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식물생리학

식물생리학

William G. Hopkins (지은이), 홍영남 (옮긴이)

월드사이언스·2012-07-13

  • 552쪽
  • 자연과학
  • KDC 481.1

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책 소개

머리말 이 교과서의 초판이 13년 전에 출판되었을 때 이것은 몇가지 목표에 의하여 집필되었다. 이 교과서는 처음으로 식물생리학을 전공과목으로 배우려는 학부생을 위한 한 학기 과정에 적합할 것이다. 이것은 식물학 또는 식물학 부분이 강조된 생물학을 이미 배운 학부생들을 대상으로 썼다. 이 책은 식물생리학에서 추구하고 있는 발전된 내용에 대한 넓은 구성을 제공하려 했지만, 또한 생태학이나 농학에 대한 관심이 많은 학부생들에게 필요한 식물의 기능에 대한 일반적인 이해를 주려고 했다. 위의 목표에 걸맞게, 이 교과서는 식물들이 어떻게 일을 하는가에 대한 근본적 원리에 초점을 맞추었지만 한편으로는 생화학과 분자생물학의 요구와 다른 한편으로는 전통적인 전 식물체(whole-plant)와의 균형을 시도하려고 했다. 이 교과서는 재미있게 읽을 수 있도록 쓰려고 노력했다. 이것은 우리가 어떻게 우리의 최근의 관심에 도달하게 됐는가를 학부생들이 올바르게 인식하도록 약간의 역사적 내용을 포함하고자 했다. 또한 이 분야의 미래의 방향과 도전을 지적하고자 했다. 식물생리학의 넓은 범위와 이 분야의 빠르게 확장하는 문헌의 양은 입문수준의 교과서에 적절한 재료로 모두 포함하는 것은 불가능했다. 따라서 이 교과서는 학문 분야의 핵심을 이루는 그것들의 토픽을 선택하고, 그것에 초점을 맞춰야 했다. 동시에 학부생은 식물들이 실험실 밖의 더 넓은 세상에서 행동하는 역할에서의 생리학의 중요성을 경험하도록 했다. 우리는 재미있게 읽을 수 있고 이전 판들에 대한 포괄적인 접근을 계속 유지하려고 노력했다. 우리는 또한 이번 4판에서 많은 현저한 변화를 도입했다. 이들 변화들은 다음과 같다: 이 판을 위해서 책의 삽화의 차례가 완전히 교정되었다. 몇몇 그림은 삭제됐고 다른 그림들로 교정되었으며 많은 새로운 그림이 삽입되었다. 출판사의 도움으로 또한 삽화들은 채색됐다. 색채 사용으로 그림의 선명도가 개선되었다. 그림에서 중요한 요소에 주의를 끌게 했고 이 교과서에서 서술된 그림과 개념사이의 관계를 시각화시켜 학부생들에 도움을 주고 있다. 동시에 우리는 학부생들에게 상당한 부담을 덜어주는 얼마간의 노력으로 대가와 기대를 염두에 두고 있다. 많은 그림에서 복잡한 화학구조들은 축소됐고, 생합성 과정은 기본원리를 더 강조하기 위해서 간략화됐다. 우리는 세포, 조직 및 기관에 대한 전통적인 소개의 장을 옮겨서 직접적으로 관계되는 장들에 이들 정보를 배치했다. 각 장의 끝에는 신판 전반에 걸쳐 참고문헌에 대한 목록을 최신 것으로 했다. 모든 생명체는 에너지와 물에 의존한다. 이전 판과는 달리 4판은 수분, 삼투현상, 수분퍼텐셜 그리고 식물과 수분의 상호관계의 특성에 초점을 맞춰 4개의 장을 시작하고 있다. 이어서 8개의 장은 생체에너지학, 식물의 1차 물질대사 그리고 식물 생산력을 다루고 있다. 이번 판에서의 주된 변화는 3개의 새로운 장(13, 14 그리고 15장)의 존재다. 기본 정보와 개념을 이용해서 1장에서 12장까지 전개했다. 이들 장은 다양한 시간척도에 따라 환경변화에 반응하려는 식물 고유의 적응성에 초점을 맞추고 있다. 많은 강사들이 우리에게 각 호르몬을 분리해서 다루는 것이 교수 요목에 더 맞다고 이야기했기 때문에 호르몬의 논하는 방법을 개정했다. 각 호르몬의 적용범위는 수용체와 신호전달 과정의 최근 상황에 대해 일반적인 해설로 마무리하고 있다. 하나의 새로운 장이 개화 및 열매 발달의 분자 유전학에 초점을 맞추고 있다. 새 판에서는 용어해설이 안출됐다. 윌리엄 G. 홉킨스 노르만 P. A. 휘너 온타리오, 런던 2008년 4월

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제 1 장·식물세포와 물 1 1.1 물은 독특한 물리 화학적 성질을 가지고 있다 2 1.2 물의 열성은 생물학적으로 중요하다 3 1.2.1 물은 독특한 열성 능력을 보인다 3 1.2.2 물은 높은 용해열과 증발열을 보인다 3 1.3 물은 보편적인 용매가 된다 4 1.4 물의 극성으로 인한 응집과 부착 4 1.5 물의 이동은 확산이나 물의 부피유동에 의해 일어난다 5 1.5.1 부피 유동은 수압에 의해 유도된다 5 1.5.2 Fick의 제 1 법칙은 확산과정을 설명한다 5 1.6 삼투현상은 선택적 투과막을 통한 물의 확산이다 6 1.6.1 식물세포는 일련의 선택적 투과막의 배열을 가지고 있다 7 1.6.2 식물에서 삼투현상은 간접적으로 에너지를 필요로 한다 8 1.6.3 물의 화학 포텐셜은 삼투와 압력의 구성요소를 가지고 있다 9 1.7 정수압과 삼투압은 수분 퍼텐셜의 구성요소이다 11 1.8 수분 퍼텐셜은 그 구성 퍼텐셜의 합이라고 정의할 수 있다 11 1.9 물의 역동적인 흐름은 수분 퍼텐셜의 변화와 관련이 있다 12 1.10 아쿠아포린은 물의 세포 이동을 용이하게 한다 13 1.11 두 구성요소 감지/신호계는 삼투조절에 관여한다 15 요약 17 복습문제 17 더 읽을거리 17 제 2 장·식물의 수분관계 19 2.1 증산은 증기압 차이에 의해 일어난다 20 2.2 증산의 구동력은 증기압의 차이다 21 2.3 증산율은 환경적 요인에 의해 영향을 받는다 22 2.3.1 습도의 효과는 무엇인가? 23 2.3.2 온도의 효과는 무엇일까? 23 2.3.3 바람의 효과는 어떨까? 24 2.4 물의 전도는 관상요소를 경유해서 일어난다 24 2.5 물관액의 상승은 증산과 물의 강한 응집력의 합에 의해 설명된다 27 2.5.1 뿌리압은 뿌리 구조와 관련이 있다 28 2.5.2 모세관에 의한 물의 상승은 부착력과 표면장력에 기인한다 29 2.5.3 물관액의 상승은 응집력설에 의해 가장 잘 설명될 수 있다 30 2.6 증산으로 인한 물의 손실은 재보충되어야 한다 33 2.6.1 토양은 복잡한 매체이다 33 2.7 뿌리는 물을 흡수하고 전달한다 34 2.8 물에 대한 뿌리의 투과성은 다양하다 35 2.9 뿌리를 통한 물의 방사 이동에는 두 가지 가능한 경로가 관여한다 36 요약 37 복습 문제 37 더 읽을거리 37 Box 2.1·증산은 왜 일어날까? 25 제 3 장·뿌리, 토양 그리고 영양소의 흡수 39 3.1 영양소 저장소로서의 토양 40 3.1.1 콜로이드는 대부분 토양의 중요한 구성 성분이다 40 3.1.2 콜로이드는 그들의 표면에 많은 음이온이 존재한다 40 3.1.3 토양 콜로이드는 가역적으로 토양 용액으로 부터 양이온을 흡착한다 41 3.1.4 토양 콜로이드는 상대적으로 음이온 교환능이 낮다 41 3.2 영양소 흡수 42 3.2.1 영양소들이 식물에 의하여 흡수되려면 뿌리 세포의 세포막을 통과해야 한다 42 3.2.2 단순 확산은 순전히 물리 적 과정이다 42 3.2.3 막을 가로지르는 대부분의 용질 이동에는 특정한 수송 단백질을 필요로 한다 43 3.2.4 능동수송에는 대사 에너지가 소비된다 43 3.3 뿌리에 의한 이온의 선택적 축적 46 3.4 전기 화학적 기울기와 이온의 이동 46 3.4.1 이온은 전기 화학적 기울기에 따라 이동한다 46 3.4.2 네른스트(Nernst) 방정식에 의해 하나의 이온이 능동적으로 또는 수동적으로 교환되는지 예측할 수 있다 47 3.5 전기발생 펌프는 세포의 능동수송에 중요하다 49 3.5.1 능동 수송은 ATPase-양성자 펌프에 의해 유도된다 49 3.5.2 원형질 막과 액포막의 ATPase-양성자 펌프는 다르다 50 3.5.3 K+ 교환은 두 종류의 수송 단백질에 의해 조절된다 51 3.6 포의 이온 흡수과정은 상호 의존적이다 52 3.7 뿌리 구성은 이온 흡수를 극대화하기 위해 중요하다 52 3.7.1 뿌리에 의한 무기 영양소 흡수의 첫 번째 단계는 외관상 자유 공간으로의 확산이다 53 3.7.2 외관상 자유공간은 뿌리 표피와 피층 세포의 아포플라스트와 같다 54 3.8 뿌리를 통한 이온 이동의 방사상 경로 54 3.8.1 중심주로 들어가는 이온은 우선 외관상 자유공간 에서 심플라스트로 수송되어야 한다 54 3.8.2 이온은 능동적으로 물관부의 아포플라스트로 분비된다 55 3.8.3 새로 나오는 2차뿌리는 일부 용질의 흡수에 관여한다 55 3.9 뿌리와 미생물과의 상호 작용 56 3.9.1 질소 고정자 보다는 박테리아가 뿌리에 의한 영양소 흡수에 더 관여한다 56 3.9.2 균근은 뿌리 주변의 영양소 고갈 지역의 부피를 증가시키는 공팡이다 57 요약 58 복습 문제 58 더 읽을거리 59 Box 3.1·전기생리학 - 이온 통로의 탐구 44 제 4 장·식물과 무기 영양소 61 4.1 연구 방법과 영양 용액 62 4.1.1 식물 영양에 대한 관심은 농업과 작물 생산성에 대한 연구에서 출발한다 62 4.1.2 수경 재배는 식물의 무기 영양 요구성을 밝히는데 도움을 준다 62 4.1.3 현대 기술을 통해 단순한 용액 재배의 단점을 극복할 수 있다 63 4.2 필수 영양소 65 4.2.1 17가지 원소들은 식물의 생장과 발달에 반드시 필요하다 65 4.2.2 필수 원소는 일반적으로 다량 영양소와 미량 영양소로 구분된다 65 4.2.3 미량 영양소의 필수성을 결정하는 것은 특별한 문제를 생기게 한다 65 4.3 유익 원소 66 4.3.1 나트륨은 C4 식물에게 필수적인 미량영양소이다 66 4.3.2 규소는 다양한 종에게 유익할 수 있다 67 4.3.3 코발트는 질소고정 박테리아에게 필요하다 67 4.3.4 일부 식물들은 높은 농도의 셀레늄에 내성이 있다 67 4.4 영양소의 역할과 결핍증상 67 4.4.1 어떤 특별한 원소에 대한 식물의 요구를 임계 농도라는 용어로 정의한다 67 4.4.2 질소는 많은 중요한 고분자의 구성 성분이다 68 4.4.3 인은 핵산 골격의 일부분이고 중간물질대사에서 중추적인 기능을 한다 69 4.4.4 칼륨은 효소를 활성화시키고 삼투 조절에 중요한 기능을 한다 69 4.4.5 황은 단백질, 조효소 그리고 비타민을 구성하는 중요한 성분이다 70 4.4.6 칼슘은 세포분열, 세포 부착 그리고 이차 전달자로서 중요하다 70 4.4.7 마그네슘은 엽록소의 구성성분이고 효소 반응에서 중요한 조절자이다 70 4.4.8 철은 엽록소 합성과 전자 전달 반응에 필요하다 71 4.4.9 붕소는 세포분열과 신장에서 역할을 하고, 세포벽의 구조적 짜…

출처: 국립중앙도서관 서지정보

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