1장 식물과 세포 구조1
식물의 생활: 통일된 원리2
식물 분류와 생활사2
식물 생활사는 이배체와 반수체 세대가 교대로 나타난다2
Box 1.1 식물의 진화적 유연관계3
식물 구조의 개관6
식물세포는 견고한 세포벽으로 둘러싸여 있다6
1차 세포벽과 2차 세포벽은 구성 성분이 다르다8
셀룰로오스 미세원섬유와 매트릭스 다당류는 서로 다른 메커니즘을 거쳐서 합성된다9
원형질연락사는 세포 간에 분자의 자유로운 이동이 가능하게 한다9
새로운 세포는 분열조직이라고 하는 분열하는 조직에서 유래한다10
식물세포의 유형12
표피조직은 식물의 표면을 덮고 있다12
기본조직은 식물체를 구성한다12
Box 1.2 2기 식물체14
관다발조직은 식물의 다른 부분 사이에서 수송 네트워크를 형성한다15
식물 세포소기관15
생물막은 단백질을 포함하고 있는 이중층이다15
핵19
유전자 발현은 전사와 번역 모두를 포함한다21
번역후 조절은 단백질의 수명을 결정한다21
내막계23
소포체는 내막들의 네트워크이다23
액포는 식물세포에서 다양한 기능을 가진다24
유지체는 지질 저장 세포소기관이다25
미소체는 잎과 종자에서 특별한 대사적 역할을 수행한다25
독립적으로 분열하는 반자율적 세포소기관25
전색소체는 서로 다른 식물조직에서 특수화된 색소체로 성숙된다28
엽록체와 미토콘드리아의 분열은 핵의 분열과 관련이 없다29
식물 세포골격30
식물 세포골격은 미세소관과 미세섬유로 이루어져 있다30
액틴, 튜불린, 그리고 그들의 중합체는 살아 있는 세포에서 끊임없이 변동한다30
미세소관 프로토필라멘트는 원통형으로 감기기 전에 처음에는 납작한 판 모양으로 조립된다31
세포골격의 모터 단백질들은 세포질 유동과 세포소기관의 통행을 매개한다33
세포주기 조절34
세포주기의 각 단계는 일련의 고유한 생화학적 활성과 세포 활성을 가진다34
세포주기는 사이클린과 사이클린 의존성 키나아제에 의해 조절된다35
체세포분열과 세포질분열에는 미세소관과 내막계가 모두 포함된다 36

2장 물과 식물세포41
식물 생활에서의 물42
물의 구조와 성질42
물 분자는 수소결합을 형성하는 극성 분자이다42
물은 훌륭한 용매이다43
물은 그 크기에 비해 상대적으로 뚜렷한 열 특성을 가진다43
물 분자는 응집력이 크다43
물은 높은 인장강도를 가진다45
확산과 삼투45
확산은 무작위적인 열운동에 의한 분자들의 순 이동이다46
확산은 단거리 이동에 가장 효과적이다47
삼투는 선택적 투과 장벽을 통한 물의 이동을 설명한다47
수분퍼텐셜48
물의 화학퍼텐셜은 물의 자유에너지 상태를 나타낸다48
주요한 세 가지 요소가 세포의 수분퍼텐셜에 기여한다48
수분퍼텐셜은 측정할 수 있다49
식물세포의 수분퍼텐셜49
물은 수분퍼텐셜 기울기를 따라 세포로 들어간다49
물은 수분퍼텐셜 기울기에 따라 세포를 떠날 수도 있다50
수분퍼텐셜과 그 성분들은 생장 조건과 식물체 내에서의 위치에 따라 변화한다52
세포벽과 막의 성질52
식물세포의 작은 부피 변화는 커다란 팽압 변화를 야기한다52
세포가 물을 얻거나 잃는 속도는 세포막의 수분 전도도의 영향을 받는다53
아쿠아포린은 세포막을 통한 물의 이동을 촉진한다54
식물의 수분 지위54
생리적 과정들은 식물의 수분 지위의 영향을 받는다54
용질 축적은 세포의 팽압과 부피를 유지하는 데 도움을 준다55

3장 식물의 수분 균형57
토양 내의 물58
토양수의 음의 정수압은 토양의 수분퍼텐셜을 저하시킨다58
물은 질량 유동(bulk flow)으로 토양을 통해 이동한다59
뿌리의 물 흡수60
물은 뿌리에서 아포플라스트 경로, 심플라스트 경로, 막횡단 경로를 통해 이동한다60
물관부의 용질 축적은 ‘뿌리압’을 발생시킨다62
물관부를 통한 물의 수송 62
물관부는 두 종류의 수송세포로 구성되어 있다62
물은 압력에 의해 추진되는 질량 유동(bulk flow)으로 물관부를 통해 이동한다64
물관부를 통한 물의 이동은 살아 있는 세포들을 통한 이동에 비해 더 적은 압력 기울기가 필요하다65
100 m 높이의 나무 꼭대기로 물을 상승시키기 위해 얼마 정도의 압력 차이가 필요할까65
응집력-장력설로 물관부에서 물의 수송을 설명한다65
나무에서 물관부의 물 수송은 물리적 어려움을 겪는다67
식물은 물관 공동화의 피해를 최소화한다68
잎에서 대기로의 물 이동68
잎은 커다란 수분 이동의 저항을 가진다69
증산의 추진력은 수증기 농도의 차이이다69
수분 소실은 경로 저항에 의해서도 조절된다70
경계층은 확산 저항에 기여한다71
기공 저항은 확산 저항의 또 다른 주요 구성요소이다71
공변세포의 세포벽은 독특한 특징들을 가진다73
공변세포의 팽압 증가는 기공을 열게 한다73
잎의 증산작용과 광합성의 커플링(coupling): 빛에 의한 기공 열림74
기공 열림은 빛에 의해 조절된다74
기공 열림은 특히 청색광에 의해 조절된다75
물 이용 효율75
개관: 토양-식물-대기의 연속체76

4장 무기영양79
필수 영양, 결핍, 식물의 장해80
영양 연구에는 특별한 기법들이 이용된다83
영양액은 빠른 식물 생장을 가능하게 한다83
무기염 결핍은 식물의 대사와 기능을 교란한다85
식물조직 분석으로 무기염의 결핍을 알 수 있다89
영양소 결핍의 치료90
비료 첨가를 통해 작물 수확량을 개선할 수 있다 90
일부 영양소는 잎에 의해 흡수될 수 있다91
토양, 뿌리, 미생물91
음으로 하전된 토양 입자는 무기영양소의 흡착에 영향을 미친다91
토양 pH는 영양소의 이용 가능성, 토양 미생물, 뿌리 생장에 영향을 미친다93
토양 내에 무기이온이 과도하게 있으면 식물 생장을 제한한다93
식물은 방대한 근계를 발달시킨다93
근계들은 서로 형태가 다르지만 공통적인 구조를 가진다94
뿌리의 서로 다른 부위들은 서로 다른 무기이온을 흡수한다96
영양소의 이용 가능성은 뿌리 생장에 영향을 미친다97
균근의 공생은 뿌리에 의한 영양소 흡수를 촉진한다98
영양소는 균근의 균류에서 뿌리 세포로 이동한다 101

5장 무기영양소의 동화103
자연 상태에서의 질소104
생물지구화학적 순환에서 질소는 여러 형태를 거친다104
동화되지 않은 암모늄 또는 질산염의 위험성105
질산염 동화106
질산염 환원효소를 조절하는 많은 요인106
아질산염을 암모늄으로 전환하는 아질산염 환원효소107
뿌리 및 줄기에서의 질산 동화108
암모늄 동화108
암모늄을 아미노산으로 전환하기 위해 필요한 두 가지 효소108
암모늄은 대체 경로를 통해 동화될 수 있다110
아미노기 전이반응은 질소를 전달한다110
아스파라긴과 글루타민은 탄소와 질소 대사를 연결한다110
아미노산 생합성110
생물학적 질소고정111
독립 생활 및 공생 세균이 질소를 고정한다112
질소고정에는 미세 혐기성 또는 혐기성 조건이 필요하다112
특수 구조에서 공생 질소고정의 발생114
공생을 위해 필요한 신호 교환과정114
세균이 생산하는 Nod 인자는 공생의 신호로 작용115
뿌리혹 형성에 영향을 주는 식물호르몬(phytohormone)115
질소고정효소 복합체는 N2를 고정한다116
아마이드와 우레이드는 질소의 운반 형태이다118
황 동화 119
황산염은 황이 식물 속으로 운반되는 형태이다119
황산염 동화는 주로 잎에서 발생 119
메티오닌은 시스테인에서 합성119
인산염 동화 120
철 동화120
뿌리는 철을 얻기 위해 근권을 수정120
철 양이온은 탄소 및 인산염과 합성물을 형성한다121
영양소 동화의 에너지학121

6장 용질 수송125
수동 및 능동 수송126
막 장벽을 통한 이온 수송127
확산 퍼텐셜을 생성하는 서로 다른 양이온과 음이온의 확산속도128
막 퍼텐셜과 이온분포와의 관련성128
능동 수송과 수동 수송을 구별하는 네른스트 식129
막 퍼텐셜의 주요 결정요인인 양성자 수송130
막 수송 과정131
채널은 막을 통한 확산을 향상시킨다132
운반체는 특정 물질에 결합하여 수송한다133
1차 능동 수송은 에너지가 필요하다134
2차 능동 수송은 저장된 에너지를 사용한다135
키네틱스 분석은 수송 메커니즘을 규명할 수 있다136
막 수송 단백질137
많은 수송체의 유전자들이 규명되었다139
다양한 질소 함유 화합물들에 대한 수송체들이 존재한다 139
양이온 수송체는 다양하다140
음이온 수송체가 확인되었다142
금속 및 준금속 이온 수송체는 필수 미량영양소를 수송한다142
아쿠아포린은 다양한 기능을 가지고 있다143
원형질막 H+-ATPase는 고도로 조절된 P형 ATPase이다143
토노플라스트 H+-ATPase는 액포에서 용질 축적을 유도한다144
H+-피로인산가수분해효소는 액포막에서 양성자를 펌핑한다145
기공 개방의 이온 수송146
빛은 ATPase 활성을 자극하고 공변세포 원형질막을 가로질러 더 강한 전기화학적 기울기를 생성한다146
공변세포 원형질막의 과분극은 이온과 물의 흡수로 이어진다146
뿌리의 이온 수송147
용질은 아포플라스트와 심플라스트 모두를 통해 이동한다147
이온은 심플라스트와 아포플라스트를 모두 교차한다149
물관부 유조직 세포는 물관부 적재에 참여한다150

7장 광합성: 명반응153
고등식물의 광합성154
일반적인 개념들154
빛은 입자와 파동의 특성을 모두 가진다154
분자들이 빛을 흡수하거나 방출할 때는 전자 상태가 변한다155
광합성 색소는 광합성의 동력을 공급하는 빛을 흡수한다156
광합성 이해를 위한 주요 실험들158
작용 스펙트럼은 빛의 흡수와 광합성 활성의 관계를 보여준다158
광합성은 광수확 안테나와 광화학 반응중심을 포함하는 복합체에서 일어난다158
광합성의 화학 반응은 빛에 의하여 추진된다160
빛은 NADP+ 환원과 ATP 형성을 추진한다161
산소 발생 생물들은 연달아 작용하는 2개의 광계를 가진다161
광합성 기구의 체제162
엽록체는 광합성이 일어나는 장소이다162
틸라코이드는 내재성 막 단백질을 가진다163
광계 I과 II는 틸라코이드 막 내에서 공간적으로 분리되어 있다165
광 흡수 안테나계의 체제165
안테나계는 엽록소를 포함하며 막에 결합되어 있다165
안테나는 반응중심으로 에너지를 집중시킨다166
많은 안테나 색소-단백질 복합체는 공통된 구조적 모티프를 가진다 166
전자전달의 메커니즘167
엽록체를 떠난 전자는 ‘Z 모식도’에 조직화된 운반체들을 통해 전달된다167
들뜬 엽록소가 전자수용체 분자를 환원시킬 때 에너지가 포획된다168
두 광계의 반응중심 엽록소들은 서로 다른 파장을 흡수한다170
광계 II 반응중심은 다중 소단위체의 색소-단백질 복합체이다170
물은 광계 II에 의하여 산소로 산화된다170
페오피틴과 2개의 퀴논은 광계 II에서 전자를 받는다 172
시토크롬 b6f 복합체를 통한 전자의 흐름 역시 양성자를 수송한다172
플라스토퀴논과 플라스토시아닌은 광계 II와 광계 I 사이에서 전자를 운반한다174
광계 I의 반응중심은 NADP+를 환원시킨다174
순환적 전자 흐름은 ATP를 생성하지만 NADPH는 생성하지 않는다175
일부 제초제는 광합성 전자전달을 차단한다176
엽록체의 양성자 수송과 ATP 합성176

8장 광합성: 탄소반응181
캘빈-벤슨 회로182
캘빈-벤슨 회로는 카르복실화, 환원, 재생성의 세 단계를 가진다182
리불로오스 1,5-이인산의 카르복실화를 통한 CO2 고정과 3-포스포글리세르산의 환원은 3탄당 인산을 합성한다183
리불로오스 1,5-이인산은 지속적인 CO2의 동화를 위해 재생성된다183
유도기는 광합성 CO2 동화의 정상 상태보다 선행한다186
많은 메커니즘이 캘빈-벤슨 회로를 조절한다187
루비스코 활성화효소는 루비스코의 촉매 활성을 조절한다 187
빛은 페레독신-티오레독신계를 통해 캘빈-벤슨 회로를 조절한다187
광-의존적인 이온 이동은 캘빈-벤슨 회로의 효소들을 조절한다 188
광호흡: C2 산화적 광합성 탄소 회로188
리불로오스 1,5-이인산의 산소화는 C2 산화적 광합성 탄소 회로를 활성화한다189
광호흡은 광합성 전자전달계에 연결되어 있다192
무기탄소의 농축 메커니즘193
무기탄소의 농축 메커니즘: C4 탄소 회로194
말산과 아스파르트산은 C4 회로의 카르복실화 산물이다194
서로 다른 두 가지 유형의 세포들의 협동작용에 의해 C4 회로는 CO2를 동화한다196
유관속초세포와 엽육세포는 다른 해부학적 및 생화학적 차이를 나타낸다196
C4 회로는 단일 세포 내에서도 CO2를 농축한다197
빛은 주요 C4 효소들의 활성을 조절한다197
C4 식물의 CO2 광합성 동화는 C3 식물보다 더 많은 수송 과정이 필요하다197
덥고 건조한 기후에서 C4 회로는 광호흡과 수분 소실을 감소시킨다197
무기탄소의 농축 메커니즘: 크래슐산 대사199
다른 메커니즘이 C4 PEPCase와 CAM PEPCase를 조절한다200
CAM은 환경 자극에 민감한 다재다능한 메커니즘이다201
광합성 산물(녹말과 수크로오스)의 축적과 배분202

9장 광합성: 생리적, 생태학적 고찰205
광합성은 잎의 특성에 의해 영향을 받는다206
잎의 해부 구조와 수관 구조는 빛의 흡수를 최대화한다207
잎 각도와 잎 운동은 빛 흡수를 조절한다209
식물은 양지 및 음지 환경에 순화되고 적응한다210
온전한 잎의 광합성에 미치는 빛의 영향210
광-반응 곡선은 광합성의 특징을 보여준다210
잎은 과량의 빛에너지를 소산시켜야 한다212
너무 많은 빛을 흡수하면 광저해를 받을 수 있다215
광합성에서의 온도의 영향215
잎은 방대한 양의 열을 소산시켜야 한다216
광합성에는 최적 온도가 있다216
광합성은 고온 및 저온에 민감하다217
광합성 효율은 온도에 민감하다217
광합성에서의 이산화탄소에 대한 영향218
대기 CO2 농도는 증가 일로에 있다 218
엽록체로의 CO2 확산은 광합성에 필수적이다219
CO2는 광합성에 제한을 가한다220
상승된 CO2 조건에서 호흡과 광합성은 장차 어떻게 변화될까222

10장 체관부 수송227
수송 양식: 공급원에서 수용부로228
수송 경로229
설탕은 체관부 체요소 내에서 수송된다230
성숙한 체요소는 수송을 위해 전문화된 살아 있는 세포들이다230
세포벽의 커다란 구멍들은 체요소의 두드러진 특징이다230
손상된 체요소는 밀폐된다231
동반세포는 고도로 특수화된 체요소를 돕는다233
체관부에서 수송되는 물질들233
체관부 수액은 수집, 분석될 수 있다234
설탕은 비환원형으로 수송된다234
다른 용질들은 체관부에서 수송된다236
이동 속도236
체관부 수송의 수동적 메커니즘으로서의 압류 모델 236
삼투적으로 발생한 압력 기울기는 압류 모델의 수송을 추진한다237
압류 모델의 예측은 확인되었으나 다른 것들은 더 실험이 필요하다237
단일 체요소에서는 양방향 수송이 일어나지 않으며, 물과 용질은 같은 속도로 이동한다238
체관부 경로를 통한 수송의 에너지 요구는 초본식물에서 적다 238
체판공은 열린 채널이다239
체요소의 압력 기울기는 크지 않을 수 있다; 초본식물과 교목의 압력은 유사하게 나타난다239
체관부 적재240
체관부 적재는 아포플라스트 또는 심플라스트를 경유하여 일어날 수 있다241
일부 식물 종에서 아포플라스트 적재의 존재는 풍부한 자료에 의해 뒷받침된다241
아포플라스트 경로의 수크로오스 흡수는 대사에너지가 필요하다241
아포플라스트 경로의 체관부 적재는 수크로오스-H+ 동시수송체를 포함한다242
일부 식물 종은 심플라스트 체관부 적재를 한다242
중합체 포획 모델은 중간세포를 가진 식물의 심플라스트 적재를 설명한다242
일부 교목에서 체관부 적재는 수동적이다244
체관부 하적, 그리고 수용부에서 공급원으로의 전환244
체관부 하적과 단거리 수송은 심플라스트 경로 또는 아포플라스트 경로를 경유할 수 있다244
수용부 조직으로의 수송에는 대사에너지가 필요하다245
잎이 수용부에서 공급원으로 이행되는 과정은 점진적이다245
광합성 산물의 분배: 배정과 배분247
배정은 저장, 이용, 수송을 포함한다247
다양한 수용부들은 수송 설탕을 배분한다247
공급원 잎은 배정을 조절한다248
수용부 조직들은 수송된 광합성 산물을 두고 경쟁한다249
수용부 강도는 수용부 크기와 수용부 활성의 함수이다250
공급원은 장기간에 걸쳐 공급원 대 수용부의 비율 변화에 적응한다250
신호전달 분자의 수송250
팽압과 화학적 신호는 공급원과 수용부의 활성을 조정한다250
단백질과 RNA는 생장과 발달을 조절하기 위한 체관부의 신호 분자 기능을 한다251
체관부 신호전달에 있어서 원형질연락사의 기능251

11장 호흡과 지질대사255
식물 호흡의 개요255
해당과정257
해당과정은 여러 원천에서 유래한 탄수화물들을 대사한다258
해당과정의 에너지 보존 단계에서는 사용 가능한 에너지가 추출된다261
식물은 대체 해당과정 반응을 가진다261
발효는 산소가 없을 때 해당과정에 필요한 NAD+를 재생성한다262
산화적 5탄당 인산 경로262
산화적 5탄당 인산 경로는 NADPH와 생합성의 중간 산물들을 생성한다263
산화적 5탄당 인산 경로는 산화 환원에 의해 조절된다263
트리카르복실산 회로265
미토콘드리아는 반자율적인 세포소기관이다265
피루브산은 미토콘드리아에 들어간 후 TCA 회로를 거쳐 산화된다266
식물의 TCA 회로는 독자적인 특징이 있다268
미토콘드리아의 전자전달과 ATP 합성269
전자전달계는 NADH에서 O2로의 전자 흐름을 촉매작용한다269
전자전달계는 보조 분지 경로를 가진다270
미토콘드리아의 ATP 합성은 전자전달과 결부되어 있다271
수송체들은 기질과 산물을 교환한다272
호기성 호흡은 수크로오스 한 분자당 약 60분자의 ATP를 생산한다274
식물은 ATP의 수량을 낮추는 몇 가지 메커니즘을 가진다274
미토콘드리아 호흡의 단기적 조절은 서로 다른 수준에서 일어난다276
호흡은 다른 경로들과 밀접하게 연계되어 있다277
온전한 식물과 조직의 호흡277
식물은 하루 광합성 생산량의 절반 정도를 호흡으로 소비한다277
광합성이 일어나는 동안 호흡이 진행된다279
서로 다른 조직과 기관들은 서로 다른 속도로 호흡한다279
환경 요인은 호흡률을 변화시킨다279
지질 대사281
지방과 기름은 많은 양의 에너지를 저장할 수 있다281
트리아실글리세롤은 유지체에 저장된다281
극성 글리세로지질은 막의 주요 구조적 지질이다282
막 지질은 중요한 신호전달 화합물들의 전구체이다284
발아 종자에서 저장 지질은 탄수화물로 전환된다284

12장 신호와 신호전달289
신호전달의 시간적 및 공간적 양상290
신호의 감지와 증폭291
신호는 그들의 표적 분자들을 조절하기 위하여 세포 내부에서 증폭되어야 한다292
Ca2+는 식물과 다른 진핵생물에서 가장 보편적인 2차 전달자이다292
세포기질과 세포벽의 pH 변화가 호르몬과 스트레스 반응의 2차 전달자로 작용할 수 있다294
활성산소종은 환경 신호와 발달 신호를 모두 매개하는 2차 전달자이다294
호르몬과 식물 발달295
옥신은 굴광성 관련 자엽초의 굽힘 반응에 대한 초기 연구에서 발견되었다295
지베렐린은 줄기 생장을 촉진하며, 벼의 ‘어리석은 유식물 병(foolish seedling disease)’에서 발견되었다296
시토키닌은 조직 배양 실험에서 세포분열 촉진인자로 발견되었다297
에틸렌은 과일 숙성 및 다른 발달과정을 촉진하는 기체 호르몬이다 298
앱시스산은 종자 성숙과 물 부족에 대응하는 기공 폐쇄를 조절한다299
브라시노스테로이드는 꽃의 성 결정, 광형태형성, 발아를 조절한다299
살리실산과 자스모네이트는 방어 반응에 관여한다300
스트리고락톤은 줄기의 가지치기를 억제하고 근권의 상호작용을 촉진한다 300
식물 호르몬 대사와 항상성300
인돌-3-피루브산은 옥신 생합성의 주요 중간체이다 301
지베렐린은 디테르펜인 엔트-카우렌이 산화되어 합성된다301
시토키닌은 이소프렌 곁사슬을 가진 아데닌 유도체이다 302
에틸렌은 메티오닌에서 중간체 ACC를 통해 합성된다302
앱시스산은 카로티노이드 중간체로부터 합성된다303
브라시노스테로이드는 스테롤인 캄페스테롤에서 만들어진다304
스트리고락톤은 β-카로틴에서 합성된다304
신호 전송 및 세포 간 소통 304
호르몬의 신호전달 경로305
시토키닌과 에틸렌 신호전달 경로는 세균의 2-성분(two-component) 조절체계에서 비롯된다305
수용체-유사 키나아제가 브라시노스테로이드 신호전달을 매개한다306
ABA 신호전달의 핵심 요소는 포스파타아제와 키나아제이다308
식물 호르몬 신호전달 경로는 일반적으로 음성조절을 이용한다308
유비퀴틴을 이용한 단백질 분해는 호르몬 신호전달에서 중요한 역할을 한다308
식물은 신호 반응을 끄거나 약화시키는 메커니즘을 가진다308
신호에 대한 세포 반응은 종종 조직 특이적이다310
교차조절은 신호전달 경로들을 통합한다310

13장 햇빛으로부터의 신호들313
식물 광수용체315
빛에 대한 식물의 반응들은 흡수되는 빛의 질 혹은 분광 특성에 의해 유도된다316
빛에 대한 식물의 반응은 요구되는 광량에 의해 구분될 수 있다318
피토크롬318
피토크롬은 적색광과 원적색광의 주요 광수용체이다319
피토크롬은 Pr형과 Pfr형 사이에서 상호 전환될 수 있다319
피토크롬 반응320
피토크롬 반응은 지연시간 및 도피시간이 다양하다320
피토크롬 반응은 요구되는 광량에 따라 세 가지 주요 범주로 구분된다321
피토크롬A는 연속적인 원적색광에 대한 반응을 매개한다322
피토크롬은 유전자 발현을 조절한다322
청색광 반응과 광수용체322
청색광 반응은 특징적 역학과 지연시간이 있다323
크립토크롬323
크립토크롬 FAD 발색단의 청색광 조사는 단백질의 구조적 변화를 일으킨다323
핵은 크립토크롬 작용의 주요 부위이다324
크립토크롬은 피토크롬과 상호작용한다324
포토트로핀324
굴광성은 옥신의 유동성 변화가 필요하다 325
포토트로핀은 엽록체운동을 조절한다326
기공열림은 원형질막 H+-ATPase를 활성화하는 청색광에 의해 조절된다326
피토크롬, 크립토크롬, 포토트로핀의 상호작용328
자외선에 대한 반응328

14장 배발생331
배발생의 개관332
쌍떡잎식물과 외떡잎식물의 배발생 비교333
쌍떡잎식물과 외떡잎식물 배아의 형태학적 유사점과 차이점은 각각의 발달 패턴을 나타낸다333
정단-기부 극성은 기관 형성 동안 배에서 유지된다 336
배 발달에는 세포 간의 조절된 통신이 필요하다337
옥신(auxin) 신호전달은 배 발달에 필수적이다338
극성 옥신 수송은 국소적인 옥신 유출 운반체에 의해 매개된다339
옥신 합성과 극성 수송은 배 발달을 조절한다342
방사상의 패턴 형성은 조직 층의 형성을 이끈다343
원표피는 표피로 분화한다343
관다발 중심주는 시토키닌에 의해 조절되는 진행성 세포분열에 의해 정교해진다344
정단 분열조직의 형성과 유지344
옥신과 시토키닌은 RAM 형성과 유지에 기여한다344
SAM 형성은 옥신 운동 및 반응과 관련된 요인에 의해 영향을 받는다345
SAM의 세포 증식은 시토키닌과 지베렐린에 의해 조절된다346

15장 종자 휴면, 발아, 유식물 확립349
종자 구조351
종자의 해부학적 구조는 식물 군에 따라 크게 다양하다351
종자 휴면351
종자 휴면 메커니즘에는 외인성과 내인성의 두 가지 기본적 유형이 존재한다353
비휴면성 종자는 이삭발아와 조숙한 발아를 보일 수 있다353
ABA:GA 비율이 종자 휴면의 주요 결정요인이다355
휴면의 해제356
빛은 작은 종자에서 휴면 타파의 중요한 신호이다356
일부 종자는 휴면 타파를 위해 저온 처리 또는 후숙이 필요하다356
종자 휴면은 다양한 화합물에 의해 타파될 수 있다357
종자 발아357
발아와 발아후 단계는 수분 흡수에 따라 3단계로 나눌 수 있다357
저장된 영양분의 이동358
곡물의 호분층은 녹말배젖을 둘러싸는 특화된 소화조직이다359
유식물 확립360
새롭게 출현하는 유식물의 발달은 빛에 강한 영향을 받는다361
지베렐린과 브라시노스테로이드는 암 상태에서 광형태형성을 억제한다361
정단후크 열림은 피토크롬, 옥신, 에틸렌에 의해 조절된다362
유식물이 출현하는 동안 관다발 분화가 시작된다362
성장하는 뿌리에는 뚜렷한 영역이 있다363
에틸렌과 다양한 호르몬이 뿌리털 발달을 조절한다364
곁뿌리는 내초(pericycle)로부터 내부적으로 유래된다 364
세포 팽창: 메커니즘과 호르몬 조절365
세포 팽창이 일어나기 전에 견고한 1차 세포벽은 약화되어야 한다365
미세원섬유의 방향성은 확산생장을 하는 세포의 생장 방향성에 영향을 준다 366
산성 유도 생장과 압력에 대한 세포벽 유연성은 익스팬신에 의해 조정된다367
옥신은 줄기와 떡잎덮개의 생장을 촉진하지만 뿌리의 생장은 억제한다 367
쌍떡잎식물 줄기의 바깥 조직은 옥신 작용의 표적이다367
옥신 유도 신장을 위한 최소 대기 시간은 10분이다368
옥신 유도 양성자 배출은 세포벽을 이완시킨다369
에틸렌은 미세소관 방향성에 영향을 미치고 수평적 세포 팽창을 유도한다 369
굴성: 방향성 자극에 반응하는 생장370
옥신 수송은 극성을 가지며 중력과 무관하다370
굴중력성 생장 동안 옥신의 이동과 반응은 Cholodny-Went 가설을 지지한다372
중력 인지는 녹말체의 침전에 의해 유발된다373
중력 감지에는 pH와 칼슘 이온(Ca2+)이 2차 신호 전달자로 관련할 것이다 374
포토트로핀은 굴광성에 관련된 광수용체이다374
굴광성은 옥신의 측면 재분배에 의해 매개된다375
슈트의 굴광성은 여러 단계를 거쳐 일어난다375

16장 영양생장과 노화379
슈트 정단 분열조직379
슈트 정단 분열조직은 독특한 구역과 세포층을 가진다380
잎 구조와 엽서381
슈트 정단의 옥신-유도성 패턴은 배발생 동안 시작된다381
표피세포 유형의 분화383
특화된 표피세포 계보가 공변세포를 만든다384
잎의 잎맥 패턴385
1차 잎맥은 잎원기에서 시작된다385
옥신 운송이 잎관다발자리 발달을 개시한다 386
슈트 가지치기와 구조 체계387
옥신, 시토키닌, 스트리고락톤이 겨드랑눈의 생장을 조절한다387
겨드랑눈 생장의 시작 신호는 아마도 눈에 대한 수크로오스 가용성 증가이다389
음지회피390
음지회피를 줄이면 곡물 수확량을 증가시킬 수 있다391
뿌리계 구조391
식물은 그들의 뿌리계를 수분과 영양 흡수를 위해 변형할 수 있다391
외떡잎식물과 쌍떡잎식물의 뿌리계 구조는 다르다392
뿌리계 구조는 인산 결핍에 반응하여 변화한다393
식물의 노화394
잎 노화 동안 영양분은 잎 공급원에서 영양 또는 생식 수용부로 재순환된다394
잎의 발달 연령은 연대기적 연령과 다를 수 있다394
잎 노화는 순차적, 계절적, 또는 스트레스에 의해 유발될 수 있다395
잎 노화 중 가장 초기의 세포 변화는 엽록체에서 일어난다395
활성산소종은 잎 노화에서 내부 신호로 작용한다396
식물 호르몬은 잎 노화 조절에 상호작용한다396
잎의 탈리399
잎 탈리는 에틸렌과 옥신의 상호작용에 의해 조절된다399
전식물노화400
피자식물의 생활사는 1년, 2년, 또는 다년이다400
1회결실성 식물에서 영양분 또는 호르몬 재분배가 노화를 유발할 수 있다402

17장 개화의 조절과 열매의 발달405
개화 유발: 환경 신호의 통합406
슈트 정단과 단계 변화406
식물 발달에는 세 가지 단계(phase)가 있다406
유년기 조직은 먼저 생산되며 슈트의 기부에 위치한다 407
단계 변화는 영양소, 지베렐린 및 후생유전적 조절의 영향을 받을 수 있다407
광주기성: 낮 길이의 모니터링408
식물은 광주기성 반응에 따라 분류될 수 있다408
광주기성은 일주기 리듬에 의해 조절되는 다양한 식물 과정 중 하나이다410
일주기 리듬에는 특징이 있다411
일주기 리듬은 서로 다른 낮-밤 주기에 적응한다413
잎은 광주기 신호를 감지하는 부위이다413
식물은 밤의 길이를 측정하여 낮 길이를 모니터링한다413
광중단은 암기의 효과를 무효화할 수 있다414
밤 동안의 광주기 시간측정은 일주기 시계에 의존한다414
우연적 일치 모델은 진동하는 빛 민감성과 광주기성을 연결한다415
피토크롬은 광주기성 반응의 주요 광수용체이다416
춘화처리: 저온에 의한 개화의 촉진418
개화와 관련된 장거리 신호전달419
지베렐린과 에틸렌은 개화를 유도할 수 있다421
꽃 분열조직과 꽃 기관의 발달421
애기장대의 SAM은 발달과 함께 변화한다421
네 종류의 꽃 기관이 분리된 화륜으로 개시된다421
주요한 두 가지 유형의 유전자가 꽃 발달을 조절한다422
ABC 모델은 꽃 기관 정체성이 어떻게 결정되는지를 부분적으로 설명해 준다423
꽃가루 발달424
밑씨에서의 암배우체 발달424
기능을 가진 대포자는 일련의 자유 핵 체세포분열을 거쳐 여러 세포로 나뉜다425
현화식물에서의 수분과 중복수정426
2개의 정세포가 꽃가루관에 의해 암배우체로 전달된다426
수분은 호환성 꽃에서 꽃가루의 부착과 수화로 시작된다426
꽃가루관은 정단생장에 의해 성장한다427
중복수정을 통해 접합자와 1차 배젖세포가 형성된다427
열매 발달과 숙성427
애기장대와 토마토는 열매 발달 연구를 위한 모델이다429
육질과는 숙성 과정을 겪는다429
숙성은 열매의 색 변화를 수반한다430
열매 연화는 많은 세포벽 분해효소들의 조직적인 작용을 포함한다431
맛과 향은 산, 당, 아로마 화합물들의 변화를 반영한다431
에틸렌과 숙성 사이의 인과관계는 형질전환 및 돌연변이 토마토에서 증명되었다431
전환성 열매와 비전환성 열매는 에틸렌 반응이 다르다432

18장 생물학적 상호작용435
식물과 미생물 간의 유익한 상호작용436
다른 유형의 근권세균은 영양소 가용성을 증가시키고, 뿌리의 분지를 촉진하며, 병원체를 방어할 수 있다437
식물과 병원체 및 초식동물 간의 유해한 상호작용438
물리적 장벽은 해충과 병원체에 대한 1차 방어선을 제공한다438
특화된 식물 대사 물질은 초식 곤충과 병원체 감염을 막을 수 있다440
식물은 특화된 구조에 항시적 독성 화합물을 저장한다441
식물은 특화된 액포에 독성이 없는 수용성 당 복합체로 방어 화학물질을 저장한다444
초식 곤충에 대한 유도성 방어 반응445
식물은 곤충 타액의 특정 성분을 인식할 수 있다445
체관부 섭식자는 병원체 감염에 의해 활성화되는 것과 유사한 방어 신호경로를 활성화한다446
자스몬산은 초식 곤충에 대한 방어 반응을 활성화시킨다446
호르몬 상호작용은 식물-초식 곤충 간의 상호작용에 기여한다 447
JA는 초식동물의 소화를 억제하는 방어 단백질 생산을 개시한다447
초식동물에 의한 피해는 전신 방어를 유도한다447
초식 곤충에 대한 반응으로 장거리 전기적 신호전달이 일어난다 449
초식동물에 의해 유도되는 휘발성 물질은 초식동물을 쫓아내고 천적을 유인한다449
초식동물 유도 휘발성 물질은 식물 간 장거리 신호로 사용될 수 있다450
곤충은 식물의 방어에 대처하는 메커니즘을 진화시켰다451
병원체에 대한 식물의 방어451
미생물 병원체는 기주식물에 침투하기 위한 다양한 전략을 발전시켰다451
병원체는 식물 기주세포에서의 콜로니 생성을 돕는 유발인자를 만들어낸다452
병원체 감염은 세포 표면의 패턴인식수용체에 의해 인지되는 분자 ‘위험 신호’를 일으킬 수 있다453
R 단백질은 균주-특이적 유발인자를 인식하여 개별 병원체에 대한 저항성을 제공한다453
과민성 반응은 병원체에 대한 공통된 방어이다453
병원체와의 일회성 접촉이 미래의 공격에 대한 저항력을 증가시킬 수 있다455
다른 생물체들에 대한 식물의 방어456
일부 식물 기생 선충은 독특한 섭식 구조의 형성을 통해 특이적 관계를 형성한다456
식물은 타감작용성 2차 대사 물질을 토양으로 분비하여 다른 식물과 경쟁한다457
일부 식물은 다른 식물의 활물기생 병원체이다457

19장 비생물 스트레스461
식물 스트레스의 정의462
비생물 스트레스에 대한 생리적 조절은 영양 발달과 생식 발달 사이의 균형을 포함한다462
순화와 적응463
환경 스트레스 요인들464
물 부족은 팽압을 감소시키고 이온 독성을 증가시키며 광합성을 억제한다464
염분 스트레스는 삼투 스트레스와 세포독성 두 가지 영향을 가진다465
온도 스트레스는 광범위한 생리 과정에 영향을 끼친다466
홍수는 뿌리에 무산소 스트레스를 일으킨다466
음지-적응되거나 음지-순화된 식물이 강한 햇빛에 노출될 때 빛 스트레스가 생긴다467
중금속 이온은 필수 무기질 영양분을 흉내 내고 ROS를 생성한다467
비생물 스트레스의 조합은 독특한 신호전달과 대사 경로를 유도할 수 있다467
서로 다른 비생물 스트레스에 연속적으로 노출되면 때때로 교차보호를 나타낸다468
식물은 다양한 메커니즘을 통해 비생물 스트레스를 인식한다468
비생물 스트레스로부터 식물을 보호하는 생리적 메커니즘469
식물은 비생물 스트레스에 반응하여 그들의 형태를 바꿀 수 있다469
식물체는 물질대사를 전환하여 다양한 비생물 스트레스에 대처한다470
비생물 스트레스 조건에서 열충격 단백질이 단백질의 보전을 유지한다470
막 지질 조성은 온도 및 다른 비생물 스트레스 변화에 적응할 수 있다471
엽록체 유전자들은 핵에 스트레스 신호를 전달하여 고광도 빛에 반응한다472
ROS의 자가 전달 흐름이 전신획득순화를 매개한다472
앱시스산과 시토키닌이 가뭄 스트레스 반응을 조절하는 스트레스 반응 호르몬이다472
식물은 건조한 토양에서 용질을 축적하여 삼투 조절을 한다474
후성유전학적 메커니즘과 작은 RNA가 스트레스에 대한 추가적 보호를 제공한다476
침수된 기관들은 저산소에 반응하여 통기조직을 발달시킨다476
항산화물질과 ROS 소거 경로가 식물을 산화 스트레스로부터 보호한다478
식물은 배제와 내부 내성 메커니즘을 통해 독성 금속 및 비금속 이온에 대응한다479
식물은 얼음 결정 형성을 막기 위해 결빙보호분자와 항결빙 단백질을 만든다480
용어풀이483
찾아보기499