광합성의 과정 : 광반응과 암반응

광합성의 두 단계

 

광합성의 과정

• 광합성 과정에서 이산화탄소는 기공을 통해 들어가고 물은 토양의 뿌리털에 흡수되어 목관을 통해 잎으로 운반됩니다. 엽록소는 태양의 빛 에너지를 흡수하여 물 분자를 수소와 산소로 분해합니다.

 

• 물 분자의 수소와 공기에서 흡수된 이산화탄소는 포도당 생산에 사용됩니다. 또한, 산소는 폐기물로서 잎을 통해 대기 중으로 방출됩니다.

• 포도당은 성장과 발달 을 위한 에너지를 제공하는 식물의 식품 공급원이며, 나머지는 나중에 사용하기 위해 뿌리, 잎 및 과일에 저장됩니다.

 

• 안료는 광합성의 다른 기본적인 세포 구성 요소입니다. 그들은 색상을 부여하는 분자이며 특정 파장의 빛을 흡수하고 흡수되지 않은 빛을 다시 반사합니다. 모든 녹색 식물은 주로 엽록체의 틸라코이드에 존재하는 엽록소 a, 엽록소 b 및 카로티노이드를 함유합니다. 주로 빛 에너지를 포착하는 데 사용됩니다. 엽록소-a가 주요 색소입니다.

 

광합성 과정은 두 단계로 발생합니다.

 

• 광의존반응 또는 광반응, Light-dependent reaction or light reaction

• 광독립반응 또는 암반응, Light independent reaction or dark reaction

 

광합성의 광반응 (또는) 광의존반응

• 광합성은 햇빛이 있는 낮 동안에만 수행되는 광 반응으로 시작됩니다. 식물에서 빛 의존 반응은 엽록체의 틸라코이드 막에서 발생합니다.

• 틸라코이드(thylakoid) 내부에 존재하는 막으로 둘러싸인 주머니와 같은 구조인 그라나(Grana)는 빛을 모아서 기능하며 광계(photosystem)라고 합니다.

• 이 광계는 광합성의 광반응 과정에서 주요 역할을 하는 식물 세포 내에 존재하는 색소 및 단백질 분자의 큰 복합체를 가지고 있습니다.

• 광계에는 광계 I과 광계 II의 두 가지 유형이 있습니다.

• 빛 의존 반응에서 빛 에너지는 ATP와 NADPH로 전환되며, 이는 광합성의 두 번째 단계에서 사용됩니다.

• 광 반응 동안 ATP와 NADPH는 두 개의 전자 수송 사슬에 의해 생성되고 물이 사용되며 산소가 생성됩니다.

 

광합성의 광반응에서 화학 반응식은 다음과 같이 줄일 수 있습니다.

 

광합성의 광반응 화학 반응식

 

광합성의 암반응(또는) 빛독립반응

• 암반응은 탄소고정반응(carbon-fixing reaction)이라고도 한다.

• 이것은 물과 이산화탄소 분자로부터 설탕 분자가 형성되는 빛 독립적인 과정입니다.

• 어두운 반응은 엽록체의 기질에서 발생하며, 여기에서 그들은 밝은 반응의 NADPH와 ATP 생성물을 활용합니다.

• 식물은 기공을 통해 대기로부터 이산화탄소를 포획하고 캘빈 광합성 주기를 진행합니다.

• 캘빈 회로(Calvin cycle)에서 광반응 동안 형성된 ATP와 NADPH는 반응을 주도하고 6분자의 이산화탄소를 하나의 당 분자 또는 포도당으로 전환합니다.

 

암반응에 대한 화학 반응식은 다음과 같이 줄일 수 있습니다.

 

광합성의 암반응 화학 반응식

* G3P 글리세르알데히드-3-인산염