우리가 말하는 그 광합성?

광합성에 관한 과학적 접근

식물은 일반적으로 먹이 사슬의 기반이 된다는 공로를 받습니다. 덜 알려져있지만 똑같이 중요한 조류는 조류를 이산화탄소로 산소로 바꾸는 중요한 임무를 수행합니다. 엽록체를 함유 한 단세포 유기체인 식물과 같은 원생 생물은 먹이 사슬과 이산화탄소를 산소로 전환시키는 데 스스로 기여합니다. 이 유기체는 공통점이 무엇일까요? 그들은 모두 광합성을 수행합니다. 광합성 과정은 태양 에너지를 사용하여 이산화탄소와 물을 결합하여 설탕인 포도당을 형성합니다. 이산화탄소는 잎 바닥의 작은 구멍을 통해 또는 조류와 원생 생물의 경우 세포막을 통한 확산을 통해 식물에 유입됩니다. 물은 일반적으로 뿌리뿐만 아니라 물이 세포막을 통과하게하는 삼투에 의해 다양한 방법으로 들어갑니다. 녹색 화학 엽록소에 흡수된 태양의 에너지는 이산화탄소 분자와 물 분자를 결합하여 포도당, 한 종류의 설탕을 형성하고 폐기물로 산소를 방출하는 화학 반응에 연료를 공급합니다. 포도당은 식물의 과일, 뿌리 및 줄기에 저장 될 수 있으며 산소가 포도당을 이산화탄소와 물로 분해하여 저장된 에너지를 방출하는 호흡의 역 과정을 통해 방출될 수 있습니다. 광합성이라는 단어는 문자 그대로 '조성' 또는 '합성'을 의미하는 그리스어인 '빛' 및 '합성'을 의미하는 '사진'으로 나뉩니다. 광합성은 실제로 빛을 사용하여 모으는 것을 의미합니다. 식물, 조류 및 식물과 같은 원생 생물은 햇빛을 사용하여 이산화탄소와 물을 합쳐 설탕을 만듭니다. 광합성에 대한 화학적 설명은 이 과정의 중요성을 전달하기 시작하지 않습니다. 이산화탄소와 화산에서 분출된 다른 가스로 구성된 지구의 초기 대기는 광합성 청록색 조류에 의해 점차 현대의 산소가 풍부한 대기로 바뀌었습니다. 이산화탄소와 물의 설탕으로의 전환은 식물뿐만 아니라 거의 모든 동물의 삶을 위한 음식을 제공합니다. 식물은 육지에서 대부분의 음식을 제공하지만 조류와 식물성 원생 동물은 대부분의 수생 먹이 사슬에 음식을 제공합니다. 시간이 지남에 따라 곤충, 조류 또는 박쥐에 의한 식물의 수분과 같은 식물과 동물 사이의 많은 상호 의존 관계가 발전했습니다. 그러나 궁극적으로 많은 식물은 동물없이 생존하지만 대부분의 동물은 식물이나 다른 광합성 유기체 없이는 살 수 없습니다. 화학 합성에 대한 간단한 설명없이 광합성을 설명하기는 어렵습니다. 화학 합성은 화학 반응을 사용하여 에너지를 방출하고 당을 형성합니다. 광합성 반응에는 하나의 방정식 만 있지만 화학 합성 반응은 유기체에 따라 다릅니다. 폼알데히드에 심해 열수 분출 결합한 황화수소, 산소 및 이산화탄소에 박테리아가 수행한 화학 합성 반응은, 다른 화학 합성 박테리아는 메탄을 산화시키거나 황화물을 줄여 에너지를 방출합니다. 화학 합성 박테리아는 햇빛이 침투하지 않는 심해 지역 사회에서 먹이 사슬의 기초를 형성합니다. 화학 합성 박테리아는 육지의 일부 온천에서도 발생합니다. 광합성은 식물과 몇 가지 미생물이 햇빛, 이산화탄소 및 물을 두 가지 제품으로 변환하는 데 사용하는 과정입니다. 에너지를 저장하는 데 사용하는 탄수화물과 환경으로 방출되는 산소입니다. 물은 광합성으로 산화되어 전자를 잃고 이산화탄소가 감소하여 전자를 얻습니다. 광합성에서 감소 된 화합물인 이산화탄소가 전자를 얻는다는 것은 직관적이지 않습니다. 음으로 하전된 전자의 첨가가 분자의 전체 전하를 감소시키기 때문에 이러한 전자 이동을 환원이라고 합니다. 즉, 그것은 분자를 덜 긍정적이고 더 부정적으로 만듭니다. 광합성은 식물의 잎과 녹색 줄기에서 발견되는 엽록체에서 발생합니다. 한 잎에는 수만개의 세포가 있으며 각 세포에는 40 ~ 50개의 엽록체가 있습니다. 각 엽록체는 틸라코이드라고 불리는 많은 원반 모양의 구획으로 나뉘며, 팬케이크 더미처럼 수직으로 배열됩니다. 각 스택을 그라마라고하며 스트로마라고 불리는 유체에 매달려 있습니다. 명반응은 그라나 발생과 빛에 독립적인 반응은 엽록체의 기질에서 일어납니다. 광합성의 첫 번째 단계는 빛 에너지를 사용하여 두 번째 프로세스에 사용될 에너지 운반체 분자를 만듭니다. 가벼운 반응으로 알려진 이 반응은 태양의 에너지를 직접 사용합니다. 수백 가지의 안료 분자가 틸라코이드 막의 광 중심에 포함되어 있으며 빛을 흡수하고 엽록소 분자로 에너지를 전달하는 안테나 역할을 합니다. 이 광합성 안료는 식물이 햇빛을 흡수할 수있게하며, 이는 공정을 시작하는 데 필요합니다. 빛은 전자를 여기시켜 더 높은 에너지 상태를 유발합니다. 이로 인해 태양 에너지를 식물 에너지를 제공하는 화학 에너지로 변환합니다. 식물의 엽록소 분자는 고에너지 전자를 수용체 분자로 전달하는 반응 센터를 구성한 다음 일련의 막 담체를 통해 전달됩니다. 이러한 고에너지 전자는 분자 사이를 통과하여 물 분자를 산소, 수소 이온 및 전자로 나눕니다. 일산화탄소에서 탄수화물의 생합성에서 광합성 처리 결과입니다. 이 독립적상에서, 제 1단계에서 생성된 니코틴아미드아데닌 디뉴클레오티드 인산은 포도당을 형성할 수소를 제공하는 반면, 의존성 반응에서 형성된 아데노신 삼인산는이를 합성하는데 필요한 에너지를 제공합니다. 캘빈 사이클이라고도하는 이 단계는 간질에서 발생하고 자당을 생산 하여 식물의 음식과 에너지 공급원으로 사용됩니다. 멜빈 칼빈으로 명명된 이 단계는 엽록체에서 발견되는 효소 리룰 로스 비스 포스페이트 카르 복실 라제와 함께 첫 번째 단계에서 생성된 아데노신 삼인산 및 니코틴아미드아데닌 디뉴클레오티드 인산을 사용합니다. 여기서, 리룰 로스는 촉매로서 작용하여 탄소 분자를 '고정'시킨 후 식물의 에너지원으로서 작용하는 탄수화물로 전환됩니다.