Transcript 빛을 향해 자라는 곡류 유식물

Chapter 39
Plant Responses to Internal
and External Signals
Figure 39.1 Grass seedling growing toward light. (빛을 향해 자라는
곡류 유식물)
Figure 39.2 Light–induced de–etiolation (greening) of dark–grown
potatoes. (암 상태에서 자란 감자의 빛에 의해 유도되는 탈황화(녹화) 반응)
(인지; 인식)
(전달)
(전달 물질)
(반응)
(세포 반응의 활동)
(수용체)
(호르몬
혹은 환경
자극)
Figure 39.3 Review of a general model for signal transduction
pathways. (신호전달경로의 일반적 모델)
(반응)
(인지; 인식)
(빛에 의해 활성화된
피토크롬)
(전달)
(생성된 2차 메신저)
(활성화된 특정
단백질 인산화효소 1)
(활성화된 특정
단백질 인산화효소 2)
(빛)
(열려진 칼슘 채널)
(탈황화(녹화) 반응
단백질들)
Figure 39.4 An example of signal transduction in plants: the role of phytochrome in the de–
etiolation (greening) response. (식물 신호전달의 예: 탈황화(녹화) 반응에서의 피토크롬의 역할)
(자엽초의 어떤 부분이 빛을 인지하며, 그
신호는 어떻게 전달될까?)
(자엽초의 그늘진
부분)
(대조군)
(자엽초의 빛이
조사되는 부분)
(Darwin 부자의
실험 (1880년))
(1) 정단부 제거
(2) 불투명 물질로 정단부를 가림
(3) 투명 물질로 정단부를 가림
(4) 불투명 물질로 기저부를 가림
(BoysenJensen 실험
(1913))
(1) 젤라틴으로 정단부를 분리
(2) 운모로 정단부를 분리
(결과: 굴광성의 신호는 빛에 의해
활성화되는 움직일 수 있는 화학물질임)
(생장촉진 화학물질의 불균등 분포가
자엽초를 빛을 향해 자라게 하는가?)
(1926년 Went (벤트)의 실험)
(잘라낸 정단부를 한천 조각 위에
올려 놓음)
(생장촉진 화학물질이 한천조각으로
확산
(대조군 (생장촉진 물질이 없는
한천조각)은 효과가 없음
(화학물질을 갖는 한천조각은
생장을 촉진)
(치우쳐 놓은 조각은 식물을 휘게
함
(결과: 자엽초의 어두운 쪽에 옥신이라는
생장을 촉진하는 화학물질이 고농도로
분포함
Table 39.1 An Overview of Plant Hormones
(무엇이 옥신을 줄기 정단부위에서
아래쪽으로 극성 이동하게 하는가?
(표피)
(피층)
(체관)
(물관)
(수)
(세포의 아랫부분 끝)
(결과: 옥신 수송단백질이 세포의 아래쪽
면에 주로 존재하기 때문에 옥신의
극성수송이 일어남)
(산성화로 활성화된 쐐기 모양의 익스팬신이 셀룰로오스
미세섬유들을 다당류로부터 분리시킴. 노출된
다당류들은 세포벽 효소들에 접근이 용이해짐.
(세포벽이
산성화)
(세포의 신장성이
늘어나고 팽압에
의해 세포가
신장함)
(옥신이
양성자 펌프를
활성화)
Figure 39.8 Cell elongation in response to auxin: the acid
hypothesis. (옥신에 의한 세포의 신장: 산성 생장 가설)
(셀룰로오스가 느슨해져서
growth세포가 신장할 수 있음)
(끝눈 제거 후에
남은 조각
(곁눈)
(곁가지)
Figure 39.9 Apical dominance. (정단우성; 정아우성)
Figure 39.10 The effect of gibberellin treatment on Thompson
seedless grapes. (톰슨 씨 없는 포도에서의 지베렐린 처리의 효과)
(호분)
(배젖)
(배뿌리)
(배반; 떡잎)
Figure 39.11 Gibberellins mobilize nutrients during the germination
of grain seeds. (지베렐린은 종자 발아 동안에 양분을 이동시킴)
(자엽초)
Figure 39.12 Precocious germination of mutant maize
seeds. (옥수수 돌연변이체 종자의 조기 발아)
(에틸렌의 농도에 따라 유식물의
3중반응이 어떻게 영향을 받는가?)
(에틸렌 농도 (백만 분의 1))
(결과: 완두 유식물에서 에틸렌은
3중반응을 유발하며, 에틸렌 농도의
증가에 따라 반응의 정도도 증가함)
(ethylene-insensitive 돌연변이체는 에틸렌이
있어도 3중반을을 보이지 않음)
(constitutive triple response 돌연변이체는
에틸렌이 없는 조건에서도 3중반응을 보임)
Figure 39.14 Ethylene triple–response Arabidopsis mutants. (에틸렌 3중 반응을 보이는
애기장대 돌연변이체들)
Figure 39.15 Ethylene signal transduction mutants can be distinguished by their
different responses to experimental treatments. (에틸렌 신호전달 이상
돌연변이체들은 몇 가지 반응 실험으로 구별할 수 있음)
(보호층)
(줄기)
(달리층; 이층)
(잎자루)
Figure 39.16 Abscission of a maple leaf. (단풍 잎의 탈리)
(어떤 파장의 빛이 식물의 굴광성을
촉진하는가?)
(굴광성은 청색광과 자색광에 민감, 특히
청색광에 민감한 광수용체에 의해 매개됨)
(적색광과 근적외선의 조사 순서가
종자 발아에 어떻게 영향을 주는가?)
(결과: 적색광은 발아를 촉진하며,
근적외선은 억제함. 최종 조사된 빛의
파장이 발아를 결정하며, 적생광과
근적외선의 효과는 가역적임)
(색소포)
Figure 39.19 Structure of a phytochrome. (피토크롬의 구조)
Figure 39.20 Phytochrome: a molecular switching
mechanism. (피토크롬: 분자 스위치 메커니즘)
Figure 39.21 Sleep movements of a bean plant (Phaseolus
vulgaris). (콩과식물의 수면운동)
(암기 중 빛의 조사가 개화에 어떻게
영향을 미치는가?)
(결과: 개화는 낮의 길이가 아니라, 종
마다 정해진 밤의 임계길이에 의해
결정됨. 따라서 단일식물은 장야식물,
장일식물은 단야식물이라 함이 타당)
(피토크롬이 광주기 반응에 있어서 암기가
중단되었음을 인지하는 색소인가?)
(결과: 짧은 적생광의 조사는 암기가 짧아진
효과를 보임. 가역적으로 암기의 중단을
인지하는 것은 피토크롬이라는 것을 알 수
있음)
(개화호르몬이 존재하는가?)
(결과: 두 식물 모두 꽃을 피웠으며 이는
개화를 유도하는 물질이 이동하였음을 의미.
한쪽이 단일식물, 다른 한쪽이 장일식물인
경우에도 같은 결과를 보인 실험도 있음)
(평형석)
Figure 39.25 Positive gravitropism in roots: the statolith hypothesis.
(뿌리의 양성 굴중성: 평형석 가설)
Figure 39.26 Altering gene expression by touch in Arabidopsis.
(애기장대를 건드리면 유전자 발현이 달라지게 함)
(흐늘해진 세포를
갖는 엽침의 측면
(자극 후의 소업)
(팽팽해진 세포를
갖는 엽침의 측면
(엽침(운동기관))
(엽맥; 잎맥)
Figure 39.27 Rapid turgor movements by the sensitive plant
(Mimosa pudica). (미모사에서 빠른 팽압의 변화)
(관다발 기둥)
(공기관)
(표피)
Figure 39.28 A developmental response of maize roots to flooding and
oxygen deprivation. (침수와 산소부족에 대한 옥수수 뿌리의 발달 반응)
(나방유충의 체내에
알을 낳는 기생말벌
유인)
(휘발성 유인물질의
합성 및 분비)
(상처)
(침의 화학물질)
(신호전달과정)
Figure 39.29 A maize leaf “recruits” a parasitoid wasp as a defensive response
to an herbivore, an army–worm caterpillar. (나방 유충인 쐐기벌레 등의
초식동물에 대한 방어반응으로 옥수수 잎은 기생말벌을 유인함)
(R 유전자에 의해
암호화되는 수용체)
(Avr 유전자
산물인 신호물질
(리간드))
(Avr 유전자)
(비병원성 균)
(Avr 유전자 없음:
병원성 균)
(Avr 유전자 :
비병원성 균)
(병원성 균)
(식물세포가 병에 걸림)
(식물세포가 병에 걸림)
Figure 39.30 Gene–for–gene resistance of
plants to pathogens: the receptor–ligand
model. (병원균에 대한 식물의 gene-for-gene
저항성: 수용체-리간드 모델)
Figure 39.31 Defense responses against an avirulent
pathogen. (비병원성 균에 대한 방어 반응)