광합성의 과학적 원리가 궁금합니다.

안녕하세요.

광합성은 주로 식물에서 빛 에너지를 화학 에너지로 전환시키는 과정입니다.
이 과정은 간단하게 이산화 탄소와 물로부터 빛 에너지를 받아
글루코스(당)와 산소를 만들어냅니다.

식물에서 위와 같은 반응을 하는 단백질들은 엽록체(chloloplast)라고 불리는
식물세포 소기관 내부에 위치하고있습니다. 잎사귀가 초록색을 띄는 이유이기도 합니다.

위 과정을 통해 만들어진 글루코스는 태양에너지와 다르게 쉽게 분해되지 않으며 대사활동을 해야만 분해가 가능합니다. 따라서 차곡차곡 모아놓은 글루코스를 소모하며 식물들이 생육에 사용하게 됩니다.

태양에너지 대신 엽록체의 반응을 활성화 시킬수 있는 에너지의 형태는 모두 광합성을 유도할 수 있을것 같습니다. 예를 들어 실내재배에 이용되는 자외선 램프과 같은 에너지들이 있습니다.

감사합니다.

안녕하세요. 오현수 의사입니다.

광합성의 주요 메커니즘은 빛을 이용한 전자의 이동에 있습니다. 빛이 왔을 때 빛의 에너지가 전자를 excitation 하게 되는데, 이때 들뜬 전자가 전자전달계를 흐르면서 수소이온의 농도기울기를 형성합니다. 이때 만들어진 수소농도기울기를 통해 ATP를 형성하게 되며, 더불어 이 과정중 NADPH, 산소를 형성하게 됩니다.

식물의 생육에 중요시 여겨지는 것을 보다 과학적으로 접근해본다면, 가장 중요한 분자는 광합성 과정중 A만들어진 ATP와 NADPH입니다. Calvin cycle이라고 있는데, 여기서 가장 중요한 것은 대기중의 이산화탄소의 탄소를 유기물에 추가함으로 보다 큰 탄소화합물을 만드는데 있습니다. 이 과정을 통해 우리가 먹는 탄수화물을 형성하게 되는 것이죠. 이는 식물의 에너지 저장원이 되기도 하며, 인류가 사용할 수 있는 주된 식량원이 되기도 합니다.

광합성 자체가 빛의 에너지를 이용하기 때문에, 실제 적절한 파장의 빛만 공급되어진다면 물론 광합성이 일어날 수 있다는 점 또한 알려드립니다.

질문에 답변이 되었으면 좋겠습니다. 읽어주셔서 감사합니다.

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

광합성은 햇빛으로부터 포획한 에너지를 이용하여 이산화 탄소를 탄수화물로 전환시킨다. 탄소 고정은 흡열 반응이며, 산화환원반응이다. 일반적인 개요에서 광합성은 세포 호흡의 반대 과정이다.

태양의 에너지를 이용하여 이산화탄소를 탄수화물로 전환시킵니다.

이러한 과정은 흡열 반응이자 산화환원 반응이고, 이 과정은 세포호흡의 반대 과정입니다.

즉 태양의 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 과정이고,

이 화학 에너지는 CO2와 물로부터 합성된 탄수화물 분자에 저장됩니다.