목차
머리말(preface) ... 3
1장 식물세포
식물세포의 소기관 ... 14
(1) 생체막 ... 14
(2) 핵 ... 16
(3) 리보솜 ... 17
(4) 소포체 ... 17
(5) 골지체 ... 18
(6) 액포 ... 18
(7) 미토콘드리아와 엽록체 ... 19
(8) 미소체(microbody) ... 20
세포내 골격 ... 20
(1) 미세소관과 미세섬유 ... 21
(2) 미세소관의 기능 ... 21
식물의 세포벽 ... 23
(1) 1차 세포벽 ... 23
(2) 2차 세포벽 ... 24
(3) 원형질연락사 ... 24
2장 물질대사 : 에너지와 효소
물질대사의 열역학 ... 28
(1) 열역학의 법칙 ... 28
(2) 생물계의 열역학적 특징 ... 30
효소 ... 31
(1) 효소의 명명과 분류 ... 31
(2) 효소의 구성과 특이성 ... 32
1) 효소의 구성 ... 32
2) 효소의 특이성 ... 33
(3) 효소의 작용기작과 반응 속도 ... 34
1) 효소의 작용기작 ... 34
2) 효소의 반응 속도 ... 36
(4) 효소반응에 영향을 주는 요인 ... 37
1) 기질 농도 ... 37
2) 수소이온 농도 ... 37
3) 온도 ... 38
4) 저해제 ... 38
물질대사의 조절 ... 40
(1) 대사경로의 특징 ... 40
(2) 물질대사의 조절 ... 41
1) 효소의 양적 조절에 의한 대사 조절 ... 41
2) 효소활성의 조절에 의한 대사 조절 ... 42
3장 식물세포와 물
수분 이동의 원리 ... 46
(1) 물의 특성 ... 46
1) 용매로서의 물 ... 47
2) 수소결합의 특성 ... 47
(2) 확산 ... 49
(3) 삼투현상 ... 50
1) 수분 퍼텐셜 ... 50
2) 메트릭스 퍼텐셜 ... 53
3) 수분 퍼텐셜의 응용 ... 54
수분의 수송경로 ... 55
(1) 토양 수분 ... 55
1) 토양의 수분 퍼텐셜 ... 56
2) 토양 수분의 수송 ... 58
(2) 뿌리에 의한 수분 흡수 ... 59
1) 뿌리의 물 수송경로 ... 59
2) 뿌리압 ... 61
(3) 헛물관과 물관 ... 62
1) 물관을 통한 물의 이동 ... 65
2) 물관내 장력의 근원 ... 66
(4) 증산 ... 68
1) 증산의 경로 ... 68
2) 기공의 기능 ... 69
3) 기공의 형태 ... 71
4) 기공 열림 ... 72
5) 기공 닫힘 ... 74
6) 증산비 ... 76
4장 무기영양
식물의 무기영양에 관한 초기 연구 ... 78
필수원소의 종류 ... 79
필수원소의 기준 ... 81
수경 재배 ... 82
영양액의 조성 ... 83
필수원소의 기능과 결핍 증상 ... 85
필수원소 이외의 중요한 원소 ... 92
미량원소의 독성 ... 93
식물의 영양 상태와 토양 및 식물조직의 분석 ... 95
화학 비료와 유기 농업 ... 96
염분과 호염성 식물 ... 98
5장 무기염류의 흡수
뿌리와 토양의 상호 작용 ... 102
균근 ... 104
토양과 무기염류 ... 107
뿌리의 무기염류 흡수 ... 110
무기이온의 흡수기작 ... 111
(1) <?import namespace ... m ur
(2) 인산의 흡수기작 ... 115
(3) Fe의 흡수기작 ... 118
1) 쌍자엽식물과 비초본성 단자엽식물에서 Fe의 흡수 ... 119
2) 초본의 Fe 흡수 ... 120
(4) Zn의 흡수기작 ... 122
6장 동화 산물의 이동
동화 산물의 통로 ... 126
체관액의 성분과 물리적 특징 ... 126
(1) 탄수화물 ... 126
(2) 질소화합물 ... 128
(3) 지질 ... 129
(4) 유기산 및 기타 물질 ... 129
(5) 체관액의 물리화학적 특징 ... 130
용질수송기작 ... 130
(1) 체관의 구조 ... 130
(2) 체관내의 용질의 수송기작 ... 131
체관부 적재, 수송 및 체관부 하적 ... 134
(1) 체관부 적재 ... 134
(2) 체관 수송 ... 137
(3) 체관부 하적 ... 137
7장 광합성 : 명반응
광합성과 엽록체 ... 140
(1) 광합성 연구의 배경 ... 141
(2) 엽록체 ... 142
광합성과 빛 에너지 ... 143
(1) 빛의 성질 ... 143
(2) 광합성 색소와 빛의 흡수 ... 144
1) 광합성 색소 ... 144
2) 빛 에너지의 흡수 ... 145
(3) 광합성의 작용 스펙트럼 ... 147
(4) 양자수율 ... 148
(5) 빛 에너지의 전달 ... 149
(6) 두 개의 광계 ... 151
광수확 안테나 색소계의 구성 ... 154
(1) 안테나 색소 복합체 ... 154
(2) 카로티노이드의 기능 ... 156
(3) 광계간의 에너지 분배 ... 157
광합성의 전자 전달계 ... 159
(1) 초기 광화학반응 ... 159
(2) 광계 Ⅱ의 반응 중심 복합체 ... 162
(3) 산소의 발생 ... 163
(4) 광계 Ⅱ의 전자 수용체 : 페오피틴과 퀴논 ... 165
(5) 시토크롬 <m:math xmlns ... '"htt
(6) 광계Ⅰ복합체의 전자 전달 ... 168
광인산화반응 ... 170
형광 유도 과정과 광합성 연구 ... 172
제초제와 광합성 연구 ... 174
8장 광합성 : 탄소 고정반응
캘빈 회로 ... 178
(1) 카르복실화 단계 ... 180
(2) 환원 단계 ... 180
(3) 재생성 단계 ... 182
캘빈 회로의 조절 ... 182
(1) 광합성 관련 효소의 협동적 조절 ... 184
(2) Rubisco 활성의 조절 ... 185
(3) 이온 및 대사물에 의한 조절 ... 185
광호흡에 의한 탄소산화회로 ... 186
CO₂농축 기작 ... 190
(1) 남조류와 조류의 CO₂농축기작 ... 190
(2) C₄탄소회로 ... 192
(3) 크래슐산 대사 (Crassulacean Acid Metabolism) ... 195
녹말 및 설탕의 합성 ... 198
9장 광합성과 환경 요인
광도의 영향 ... 202
(1) 잎의 광 적응 능력 ... 204
(2) 광저해 ... 206
이산화탄소의 영향 ... 208
(1) 대기중 이산화탄소 농도의 증가 ... 209
(2) 이산화탄소에 의한 광합성의 제한 ... 210
(3) CO₂농축기작이 잎의 광합성반응에 미치는 영향 ... 211
온도의 영향 ... 214
10장 호흡
해당 ... 219
발효 ... 219
산소호흡 ... 222
(1) TCA 회로 ... 222
(2) 전자 전달계 및 ATP의 합성 ... 225
(3) 에너지 효율 ... 229
(4) 시안화물 저항성 호흡 ... 230
호흡의 조절 ... 230
5탄당 인산 회로 ... 232
호흡에 영향을 주는 요인 ... 234
11장 질소 및 황의 대사
질산염과 암모니아의 동화 ... 238
(1) 질산염의 흡수 ... 239
(2) 질산염의 대사 부위 ... 239
(3) 질산염의 환원 ... 239
(4) 아질산염의 환원 ... 241
(5) 유기질소 화합물의 합성 ... 241
(6) 아미노기 전달반응 ... 243
(7) 광호흡 질소회로 ... 243
질소 고정 ... 244
(1) 질소 고정 생물의 종류 ... 244
(2) 공생 관계에 의한 질소 고정 ... 245
(3) 질소 고정효소 ... 250
(4) 질소 고정에 관여하는 유전자 ... 252
질소 순환 ... 254
황의 동화 ... 255
12장 지질대사 및 이차대사 산물
막 구성 지질 ... 260
(1) 지방산의 합성 ... 261
(2) 지방산의 불포화 반응 ... 263
(3) 인지질의 생성 ... 265
(4) 당지질의 생합성 ... 266
지방과 기름 ... 267
(1) 트리아실글리세롤의 합성 과정 및 구성 ... 269
(2) 탄수화물로의 전환 ... 270
쿠틴, 수베린, 왁스 ... 273
(1) 쿠틴 ... 273
(2) 수베린 ... 274
(3) 왁스 ... 274
이차대사 산물 ... 275
(1) 알칼로이드 ... 275
(2) 페놀성 화합물 ... 276
1) 합성경로 ... 277
2) 단순 페놀성 화합물 ... 277
3) 리그닌 ... 278
4) 플라보노이드 ... 280
5) 탄닌 ... 283
(3) 테르펜 ... 284
1) 합성경로 ... 284
2) 모노테르펜 ... 286
3) 세스퀴테르펜 ... 287
4) 디테르펜 ... 288
5) 트리테르펜 ... 288
6) 기타 테르펜 화합물 ... 289
(4) 기타 이차대사 산물 ... 290
13장 식물의 생장과 분화
식물의 발생 ... 194
(1) 선태류 ... 294
(2) 양치류 ... 294
(3) 나자식물 ... 295
(4) 피자식물 ... 296
생장 양상 ... 296
(1) 1차 생장과 2차 생장 ... 297
(2) 1차 뿌리의 생장 ... 298
(3) 1차 슈트의 생장 ... 299
정단세포의 극성 ... 301
(1) 세포내 극성의 설정 ... 301
(2) 핵에 의한 극성의 변화 ... 302
세포 분열에서 세포판의 형성 ... 303
식물세포의 분화 ... 305
(1) 물관의 분화 ... 305
(2) 기공복합체의 발달 ... 305
14장 식물호르몬 : 옥신, 지베렐린
옥신 ... 310
(1) 옥신의 작용 ... 310
1) 세포의 신장 생장 ... 310
2) 굴성 ... 311
3) 정단 우성 ... 313
4) 뿌리 유도 ... 314
5) 상편 생장 ... 314
(2) 옥신의 생합성과 분해 ... 315
(3) 옥신의 수송 ... 315
(4) 옥신 결합 단백질 ... 317
(5) 옥신의 작용기작 ... 319
(6) 옥신의 상업적 이용 ... 322
지베렐린 ... 322
(1) 지베렐린의 발견 ... 322
(2) 지베렐린의 합성 ... 324
(3) 지베렐린의 효과 ... 324
1) 세포의 신장 생장 ... 324
2) 발아 과정 중 α-아밀라아제의 생산 ... 326
3) 기타의 효과 ... 327
(4) 지베렐린의 상업적 이용 ... 328
15장 식물호르몬 : 시토키닌, 앱시스산, 에틸렌
시토키닌 ... 332
(1) 시토키닌의 발견 ... 332
(2) 시토키닌의 합성 ... 333
(3) 시토키닌의 기능 ... 334
(4) 시토키닌의 작용기작 ... 334
앱시스산 ... 337
(1) 앱시스산의 신호 전달 ... 339
(2) 앱시스산과 내성 ... 341
에틸렌 ... 342
(1) 에틸렌의 발견 ... 342
(2) 에틸렌의 생합성 ... 343
(3) 에틸렌 저해제 ... 344
(4) 에틸렌 반응의 돌연변이체 ... 345
(5) 생리적 효과 ... 345
1) 과일의 성숙 ... 345
2) 개화와 꽃의 노화 ... 345
3) 탈리현상 ... 346
4) 훅(Hook)의 형성 ... 346
5) 상편 생장 ... 347
16장 광형태 발생
피토크롬의 발견 및 특성 ... 350
(1) 피토크롬의 광전환 ... 351
(2) 함량의 조절 ... 353
(3) 피토크롬의 구조 ... 354
(4) 피토크롬의 종류 ... 355
피토크롬의 분포 ... 355
피토크롬의 조절 반응들 ... 356
(1) 피토크롬 반응의 특징 ... 356
(2) 피토크롬 반응에 필요한 광량 ... 357
(3) 빛에 대한 식물의 적응과 피토크롬 ... 359
1) 종자 발아의 조절 ... 360
2) 유식물의 생장 조절 ... 361
3) 잎의 생장 및 엽록체 발달의 조절 ... 363
4) 줄기의 신장과 후기 영양 생장의 조절 ... 363
피토크롬의 작용 기작 ... 364
(1) 피토크롬과 막의 관련성 ... 364
(2) 피트크롬과 칼슘, 칼모둘린 ... 365
(3) 피토크롬에 의한 유전자 전사의 조절 ... 367
청색광반응 ... 369
(1) 청색광 수용체 ... 369
(2) 청색광 수용체의 작용 ... 370
광형태 발생의 분자 유전학적 연구 ... 371
(1) 광형태 발생 돌연변이체의 분석 ... 371
(2) 광형태 발생의 조절 ... 372
17장 광주기성, 개화, 생물시계, 온도
광주기성과 개화 ... 376
(1) 한계일장과 광주기 유도 ... 377
(2) 암기의 역할 ... 378
(3) 광주기 신호의 인식과 피토크롬의 역할 ... 379
(4) 개화 호르몬의 합성과 이동 ... 383
(5) 개화의 조절 ... 384
(6) 개화 유도 신호의 관련 유전자들 ... 385
1) 화서 분열조직의 형성 ... 385
2) 꽃눈 분열조직의 형성 ... 387
3) 꽃기관의 형성과 분화 ... 388
생물시계 ... 389
(1) 식물의 내생 리듬 ... 389
(2) 생물시계의 기작 ... 391
(3) 광주기성과 내생리듬 ... 394
온도에 대한 생장반응 ... 398
(1) 온도와 개화반응의 관계 ... 398
(2) 온도와 휴면의 관계 ... 400
1) 눈의 휴면 ... 400
2) 종자의 휴면 ... 401
3) 괴경의 휴면 ... 403
(3) 온도의 영향을 받는 기타 생리현상들 ... 403
18장 신호 전달
식물에서 발견된 신호 전달 인자 ... 409
(1) 수용체 ... 409
(2) G 단백질 ... 410
(3) 신호전달성 효소(effector enzyme) ... 410
(4) 2차 신호 전달자 ... 410
(5) 단백질 인산화효소 ... 411
식물에서 밝혀진 신호 전달 과정 ... 411
(1) 굴광성 반등 ... 412
(2) 방어기작 ... 412
(3) 옥신의 신호 전달 ... 415
(4) 적색광 ... 417
(5) 기공 개폐 ... 418
(6) 자가 불화합성 ... 419
19장 스트레스 생리학
식물의 환경과 스트레스 ... 422
빛 스트레스 ... 423
(1) 약광 스트레스 ... 423
(2) 강광 스트레스 ... 424
염 스트레스 ... 425
(1) 무기 이온 스트레스에 대한 식물의 반응기작 ... 426
1) 회피 ... 426
2) 배제 ... 427
3) 개선 ... 427
4) 내성 ... 427
(2) 내염성 물질 ... 427
수분 스트레스 ... 429
(1) 수분 스트레스에 대한 식물의 반응기작 ... 431
1) 수분확보를 위한 형태적 적응 ... 431
2) 물의 보존과 이용 효율을 높이는 형태로의 적응 ... 432
3) 생화학적인 적응과 미세 구조의 적응 ... 434
(2) 목본류의 수분 스트레스 ... 435
(3) 수분 스트레스에서 세포내 고분자 화합물의 변화 ... 435
온도 스트레스 ... 435
(1) 저온 스트레스 ... 437
(2) 고온 스트레스 ... 439
산성도 스트레스 ... 440
가스 스트레스 ... 440
20장 식물분자 생리학 및 유전 공학
핵 유전체의 구성 ... 442
(1) 현화식물의 유전체 크기 ... 442
(2) 반복 DNA와 단일 반복 DNA ... 443
(3) 유사종 사이의 유전체 연관 ... 444
식물 유전자의 구조 ... 446
(1) 개재 서열 ... 446
(2) Poly(A) 첨가 신호 ... 447
(3) ATG 개시 코돈 및 TATA 박스 ... 447
(4) CAAT 박스 ... 447
(5) 증진자(enhancer) ... 448
(6) 동식물 유전자의 비교 ... 448
식물 유전자 발현의 조절 ... 449
(1) 전사 조절의 염기 서열 ... 449
(2) 유전자 조절 단백질 ... 449
1) 염기성 루신 지퍼 단백질 ... 450
2) 염기성 부위 헬릭스-루프-헬릭스 단백질 ... 450
3) MYB 단백질 ... 450
4) 호메오도메인 단백질 ... 450
5) MADS 박스 단백질 ... 451
6) 징크핑거 단백질 ... 451
식물 유전 공학 ... 451
(1) 형질 전환 기술 ... 452
(2) 유전 공학 기술에 의해 개발된 작물 ... 454
1) 제초제 및 질병 저항성 식물의 개발 ... 454
2) 개화 시기 혹은 꽃색이 변형된 식물의 개발 ... 455
3) 영양학적 가치가 증진된 식물의 개발 ... 456
(3) 유전자 변형 농산물(GMO) ... 457
1) GMO의 정의 ... 457
2) 품종개량법과 유전자 재조합법의 차이점 ... 458
3) 개발 배경 및 목적 ... 458
4) 향후의 개발 방향 ... 459
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