캘빈주기는 식물 세포의 엽록체의 기질에서 발생합니다. 기질은 광합성의 첫 단계가 발생하는 엽록체의 그라나를 둘러싼 무색의 유체입니다.
고등학교 과학 수업에서 배운 교훈을 다시 생각할 때“광합성”이라는 단어는 잊기 어렵습니다. 결국,이 과정은 식물이 이산화탄소와 물을 통해 식품을 생성 할뿐만 아니라 지구상의 많은 생명체가 생존 해야하는 산소를 생산하는 것 외에도 생존해야합니다. 그러나이 과정의 세부 사항은 약간 퍼지 될 수 있지만, 이러한 중요한 광합성 반응이 발생하는 식물 내 위치.
가장 간단한 수준에서 광합성은 빛 의존적 반응과 빛 독립적 반응의 두 단계에서 발생하며, 후자는 캘빈 사이클이라고도합니다. 우리는이 두 단계 모두 산소 생산과 식물의 식품 생성에 필수적이지만,이 생물학적 마법은 어디에서 발생하는지
광합성
아시다시피, 모든 살아있는 유기체는 기능을 위해 에너지가 필요합니다. 거대한 푸른 고래에서 가장 작은 조류에 이르기까지 살아있는 유기체는 어떤 식 으로든 신진 대사를 불러 일으킬 필요가 있습니다. 이곳은 초조 동물의 지원을받는 정점 포식자와 육식 동물과 함께 유기농 식물 물질로부터 에너지를 얻는 음식 체인이 작용하는 곳입니다. 그러나 식물은 또한 살아 남기 위해“음식”이 필요한 살아있는 유기체이지만, 우리가 사용될 수있는 식료품의 형태는 아닙니다. 식물 재료에 저장된 에너지는 광합성 과정에서 시작되며, 이산화탄소 및 물과 함께 빛 에너지를 태양으로부터 전환시킨다.
광합성은 식물, 조류 및 시아 노 박테리아에 의해 수행되며, photoAutotrophs , 그들은 빛을 사용하여 스스로 먹이를 줄 수 있기 때문에! 생계를 위해 다른 유기체를 먹는 유기체는 이종 영양으로 알려져 있습니다. 광합성 과정은 상당히 복잡하고 여러 단계가 있지만 일반 방정식으로 단순화 될 수 있습니다. 6Co2+6H2O → C6H12O6+6O2. 방정식보다 단어를 사용하는 사람들의 경우, 공기의 6 개의 이산화탄소 분자 + 식물의 혈관 시스템 + 햇빛의 에너지로부터의 6 개의 수소 분자가 1 글리 세르 데 하이드 -3- 포스페이트 분자 (단순 탄수화물) 및 6 산소 분자로 전환됩니다.
광합성의 전체 과정은 엽록체 내부에서 발생하며, 식물의 잎에 위치한 엽록소 (엽록소)가 포함되어 있습니다. 메세 필은 잎에서 세포의 중간 층이며, 대부분의 엽록체는 이들 세포의 상부 영역 (Palisade 층)에 위치한다. 기공은 기공 또는 작은 구멍이며, 일반적으로 잎의 밑면에있는 기체 교환이 이루어질 수 있습니다. 이것이 광합성에서의 역할을 위해 이산화탄소를 잎으로 가져가는 방법과 광합성의 부산물로 산소가 방출되는 곳입니다.
상기 언급 된 바와 같이 광합성의 첫 번째 단계는 광 의존적 반응이라고합니다. 광합성의 첫 번째 단계는 엽록체의 thylakoid 막에서 엽록소에 흡수되는 햇빛으로 구성됩니다. 그런 다음이 광 에너지는 NADPH (니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오티드 포스페이트) 및 ATP (아데노신 트리 포스페이트 - 살아있는 세포의 주요 에너지 통화) 형태로 화학 에너지로 전환됩니다. 이 전환은 광 시스템이라는 일련의 단백질 복합체에서 발생합니다. 이 광 시스템은 전자를 여기서, 에너지를 운반하는 분자에 의해 전달되어 광합성의 두 번째 단계에 전력을 공급하며, 아래에 설명 될 것이다. Photosystems I 및 II에 대한 완전하고 자세한 설명과 전반적인 빛 의존적 반응은 여기에서 찾을 수 있습니다.
Calvin Cycle
빛 의존적 반응에 따라, 일단 NADPH와 ATP가 생성되면, 광합성의 두 번째 단계가 시작될 수있다. 이러한 광 독립적 반응은 어두운 반응 (빛이 반응물이 아니기 때문에) 또는 캘빈 사이클이라고도합니다.
(사진 크레디트 :Designua/Shutterstock)
위에서 언급 한 바와 같이, 이산화탄소는 식물의 기공을 통해 채취되어 엽록체의 기질로 이동한다. 이산화탄소의 탄소는 캘빈주기 동안 "고정"되어 설탕을 합성 할 수 있습니다. 광합성이 두 가지 주요 단계로 분해 될 수있는 것처럼, 캘빈주기는 카본 고정, 감소 및 재생의 세 부분으로 세분 될 수 있습니다. .
탄소 고정
이산화탄소 분자는 5- 탄소 수용체 분자 (RUBP)와 결합하여 6- 탄소 분자를 형성한다. 이것은 Rubisco 효소에 의해 촉매되는 2 개의 3- 탄소 분자 (3- 포스 포 글리 세포 산)로 빠르게 나뉩니다. 이 단계에서 6 개의 ATP 분자가 ADP로 변환됩니다.
감소
광 의존적 반응에서 생성 된 ATP 및 NADPH는 이제 2 개의 3- 포스 포 글리 에코 산 분자를 3- 탄소 당인 2 개의 글리 세르 알데히드 -3- 포스페이트 분자로 변환하는데 사용된다. 이 단계에서, 6 NADPH는 3- 탄소 당 (G3P)을 생성하는 환원 공정 (전자 기부)으로 인해 6 NADP+로 변환됩니다.
.재생
캘빈주기의 세 번째 단계에서, 일부 G3P 분자는 포도당을 생산하기 위해 계속 될 것이며, 대부분은 이산화탄소의 수용체 분자 인 RUBP를 생산하기 위해 재생 될 것이다. 위에서 설명한 광합성에 대한 방정식을 기억한다면, 6 개의 이산화탄소 분자가 기본 반응물로 나타났습니다. 이는 단일의 포도당 분자 (2 개의 G3P 분자로 구성)를 생산하기 위해 6 번의 캘빈주기가 필요하기 때문입니다. Calvin Cycle의 6 회전에 걸쳐 두 개의 G3P 분자가 사이클을 종료하는 반면, 10 G3P 분자는 RUBP로 재생/재활용 되어이 필수 사이클이 계속 될 수 있습니다!
.최종 단어
나무의 잎을 볼 때, 당신은이 행성에서 생명이 생존 할 수있는 복잡한 내부 작업을 깨닫지 못할 수 있습니다. 이들 잎은 엽록체가 포함 된 세포의 중생대 층을 함유하고 있으며, 여기서 기질은 빛 독립적 반응이 일어날 공간을 제공한다. 그 같은 잎은 또한 캘빈주기에 필요한 이산화탄소를 섭취하고 산소 부산물을 방출하는 밑면에 구내 표준을 가지고 있습니다.
