개념 한 쪽
방사성 동위원소와 방사선은 농업에서 돌연변이 유도, 물질 이동 추적, 저장 중 발아 억제 등으로 활용된다는 점을 중심 지식으로 다룬다. 생장조절제는 작물별 목적에 따라 발아 촉진이나 억제, 과실의 형성 조절에 쓰인다는 점을 함께 짚는다.
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출제기준 단원 「육종적 이용」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 무핵과 형성 물질 연결 | 1 | 포도 무핵과 형성에 쓰이는 생장조절제를 고르기 |
| 생리적 최적 상태 용어 | 1 | 군락 상태에서 건물생산을 최대로 하는 엽면적 의미를 묻기 |
| 호르몬 유래 설명 | 1 | 벼 키다리병과 관련된 생장촉진 물질의 유래를 밝히기 |
방사성 동위원소는 농업과 작물학 분야에서 여러 목적에 쓰인다. 대표적인 이용은 돌연변이를 유도하여 육종 재료를 만들기 위한 방사선 조사와, 동위원소 표지법을 통해 양분이나 물질의 이동 경로를 추적하는 일이다.
일부 동위원소는 저장 중 해충 방제나 발아 억제를 위한 비파괴적 처리에 활용된다. 예로 코발트-60에서 나오는 감마선은 세포 분열을 억제하여 감자 등의 맹아(발아)를 방지하는 데 쓰인다는 점을 자료에서 확인한다.
동위원소마다 물리적·화학적 특성이 달라 활용 용도가 다르다. 32P는 양분 이동 추적에 쓰이고, 24Na는 누수 탐지나 토양 관련 조사에 많이 활용된다는 설명을 재료에서 확인한다.
생장조절제는 품종 육성이나 과실의 성질을 바꾸기 위한 도구로 쓰인다. 지베렐린은 자방 비대와 종자 형성 억제로 무핵과 형성에 이용되며, 감자의 휴면타파에는 지베렐린 처리(예: 2ppm 침지 30~60분)가 표준적 방법으로 제시된다는 점을 재료에서 다룬다.
배수체와 변이의 개념도 육종적 이용 문맥에서 중요하다. 동질배수체는 염색체 수 증가로 거대화와 내병성 증대가 나타나지만 감수분열 장애로 결실성이 낮아지는 경향이 있다는 설명을 재료에서 제시한다. 환경에 의한 일시적 변이(방황 변이)는 유전되지 않는다는 구분도 중요하다는 점을 재료에서 확인한다.
문제로 자주 출제되는 유형은 '이용 사례를 고르는 것'과 '동위원소나 호르몬의 대표적 역할을 묻는 것'이다. 예를 들어 방사성 동위원소의 농업적 이용으로 돌연변이 유도, 물질 이동 추적, 저장 중 발아 억제는 맞지만 휴면타파는 동위원소 사용 분야에 속하지 않는 점이 함정이 된다.
또 다른 예는 지베렐린의 적용을 묻는 문항으로, 포도의 무핵과 형성이나 감자의 휴면타파에 지베렐린이 쓰인다는 사실을 연결하면 정답을 찾기 수월하다는 점을 재료에서 제시한다. 처리 조건을 묻는 문제에서는 2ppm 지베렐린 침지의 적정 시간이 30~60분이라는 표준값을 기억해야 한다.
동질배수체 관련 선지는 거대화와 내병성 증가를 올바르게 연결하되 결실성 저하를 함께 고려하는 방식으로 판별해야 한다. 환경적 변이(방황)는 비유전이라는 간단한 원리로 선지 소거가 가능하다는 점을 기억한다.
포도의 무핵과 형성에 이용되는 생장조절제는?
정답 ① · 포도의 씨가 없는 무핵과(Seedless grape)를 생산하기 위해서는 지베렐린(Gibberellin) 처리가 필수적입니다. 개화기 전후에 지베렐린을 처리하면 자방의 비대가 촉진되고 종자 형성이 억제되어 씨 없는 포도를 얻을 수 있습니다.
지베렐린은 자방 비대 촉진과 종자 형성 억제로 포도 무핵과 형성에 필수적으로 이용된다.
작물의 군락상태에서 건물생산을 최대로 할 수 있는 엽면적을 무엇이라고 하는가?
정답 ④ · 작물의 군락 상태에서 광합성에 의한 건물생산(순동화량)을 최대로 이끌어낼 수 있는 가장 이상적인 엽면적을 최적엽면적(Optimum Leaf Area)이라고 합니다. 이는 단순히 최대엽면적처럼 엽면적 지수가 높은 것을 의미하지 않고 수광 자세와 호흡량 등을 고려하여 군락 광합성량이 가장 크게 유지되는 지점을 의미합니다.
군락 상태의 건물생산을 극대화하는 이상적인 엽면적을 최적엽면적이라 하며, 단순 최대가 아닌 수광과 호흡의 균형점이다.
벼의 키다리병에서 유래한 생장조절 물질은?
정답 ① · 지베렐린(Gibberellin)은 1926년 일본의 쿠로사와 에이이치가 벼의 키다리병(바카나에병) 원인 병원균인 후사리움균(Gibberella fujikuroi)의 배양액에서 식물생장을 촉진하는 물질을 발견하면서 분리되었습니다. 이 물질은 줄기 신장을 촉진하고 키다리 병 증상을 유발하므로 벼의 키다리병과 직접적인 관련이 있습니다.
지베렐린은 벼 키다리병(바카나에병)의 원인균인 지베렐라균에서 분리된 식물 생장 촉진 호르몬이다.
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