7강. 식물의구조와 형태
<학습개요>
- 28만 종의 식물 중 피자식물이 약 90%를 차지하고 있다. 피자식물은 다시 단자엽식물과 쌍자엽식물로 분류되며, 2기생장 여부에 따라 초본성과 목본성으로 나뉜다. 식물체는 지상부 슈트계와 지하부 뿌리계로 구분되고, 기관, 기관계, 조직 그리고 세포로 세분화 시킬 수 있다.
<주요용어정리>
나자식물(裸子植物, gymnosperms) : 종자가 심피에 싸여있지 않고 나출되어 있는 식물. 소나무, 소철, 은행나무 등은 대표적인 나자식물이다.
피자식물(被子植物, angiosperms) : 종자가 자방에서 유래하는 과실에 싸여 있는 식물. 피자식물은 자방을 가지며 종자는 그 안에서 형성된다.
유관속형성층 (維管束形成層, interfasicular cmbium) : 식물줄기의 내부 구조에서 물관부와 체관부 사이에 있고, 2차 유관속을 만드는 분열능력을 간직한 세포층
코르크형성층(cork cambium) : 줄기나 뿌리의 2기 생장에 관여하는 측생 분열조직. 보호조직인 주피(周皮)를 형성하여 바깥에 코르크조직을 만들고, 안쪽에는 코르크피층을 형성하는 분열조직이다.
수과(瘦果, achene) : 건조하고 과피가 단단하며 갈라지지 않는 소형의 여윈과실. 과실적 종자는 이러한 수과에 해당한다.
<목차>
01. 식물의 다양성
02. 식물의 구조
03. 식물의 영양기관
04. 식물의 생식기관
<학습목표>
식물계의 다양성을 이해한다.
식물체의 일반적인 구조를 이해한다.
영양 기관의 종류와 기능에 대해 이해한다.
생식 기관의 종류와 기능에 대해 이해한다.
1. 식물의 다양성
* 식물의 특징
다세포 생물
움직일 수 없음
특이한 세포 구조
광합성
독립영양체 ( 생장에 필요한 유기 양분을 합성 가능 )
지구에 약 28 만종이 존재
* 식물의 분류체계
분류 ( 학 )
• 닮은 식물을 묶고 계급을 부여하는 절차(학문)
* 분류군
• 하나로 묶이는 무리
* 분류군의 계급
• 계 → 문 → 강 → 목 → 과 → 속 → 종
상위 3계급 하위 3계급
* 식물계의 분류 : 7계의 문으로 구분, 피자식물문이 식물종의 90%를 차지
2. 식물의 구조
1) 식물체의 구성
- 기관 : 생체 내 여러 가지 조직이 모여 통합된 구조를 형성하고, 특정 기능을 하는 구조 (영양기관, 생식기관)
- 조직계 : 생리적 위치적 연속성의 관계를 갖는 여러 조직의 모임 (표피조직계, 기본조직계, 관다발 조직계)
- 조직 : 기관 내에 존재하는 같은 종류의 세포 (성숙조직, 분열조직)
- 세포 : 생물체의 구조 및 기능적 단위 (체세포, 생식세포)
2) 식물체의 구성 단계
세포 - 조직 - 조직계 - 기관 - 개체
* 식물은 움직일 수 없지만 다양한 기후에 성공적으로 적응 따라서 식물의 구조는 매우 효율적
3. 식물의 영양기관
1) 줄기의 기능과 구조
식물 지상부의 기본축 양분과 수분의 운송 통로 정부 생장점 - 분열조직 마디, 엽액, 측지
목본류의 줄기 생장
• 유관속형성층 발달
• 물관 부와 체관 부의 생성 (1 년차 )
• 물관 부 목재 추재와 춘재 나이테(2년차)
• 코르크형성층 발달
• 수피의 생성 (2 기체관부 + 주피 )
* 잎의 기능과 구조
- 잎의 기능
• 광합성 , 증산작용 , 가스교환
• 질소와 황의 동화작용 , 전분저장 , ABA 합성 등
* 잎의 구조
• 쌍자엽 - 엽병 , 엽신
• 단자엽 - 엽초 , 엽신
잎의 내부구조
표피조직 : 큐티클 , 표피조직 , 기공 , 선모 , 모용
기본조직 : 엽육조직 ( 동화조직 ) → 책상조직 , 해면조직
유관속조직 : 물관부 , 체관부 - 엽맥
뿌리의 기능과 구조
기능 : 식물체 토양 고 , 무기양분과 수분 흡수 및 지상부로 운송 , 저장 및 번식기관
구조 : 주근계 ( 주 , 측근 ), 수근계 ( 부정근, 섬유근 )
뿌리의 여러가지
저장근 ( 직근류 : 무 , 당근 , 우엉 / 괴근류 : 다알리아 , 고구마 )
기근 ( 옥수수 , 난 ), / 수축근 ( 마늘 , 백합 )
4. 식물의 생식기관
꽃의 기본적 구성요소
1. 꽃받침 2. 꽃잎 3. 수술 4. 암술
수술 : 약 ( 꽃가루 주머니 ) + 화사
암술 ( 심피 ) : 주두 + 화주 + 자방
종자의구조
자방 안의 배주 - 종자
구성요소 : 종피 , 배유 , 배 ( 자엽 + 유아 + 배축 + 유근)
과실 - 자방과 주변의 기관들이 비대하여 발달
진과 : 복숭아 , 토마토 등 자방이 비대한 것
위과 : 사과 , 딸기 등 주변의 화탁 등이 더불어 발달한 것
화기구조 (복숭아꽃)
• 과피: 씨방의 바깥벽(자방벽)이 성숙한 것으로 외과피, 중과피, 내과피로 나뉨
• 피층: 표피 다음의 유조직의 세포층
과실의구조_진과
과실내 핵은 내과피가 발달된 것으로 , 석세포가 발달하여 매우 견고함
중과피는 과육 , 외과피는 겉껍질을 형성
2 개의 배주 ( 밑씨 ) 중 하나만 종자로 형성됨
복숭아, 자두, 양앵두, 대추 , 매실 , 살구
과실의구조_위과류
꽃받기의 피층이 발달하여 과육 부위가 됨
씨방은 과실 안쪽에 위치
과실의 과정부에 수술 , 암술 대 , 꽃받침등 남아있음
과심 내의 심실은 5 개있고, 2 개의 배주가 있어 10 개의
종자를 형성
사과 , 배 , 모과 , 산사열매 등
과실의구조_수과류
벼 , 보리 , 옥수수 , 상추 , 시금치 , 딸기 , 해바라기 등
자방이 비대 발육하지 못하고 과피에 말라 붙어있다 .
연습문제 및 정답해설
1. 다음 중 나자식물에 속하는 것은? (07년 기출문제)
① 우산이끼 ② 고사리류 ③ 은행나무 ④ 사과나무
③, 나자식물은 배주(종자)가 심피에 싸여 있지 않고 나출되어 있으며 잎은 침엽이고 종에 따라 2~수 개인 다자엽식물로 은행나무, 소나무 등이 이에 해당된다. (교과서 6쪽)
2. 피자식물이면서 쌍자엽 목본식물로 분류되는 것은? (06년 기출문제)
① 바나나 ② 사과나무 ③ 은행나무 ④ 옥수수
②, 피자식물의 가장 큰 특징은 배주(종자)가 심피에 둘러싸여 있다. 목본식물은 매년 영양생장을 되풀이하고 2기생장을 계속하면서 재와 수피를 형성한다. 바나나와 옥수수는 단자엽 초본, 은행나무는 다자엽 목본식물이다. (교과서 6-8쪽)
3. 옥수수와 같은 단자엽 식물의 일반적인 특성은? (00, 01, 02, 04년 기출문제)
① 자엽이 2개 이상이다. ② 유관속배열이 환상이다.
③ 엽신의 엽맥이 망상이다. ④ 섬유근계를 형성한다.
④, 단자엽 식물은 자엽이 1개이고, 유관속이 흩어져 있으며, 엽맥은 평행상이고, 섬유근계를 형성한다. 반면 쌍자엽 식물은 자엽이 두 개이고, 유관속이 환상으로 배치되고, 엽맥은 망상이며, 주근계를 형성한다. 단자엽 식물에는 벼, 옥수수, 마늘, 난초, 백합, 바나나 등이 있고 쌍자엽 식물에는 무궁화, 목련, 사과나무, 딸기 등이 있다. (교과서 7-8쪽)
4. 쌍자엽식물의 특징을 잘못 설명한 것은? (05, 07년 기출문제)
① 자엽이 두개이다. ② 엽맥이 망상이다.
③ 줄기의 유관속이 흩어져 있다. ④ 주근계를 형성한다.
③, 3번 해설 참조
5. 다음 중 토마토를 잘못 설명한 것은? (06년 기출문제)
① 채소작물이다 ② 피자식물이다 ③ 초본성식물이다 ④ 단자엽식물이다
④, 토마토는 피자식물로서 쌍자엽, 초본성, 원예식물로 채소작물에 해당된다. (교과서 10쪽)
6. 식물체의 지상부 슈트(shoot)계에서만 볼 수 있는 기본조직은? (07년 기출문제)
① 표피조직 ② 내피조직 ③ 피층조직 ④ 해면조직
④, 식물체는 표피조직, 기본조직, 유관속조직으로 구성된다. 잎의 기본조직은 책상조직, 유관속초, 해면조직이고, 줄기의 기본조직은 수와 피층이다. 뿌리의는 내초, 내피, 피층이 기본조직을 형성한다. (교과서 9-10쪽)
7. 잎의 일반적 기능이라고 볼 수 없는 것은? (05년 기출문제)
① 양분흡수기능 ② 탄소동화작용 ③ 가스교환기능 ④ 수분배출기능
①, 잎은 빛을 흡수하여 광합성을 한다. 그리고 표피에는 기공이 분포하여 증산작용으로 수분을 배출하고, 광합성과 호흡작용에 필요한 산소와 이산화탄소와 같은 가스교환이 이루어진다. (교과서 15쪽)
8. 잎에서 엽맥을 구성하는 중요한 조직은? (06, 07년 기출문제)
① 책상조직 ② 해면조직 ③ 유관속조직 ④ 기공조직
③, 유관속조직은 목부와 사부로 구성된 물과 양분의 통로인데 뿌리에서 줄기와 잎으로 연결되어 있다. 잎에서는 엽맥을 형성한다. 엽신의 중앙에 있는 커다란 엽맥을 주맥 또는 중륵이라고 한다. (교과서 13-15쪽)
9. 잎에 있는 엽침의 중요한 기능은? (00, 05년 기출문제)
① 물질의 전류조절 ② 광합성속도 조절
③ 식물의 운동조절 ④ 엽록소생성 조절
③, 엽병의 하단에 엽침(pulvinus)이 발달하여 잎의 운동을 조정한다. (교과서 15쪽)
10. 뿌리선단 부위에 있는 근관의 주 기능은? (02년 기출문제)
① 수분의 흡수 ② 생장점 보호 ③ 뿌리의 고착 ④ 측근의 발생
②, 뿌리의 끝 부분은 흙을 헤치고 나가야 하기 때문에 뿌리 끝에 있는 생장점은 근관이라는 유조직으로 둘러싸여 보호를 받는다. (교과서 19-20쪽)
11. 뿌리의 카스파리대는 ( a )에 ( b )이(가) 퇴적되어 형성된다. 여기서 a와 b에 해당하는 것은? (01, 04, 06년 기출문제)
① 내피와 수베린 ② 내초와 왁스 ③ 표피와 리그닌 ④ 피층과 펙틴
①, 뿌리는 바깥에서부터 표피, 피층, 내피, 중심주로 구분된다. 내피에는 카스파리대가 형성되어 있는데 수베린이 퇴적되어 형성된다. 카스파리대는 조직 사이에 있는 공간을 따라 이동하는 수분과 양분의 이동을 차단하는 기능을 갖고 있다. (교과서 19쪽, 115쪽)
12. 꽃의 암술을 구성하는 3가지 요소는? (00년 기출문제)
① 자방, 화주, 주두 ② 화상, 화병, 자방
③ 약, 화사, 주두 ④ 악, 화판, 자방
①, 생식에 관여하는 꽃의 기관은 수술과 암술이다. 수술은 약과 화사로 구분하며 약에는 화분이 들어있다. 암술은 식물에 따라 한 개 내지 수 개의 심피로 구성되며, 각 심피는 주두, 화주, 자방을 갖는다. (교과서 21쪽)
13. 꽃의 기본적 구조에서 수술을 구성하는 요소는? (02년 기출문제)
① 자방과 주두 ② 화상과 화탁 ③ 약과 화사 ④ 악과 화판
③, 12번 해설 참조
14. 상추종자를 과실적 종자라고 부르는 이유를 가장 잘 설명한 것은? (06년 기출문제)
① 식물학적으로 수과로 분류되기 때문이다.
② 종피와 과피의 구분이 어렵기 때문이다.
③ 자방이 비대하여 종자가 되었기 때문이다.
④ 종자의 외관이 과실과 닮았기 때문이다.
②, 벼, 보리, 상추, 시금치, 우엉 등은 자방이 비대 발육하지 못하고 자방벽이 그대로 종피에 말라붙어 있는데 이런 과실을 수과(여윈과실, achene)라고 하고 별도로 과실적 종자라고 부른다. (교과서 24쪽)
15. 사과를 위과(거짓과실)라고 부르는 이유는? (01년 기출문제)
① 수술의 약이 발달하여 과실이 된 것이기 때문에
② 과피가 두껍게 발달하여 형성된 과실이기 때문에
③ 화상의 피층이 발달하여 형성된 과실이기 때문에
④ 과실중의 과실로 옛부터 이용되어 왔기 때문에
③, 과실은 자방과 그 주변의 기관이 비대 발달한 것이다. 크게 진과와 위과로 나눈다. 진과는 자방이 비대한 것이고, 위과는 자방 이외의 화탁 등이 더불어 발달하여 형성된 것으로 사과, 배 등의 인과류, 오이, 호박, 참외 등의 박과채소류와 딸기, 파인애플 등이 이에 해당한다. (교과서 24-25쪽)
18. 복숭아의 과실 구조에서 우리가 주로 먹는 부위는? (07년 기출문제)
① 외과피 ② 중과피 ③ 내과피 ④ 종자속
②, 북숭아는 진과로 자방이 비대하여 외과피, 중과피, 내과피를 형성한다. 우리가 주로 먹는 과육부위가 중과피이다. 내과피는 핵을 형성한다. (교과서 25쪽)
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