ovule) 난세포와 씨방에 의해 생산되어 수정 후 씨로
발달하는 작고 둥근 기관.

• 악편 / 꽃받침조각 (sepal) 일반적으로 꽃의 초록색 부분. 꽃의 내부 기관
을 보호한다. 개화 후에 떨어지기도 하고 열매가 성숙할 때까지 남아 있는
경우도 있다.
• 꽃잎 (petal) 색상이 대개 화려하고 향기를 내는 꽃의 기관. 웅성 및 자성
번식 기관을 감싼다. 종종 꽃가루 매개자를 유혹하는 역할을 한다.
• 수술대 / 꽃실 (filament) 꽃밥과 꽃의 나머지 부분을 연결하는 원통형 축.
• 꽃밥 (anther) 화분립(花粉粒)을 생산하는 수술의 상단 부분. 성숙하면 벌
어져서 꽃가루를 사방으로 내보낸다.
• 암술 (pistil) 꽃의 중심에 있으며 씨방, 암술대, 암술머리로 구성되어 있는
꽃의 자성 번식기관.
• 꽃부리 / 화관 (corolla) 꽃잎 전체로 이루어진 꽃의 부위.
• 수술 (stamen) 수술대와 꽃밥으로 구성되는 꽃의 웅성 번식기관.
• 꽃받침 (calyx) 악편으로 이루어진 꽃의 한 부분.

 

화분의 발아와 수정
• 화분은 수분이 되어 암술머리에 붙으면 발아하기 시작하여 화분관을 만든
다.
• 속씨 식물
속씨식물에서 화분 안에 있는 핵(核)은 분열하여 생식핵과 화분관핵으로
나뉘며, 화분관핵은 화분관 끝에 위치하여 화분관을 계속 성장시키고 유도
해 나간다.
속씨식물에서 생식핵은 다시 두 개로 나뉘어 두 개의 정핵(精
核:sperm cell)이 된다.
사실 과거에는 이들이 핵만 있는 구조라고 생각했기 때문에 핵이라는 명칭
이 붙었지만, 실제로는 핵이 분열한 후 세포질도 분열한 구조이기 때문에 정
확히 말하면 정핵도 정자라고 부르는 것이 옳다.
단 세포질의 양이 매우 적고 세포벽은 없기 때문에 핵만 있는 구조로 보
일 뿐이다.

일반적으로 이러한 세포분열은 수분 후에 일어나지만 담배나 돼지풀
에서는 화분이 꽃밥 속에 있을 때 일어난다.
화분에서 화분관이 뻗으면 암술머리에서 암술대를 통과해서 밑씨(胚
珠:ovule)로 향한다.
속씨식물에서는 두 개의 정핵이 각각 난세포(卵細胞:egg cell), 극핵
(極核:polar nucleus)과 수정되어 배(胚: embryo)와 배젖(胚
乳:endosperm)으로 발달하는 중복수정(重複受
精: double fertilization)이 일어난다.

• 겉씨식물
겉씨식물의 화분 속에서는 세포분열이 일어나서 장정기(藏精器 또
는 전엽체)세포가 형성되며 장정기세포는 다시 화분관세포, 생식세
포로 나뉜다.
겉씨식물의 생식세포는 속씨식물의 정핵과 달리 세포질이 있으며
소나무나 소철 같은 종의생식세포는 편모를 가져서 운동성이 있는
정자가 되기도 한다.
이 생식세포는 장란기(藏卵器) 안에 있는 난세포와 결합하여 수정
란을 형성한다.

 

화분의 발아와 수정