두 가지 단계 가 있습니다 또는 광합성의 일부 . 광합성 의이 두 부분은 빛 의존 반응과 광 독립적 반응입니다. 광 독립적 반응을 캘빈주기라고도합니다. 광 의존적 반응에서, NADPH 및 ATP와 같은 전자 캐리어 분자는 햇빛이 엽록소에 의해 흡수 된 후 햇빛을 화학 에너지로 전환함으로써 형성된다. 광 독립 반응에서, 광 의존적 반응을 통해 얻은 화학적 에너지는 탄수화물 분자를 조립하는데 사용된다. 광합성을 달성하는 데 사용되는 두 시스템은 광 시스템이라고합니다.
이러한 광 시스템/광합성 프로세스가 어떻게 작동하는지 이해하려면 광합성 과정의 반응물을 검사하고 이러한 반응물이 광 시스템에 의해 어떻게 조작되는지 탐색하는 것이 도움이 될 것입니다.
.광합성의 반응물
광합성의 반응물은 물, 햇빛 및 이산화탄소입니다. 식물 세포는 에너지를 생성하기 위해 물, 햇빛 및 이산화탄소를 섭취합니다. 반응물은 광합성 과정의 입력이며, 광합성의 출력 또는 산물은 포도당과 산소이다. 광합성에 대한 화학 방정식은 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
이 방정식은 이산화탄소 (또는 CO2)와 H2O (또는 물)가 C6H1206 (또는 설탕) 및 O2 (또는 산소)를 생성하는 데 사용된다는 것을 의미한다고 해석 할 수 있습니다. 이산화탄소는 세포 호흡 또는 발효 과정에서 많은 다른 유기체에 의해 방출됩니다. 식물은 공장의 잎 안에 존재하는 작은 구멍을 통해 이산화탄소를 흡수합니다. 식물의 세포가 이산화탄소를 흡수하면, 세포 내 엽록체는 광합성을 전력하고 탄수화물을 만듭니다.
산소는 척추 동물에 의해 세포 과정을 호흡하고 구동하는 데 사용되는 반면, C6H1206은 분자 내의 원자의 배열에 따라 실제로 많은 다른 분자를 참조 할 수 있습니다. 그러나,이 특정 공식을 가진 대부분의 분자는 설탕의 한 유형이며,이 공식의 가장 일반적인 유형의 설탕은 포도당입니다. 이 동물 세포는 포도당을 사용하여 ATP를 생성합니다.
엽록체, 안료 및 광합성
광합성은 공정 식물이 햇빛, 물 및 이산화탄소에서 에너지를 유래하기 위해 겪는 공정 식물입니다. 조류, 식물 및 시아 노 박테리아로 알려진 박테리아 유형은 광합성을 수행 할 수있는 유일한 유기체입니다. 이들 광합성 유기체는 "광 상자 영양소"라고하며, 이는 무기 화합물에서 에너지를 추출 할 수있는 다른 박테리아 그룹과 구별되며 - 화학 상자 영양. 화학 상자 영양은 태양의 에너지가 아닌 설탕의 합성에서 에너지를 유도합니다.
광합성을 수행하는 세포의 실제 소기관은 엽록체입니다. 엽록체는 엽록소라는 안료로 채워져 있습니다. 이 안료는 전자기 방사선 스펙트럼의 특정 영역, 특정 파장의 빛을 흡수합니다. 이 안료는 또한 조류와 식물이 녹색을 가진 결과입니다. 식물의 광합성은 전형적으로 세포의 잎에서 발생하며 식물의 잎은 다른 층의 세포로 만들어집니다. 잎의 중간 층은 mesophyll이라고 불리며 여기에서 광합성이 발생합니다. 한편, 가스의 교환 (산소 및 이산화탄소의 교환)은 스토마타 (Stomata)라는 잎의 작은 개구부를 통해 발생합니다. 이 기공은 일반적으로 잎의 밑면에서 발견됩니다.
엽록체는 광 에너지에서 사용 가능한 에너지를 만드는 소기관입니다. 엽록체에 의해 흡수 된 빛은 설탕과 같은 유기 분자에 저장되며, 세포는 에너지에 사용할 수 있습니다. 광 에너지는 ATP (또는 아데노신 트리 포스페이트. 엽록소 외에도 카로티노이드는 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오티드 포스페이트 (또는 NADPH)를 형성 할 수있는 또 다른 유형의 안료입니다. 고정.
엽록소에는 미토콘드리아와 마찬가지로 두 개의 막이 있습니다. 엽록체의 내부 막은 기공이라고 불리며 그 안에는 thylakoids라고 불리는 구조물의 스택이 있습니다. thylakoids는 그 안에 엽록소가있는 구조이며, 그들은 천이라고 불리는 덩어리로 서로 위에 배열됩니다. granal thylakoids 및 stroma thylakoids와 같은 다른 유형의 thylakoids가 있습니다. 엽록체 내에는 또한 대부분의 원핵 생물 세포에서 발견 될 수있는 뉴 클레오이드라고 불리는 유전자 물질의 불규칙한 형태의 영역이있다. 엽록체 내에서, 뉴 클레오이드는 고리 모양으로 배열된다. 엽록체의 내부에는 또한 토코페롤의 생합성과 관련된 플라스토 글로벌, 지질체가 포함되어 있습니다. 엽록체에는 전분 과립이 있으며, 다른 포도당 폴리머로 만들어진 반 결정질 과립이 있으며, 식물에 탄소를 저장하는 역할을합니다.
.
기질은 탄수화물을 엔지니어링하는 엽록체의 영역이며, 그 안에 리보솜과 덩어리가 들어 있습니다. 이 기질이 리보솜을 갖고 DNA가 있다는 사실은 엽록체가 다른 세포와의 공생 관계를 통해 엽록체로 진화 한 긴 진화 과정의 결과라는 이론화 된 이유 중 하나입니다. 엽록체 전구체는 세포 내부에 살았던 시아 노 박테리아였으며 안전한 환경이 살 수있는 대가로 에너지를 생성합니다. 엽록체는 단순히 자체 DNA를 가지고 있지 않고 이진 핵분열을 통해 재생산됩니다. 박테리아가 재현하는 정확한 방법.
.다른 종류의 plastids
다른 안료는 다른 파장의 빛을 흡수 할 수 있으며, 이는 다른 plastids 또는 안료를 가진 식물이 광 스펙트럼의 다른 부분을 흡수 할 수 있음을 의미합니다. 식물의 색상은 사용하는 안료에 따라 다릅니다. 대부분의 식물조차도 녹색이며 식물에 다른 색상을 줄 수있는 피코 빌린 및 카로티노이드와 같은 다른 안료가 있으며, 피코 빌린은 빨간색 또는 파란색이며 파란색, 주황색 및 가벼운 스펙트럼의 붉은 부분을 흡수 할 수 있습니다. 대조적으로, 카로티노이드는 노란색, 빨간색 또는 주황색이며 스펙트럼의 녹색 또는 청색 파장에서 빛을 흡수합니다.
두 시점
그들의 이름으로 암시 된 바와 같이, 빛 의존적 반응은 작동하기 위해서는 햇빛이 필요하지만 빛 독립적 반응에는 햇빛이 필요하지 않습니다. 광 의존성 광 시스템에서 엽록소는 햇빛을 흡수하여 화학 에너지로 변환합니다. 세포는 분자 ATP 또는 전자 캐리어 분자 및 DPH의 형태로 저장할 수 있습니다. 이러한 빛 의존적 반응은 엽록체 내에서 Thylakoids라는 구조에서 발생합니다.
광 에너지를 화학 에너지로 전환하는 과정은 다중 단백질로 구성된 복잡한 광 시스템에서 발생합니다. Thylakoid의 막 안에는 Photosystem II와 Photosystem I의 두 가지 유형의 광 시스템이 있습니다. 이들 광 시스템 각각은 흥분된 전자에 의해 방출 된 에너지, 햇빛에서 나오는 에너지를 흡수합니다. 에너지 캐리어 분자는 전자를 세포의 다른 부분으로 운반하는데, 여기서 전자는 광 독립 시스템에 전원을 공급하는 데 사용됩니다.
광합성과 세포 호흡의 관계
광합성에 대한 방정식을 살펴 보겠습니다 :6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
한편, 세포 호흡의 방정식은 다음과 같습니다. C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
보시다시피, 두 반응은 서로 역수입니다. 광합성은 물과 이산화탄소를 가져 와서 산소와 포도당을 방출하는 반면, 세포 호흡은 반대입니다. 세포 호흡은 물과 이산화탄소를 방출합니다. 동물 세포는 수소와 산소를 사용하므로 부산물로 물을 형성합니다. 한편, ATP가 포도당에서 합성되면 이산화탄소로 변형됩니다. 세포 호흡과 광합성 사이의 관계는 탄소 분자가 생물권을 순환하여 식물에서 동물로, 다시 돌아올 수있는 시스템 인“탄소 사이클”을 구성합니다. 식물은 대기에서 이산화탄소를 가져 오며 동물의 세포 호흡에 의해 대기로 방출됩니다.
식물과 동물 세포의 차이
동물 세포와 식물 세포 모두 에너지 생산을 총체적으로 처리하는 소기관이 있습니다. 동물 세포는 그 안에 미토콘드리아를 가지고 있으며,이 미토콘드리아는 산소와 포도당을 사용하여 에너지, 물 및 이산화탄소를 생성합니다. 대조적으로, 식물에는 엽록체가 있습니다. 식물 세포는 엽록체 외에 미토콘드리아를 가지고 있지만 동물 세포에는 엽록체가 없습니다. 식물 세포가 미토콘드리아 동물 세포와 다소 다른 기능을하는 미토콘드리아. 동물 세포에서 미토콘드리아는 에너지와 호기성 호흡의 생산의 두 가지 역할을 수행합니다. 한편, 식물 세포에는 호흡 만 수행하는 미토콘드리아가 있습니다. 우리가 볼 수 있듯이, 동물 세포와 식물 세포는 한 시스템의 생성물이 다른 시스템의 입력 인 섬세한 균형 시스템에 존재합니다. 동물 세포 나 식물 세포는 다른 유형의 세포없이 존재할 수 없습니다.
