광합성: 과정, 구성 요소 및 적응

### 광합성: 광합성 과정과 그 적응
* 🌿 광합성은 **진핵세포의 엽록체에서 일어나는 생명체에 산소와 양분을 공급하는 중요한 과정**입니다.
* 🔬 이 과정은 **틸라코이드 막의 빛 의존성 반응**과 **기질의 캘빈 주기**라는 두 가지 주요 단계로 구성됩니다.
* 💧 빛에 의존하는 반응에서는 **빛 에너지를 사용하여 물이 분해**되어 **산소, NADPH, ATP**를 생성합니다.
* 🌈 엽록소 및 기타 색소는 특정 파장의 빛을 흡수하며, **녹색 빛이 가장 적게 흡수**되어 식물에 색을 부여합니다.
* 🔁 캘빈 사이클은 **이산화탄소를 포도당으로 고정**하고, **ATP와 NADPH가 이 과정에 에너지를 공급**합니다.
* 🌡 이산화탄소가 부족하면 **C3 식물에서 광흡수가 발생**하여 에너지 손실로 이어질 수 있습니다.
* 🌵 CAM과 C4 식물은 **밤에 기공을 열거나 초기 탄소 고정에 4탄소 분자를 사용하는 등 광흡수를 최소화**하기 위해 적응을 진화시켰습니다.
* 🌽 일반적인 C4 식물에는 널리 소비되는 작물인 **옥수수**가 포함됩니다.

모든 생명체의 필수 과정인 광합성은 식물과 조류에서 빛, 물, 이산화탄소를 사용하여 산소와 음식을 생산합니다.

Photosynthesis

Bozeman Science

광합성은 산소와 음식을 공급하는 데 필수적이며, 식물에만 국한된 것이 아니라 박테리아와 조류에서도 발견됩니다.

이 과정은 엽록체에서 일어나며, 틸라코이드 막은 빛 반응을 주관하고 기질은 캘빈 사이클을 촉진합니다.

엽록소 A와 B를 포함한 광합성에 관여하는 색소는 청색광과 적색광을 흡수하고 녹색광을 반사하는 선호도를 반영하는 흡수 스펙트럼을 가지고 있습니다.

식물은 광합성을 통해 물, 이산화탄소, 빛을 받아들여 포도당과 산소를 생산하여 성장합니다.

이 과정에는 틸라코이드 막에서 일어나 산소, NADPH 및 ATP를 생성하는 광 반응과 기질에서 일어나 포도당을 생성하는 캘빈 사이클의 두 가지 주요 단계가 포함됩니다.

광합성은 식물의 성장에 필수적이며 부산물로 산소를 공급합니다.

빛은 틸라코이드 막의 광계 II와 I를 통해 전자의 이동에 힘을 실어줍니다.

물 분자의 분열은 산소와 양성자를 생성하고, 전자 수송 사슬은 양성자를 틸라코이드로 펌핑하여 양전하를 생성합니다.

이 양전하가 빛에 의존하는 반응의 일부로 NADPH의 생성과 함께 ATP 합성 효소 단백질을 통해 ATP를 생성하는 데 사용됩니다.

광합성의 과정: 빛과 캘빈 주기

광합성은 빛 에너지와 물을 사용하여 산소와 G3P를 생성하는 과정입니다.

캘빈 사이클은 ATP, NADPH, 이산화탄소를 사용하여 포도당으로 전환될 수 있는 G3P를 생성합니다.

광흡수는 이산화탄소가 부족할 때 발생하며, 식물에 쓸모없는 화학 물질이 생성되어 특히 C3 식물에 영향을 미칩니다.

식물에서 이산화탄소 활용의 진화

이 과정의 진화는 대기 중 산소가 출현하는 시기와 이산화탄소의 필요성과 관련이 있습니다.

식물은 기공을 통해 이산화탄소를 얻지만, 특히 더운 환경에서는 수분 손실이라는 문제에 직면하기 때문에 식물에서 CAM 광합성과 같은 솔루션이 개발되었습니다.

이 CAM 식물은 밤에만 기공을 열어 이산화탄소를 저장하고 낮에는 수분 손실을 최소화합니다.

식물의 이산화탄소 흡수를 위한 전략

CAM 식물은 밤에 이산화탄소를 흡수하여 수분 손실을 최소화하는 반면, C4 식물은 효소를 사용하여 4탄소 분자를 만들어 이산화탄소를 더 효율적으로 흡수합니다.

이러한 전략을 사용하면 확산을 기다리지 않고도 캘빈 순환에 이산화탄소를 도입할 수 있지만 더 많은 에너지가 필요하며 일반적으로 따뜻한 환경에서 발견되며, 옥수수는 C4 식물의 잘 알려진 예입니다.