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생물학Biology

식물세포

몸과마음 2020. 7. 22. 18:17

 

1. 세포벽

세포벽(細胞壁)은 식물 세포의 가장 바깥층을 에워싸고 있는 약간 두꺼운 막으로, 변형균을 제외한 모든 식물 세포에 존재한다. 동물 세포에는 원색 동물의 일부 가운데 가장 바깥 부분이 다당류 층으로 에워싸인 세포가 있는데, 식물 세포의 세포막과는 완전히 다르다. 다세포 식물에는 두 세포 사이에 중엽이라 불리는 세포간 층이 있어 이 양쪽에 각기 얇은 일차벽과 두꺼운 이차벽이 있다. 후자는 또한 외층(S1), 중층(S2), 내층(S3)의 셋으로 나눌 수 있는데, S1·S3는 얇고 S2는 두껍다. 그리고 거기다 3차벽을 가진 세포도 있다. 중엽은 펙틴이 주성분으로, 두 개의 세포를 접착시키는 역할을 한다. 이것은 골지체에서 만들어진다고 한다. 다시 말해서 어떤 가득 찬 많은 골지 소포가 분열한 두 개의 핵 사이에 들어가 그것이 융합한 것이 중엽이다. 그러나 곳곳에 융합하지 않은 작은 구멍이 남아 있는 경우도 있는데 이 작은 구멍이 세포 사이를 연락하는 원형질 연락이 된다. 일차벽은 중엽 형성 후 갑자기 만들어지는 벽으로, 처음에는 펙틴과 셀룰로스로 구성된다. 그 후 목화(木化)하여 셀룰로스 외에 많은 리그닌 및 헤미셀룰로스를 함유하게 된다. 일차벽은 마이크로피브릴(천연 섬유의 구조 단위로, 폭이 약 20nm)이 불규칙하게 나란히 겹쳐진, 이른바 그물눈 모양의 구조이다. 이차벽은 세포벽 전체 셀룰로스의 90% 이상이 함유되어 있다. 리그닌은 이와는 반대로 중엽과 일차벽에 그 60 ~ 90%가 들어 있고, 이차벽에는 10 ~ 20% 정도 들어 있다. 이차벽은 세포벽의 주체를 이루기 때문에 그 마이크로피브릴은 철근 콘크리트의 철근에 해당하며, 그 배열이 세포벽의 물리적 성질을 결정한다. 일반적으로는 이차벽의 외층과 내층의 피브릴은 세포의 긴 축에 대해 거의 직각으로 배열되어 있다. 이른바 가로감기 구조이다. 중층의 마이크로피브릴은 세포의 긴 축에 대해 예각으로 배열되어 있다. 식물의 종류나 조직의 차이에 따라 마이크로피브릴의 배열이 일정하지 않은 예도 있다. 3차벽은 모든 세포에서 볼 수 있는 것이 아니라 도관 또는 가도관의 내벽에 있는 특수한 무늬이다. 부분적으로 두꺼우며 돌기 모양·고리 모양·나선형 등 여러 가지 무늬를 만들고 있다. 이 무늬는 식물의 종류에 따라 특징적인 것이 많다. 세포벽은 이와 같이 마이크로피브릴이 여러 방향으로 나란히 쌓인 층이므로 모든 분자가 자유로이 통과할 수 있을 정도의 틈이 나 있다. 즉, 세포벽은 전투성(全透性)이다. 그러나 중엽은 전투성이 아니기 때문에 세포벽과 중엽을 관통하여 인접 세포 사이에 유통이 잘 되도록 원형질 연락이 발달한다.

 

2. 액포

액포(液胞)(Vacuole)는 일부 진핵세포가 가지고 있는 막으로 둘러싸인 거대한 세포소기관이다. 액포의 기능은 매우 다양해서, 영양분을 감싼다거나, 세포 주변의 부적당한 파편을 감싼다거나, 세포에 독이 될 수도 있는 물질을 격리한다거나, 팽압이라고 불리는 세포 내의 유체 균형을 맞춘다거나, 세포로부터 부적절한 물질을 배출한다거나, 심지어 세포의 상대 크기를 맞추어 주기도 한다. 액포는 특히 대부분의 식물 세포에서 관측할 수 있다. 동물 세포에는 액포가 작거나 없다.

액포는 일반적으로 세포수액이라는 액체로 채워져 있다. 세포수액의 구성은 매우 달라서 심지어 같은 세포 내의 액포라고 할지라도 다른 구성을 지니지만, 일반적으로 물로 구성되어 있다. 액포는 다양한 기관에서 다양한 역할을 하며, 이러한 역할 중에는, 영양소의 포획, 팽압의 유지, 내부 수소 이온 농도의 유지, 작은 분자의 저장 및 세포를 빠르게 늘어날 수 있도록 하기도 한다. 이러한 역할을 수행하는 액포의 예는 아래와 같다.

 

3. 엽록체

엽록체 (葉綠體, 문화어: 풀색체, 영어: chloroplast)는 진핵생물에서 광합성을 하는 세포 소기관이다. 엽록체는 엽록소가 있어 세포를 관찰했을 때 뚜렷한 녹색이 나타나는 것을 쉽게 확인할 수 있다. 세포내 공생설에 따르면 엽록체는 미토콘드리아와 함께 대표적인 세포내 공생체이다. (독자적인 DNA와 리보솜을 가지고 있으며, 현재의 남조균류와 공통 조상을 가졌을 것으로 추측된다.) 빛에너지를 이용해 포도당을 합성하는 세포내 소기관으로, 내막과 외막으로 이루어진 특징적인 내부 구조, 즉 틸라코이드(내막), 그라나(틸라코이드막이 동전처럼 쌓인 구조), 스트로마(기질)를 현미경으로 관찰할 수 있다. 독립적으로 분열하여 증식하며, 빛을 받기 전에는 엽록소를 합성하지 않아 백색(백색체)이지만 가시광선 하에서 엽록소를 합성하여 녹색을 띠게 된다. 유관속 식물의 엽록체는 비광합성 세포에서 색소체로서 존재한다. 색소체에는, 녹말체, 잡색체, 백색체 등 다양한 종류가 있지만, 모든 색소체는, 이중막으로 둘러싸여 엽록체 DNA를 가지는 것이 특징이다.

 

4. 그라나

틸라코이드가 켜켜이 쌓인 구조

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