• 제목/요약/키워드: Electron Transport Rate

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반밀폐형 온실 내에서 탄산가스 시비에 따른 광강도와 엽온에 반응한 토마토 잎의 최대 카복실화율, 전자전달율 및 광합성율 실측값과 모델링 방정식에 의한 예측값의 비교 (Comparison of Measured and Calculated Carboxylation Rate, Electron Transfer Rate and Photosynthesis Rate Response to Different Light Intensity and Leaf Temperature in Semi-closed Greenhouse with Carbon Dioxide Fertilization for Tomato Cultivation)

  • 최은영;정영애;안승현;장동철;김대현;이동수;권진경;우영회
    • 생물환경조절학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.401-409
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    • 2021
  • 본 연구는 반밀폐형 토마토 재배 온실에서 광합성율 극대화를 위한 적정 탄산가스 시비 농도를 구명하고자 광합성 모델을 이용하여 잎의 최대 카복실화율(Vcmax), 최대 전자전달속도(Jmax), 열파괴, 잎 호흡 등을 계산하고 실제 측정값과 비교하였다. 다양한 광도(PAR 200µmol·m-2·s-1 to 1500µmol·m-2·s-1)와 온도(20℃ to 35℃) 조건에서 CO2 농도에 대한 A-Ci curve는 광합성 측정 기기를 사용하여 측정하였고, 모델링 방정식으로 아레니우스 함수값(Arrhenius function), 순광합성율(net CO2 assimilation, An), 열파괴(thermal breakdown), Rd(주간의 잎호흡)를 계산하였다. 엽온이 30℃ 이상으로 상승하였을 때 Jmax, An 및 thermal breakdown 예측치가 모두 감소하였고, 예측 Jmax의 가장 최고점은 엽온 30℃였으며 그 이상의 온도에서는 감소하였다. 생장점 아래 5번째 잎의 광합성율은 PAR 200-400µmol·m-2·s-1 수준에서는 CO2 600ppm, PAR 600-800µmol·m-2·s-1 수준에서는 CO2 800ppm, PAR 1000µmol·m-2·s-1 수준에서는 CO2 1000ppm, PAR 1200-1500µmol·m-2·s-1 수준에서는 CO2 1500ppm을 공급했을 때 포화점에 도달하였다. 앞으로 광합성 모델식을 활용하여 과채류 온실 재배 시 광합성을 높일 수 있는 탄산시비 농도를 추정할 수 있을 것으로 판단된다.

Influence of Gamma Irradiation on Greening of Mung Bean Seedlings

  • Kim, Jin-Hong;Moon, Yu-Ran;Kim, Jae-Sung;Lee, Min-Hee;Lee, Seung-Sik;Chung, Byung-Yeoup
    • 환경생물
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    • 제26권1호
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    • pp.15-21
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    • 2008
  • Ionizing radiation causes many alterations in photosynthetic machineries. However, there is no information about effects of ionizing radiation on the development of photosynthetic machineries in plants. We investigated the greening of etiolated mung bean seedlings after gamma-irradiation of 50 to 300 Gy. The irradiation inhibited seedling growth with great dependence on the radiation dose. In particular, growth of stems was more affected than that of hypocotyls. Irradiated leaves showed inhibition in growth, aberration in morphology, and yellowing in color depending on the radiation dose. Contents of photosynthetic pigments such as chlorophylls and carotenoids were significantly decreased in the irradiated leaves. The apparent electron transport rate for photosynthesis, ETR, was similarly changed depending on the radiation dose. However, the maximal photochemical efficiency of Photosystem II (PSII), Fv/Fm, was little affected by the irradiation. Moreover, the 50-Gy seedlings maintained the control level of light saturating for photosynthesis and showed slightly higher Fv/Fm values in spite of significant decreases in the photosynthetic pigment content and ETR. These results suggest that the inhibition of the overall photosynthetic capacity couldn’t be causally relatqaed with the repression in the initial development of irradiated seedlings and that the overall photosynthetic machineries can develop and work to some extent as a concerted system for photosynthesis even after exposure to acute doses of ionizing radiation.

Freeze Tolerance Enhanced by Antifreeze Protein in Plant

  • Hwang, Cheol-Ho;Park, Hyun-Woo;Min, Sung-Ran;Liu, Jang-Ryol
    • 식물조직배양학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.339-343
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    • 2000
  • When plants are exposed to subfreezing temperatures ice crystals are forming within extracelluar space in leaves. The growth of ice crystal is closely related to the degree of freezing injury. It was shown that an antifreeze protein binds to an ice nucleator through hydrogen bonds to prevent growth of ice crystal and also reduces freezing damage. The antifreeze proteins in plants are similar to PR proteins but only the PR proteins induced upon cold acclimation were shown to have dual functions in antifreezing as well as antifungal activities. Three of the genes encoded for CLP, GLP, and TLP were isolated from barley and Kentucky bluegrass based on amino acid sequence revealed after purification and low temperature-inducibility as shown in analysis of the protein. The deduced amino acid of the genes cloned showed a signal for secretion into extracellular space where the antifreezing activity sup-posed to work. The western analysis using the antisera raised against the antifreeze proteins showed a positive correlation between the amount of the protein and the level of freeze tolerance among different cultivars of barely. Besides it was revealed that TLP is responsible for a freeze tolerance induced by a treatment of trinexapac ethyl in Kentucky bluegrass. Analysis of an overwintering wild rice, Oryza rufipogon also showed that an acquisition of freeze tolerance relied on accumulation of the protein similar to CLP. The more direct evidence for the role of CLP in freeze tolerance was made with the analysis of the transgenic tobacco showing extracellular accumulation of CLP and enhanced freeze tolerance measured by amount of ion leakage and rate of photosynthetic electron transport upon freezing. These antifreeze proteins genes will be good candidates for transformation into crops such as lettuce and strawberry to develop into the new crops capable of freeze-storage and such as rose and grape to enhance a freeze tolerance for a safe survival during winter.

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Speedy Two-Step Thermal Evaporation Process for Gold Electrode in a Perovskite Solar Cell

  • Kim, Kwangbae;Park, Taeyeul;Song, Ohsung
    • 한국재료학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.235-240
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    • 2018
  • We propose a speedy two-step deposit process to form an Au electrode on hole transport layer(HTL) without any damage using a general thermal evaporator in a perovskite solar cell(PSC). An Au electrode with a thickness of 70 nm was prepared with one-step and two-step processes using a general thermal evaporator with a 30 cm source-substrate distance and $6.0{\times}10^{-6}$ torr vacuum. The one-step process deposits the Au film with the desirable thickness through a source power of 60 and 100 W at a time. The two-step process deposits a 7 nm-thick buffer layer with source power of 60, 70, and 80 W, and then deposits the remaining film thickness at higher source power of 80, 90, and 100 W. The photovoltaic properties and microstructure of these PSC devices with a glass/FTO/$TiO_2$/perovskite/HTL/Au electrode were measured by a solar simulator and field emission scanning electron microscope. The one-step process showed a low depo-temperature of $88.5^{\circ}C$ with a long deposition time of 90 minutes at 60 W. It showed a high depo-temperature of $135.4^{\circ}C$ with a short deposition time of 8 minutes at 100 W. All the samples showed an ECE lower than 2.8 % due to damage on the HTL. The two-step process offered an ECE higher than 6.25 % without HTL damage through a deposition temperature lower than $88^{\circ}C$ and a short deposition time within 20 minutes in general. Therefore, the proposed two-step process is favorable to produce an Au electrode layer for the PSC device with a general thermal evaporator.

상태밀도와 overlap integral이 실리콘내 전자의 임팩트이온화율에 미치는 영향 (Influence of the density of states and overlap integral on impact ionization rate for silicon)

  • 정학기;유창관;이종인
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1999년도 춘계종합학술대회
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    • pp.394-397
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    • 1999
  • 임팩트이온화는 고전계하에서 고에너지를 지닌 캐리어간 산란으로써 전자전송해석에 필수적인 요소이다. 그러나 포물선 또는 비포물선 E-k관계는 고에너지에서 실제 밴드구조와 매우 상이한 결과를 나타내므로 임팩트이온화에 대한 정화한 모델은 풀밴드 E-k관계와 페르미의 황금법칙을 이용하여 제시하고 있다. 본 연구에서는 풀밴드를 이용하여 실리콘 임팩트이온화율에 영향을 미치는 상태밀도와 에너지밴드구조 관계, overlap integral의 에너지에 대한 변화를 조사 분석하였다. 실리콘의 에너지밴드구조를 구하기 위하여 경험적 의사포텐셜방법을 사용하였으며 상태밀도를 구하기 위하여 사면체방법을 사용하였다. 또한 임팩트이온화율을 구하기 위하여 페르미의 황금법칙들 사용하였다. 결과적으로 상태밀도는 에너지증가에 따라 단조 증가하는 임팩트이온화율과 달리 에너지밴드구조에 따라 변화하였다. 그러나 overlap integral은 에너지증가에 따라 큰 값을 갖는 분포가 증가함으로써 임팩트이온화율에 직접 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

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Monte Carlo 시뮬레이션을 이용한 Si 임팩트이온화계수의 온도 및 전계 특성 (The Temperature- and Field-dependent Impact ionization Coefficient for Silicon using Monte Carlo Simulation)

  • 유창관;고석웅;김재홍;정학기;이종인
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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    • pp.451-454
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    • 2000
  • 임팩트이온화는 고전계하에서 고에너지를 지닌 캐리어간 산란으로써 전자전송해석에 필수적인 요소이다. 임팩트이온화율 계산은 풀밴드 E-k관계와 페르미의 황금법칙을 이용하였다. 본 연구에서는 풀밴드 Monte Carlo 시뮬레이션을 이용하여 온도 및 전계에 대한 Si 임팩트이온화계수를 조사하였다. 임팩트이온화 모델에 의해서 계산된 look의 임팩트이온화계수는 실험값과 잘 맞았다. 온도상승에 따른 임팩트이온화계수와 전자의 에너지는 포논산란의 emission 모드의 증가 때문에 감소함을 알 수 있었다. 임팩트이온화계수의 대수는 온도와 전계에 대한 선형함수로 fitting 되었다. 이 선형함수의 오차는 5%이내이다. 결과적으로 임팩트이온화계수의 대수는 선형적으로 온도와 전계에 의존함을 알 수 있었다.

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Cell-meditated studies on blooming and growth of potentially ichthyotoxic Cochlodinium polykrikoides(Dinophyceae)

  • Cho, Eun-Seob
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2007년도 추계학술발표회
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    • pp.187-188
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    • 2007
  • The fluctuations of biochemical and molecular activities III the harmful dinoflagellate, Cochlodinium polykrikoides, depending on water temperatures, were studied. In genomic DNA concentration, a similar value of 0.6 was shown at $12^{\circ}C$ and $15^{\circ}C$, but significantly increasing DNA from $18^{\circ}C$ (p<0.05), with a maximum of 1.8 at $24^{\circ}C$. After$24^{\circ}C$, the DNA significantly decreased to 0.6. Likely, the concentrations of RNA and total protein were at their highest values of 1.7 and 0.07 g $mL^1$ at $24^{\circ}C$, respectively. In contrast to ONA, RNA and total protein began to increase at $15^{\circ}C$. Oxygen availability between lower and higher temperatures was significantly different and increased from $18^{\circ}C$ according to light intensity, regardless of wavelengths (p<0.05). At $24^{\circ}C$, the highest value of the maximum electron transport rate (ETRmax), ranging from 537.9 (Ch 1) to 602.5 mol electrons $g^{-1}$ Ch1 a $s^{-1}$ (Ch 4), was also shown. Nitrate reductase (NR) and ATPase activities were at their highest values of 0.11 mol $NO_2^-g^{-1}$ Ch1 a $h^{-1}$ and 0.78 pmol 100 $mg^{-1}$ $at^2$ $4^{\circ}C$, respectively. When the cells cultured at $15^{\circ}C$, NR and ATPase activities significantly increased compared to $12^{\circ}C$ (p<0.05). In an analysis of CHN, the concentration of C and N also significantly increased (p<0.05). However, at $27^{\circ}C$, most of the molecular and biochemical movements were much lower, compared to $24^{\circ}C$. These results suggest that C. polykrikoides is very sensitive biochemical and molecular activities depending on water temperatures. Possibly, it is desirable to estimate at $18^{\circ}C$ the initiation of the massive blooming development of C. polykrikoides. In nature, it will be very difficult to maintain the massive blooms after $24^{\circ}C$ because of the possibility of significantly decreasing the molecular movement and activity of C. polykrikoides.

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지능형 도로 교통망을 위한 WAVE 시스템 구현 (Implementation of WAVE system for ITS)

  • 이세연;정한균;신대교;임기택;이주신
    • 한국항행학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.933-942
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    • 2009
  • 본 논문에서는 IEEE 802.11a PHY를 기반으로 IEEE 802.11p MAC(Medium Access Control)과 IEEE P1609.3을 이용하여 IT 기반 지능형 도로 교통 체계를 위한 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 기술을 구현하였다. 구현된 WAVE 시스템은 최대 120km/h의 속도에서 노변 기지국과 차량 간에 최대 0.5km 범위 내에서 하향 기준 최대 12Mbps의 전송 속도로 통신이 가능하게 하였다. ITS를 위한 WAVE 시스템의 적합성 검증을 위해 도로에서의 저속 및 고속 주행 시 통신 반경 크기, 링크 접속 시간, 데이터 전송 속도, 오류율, 지연시간 등의 파라미터를 측정하여 WAVE가 IT 기반 ITS에 적합하다는 것을 입증하였다.

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반무한 확산모델을 이용한 순환전위법의 전산모사에 관한 연구 (A Study on the Computational Simulation of Cyclic Voltammetry using Semi-infinite Diffusion Model)

  • 조하나;김태용;윤도영
    • 전기화학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.138-144
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    • 2011
  • 본 연구에서는 순환전위법으로 발생되는 전기화학적 신호를 모사하기 위한 전산프로그램을 구현하여, 전극주변에서 발생하는 전자 및 이온의 전달현상을 해석하였다. 물질확산이 지배적인 계에 대하여 반무한 확산모델과 전극반응만을 고려하여 지배방정식과 경계조건을 설정하였다. 순환전위법의 수치해를 구하기 위하여 양함수 유한차분법을 적용하였으며, MATLAB을 이용하여 프로그램을 작성하였다. 10 mM의 $K_3Fe(CN)_6$와 0.1 M KCl 전기화학계를 이용하여 ITO glass 전극에서 순환전위법을 실시하여 실험의 결과와 수치해를 비교하였다. 본 연구에서 구현된 프로그램은 실험 결과를 전반적으로 잘 예측하고 있으며, 특히 주사속도가 낮을수록 실험결과들이 수치해에 보다 근접하고 있었다. 주사속도에 부가하여 순환전위법에서 전극면적, 전극반응속도상수 그리고 전자이동수의 영향들을 정량적으로 고려할 수 있었다.

PCR 기법을 사용한 옥수수 미토콘드리아 변이체 (NADH-dehydrogenase)의 선별과 재분화 (Identification of mitochondrial mutant (NADH-dehydrogenase) using PCR method and regeneration of mutants from Zea mays)

  • 설인환
    • 생명과학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.8-13
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    • 1998
  • 옥수수의 미토콘드리아 변이체(NGS2)는 전자전달계 내의 NADH dehydrogenase를 구성하고 있는 subunit 4와 7 유전자의 재조합에 의해서 생성된 변이체이다. 이들의 변이체들은 식물의 성장과 발육에 절대적인 영양을 미치며, 또한 기내에서의 callus line들의 생성과 발달에도 상당한 영향을 미친다. 이들의 미토콘드리아 mutant 들은 3개의 primer를 사용하는 PCR 방법에 의해서 쉽게 선별이 가능하며, 세포 내의 키토콘드리아 변이 정도를 간접적으로 추측케 하며, 체시포 분열시 세포질 내의 기관들이 random으로 분리되는 현상을 간법적으로 알 수 있다. NGS2 mutant들에서 유기된callus line들은 식물체 재문화에도 영향을 미쳐 murant 미토콘드리아가 많은 call line들에슨 실질적인 부정 줄기의 유기를 방해하는 것으로 사료된다. 결론적으로 NADH-dehydrogenase는 식물체가 재분화 또는 성장하는데 있엇 필요한 요소라고 생각된다.

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