전공을위한 생물학 I (한국어)

광합성의 기본 구성 요소와 단계 확인

박테리아에서 인간에 이르는 모든 유기체의 과정에는 에너지가 필요합니다. 이 에너지를 얻기 위해 많은 유기체는 먹는, 즉 다른 유기체를 섭취함으로써 저장된 에너지에 접근합니다. 그러나 식품에 저장된 에너지는 어디에서 유래합니까? 이 모든 에너지는 광합성으로 거슬러 올라갑니다.

광합성은 지구상의 모든 생명체에 필수적입니다. 식물과 동물 모두 그것에 의존합니다. 이것은 우주 공간 (햇빛)에서 발생하는 에너지를 포착하여 모든 유기체가 신진 대사를 촉진하는 데 사용하는 화합물 (탄수화물)로 변환 할 수있는 유일한 생물학적 과정입니다. 간단히 말해서, 햇빛의 에너지가 포착되어 전자에 에너지를 공급하는 데 사용되며, 전자는 설탕 분자의 공유 결합에 저장됩니다. 공유 결합은 얼마나 오래 지속되고 안정적입니까? 오늘날 석탄과 석유 제품을 태워서 추출한 에너지는 약 3 억년 전에 광합성에 의해 포착되고 저장되는 햇빛 에너지를 나타냅니다.

식물, 조류 및 시아 노 박테리아라고하는 박테리아 그룹은 광합성 수행 (그림 1). 그들은 빛을 사용하여 자신의 음식을 생산하기 때문에 광 독립 영양 생물 (문자 그대로 “빛을 사용하는자가 공급자”)이라고합니다. 동물, 균류 및 대부분의 기타 박테리아와 같은 다른 유기체는 종속 영양 생물 ( “기타 공급기”)이라고합니다. 광합성 유기체가 생산하는 당분에 에너지가 필요하기 때문입니다. 세 번째로 흥미로운 박테리아 그룹은 햇빛의 에너지를 사용하지 않고 무기 화합물에서 에너지를 추출하여 당을 합성합니다. 따라서 화학 독립 영양 생물이라고합니다.

그림 2. (a) 식물을 포함한 광 독립 영양 생물, (b) 조류, (c) 시아 노 박테리아는 태양 광을 에너지 원으로 사용하여 광합성을 통해 유기 화합물을 합성합니다. 시아 노 박테리아와 플랑크톤 조류는 때때로 표면을 완전히 덮으면서 물의 방대한 영역에서 자랄 수 있습니다. (d) 심해 통풍구에서 (e) 호 열성 박테리아와 같은 화학 독립 영양 생물은 무기 화합물에서 에너지를 포착하여 유기 화합물을 생성합니다. 통풍구를 둘러싼 생태계에는 박테리아에서 에너지를 추출하는 결절, 갑각류, 문어 등 다양한 동물이 있습니다. (크레딧 a : 미국 어류 및 야생 동물 서비스의 Steve Hillebrand에 의한 작업 수정; 크레딧 b : “부영양화 & 저산소증”/ Flickr에 의한 작업 수정; 크레딧 c :에 의한 작업 수정 NASA; 신용 d : NOAA, 워싱턴 대학교; 신용 e : UAF, NOAA의 West Coast 및 극지방 해저 연구 센터의 Mark Amend에 의한 작업 수정)

그림 2. 광합성을 통해 탄수화물 분자에 저장된 에너지는 먹이 사슬을 통과합니다.이 사슴을 먹는 포식자는 원래 에너지의 일부를받습니다. 사슴이 소비 한 광합성 식물에서. (출처 : Steve VanRiper, US Fish and Wildlife Service의 작업 수정)

광합성의 중요성은 햇빛의 에너지를 포착 할 수 있다는 것 뿐만이 아닙니다. 추운 날 햇볕을 쬐는 도마뱀은 태양의 에너지를 사용하여 몸을 데울 수 있습니다. 광합성은 저장 방법으로 진화했기 때문에 필수적입니다. 탄수화물 분자 ( “합성”부분)의 탄소-탄소 결합에서 고 에너지 전자로서의 태양 복사 에너지 ( “사진”부분). 이러한 탄수화물은 종속 영양 생물이 호흡을 통해 ATP를 합성하는 데 사용하는 에너지 원입니다. 따라서 광합성은 지구 생태계의 99 %를 지원합니다. 늑대와 같은 최고 포식자가 사슴을 잡아 먹을 때 (그림 2), 늑대는 태양 표면의 핵 반응에서 빛, 광합성, 초목으로 이동하는 에너지 경로의 끝에 있습니다. 사슴, 마지막으로 늑대에 이르기까지.

할 수있는 일

• 광합성의 반응물과 생성물 식별
• 눈에 보이는 것과 광합성에 적용되는 빛의 전자기 스펙트럼
• 광합성 과정에서 발생하는 빛 의존적 반응 설명
• 광합성에서 빛의 독립적 인 반응 식별

학습 활동

이 섹션의 학습 활동은 다음과 같습니다.

• 광합성 개요
• 빛의 스펙트럼
• 빛에 의존하는 반응
• 빛에 독립적 인 반응
• 광합성
• 자체 점검 : 광합성

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