광합성은 정확히 어떤 과정을 통해 일어나나요?
광합성은 정확히 어떤 과정을 통해 일어나나요?
식물이 이산화탄소와 물을 이용하여 산소와 포도당을 만드는 이 중요한 생명 활동의 명반응과 암반응 단계에 대해 자세히 설명해 주실 수 있나요?
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
광합성의 명반응은 틸라코이드 막의 광계에서 물을 분해해 산소분자를 발생시키고 전자이동은 플라스토퀴논에서 시토크롬으로, b6f는 플라스토사이아닌을 거쳐서 NADP+ 환원으로 이어집니다. 이때 생성된 프르톤의 기울기가 ATP 합성효소를 돌리고 ATP를만든다는점이 핵심입니다.
암반응에 붙여 3-PGA를 만들고 ATP, NADPH를 사용해서 G3P를 합성한 뒤 RuBP를재생하는 순환으로 진행되고, 이론적으로 CO2한 분자 고정에 얄 3ATP와 2NADPH가 소비되고 전체 반응은
6CO2 + 6H2O -> C6H12O5 + 6O2로 요약될 수 있습니다.
감사합니다.
광합성은 빛이 필요한 명반응과 빛이 직접적으로 필요하지 않은 암반응, 두 주요 단계를 통해 이산화탄소와 물을 포도당과 산소로 전환하는 과정입니다. 명반응은 엽록체 내부의 틸라코이드 막에서 일어나며, 물을 분해하여 산소를 방출하고 빛에너지를 화학 에너지 저장 물질인 ATP와 NADPH로 전환합니다. 이어서 암반응은 스트로마에서 진행되며, 명반응에서 생성된 ATP와 NADPH의 에너지를 사용하여 외부에서 흡수한 이산화탄소를 캘빈 회로를 통해 환원시켜 최종적으로 포도당과 같은 탄수화물을 합성하게 됩니다.
먼저 광합성은 식물이 빛 에너지를 이용해 이산화탄소와 물을 포도당과 산소로 바꾸는 생명 활동입니다.
광합성의 명반응은 엽록체의 틸라코이드 막에서 일어납니다.
빛이 엽록소에 흡수되어 전자를 들뜨게 하고, 물의 광분해를 통해 전자가 보충되며, 부산물로 산소가 발생합니다. 그리고 전자 전달계를 거치면서 ATP와 NADPH라는 화학 에너지 저장 분자가 생성됩니다.
그리고 암반응은 엽록체의 스트로마에서 일어납니다.
빛은 직접 필요 없지만, 명반응의 생성물인 ATP와 NADPH가 사용됩니다. 이 과정에서 이산화탄소가 RuBP와 결합하여 탄소 고정이 이루어지고, ATP와 NADPH의 에너지와 수소를 이용해 CO2를 포도당으로 환원 및 합성하게 됩니다.
그리고 RuBP를 재생하여 회로를 계속 돌리게 되죠.
안녕하세요.
질문해주신 광합성은 식물이 빛 에너지를 이용해 이산화탄소와 물로부터 유기물을 합성하는 과정으로, 크게 명반응과 암반응으로 나뉩니다.
우선 명반응은 엽록체의 틸라코이드 막에서 일어나며 빛을 직접 필요로 하는 단계인데요 이 과정에서 엽록소와 다른 광색소가 빛 에너지를 흡수하면 전자가 여기되어 광계 II에서 방출되고, 이때 물이 광분해되어 전자와 프로톤, 그리고 산소가 생성됩니다. 방출된 전자는 전자전달계를 따라 이동하면서 틸라코이드 내강으로 프로톤 농도를 증가시키고, 이 기울기가 ATP 합성효소를 통해 ATP를 생산하는 데 사용됩니다. 이후 전자는 광계 I으로 전달되어 다시 빛을 흡수함으로써 높은 에너지 상태로 올라가고, 최종적으로 NADP⁺가 NADPH로 환원됩니다. 이 명반응에서 만들어진 ATP와 NADPH는 다음 단계인 암반응에서 핵심적인 에너지원과 환원력으로 사용됩니다.
다음으로 암반응은 엽록체 기질에서 일어나며 빛을 직접 사용하지 않지만, 명반응에서 생성된 ATP와 NADPH가 반드시 필요합니다. 이 단계는 칼빈 회로라고 불리며, 세 부분으로 구성됩니다. 먼저 루비스코 효소가 이산화탄소를 5탄당 RuBP에 고정하여 두 분자의 3-포스포글리세르산(3-PGA)을 생성합니다. 이어지는 환원 단계에서 3-PGA는 ATP의 에너지와 NADPH의 환원력을 이용해 글리세르알데하이드-3-인산(G3P)으로 전환됩니다.
이때 생성된 G3P 중 일부는 포도당과 같은 탄수화물 합성에 사용되며, 나머지는 다시 ATP를 사용한 여러 전환 과정을 통해 RuBP로 재생되어 회로가 지속될 수 있도록 합니다. 즉 광합성은 명반응을 통해 빛 에너지를 화학 에너지로 바꾸고, 암반응을 통해 그 에너지를 이용해 이산화탄소를 유기물로 전환하는 일련의 과정이라고 할 수 있습니다. 감사합니다.