• 한국과학교육학회지
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• 제29권6호
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• pp.712-729
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• 2009

본 연구에서는 고등학생들의 식물의 광합성과 호흡에 관련된 오개념을 조사하고, 이를 교정할 수 있는 방안으로 Driver 개념변화 학습 모형을 적용한 수업 프로그램을 개발 적용하여 그 효과를 알아보는데 목적이 있다. 연구 대상은 부산광역시 소재의 남자고등학교 재량교과 시간에 생물학습을 선택한 1학년 66명을 연구 대상으로 하였으며, 학생들의 광합성과 식물의 호흡에 관한 개념 정도는 그림그리기와 서술형 검사로 서로 상호적인 방법으로 조사되었다. 광합성과 식물 호흡에 관한 학생의 오개념을 단계별 수준으로 구분 짓는 방법으로 그림그리기 방법을 적용한 결과, 많은 학생들이 과학교과서나 과학자에 의해 이해되지 않은 오개념이 포함된 그림을 그렸으며, Driver 개념 변화 학습 모형 적용 후에는 식물의 광합성과 호흡의 필수 요소인 빛, 이산화탄소, 물, 포도당, 산소, 나뭇잎, 엽록체, 미토콘드리아, 기공, 에너지 등을 포함한 과학적 인 그림을 그렸다. 식물의 광합성과 호흡의 여러 측면에 대한 개념을 조사하기 위해 실시한 서술형 검사 결과에도 사전검사에서는 식물의 광합성과 호흡이 일어나는 시점과 장소, 식물의 영양소, 광합성에서의 잎의 역할, 식물의 광합성과 호흡의 관계에 대해서 많은 학생들이 오개념을 보였으나, Driver 개념변화 학습 모형을 적용한 수업 후에는 식물의 광합성과 호흡에 대한 오개념이 많이 교정된 것으로 나타났다.

• 한국농림기상학회지
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• 제1권1호
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• pp.52-59
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• 1999

Vegetation canopy plays an important role in $CO_2$/$H_2$O exchange between the biosphere and the atmosphere by controlling leaf stomata. In this study, rice (Oryza sativa L.), a staple crop in Asia was investigated to formulate its single leaf model of photosynthesis and stomatal conductance. Photosynthesis and stomatal conductance were measured with a portable infrared gas analyzer system. Other plant and meteorological variables were also measured. To evaluate empirical constants in this biochemical leaf model, nonlinear least squares technique was used. The maximum catalytic activity of enzyme and the maximum rate of electron transport were $ 100\mu$㏖ $m^{-2}$ $s^{-1}$ and $140 \mu$㏖ m$^{-2}$ s$^{-1}$ (@ 35$^{\circ}C$), respectively. The empirical constants, m and b, associated with stomatal conductance model were 9.7 and $0.06 m^{-2}$ $s^{-1}$ , respectively. On a leaf scale, agreements between the modeled and the measured values of photosynthesis and stomatal conductance were on average within 20%, and the simulation of diurnal variation was also satisfactory On a canopy scale, the Simple Biosphere model(SiB2) was tested using the derived parameters. The modeled energy fluxes were compared against the micrometeorologically measured fluxes over a rice canopy. Agreements between the modeled and the measured values of net radiation, sensible heat and latent heat fluxes, and $CO_2$ flux (i.e., net canopy photosynthesis) were on average within 25%.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권2호
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• pp.228-232
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• 2018

기후변화 영향평가를 위하여 프로세스 작물모형이 많이 이용되고 있지만, FORTRAN, C++, Delphi, Java와 같은 컴퓨터 프로그래밍 언어로 만들어지기 때문에 농학자들이 작물 모형을 제작하는 것이 쉽지 않다. 배추 모형을 개발하기 위해 6 가지 온도 체계를 가진 토양-식물-대기 연구(SPAR) 실험 자료가 사용되었다. SPAR 챔버에서의 식물 재배 기간 동안 잎의 수, 잎의 면적, 식물의 생장률을 6 회 측정 하였다. 또한 휴대용 LI-6400 광합성 측정기를 이용하여 잎의 광합성을 측정 하였다. 잎 수준 광합성 예측은 Farquhar, von Caemmerer 및 Berry (FvCB) 모형을 적용 하였고, 수관의 광합성은 Sun/Shade 모형이 사용되었다. 이러한 전 과정은 BuildIt 이라는 Excel 추가기능이 포함된 엑셀 파일로 제작되었다. 개발된 모형으로 시간 단위의 기상 입력 자료를 사용하여 배추의 광합성, 생장률 및 기타 생리 변수의 변화를 모의할 수 있었으며, 측정된 배추의 건조 중량의 변화와 모형에서 예측된 동화량과는 비례적인 관계를 나타내었으나, 온도에 따라서 다르게 나타났다.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 2002년도 추계 심포지엄 및 학술발표 논문집
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• pp.293-297
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• 2002

폐쇄형 식물 생산 시스템에서 생산되는 식물은 생장속도가 빠르기 때문에 생장속도를 제어하거나 예측할 수 없어 수확적기를 놓치면 품질이 현저히 떨어져 상품성이 저하된다. 이를 해결하기 위해서는 식물생장기간 동안 식물에 따라 적절한 생장환경을 조성하여 생장정도를 균일하게 할 수 있는 최적 환경제어가 필요하다. 본 연구에서는 폐쇄형 식물 생산시스템의 최적 환경제어를 위하여 엽록소형광분석법을 이용하여 상추를 중심으로 광합성효율 모델(photosynthesis efficiency model ; PEM)을 개발하였다. (중략)

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권2호
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• pp.238-244
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• 2010

Rhizobia are well-known for their ability to infect and nodulate legume roots, forming a nitrogen-fixing symbiosis of agricultural importance. In addition, recent studies have shown that rhizobia can colonize roots and aerial plant tissues of rice as a model plant of the Graminaceae family. Here we show that rhizobia can invade tobacco, a model plant belonging to the Solanaceae family. Inoculation of seedling. roots with five GFP-tagged rhizobial species followed by microscopy and viable plating analyses indicated their colonization of the surface and interior of the whole vegetative plant. Blockage of ascending epiphytic migration by coating the hypocotyls with Vaseline showed that the endophytic rhizobia can exit the leaf interior through stomata and colonize the external phyllosphere habitat. These studies indicate rhizobia can colonize both below- and above-ground tissues of tobacco using a dynamic invasion process that involves both epiphytic and endophytic lifestyles.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권4호
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• pp.209-216
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• 2004

본 연구에서는 폐쇄형 식물 생산시스템 내에서 생체정보에 의한 최적 환경제어와 식물의 환경스트레스 판단을 위하여 엽록소형광 분석법으로 광합성효율 모델을 만들었으며, 광합성효율 모델에 유전알고리즘을 적용하여 재배환경 최적화 프로그램의 응용성을 평가하였다. 6가지 미기상 요인 중 5가지는 고정하고 1가지씩만 변화시켜 가며 측정한 Fv'/Fm'이 최대가 되는 환경조건은 기온 $21^{\circ}C,\;CO_2$농도 $1,200\~1,400ppm$, 상대습도 $68\%$, 기류속도 $1.4m{\cdot}s^{-1}$, 배양액온도 $20^{\circ}C$이었으며 PPF가 $140{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 보다 증가할수록 광합성 효율은 감소하였다. 광합성효율모델의 오차는 평균 $2.5\%$였다. 재배환경 최적화 프로그램으로부터 계산된 밀폐형식물 생산시스템내에서 상추의 최적재배환경조건은 기온 $22^{\circ}C$, 배양액온도 $19^{\circ}C,\;CO_2$농도 1,400ppm, 기류속도 $1.0m{\cdot}s^{-1}$, PPF $430{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 상대습도 $65\%$이다. 이상의 연구 결과로부터 광합성 효율 모델을 이용하여 식물 생산시설의 환경모니터링 시스템과 식물 생체정보에 의한 최적제어시스템의 개발이 가능함을 확인하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권6호
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• pp.741-750
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• 2017

A model coupling a meteorological predictive model and a vegetation photosynthesis and respiration model was used to simulate $CO_2$ concentrations over coastal basin areas, and modeling results were estimated with aircraft observations during a massive sampling campaign. Along with the flight tracks, the model captured the meteorological variables of potential temperature and wind speed with mean bias results of $0.8^{\circ}C$, and 0.2 m/s, respectively. These results were statistically robust, which allowed for further estimation of the model's performance for $CO_2$ simulations. Two high-resolution emission data sets were adopted to determine $CO_2$ concentrations, and the results show that the model underestimated by 1.8 ppm and 0.9 ppm at higher altitude over the study areas during daytime and nighttime, respectively, on average. Overall, it was concluded that the model's $CO_2$ performance was fairly good at higher altitude over the study areas during the study period.

• ALGAE
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• 제31권1호
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• pp.49-59
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• 2016

Ulva pertusa, a common bloom-forming green alga, was used as a model system to examine the effects of elevated carbon dioxide (CO₂) and temperature on growth and photosynthetic performance. To do this, U. pertusa was grown under four temperature and CO₂ conditions; ambient CO₂ (400 μatm) and temperature (16℃) (i.e., present), elevated temperature only (19℃) (ET; i.e., warming), elevated CO₂ only (1,000 μatm) (EC; i.e., acidification), and elevated temperature and CO₂ (ET and EC; i.e., greenhouse), and its steady state photosynthetic performance evaluated. Maximum gross photosynthetic rates (GP_max) were highest under EC conditions and lowest under ET conditions. Further, ET conditions resulted in decreased rate of dark respiration (R_d), but growth of U. pertusa was higher under ET conditions than under ambient temperature conditions. In order to evaluate external carbonic anhydrase (eCA) activity, photosynthesis was measured at 70 μmol photons m⁻² s⁻¹ in the presence or absence of the eCA inhibitor acetazolamide (AZ), which inhibited photosynthetic rates in all treatments, indicating eCA activity. However, while AZ reduced U. pertusa photosynthesis in all treatments, this reduction was lower under ambient CO₂ conditions (both present and warming) compared to EC conditions (both acidification and greenhouse). Moreover, Chlorophyll a and glucose contents in U. pertusa tissues declined under ET conditions (both warming and greenhouse) in conjunction with reduced GP_max and R_d. Overall, our results indicate that the interaction of EC and ET would offset each other’s impacts on photosynthesis and biochemical composition as related to carbon balance of U. pertusa.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 1987년도 추계 학술대회지
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• pp.72-73
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• 1987

• 한국환경과학회지
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• 제26권6호
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• pp.729-739
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• 2017

The Weather Research and Forecasting (WRF) model and Vegetation Photosynthesis and Respiration Model (VPRM) were coupled to simulate atmospheric $CO_2$ concentrations. The performance of the WRF-VPRM to simulate regional scale $CO_2$ concentration was estimated over coastal basin areas. Either Hestia 2011(HST) or Vulcan 2002(VUL) anthropogenic $CO_2$ emission data were used in two numerical experiments for the study regions. Simulated meteorological variables were validated with ground and background $CO_2$ measurement data, and the results show that the model captured temporal variations of $CO_2$ concentration on a daily basis. $CO_2$ directional analysis revealed that the dominant $CO_2$ emission sources are located S and SW. The simulated Net Ecosystem Exchange (NEE) agreed relatively well with measured $CO_2$ fluxes at each vegetation class site, showing approximately 40% at max improvement at shrub areas.