작물 꽃의 구조와 수정

핵심 정리

작물의 유성 생식은 꽃에서 이루어지므로 꽃의 구조를 알아야 수정 과정을 이해할 수 있다. 벼 꽃은 한 꽃 안에 암술과 수술이 함께 있는 완전화의 구조를 가진다. 벼 꽃은 완전화이며 암술 1개와 수술 6개로 이루어진다. 이 구성을 기준으로 다른 작물의 꽃을 비교하는 것이 기본이다. 꽃의 바깥 쪽에서는 내영과 외영이 내부의 화기를 감싸는 구조다. 벼 꽃의 인피는 발생학적으로 꽃덮개가 변형된 것으로 본다. 수정은 밑씨 안에서 일어나며 그 핵심은 정세포와 난세포의 융합이다. 정세포는 난세포와 융합하여 2배체 접합자를 이루며 접합자는 배로 발달한다. 배와 배유는 발달 경로가 다르므로 따로 구분해야 한다. 정세포 하나의 행선지가 배와 배유를 가르므로 두 결과를 짝지어 기억한다. 극핵은 정핵과 융합하여 3배체인 배유가 된다. 수분은 꽃밥의 꽃가루가 암술머리에 옮겨지는 것이며, 작물에 따라 수분 방법이 다르다. 옥수수와 호밀은 바람에 의해 꽃가루가 운반되는 풍매수분 작물이다. 수분 방식은 자가 수분과 타가 수분으로도 나뉜다. 자식성 작물은 자연교잡률이 대체로 4% 이하로 낮다. 자연교잡률이 낮다는 것은 다른 개체의 꽃가루가 섞이는 비율이 적다는 뜻이다. 개화는 수정의 전제이므로 온도 조건도 함께 알아야 한다. 벼 개화의 최적온도는 30~35°C이며, 50°C 이상이나 15°C 이하에서는 개화가 어렵다. 최적 범위와 개화가 어려운 한계 범위를 구분하면 온도를 묻는 선지를 가를 수 있다.

자세히

꽃덮이와 작은이삭의 구조

벼 꽃의 바깥 구조는 작은이삭을 기준으로 구분한다. 호영은 작은이삭에서 꽃을 감싸는 부속 구조다. 호영, 내영, 외영, 인피는 명칭이 비슷하므로 위치와 기능을 함께 기억해야 한다. 내영은 바깥 꽃덮이조각 2개가 합쳐진 것이다. 벼 꽃에서 내꽃덮이조각에 해당하는 인피는 꽃잎에 해당한다. 따라서 인피를 꽃잎에 해당하는 것으로 기억하고, 내영은 꽃덮이조각이 합쳐진 것으로 따로 기억한다. 꽃의 안쪽에는 밑씨가 있고, 밑씨 안의 조직인 주심은 암술 부분에 속한다. 주심은 수술의 화분과 섞어 보지 않는다. 관찰할 때는 꽃받침과 꽃잎을 떼어 내고 꽃의 단면 전체를 그려 두는 것이 좋다. 문제에서 꽃의 구조를 묻는 경우 바깥 꽃덮이와 안쪽 꽃덮이를 나누고, 그 안에 암술과 수술이 위치한다는 순서로 정리하면 실수가 줄어든다.

작물별 꽃의 수술과 암술 수

작물마다 수술 수가 달라 수술 수를 기준으로 작물을 구분하는 문제가 많다. 수술 수는 식물 종류에 따라 다르므로 개수만 외우지 말고 작물과 짝지어 기억해야 한다. 보리 꽃은 암술 1개와 수술 3개로 이루어지며 한 꽃에 종자가 하나 달린다. 고구마와 감자는 꽃 1개 속에 암술 1개와 수술 5개가 있으므로 벼와 수술 수가 다르다. 벼, 보리, 고구마, 감자는 모두 암술이 1개이므로 암술 수만으로는 작물을 구분하기 어렵다. 벼·밀·보리는 양성화이며 자가불화합성이 없고, 호분층은 배유의 최외곽에 있다. 수술은 붙은 형태와 화분낭의 모양까지 관찰하며, 수술대가 하나씩 떨어져 있는 것이 많지만 밑부분이 하나로 된 것도 있다. 따라서 수술 수, 양성 여부, 수술의 형태를 함께 적어 두면 선지를 빠르게 구분할 수 있다.

식물체 속 물의 역할

물은 작물 생육에 필수원소인 수소의 공급원이 된다. 작물이 필요한 물질을 흡수할 때 물은 용매 역할을 한다. 물의 이동은 수분포텐셜의 차이로 결정된다. 물은 수분포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 평형에 도달할 때까지 이동한다. 수분포텐셜은 물이 이동하려는 경향을 나타내는 값이므로 높고 낮음을 상대적으로 비교해야 한다. 이동 방향을 판단할 때는 두 지점의 수분포텐셜을 먼저 비교한다. 삼투포텐셜은 세포액의 용질 농도와 관련된 값이므로 수분포텐셜과 따로 생각한다.