개념 한 쪽
식물의 개화 시기는 낮의 길이와 온도 같은 환경 신호에 의해 조절된다. 일장효과는 광주기에 따른 개화 반응을 말하며, 이를 인지하는 주체는 파이토크롬이라는 광수용체이다. 춘화처리와 녹체춘화처리는 저온 처리로 개화를 유도하는 방법으로 작물의 생리적 특성에 따라 적용 방식이 달라진다.
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출제기준 단원 「일장효과」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 상적발육설의 환경 조건 판단 | 1 | 발육상 전환에 환경 조건의 필수성 여부를 가림 |
| 화곡류 생육 단계의 민감기 식별 | 1 | 수분 부족에 가장 민감한 단계(감수분열기)를 가림 |
| 춘화처리 방법과 적용 작물 | 1 | 녹체춘화처리가 효과적인 작물을 고름 |
일장효과는 낮의 길이, 즉 일조 시간이 개화의 발현을 촉진하거나 억제하는 현상이다. 장일식물은 비교적 긴 일조 시간이 필요하여 개화하고, 단일식물은 짧은 낮 길이에서 개화한다. 중성식물은 일장의 길이에 크게 영향을 받지 않고 온도나 체내 연령 등에 의해 개화가 결정된다.
파이토크롬은 식물이 낮과 밤의 길이 정보를 받아들이는 데 관여하는 색소 단백질로, 적색광과 원적색광을 가역적으로 흡수하며 Pr과 Pfr 형태 사이를 전환하면서 일장 신호를 전달한다. 파이토크롬은 호르몬이 아니며 빛 신호를 감지하는 수용체라는 점을 구분해야 한다.
일장 조절을 위해 야간조파나 적색광을 인공적으로 이용할 때는 파이토크롬이 감지하는 적색광 파장 영역이 효과적이다. 자료에서는 적색광 대역을 600~680nm로 제시하며 이 범위의 적색광이 일장 조절과 밤에 주는 광펄스 처리에 특히 효율적이라고 소개한다.
춘화(vernalization)는 저온 노출로 개화를 유도하는 처리이다. 춘화처리는 종자 상태에서 하는 종자춘화처리와 이미 녹색 식물체에서 하는 녹체춘화처리로 구분되며, 작물의 생리적 특성에 따라 적절한 방법을 선택한다. 쌍자엽식물 중 일부(예: 양배추)는 녹색 식물체 상태의 저온 처리가 특히 효과적이다.
화곡류의 생육 단계에서는 감수분열기 같은 생식 세포 형성 단계가 수분 부족과 같은 스트레스에 가장 민감하여 수량에 큰 영향을 준다. 따라서 생육 단계별로 필요한 환경 관리를 구분하여 대응해야 한다.
문제에서 장일식물의 대표종을 고르는 유형은 장일과 단일의 대표 작물을 대조하여 단일 식물을 소거하는 방식으로 접근한다. 예컨대 밀·상추·감자는 장일식물에 해당하므로 보기에서 이들 모두가 포함된 선택지가 정답이 된다. 파이토크롬 관련 문제는 파이토크롬이 호르몬이 아니라 광수용체라는 점을 확인하는 것이 핵심이다. 춘화처리 관련 문제에서는 녹체춘화처리가 양배추처럼 녹색 식물체에서 저온에 민감한 작물에 효과적임을 기억하면 정답을 고를 수 있다.
상적발육설에 관한 설명 중 맞지 않는 것은?
정답 ④ · 문제는 상적발육설(발육상의 성립과 전환)에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 묻고 있다. 발육상은 생애의 단계별로 구분되며 각 단계는 연속적으로 연결되어 이전 단계를 거쳐야 다음으로 이행되고, 이행에는 온도나 일장 같은 특정 환경조건이 필요하다.
발육상은 각 단계마다 특정한 환경 조건(온도, 일장 등)이 필요하므로, 조건이 필요없다는 설명은 발적발육설의 오해이다.
화곡류의 생육 단계 중 한발의 해에 가장 약한 시기는?
정답 ③ · 화곡류(벼, 보리, 밀 등)는 생육 단계 중 감수분열기에 한발과 같은 수분 부족 스트레스에 가장 민감하게 반응합니다. 감수분열기는 이삭이 형성되고 포장 속에서 꽃가루가 만들어지는 핵심적인 생식 생장기로, 이 시기에 수분 결핍이 오면 화분과 난세포의 비정상 발달로 인해 불임 발생률이 급격히 증가하여 수량이 치명적으로 감소합니다.
화곡류는 이삭 형성 및 꽃가루 생성의 핵심기인 감수분열기 때 수분 부족에 가장 민감하여 불임이 급증한다.
녹체버어널리제이션을 하는 것이 가장 효과가 큰 작물은?
정답 ④ · 녹체버어널리제이션(green plant vernalization)은 종자 상태가 아닌 이미 녹색 식물체로 자란 상태에서 저온 처리를 가하여 춘화처리를 유도하는 방법입니다. 주로 저온 요구성이 매우 강해 발아한 종자를 가지고 단순한 종자 춘화처리로는 개화 반응을 유도하기 어려운 작물이나, 어린 식물체가 일정 크기 이상으로 자라야만 감응할 수 있는 작물에 효과가 큽니다.
녹체춘화처리는 녹색 식물체 상태의 저온 처리로, 종자 춘화처리가 어려운 양배추 등 쌍자엽식물에 효과가 크다.
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