표피조직과 표피세포

표피조직과 표피세포

표피(epidermis)

* 표피

① 외부환경과 직접 접촉하는 맨 바깥층 조직.

② 분열조직 외조층에서 유래한 원표피에서 발달.

③ 살아있는 조직으로, 외부환경과 접촉하는 특수한 위치 때문에

다른 조직세포보다 폭넓은 가소성(plasticity, 탄력성)을 갖음.

④ 표피세포의 외부 쪽에는 각피(cuticle)가 발달하여 수분 증발을

제한하고, 기공은 가스교환을 담당, 근모는 물을 흡수함.

⑤ 식물체가 자라남에 따라 확장

표피조직과 표피세포

그림 6-1 1기식물체를 구성하는 조직 그림 6-1 1기식물체를 구성하는 조직

그림 6-1 1기식물체를 구성하는 조직

Ⅰ.표피의 기능

(1) 수분조절 :

① 표피의 일차적 기능은 식물체 내외로 드나드는 물을 어떻게 조절하느냐 하는 점

② 뿌리와 경엽부를 덮고 있어서 식물체 내부의 수분상태의 균형을 조절해서 자연 상태 에 있는 식물은 시들지 않게 됨.

(2) 햇빛으로부터의 보호 :

빛을 반사, 잎으로 투과되는 빛을

부분적으로 차단.

(광합성을 위해 빛을 필요로 하나, 빛 이 엽록소를 파괴하거나 과열로 인한 피해를 줌.)

(3) 다른 생물로부터의 보호 :

표피는 해충을 막아내는 제일선 층임.

표피조직과 표피세포

(4) 무생물로부터의 보호 :

바람에 의한 피해는 식물에게 생존의 위협.

① 유연성있는 표피.

② 엽신이 자라면 복엽상태로 갈라짐.

③사막지역 모래폭풍에 대비하는 표피로 발달 (Reproduction Fertilization).

(5) 생식에서의 역할 :

좀더 긍정적이고, 덜 방어적인 표피의 역할로서 피자식물에서 찾아볼 수 있음.

꽃 식물에서 타가 수분이 이루어 지도록 진화.

(6) 분비에서의 역할 :

표피는 매우 활동적임.

단자엽 식물에서 수분이 많을 때 열리고, 부족할 대는 닫히는 세포를 갖고 있음

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Ⅱ.표피세포의 유형

1. 기본 표피세포 :

① 보통의 표피세포 전부를 말함.

② 가장 흔한 형태는 다각형인 얇은 판자 모양(tabular)이고, 아주 드

물게 기둥모양 의 세포도 있음.

③ 표피세포끼리는 꽉 짜여져서 세포간극이 없지만(예외: 기공), 아래

(위)조직과는 엉성하게 결합됨.

④ 전형적인 세포 소기관을 가지며, 엽록체는 없는 것이 보통, 두꺼운

일차벽만 가진다 (예외 : 종피).

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(1)각질소(cutin)와 각피(cuticle) :

① 바깥쪽 표피세포벽에 각질소(cutin)라는 소수성 물질이 축적되

어 각피(cuticle)층을 이룬다.

② 각피층(cuticular layer) : 각질소와 벽물질이 혼합된 층.

각피(cuticle) : 순수한 각질소(지방의 중합체) 층.

③ 각피층의 기능 :

a. 표피를 방수처리하여 수분을 보유.

b. 과다한 태양열로부너 식물 보호

(광택과 반사기능).

c. 자외선 차단 : DNA보호.

d. 박테리아, 균류의 침입을 막음.

표피조직과 표피세포

그림 6-2 (A-B) 표피세포의 표면을 덮는 각피

(2) 밀랍(wax) :

표피의 바깥벽 근처에 넓게 퍼져있음. 지

방 산 의 긴 연쇄 물 또 는 aliphatic

alcohols, alkane의 상호작용으로 구성

된 중합체.

1) 유형

① 각피표층성 : 각피층 표면에 있음, 밀랍의

양이 다양 , wax의 성질이 다양 (waxy,

oily).

② 각피내재성 : 각피 기질 내에 입자로 존재

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그림 6-2 (C) 표피세포의 표면을 덮는 밀랍

그림 6-3(A) 잎의 표면에서 본 표피

2.기공과 공변세포

(1)기공 :

①가스교환을 효과적으로 수행하기 위하여 생긴 특별한 장치가 표피세포로부터 특수화된 것.

②식물의 녹색 부분(잎과 어린줄기), 잎의 아래 면에 많이 분포.

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(2)공변세포 :

기공주위에 위치한 콩팥과 같은 한 쌍의 세포.

1) 모양

① 아령 모양 : 신장된 공변세포의 끝벽은 얇고 중앙 부위의 세포벽은 두꺼워진 구조적 결과.(공변세포가 아령모양일 때는 물을 흡수하여 부풀 때 뿐)

② 콩팥 모양 : 기공과 이웃하는 세포벽은 두껍고 등 쪽의 벽은 얇다.

* 기공개폐작용

a. 고전적 학설 : 등 쪽의 벽은 수축이완가능, 기공과 이웃한 벽은 수축과 이완 불가능.

b. 수정된 가설 : 기공과 이웃하는 벽에서 뻗 어나온 미세섬유의 방사배열 / K+ ion 기작 등

→이런 기능은 공변세포만의 것이 아니고, 이웃세포와 더불어 이루어 지므로 기공복합체(stomatal apparatus/complex)라고 함.

표피조직과 표피세포

그림 6-5 기공의 구조

그림 6-6(A-B) 쌍자엽식물과 단자엽식물의 기공

그림 6-6(C-D) 쌍자엽식물과 단자엽식물의 기공

그림 6-8 기공의 개폐 기작

그림 6-8 기공의 개폐 기작

그림 6-9 광합성과 증산의 절충 모형

그림 6-기공에서 나온 물분자의 운동을 나타낸 모식도

그림 6-10 밀집되어 분포하는 기공

2) 공변세포와 부세포의 배열 유형 :

a. 불규칙형 : 뚜렷한 부세포 없고, 기본표피 사이에 끼어있음.

b. 평행형 : 부세포는 공변세포의 장축과 평행하게 배열.

c. 교차형 : 부세포끼리 만나는 세포벽은 공변세포의 장축과 수직으로 배열.

d. 방사형 : 부세포끼리 만나는 세포벽은 공변세포 중심으로 방사상으로 배열.

e. 불균등형 : 크기가 다른 세 개의 부세포가 공변세포를 둘러쌈.

3) 기공복합체의 발달유형 :

a.중위형성형 : 부세포와 공변세포가 동일 세포에서 유래.

b.주변형성형 : 부세포와 공변세포가 직접 관련 없는 세포에서 각각 유래.

c.중위주변형성형 : 부세포 중 몇 개만 공변세포와 동일한 기원 가짐.

표피조직과 표피세포

그림 6-7 쌍자엽식물에서 기공복합체의 여러 가지 유형

A: 불규칙형, B: 부등형, C: 평행형, D: 교차형, E: 방사형

3.모용(trichomes, 털) :

표피면에서 현저하게 솟아오른 모든 돌기물(표피가 일차적 기원인 모든 돌기물).

털, 분비선, 가시, 기타 돌기물 등을 포함(비표피조직인 경침, 엽침, 피침은 제외)

1) 모용의 종류 :

① 비선모 :

단세포 모용 : 가장 흔하게 관찰,

예) 솜털 (종피에 난 단모, 길이 6cm)

b. 다세포 모용 : 한줄 (uniserate), 두줄(biserate) 또는 여러 줄(multiserate)로 된 세포로 구성, 모양 다양.

② 선모 : 비선모에 기재된 형태를 모두 가짐, 분비특성상 적절한 변형 또는 특수한 분화를 동반함. 각피로 덮여 있음.

그림 6-12 여러 가지 모양의 털

4.근모 :

1)근모(root hair) :

모용의 일종, 광범위하게 분포, 물과 무기 염류 흡수에서 결정적 요소로 작용.

단모로 되었고, 길이 200~300㎛가 흔함, 지름도 다양.

대부분 곧은 모양, 근모가 길게 신장하면 흡수 표면적도 확장됨

표피조직과 표피세포

그림 6-13 근모

그림 6-13 근모

5.이상 표피세포

(1) 종유체세포 :

표피 아래쪽으로 돌출하여 크게 부푼 표피세포를 말함.

세포내강에 생기는 탄산칼슘 결정체 돌기물을 종유체라 하고, 이를 포함한 세포를 종유체세포라 함.

(2) 규산세포와 코르크세포 :

화본과 식물의 표피 표면의 단세포가 규산세포나 코르크세포로 변형됨.

규산세포는 모양이 다양하고 규산체를 함유하므로 분류학적으로 유용성이 높다.

(3) 기동세포 :

단자엽식물, 특히 화본과의 사초과 식물의 표피에 존재.

크고 얇은 세포벽을 갖음.

기동세포의 일차적 기능은 잎이 싹에서 팽창되어 나올 때 이를 펼치는 일.

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(4) 다층표피(multiple epidermis) 와 하피(hypodermis) :

1) 다층표피(multiple epidermis) :

외조층의 맨 바깥층에서 유래된 세포가

병층분열하여 생성.

이들은 발달상 동일기원을 갖음.

공변세포, 모용, 각피, 밀랍등을 함유.

성숙한 조직에서는 드물게 나타남.

2) 하피(hypodermis) :

외조층 안쪽의 층이나 내체(內)의 일부에서 유래된 세포는 안쪽의 피층과 구별되는 특성이 발달하여 하피(hypodermis)가 됨.

성숙한 조직에서 흔히 관찰됨.

표피조직과 표피세포

그림 6-3(B-C) 잎의 표피 구조

다층표피

그림 6-4 난초 뿌리의 표피

재미있는 읽을거리 6-1: 곰팡이는 어떻게 기공을 찾아낼까?