개념 한 쪽
수목의 생장은 수분 이동 원리와 식물호르몬, 계절적 탄수화물 변화 및 균근 등과 밀접하게 연관된다. 물의 이동은 수분포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 일어나며, 여러 호르몬이 생장과 분화, 휴면에 서로 다른 역할을 한다. 또한 수종별 생리적 특성은 계절과 생육조건에 따라 달라진다.
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출제기준 단원 「수목생장」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 수분 포텐셜 방향성 판단 | 1 | 물 이동의 방향성으로 흡수 조건을 가리는 문제 |
| 탄수화물 계절변화 비교 | 1 | 낙엽수와 상록수의 탄수화물 변화 폭을 비교하는 문제 |
| 정아우세 호르몬 식별 | 1 | 정아우세에 관여하는 호르몬을 묻는 문제 |
수분은 수분포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다는 원리에 따라 체내를 이동한다. 따라서 뿌리가 토양에서 물을 흡수하려면 토양의 수분포텐셜이 뿌리의 수분포텐셜보다 높아야 물 흡수가 일어난다. 이 방향성을 뒤바꾼 설명이 오답을 만드는 전형적 패턴이다.
토양 내에서 식물이 실제로 이용할 수 있는 물은 모세관수와 같이 입자 사이에 붙잡힌 물이며, 영구위조점(주어진 조건에서 물을 주어도 회복할 수 없는 한계)을 넘으면 회복이 불가능하다. 기공의 개폐는 공변세포의 칼륨 이온 펌프 작용과 연관되어 증산과 가스교환을 조절한다.
식물호르몬은 생장 조절에서 역할이 분화된다. 정아우세(apical dominance)는 줄기 끝 정아에서 생성된 옥신(IAA 등)이 아래로 이동하여 측아의 발달을 억제하는 현상으로 설명된다. 사이토키닌은 측아의 발달을 촉진하고, 지베렐린(GA3)은 줄기 신장과 개화·결실 촉진에 관여하며, 아브시스산은 휴면 유도와 스트레스 반응에 관여한다.
수목의 탄수화물 저장과 계절적 변화는 수형에 따라 다르다. 낙엽수는 가을에 잎을 떨어뜨리기 전에 전분 등 탄수화물을 줄기와 뿌리로 이동시켜 저장하므로 계절적 변동 폭이 크다. 반면 상록수는 잎이 사계절 유지되어 광합성이 지속되므로 탄수화물 함량의 계절적 변화 폭이 상대적으로 작다.
균근은 뿌리와 균류가 이루는 공생관계로, 주로 인산 등 무기양분 흡수를 촉진하는 기능을 수행한다. 균근의 유형으로는 균사가 뿌리 표면에 감싸는 외생균근과 균사가 세포 내부로 침투하는 내생균근을 구분한다.
수목의 환경 적응형 특징은 근계 형태나 내음성 등으로 드러난다. 내건성 수목은 심층의 수분을 흡수하기 위해 깊고 좁은 근계를 형성하는 반면, 습지성 수목은 얕고 넓은 근계를 형성한다. 내음성은 수종 고유 특성뿐만 아니라 연령과 생육조건에 따라 달라질 수 있는 가변적 특성이다. 소나무과의 경우 수꽃은 화분 비산 직후에 낙화하므로 수꽃의 잔존 기간이 길지 않다.
시험에서 자주 나오는 함정은 원리의 방향을 뒤바꾸는 설명이다. 예컨대 물의 이동 방향을 '토양 포텐셜이 뿌리보다 낮아야 흡수된다'로 제시하면 틀린 선택지이다. 정아우세 관련 문항에서는 정아에서 생성된 옥신이 아래로 이동해 측아를 억제한다는 연결고리를 확인한다. 탄수화물 관련 문항은 낙엽수와 상록수의 계절적 변화 크기 비교가 핵심이며, 균근 문제는 인산 흡수 촉진과 외생·내생 유형 구분을 점검한다. 호르몬 선택 문제에서는 GA3는 개화·결실과 신장을 촉진하고, IAA·NAA는 주로 뿌리 발달, 2,4-D는 제초제로 쓰인다는 매칭을 이용해 정답을 찾는다.
다음 중 수분과 수목생장의 관계를 설명한 것으로 틀린 것은?
정답 ③ · 문항은 토양 수분과 수목 생장의 관계에 관한 설명 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 물은 높은 수분포텐셜에서 낮은 수분포텐셜로 이동하므로 토양의 수분포텐셜이 뿌리의 수분포텐셜보다 높아야 식물뿌리가 토양으로부터 물을 흡수할 수 있다; 따라서 토양 포텐셜이 더 낮아야 한다는 문장은 방향을 잘못 서술한 것이다.
수분은 포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하므로 토양 포텐셜이 뿌리보다 높아야 흡수된다.
다음은 수목 체내에서 일어나는 탄수화물의 계절적인 변화에 대한 설명이다. 다음 중에서 바르게 설명하고 있는 것은?
정답 ③ · 낙엽수는 가을에 낙엽 직전에 줄기와 뿌리로 전분이 이동하여 저장되므로 탄수화물 농도가 최고조에 달하며, 겨울철에는 저온으로 인해 전분이 환원당으로 전환되어 동해 방지 역할을 하므로 1, 2번은 틀립니다. 재발성 개엽 수종은 성과기 시작 시 탄수화물이 소비되므로 감소하며, 상록수는 낙엽수보다 계절적인 변화 폭이 적습니다.
상록수는 낙엽수보다 탄수화물 함량의 계절적 변화 폭이 작다.
수목생장에서 측아(側芽)의 발달을 억제하는 정아우세 현상에 관여하는 호르몬은?
정답 ① · 정아우세 현상은 식물의 주정아(줄기 끝의 눈)가 측아(옆의 눈)의 생장을 억제하는 현상입니다. 이는 줄기 끝에서 생성된 옥신(Auxin)이 아래쪽으로 이동하여 측아의 생장을 억제하기 때문입니다.
정아우세 현상은 줄기 끝의 정아에서 생성된 옥신이 아래로 이동하여 측아의 생장을 억제하는 호르몬 작용이다.
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