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탄수화물과 가을 단풍 1. 단풍 관련 색소 가을에 날씨가 추워지면 엽록소 생산이 중단되어 기존의 엽록소가 파괴되기 시작한다. 이로 인해 노란 바탕의 카로티노이드가 노출되거나 새로운 색소가 합성된다. 가을철에는 다양한 단풍색이 만들어지는데, 이 색소에는 노란색을 띤 카로틴, 붉은색을 띤 안토시아닌, 갈색을 띤 타닌이 포함된다. 엽록소가 파괴되면서 기존의 카로티노이드가 노출되거나 노란색, 붉은색, 갈색의 색소가 합성된다. 가을철의 다양한 단풍색은 이러한 변화에 따라 만들어진다. 가을단풍은 크게 네 가지로 나눌 수 있으며, 단풍색은 수종의 고유한 유전적 특성이지만 환경 조건에 의해 변할 수 있다. 느티나무의 단풍색은 세 가지가 함께 관찰된다. 느티나무 고유의 단풍색은 노란색 또는 붉은색이며, 이는 유전적 특성으로서 개체 고유의 색.. 2024. 1. 22.
탄수화물의 계절적 변화 목본식물에서 탄수화물의 계절적 변화는 낙엽수의 경우 계절에 따라 큰 폭으로 나타나지만, 상록수의 경우 그 변화 폭이 적다. 낙엽수는 가을에 낙엽이 질 때 줄기의 탄수화물 농도가 최고치에 도달하여 겨울에 대한 내한성을 높이고 호흡에 필요한 에너지로 사용된다. 봄에는 새로운 잎과 가지의 생장을 위해 저장된 탄수화물을 사용하므로 탄수화물 함량은 늦은 봄에 최저치에 도달하게 된다. 그리고 새로운 잎과 가지가 나온 후 탄수화물 농도는 여름과 가을 동안 계속해서 증가한다. 이와 같이 탄수화물 농도가 늦은 봄에 최저치, 늦가을에 최고치에 도달하는 것은 온대지방 낙엽수의 일반적인 현상이다. 아까시나무의 경우 살아 있는 내수피의 총탄수화물과 설탕의 농도는 전형적인 낙엽수의 계절적 변화를 보이며, 겨울에는 전분의 함량이 .. 2024. 1. 21.
탄수화물의 이용 수목의 여러 부위 중에서 광합성을 할 수 있는 곳은 잎과 녹색을 띤 어린 가지와 어린 열매뿐이기 때문에, 기타 다른 조직이나 기관은 모두 잎에서 공급되는 탄수화물을 이용하게 된다. 광합성으로 만들어진 탄수화물은 다양한 용도로 활용된다. 왕성하게 세포가 분열하는 부위인 가지의 끝, 뿌리 끝의 분열조직, 형성층, 어린 열매 등으로 이동하여 새로운 조직 형성에 이용된다. 여러 가지 대사작용에 필요한 에너지를 공급하기 위해 호흡작용에 탄수화물이 쓰인다. 전분과 같이 저장물질로 전환된다. 공생을 하는 질소고정 박테리아나 균근 곰팡이에 탄수화물을 제공한다. 설탕으로 축적되어 빙점을 낮춰 겨울에 세포가 얼지 않도록 방지한다. 유럽너도밤나무의 경우, 광합성으로 만든 산물의 45%는 호흡작용에 이용되고, 35%는 생장에.. 2024. 1. 20.
탄수화물의 축적과 분포 식물체 내의 탄수화물은 광합성으로 생산된 양이 호흡이나 새로운 조직의 형성 및 동화에 소모되는 양보다 많을 때, 그 잉여분만큼 축적된다. 목본식물의 경우 축적되는 탄수화물의 형태는 주로 전분이지만, 그밖에 지질, 질소화합물, 설탕, 라피노즈, 프룩토산 등이 있다. 탄수화물을 저장하는 세포는 살아 있는 유세포이며, 유세포가 분화하여 원형질을 잃어버리거나 죽으면 저장되어 있던 탄수화물도 회수된다. 저장되어 있는 탄수화물의 양은 수목의 부위에 따라 크게 차이가 있으며, 계절에 따라도 크게 다르다. 또한 온대지방의 수목과 열대지방의 수목 간에도 차이가 있으며, 상록수와 낙엽수 간에도 차이가 있다. 탄수화물의 축적을 농도로 표시하면 지하부가 지상부보다 높아지는데, 특히 겨울철에 뿌리가 탄수화물의 중요한 저장소 역.. 2024. 1. 19.
탄수화물의 합성과 전환 탄수화물의 합성은 광합성의 암반응에서 시작되며, 엽록체 내에서 켈빈 회로를 통해 단당류가 합성되고 변환된다. 그러나 광합성을 하는 잎의 세포 내에서는 포도당이나 과당보다는 설탕의 농도가 훨씬 더 높다. 이는 켈빈 회로에서 초기에 생성된 화합물이 즉시 다른 당류로 변환되는 것을 의미한다. 설탕의 합성은 엽록체 내에서가 아니라 세포질에서 이루어진다. 켈빈 회로에서 생성된 3탄당 2개가 결합하여 6탄당이 되며, 이후 2개의 6탄당이 결합하여 2당류인 설탕이 형성된다. 이 과정에서 조효소인 UTP가 필요한 에너지를 제공하며, 각 단계에서는 효소가 촉매 역할을 한다. 전분은 대부분의 식물에서 중요한 저장 탄수화물로, 광합성에 의해 잎의 엽록체에 직접 축적되거나 저장 조직의 전분체에 축적된다. 전분은 조효소인 AT.. 2024. 1. 18.