광합성 연구의 역사. 간단히. 광합성이란 무엇입니까? 광합성의 응용 광합성이란?

엽록소가 없는 광합성

공간적 현지화

식물의 광합성은 분리된 2개의 막으로 구성된 세포 소기관인 엽록체에서 수행됩니다. 엽록체는 과일, 줄기의 세포에 있을 수 있지만, 해부학적으로 관리에 적합한 광합성의 주요 기관은 잎입니다. 잎에서 palisade parenchyma 조직은 엽록체가 가장 풍부합니다. 퇴화된 잎이 있는 일부 다육식물(선인장 등)의 주요 광합성 활동은 줄기와 관련이 있습니다.

잎의 평평한 모양으로 인해 광합성을 위한 빛이 더 완벽하게 포착되어 표면적 대 부피 비율이 커집니다. 물은 발달된 혈관 네트워크(잎맥)를 통해 뿌리에서 전달됩니다. 이산화탄소는 부분적으로 큐티클과 표피를 통한 확산에 의해 유입되지만, 대부분은 기공을 통해 잎으로 확산되고 세포간 공간을 통해 잎을 통해 확산됩니다. CAM 광합성을 수행하는 식물은 이산화탄소의 활성 동화를 위한 특별한 메커니즘을 형성했습니다.

엽록체의 내부 공간은 무색의 내용물(스트로마)로 채워져 있고 막(라멜라)이 투과되어 서로 결합하면 틸라코이드를 형성하고, 그라나라고 불리는 덩어리로 그룹화됩니다. 틸라코이드 내부 공간은 분리되어 나머지 간질과 소통하지 않습니다. 또한 모든 틸라코이드의 내부 공간이 서로 소통한다고 가정합니다. 광합성의 가벼운 단계는 막에 국한되며, CO 2 의 자가영양 고정은 간질에서 발생합니다.

엽록체에는 자체 DNA, RNA, 리보솜(70형)이 있으며, 단백질 합성이 진행 중입니다(이 과정은 핵에서 제어됨). 다시 합성되지 않고, 이전의 것들을 나누어서 형성된다. 이 모든 것이 공생 과정에서 진핵 세포의 구성에 포함된 유리 시아노박테리아의 후손으로 간주하는 것을 가능하게 했습니다.

광계Ⅰ

빛 수확 복합체 I에는 약 200개의 엽록소 분자가 포함되어 있습니다.

첫 번째 광계의 반응 중심에는 700nm에서 최대 흡수를 보이는 엽록소(P700) 이합체가 포함되어 있습니다. 빛의 양자에 의해 흥분된 후, 2차 수용체인 엽록소 a(비타민 K 1 또는 필로퀴논)를 복원한 후 전자가 페레독신으로 이동하여 페레독신-NADP-환원효소를 사용하여 NADP를 복원합니다.

b6f 복합체에서 환원된 단백질 플라스토시아닌은 틸라코이드 내부 공간 측면에서 첫 번째 광계의 반응 센터로 운반되어 전자를 산화된 P700으로 전달합니다.

순환 및 의사순환 전자 수송

위에서 설명한 완전한 비순환 전자 경로 외에도 순환 및 의사 순환 경로가 발견되었습니다.

순환 경로의 본질은 NADP 대신 페레독신이 플라스토퀴논을 복원하여 이를 b 6 f 복합체로 다시 전달한다는 것입니다. 그 결과 양성자 구배가 더 커지고 ATP도 더 많아지지만 NADPH는 없습니다.

유사순환 경로에서 페레독신은 산소를 감소시키며, 산소는 추가로 물로 전환되어 광계 II에 사용될 수 있습니다. 또한 NADPH를 생성하지 않습니다.

어두운 무대

어두운 단계에서는 ATP와 NADPH의 참여로 CO 2가 포도당(C 6 H 12 O 6)으로 감소됩니다. 이 과정에는 빛이 필요하지 않지만 조절에는 빛이 관여합니다.

C 3 -광합성, 캘빈 회로

세 번째 단계에서는 5개의 PHA 분자가 관련되어 4-, 5-, 6- 및 7-탄소 화합물의 형성을 통해 3개의 5-탄소 리불로스-1,5-이인산염으로 결합되며, 이는 3ATP를 필요로 합니다. .

마지막으로 포도당 합성에는 두 개의 PHA가 필요합니다. 분자 중 하나를 형성하려면 사이클 6회전, 6 CO 2, 12 NADPH 및 18 ATP가 필요합니다.

C 4 -광합성

주요 기사: Hatch-Slack-Karpilov 사이클, C4 광합성

간질에 용해된 CO 2 농도가 낮을 ​​때, 리불로스 2인산 카르복실라제는 리불로스-1,5-이인산의 산화 반응과 3-포스포글리세린산과 포스포글리콜산으로의 분해를 촉매하며, 이는 광호흡 과정에서 강제로 사용됩니다.

CO 2 C 4 의 농도를 높이기 위해 식물은 잎의 해부학적 구조를 변경했습니다. 캘빈 회로는 전도 다발의 외피 세포에 국한되어 있으며, 엽육 세포에서는 PEP-카르복실라제의 작용으로 포스포에놀피루베이트가 카르복실화되어 옥살로아세트산을 형성하여 말산염 또는 아스파르트산염으로 변하고 칼집의 세포로 운반되어 피루브산의 형성으로 탈카르복실화되고, 이는 엽육세포로 되돌아갑니다.

4 광합성은 실제로 캘빈 회로에서 리불로스-1,5-비스포스페이트의 손실을 동반하지 않으므로 더 효율적입니다. 그러나 1개의 포도당 분자를 합성하려면 18ATP가 아니라 30ATP가 필요합니다. 이는 더운 기후로 인해 기공을 닫아야 하는 열대 지방에서 성과를 거두며, CO2가 잎에 들어가는 것을 방지하고 또한 야생 생활 전략에서도 도움이 됩니다.

CAM 광합성

나중에 식물은 산소를 방출하는 것 외에도 이산화탄소를 흡수하고 물의 참여로 빛 속에서 유기물을 합성한다는 사실이 밝혀졌습니다. 로버트 메이어(Robert Mayer)는 에너지 보존 법칙에 기초하여 식물이 햇빛 에너지를 화학 결합 에너지로 변환한다고 가정했습니다. W. Pfeffer에서는 이 과정을 광합성이라고 불렀습니다.

엽록소는 P. J. Peltier와 J. Cavent에서 처음으로 분리되었습니다. MS Tsvet은 자신이 만든 크로마토그래피 방법을 사용하여 색소를 분리하고 별도로 연구했습니다. 엽록소의 흡수 스펙트럼은 Mayer의 조항을 개발하는 K. A. Timiryazev에 의해 연구되었으며, 약한 C-O 및 O-H 결합 대신 고에너지 C-C를 생성하여 시스템의 에너지를 증가시킬 수 있는 것이 흡수선임을 보여주었습니다. (이전에는 잎 색소에 흡수되지 않는 황색 광선이 광합성에 사용된다고 믿어졌습니다.) 이는 흡수된 CO 2에 의한 광합성을 고려하기 위해 그가 만든 방법 덕분에 이루어졌습니다. 식물에 다양한 파장(다양한 색상)의 빛을 조명하는 실험 중에 광합성 강도가 엽록소의 흡수 스펙트럼.

광합성(산소 및 무산소 모두)의 산화환원 본질은 Cornelis van Niel에 의해 가정되었습니다. 이는 광합성에서 산소가 전적으로 물에서 형성된다는 것을 의미하며, 이는 동위원소 표지 실험에서 A.P. Vinogradov에 의해 실험적으로 확인되었습니다. 로버트 힐(Robert Hill) 씨는 물의 산화(및 산소 방출) 과정과 CO 2 동화 과정이 분리될 수 있음을 발견했습니다. V-D. Arnon은 광합성의 가벼운 단계의 메커니즘을 확립했으며 1940년대 후반 Melvin Calvin이 탄소 동위원소를 사용하여 CO 2 동화 과정의 본질을 밝혀 이 연구로 그는 노벨상을 수상했습니다.

기타 사실

또한보십시오

문학

• 홀 D., 라오 K.광합성 : 당. 영어로부터. -M .: 미르, 1983.
• 식물 생리학 / ed. 교수 Ermakova I. P.-M .: 아카데미, 2007
• 세포의 분자 생물학 / Albertis B., Bray D. 외 3권. - M.: 미르, 1994
• 루빈 A.B.생물 물리학. 2 권으로. -M .: Ed. 모스크바 대학교 및 과학, 2004.
• Chernavskaya N. M.,

정의: 광합성은 빛 속에서 산소를 방출하면서 이산화탄소와 물로부터 유기 물질을 형성하는 과정입니다.

광합성에 대한 간략한 설명

광합성 과정에는 다음이 포함됩니다.

1) 엽록체,

3) 이산화탄소,

5) 온도.

고등 식물에서 광합성은 엽록체(엽록소 색소를 함유한 타원형 색소체(반자율 소기관))에서 발생합니다. 이는 식물의 일부도 녹색을 띠기 때문입니다.

조류에서 엽록소는 색소포(색소를 함유하고 빛을 반사하는 세포)에서 발견됩니다. 햇빛이 잘 닿지 않는 상당한 깊이에 서식하는 갈조류와 홍조류는 다른 색소를 가지고 있습니다.

모든 생명체의 먹이 피라미드를 보면 광합성을 하는 유기체는 맨 아래에 독립영양생물(무기물에서 유기물을 합성하는 유기체)의 일부로 존재합니다. 그러므로 그들은 지구상의 모든 생명체를 위한 식량의 원천입니다.

광합성 중에 산소가 대기 중으로 방출됩니다. 오존은 상부 대기에서 형성됩니다. 오존 보호막은 가혹한 자외선으로부터 지구 표면을 보호합니다. 덕분에 생명체가 바다에서 육지로 이동할 수 있었습니다.

산소는 식물과 동물의 호흡에 필수적입니다. 포도당이 산소와 함께 산화되면 미토콘드리아는 산소가 없을 때보다 거의 20배 더 많은 에너지를 저장합니다. 이로 인해 음식을 훨씬 더 효율적으로 사용할 수 있게 되었고, 이로 인해 새와 포유류의 대사율이 높아졌습니다.

식물의 광합성 과정에 대한 보다 자세한 설명

광합성 과정:

광합성 과정은 녹색 색소를 함유한 세포 내 반자율 소기관인 엽록체에 빛이 닿는 것으로 시작됩니다. 빛의 영향으로 엽록체는 토양에서 물을 소비하기 시작하여 이를 수소와 산소로 분해합니다.

산소의 일부는 대기로 방출되고, 나머지 부분은 식물의 산화 과정에 사용됩니다.

설탕은 토양에서 나오는 질소, 황, 인과 결합하여 녹색 식물은 생명에 필요한 전분, 지방, 단백질, 비타민 및 기타 복합 화합물을 생성합니다.

광합성은 햇빛의 영향으로 가장 잘 이루어지지만 일부 식물은 인공 조명에 만족할 수 있습니다.

고급 독자를 위한 광합성 메커니즘에 대한 복잡한 설명

20세기 60년대까지 과학자들은 C3-5탄당 인산 경로를 따라 이산화탄소를 고정하는 단 하나의 메커니즘만을 알고 있었습니다. 그러나 최근 호주 과학자 그룹은 일부 식물에서 C4 디카르복실산의 순환을 통해 이산화탄소 감소가 발생한다는 것을 증명할 수 있었습니다.

C3 반응이 있는 식물에서 광합성은 주로 숲과 어두운 곳에서 적당한 온도와 빛의 조건에서 가장 활발하게 일어납니다. 이러한 식물에는 거의 모든 재배 식물과 대부분의 야채가 포함됩니다. 그들은 인간 식단의 기초를 형성합니다.

C4 반응이 있는 식물에서는 광합성이 고온과 빛의 조건에서 가장 활발하게 일어납니다. 이러한 식물에는 예를 들어 따뜻하고 열대 기후에서 자라는 옥수수, 수수, 사탕수수가 포함됩니다.

식물 대사 자체는 물을 저장하기 위한 특수 조직을 가진 일부 식물에서 이산화탄소가 유기산 형태로 축적되어 하루 후에만 탄수화물로 고정된다는 사실이 밝혀진 아주 최근에 발견되었습니다. 이 메커니즘은 식물이 물을 절약하는 데 도움이 됩니다.

광합성 과정은 어떻게 진행됩니까?

식물은 엽록소라는 녹색 물질로 빛을 흡수합니다. 엽록소는 줄기나 과일에서 발견되는 엽록체에서 발견됩니다. 잎에는 특히 많은 수가 있습니다. 왜냐하면 매우 평평한 구조로 인해 잎은 각각 많은 빛을 끌어당겨 광합성 과정에 훨씬 더 많은 에너지를 얻을 수 있기 때문입니다.

흡수된 후 엽록소는 들뜬 상태에 있으며 식물 유기체의 다른 분자, 특히 광합성에 직접 관여하는 분자에 에너지를 전달합니다. 광합성 과정의 두 번째 단계는 빛의 필수 참여 없이 이루어지며 공기와 물에서 얻은 이산화탄소의 참여로 화학적 결합을 얻는 것으로 구성됩니다. 이 단계에서는 전분, 포도당 등 생명에 매우 유용한 다양한 물질이 합성됩니다.

이러한 유기 물질은 식물 자체에서 다양한 부분에 영양을 공급하고 정상적인 생명을 유지하는 데 사용됩니다. 또한 이러한 물질은 동물이 식물을 먹음으로써도 얻습니다. 사람들은 또한 동물성 및 식물성 제품을 섭취함으로써 이러한 물질을 얻습니다.

광합성 조건

광합성은 인공 조명과 햇빛의 영향으로 발생할 수 있습니다. 일반적으로 자연에서 식물은 필요한 햇빛이 많은 봄-여름 기간에 집중적으로 "작동"합니다. 가을에는 빛이 적어지고 낮이 짧아지며 잎이 먼저 노랗게 변한 다음 떨어집니다. 그러나 따뜻한 봄 태양이 나타나 자마자 녹색 잎이 다시 나타나고 녹색 "공장"이 다시 작업을 재개하여 생명에 필요한 산소와 기타 많은 영양소를 공급할 것입니다.

광합성의 대체 정의

광합성(다른 그리스 사진 - 빛과 합성 - 연결, 접기, 결합, 합성) - 광합성 색소(식물의 엽록소)가 참여하는 광독립영양생물에 의해 빛 에너지를 빛 속의 유기 물질의 화학 결합 에너지로 변환하는 과정 , 박테리아의 박테리오클로로필 및 박테리오로돕신). 현대 식물 생리학에서 광합성은 이산화탄소를 유기 물질로 전환하는 것을 포함하여 다양한 에너지 섭취 반응에서 빛 양자 에너지의 흡수, 변형 및 사용 과정의 집합인 광독립영양 기능으로 더 자주 이해됩니다.

광합성의 단계

광합성은 다소 복잡한 과정이며 두 단계, 즉 항상 빛에서만 발생하는 빛과 어둠의 두 단계를 포함합니다. 모든 과정은 특별한 작은 기관인 틸라코디아의 엽록체 내부에서 발생합니다. 빛 단계에서는 빛의 상당량이 엽록소에 흡수되어 ATP와 NADPH 분자가 형성됩니다. 물은 분해되어 수소 이온을 형성하고 산소 분자를 방출합니다. ATP와 NADH라는 이해할 수 없는 신비한 물질은 무엇입니까?

ATP는 모든 살아있는 유기체에서 발견되는 특별한 유기 분자이며 종종 "에너지" 통화라고도 합니다. 고에너지 결합을 포함하고 신체의 모든 유기 합성 및 화학 과정을 위한 에너지원이 되는 것은 바로 이러한 분자입니다. 음, NADPH는 실제로 수소의 공급원이며, 이산화탄소를 사용하는 광합성의 두 번째 어두운 단계에서 발생하는 고분자 유기 물질, 즉 탄수화물의 합성에 직접 사용됩니다.

광합성의 가벼운 단계

엽록체에는 많은 양의 엽록소 분자가 포함되어 있으며 모두 햇빛을 흡수합니다. 동시에 빛은 다른 색소에 흡수되지만 광합성을 수행하는 방법을 모릅니다. 과정 자체는 극히 적은 일부 엽록소 분자에서만 발생합니다. 엽록소, 카로티노이드 및 기타 물질의 다른 분자는 특수 안테나 및 광 수확 복합체(SSC)를 형성합니다. 안테나와 마찬가지로 빛의 양자를 흡수하고 여기를 특수 반응 센터나 트랩으로 전달합니다. 이 센터는 광계에 위치하고 있으며 식물에는 광계 II와 광계 I의 두 개가 있습니다. 이들은 각각 광계 II - P680 및 광계 I - P700에 특수 엽록소 분자를 포함합니다. 이들은 정확히 이 파장(680 및 700nm)의 빛을 흡수합니다.

이 계획은 광합성의 명기 단계에서 모든 것이 어떻게 보이고 일어나는지 더 명확하게 만듭니다.

그림에서 우리는 엽록소 P680과 P700을 가진 두 개의 광계를 볼 수 있습니다. 그림은 또한 전자가 운반되는 캐리어를 보여줍니다.

따라서 두 광계의 엽록소 분자는 모두 양자의 빛을 흡수하고 여기됩니다. e-전자(그림에서 빨간색)는 더 높은 에너지 레벨로 이동합니다.

여기된 전자는 매우 높은 에너지를 가지며 떨어져 나와 엽록체의 내부 구조인 틸라코이드 막에 위치한 특수한 운반체 사슬로 들어갑니다. 그림은 광계 II의 엽록소 P680에서 전자가 플라스토퀴논으로 전달되고, 광계 I의 엽록소 P700에서 페레독신으로 전달되는 것을 보여줍니다. 엽록소 분자 자체에는 전자 대신 전자가 분리된 후 양전하를 띤 블루홀이 형성됩니다. 무엇을 해야 할까요?

전자 부족을 보충하기 위해 광계 II의 엽록소 P680 분자는 물에서 전자를 받아 수소 이온이 형성됩니다. 또한 산소가 대기 중으로 방출되는 것은 바로 물의 분해 때문입니다. 그리고 그림에서 볼 수 있듯이 엽록소 P700 분자는 광계 II의 운반체 시스템을 통해 전자 부족을 보완합니다.

일반적으로 아무리 어렵더라도 이것이 광합성의 가벼운 단계가 진행되는 방식이며, 그 주요 본질은 전자 전달에 있습니다. 또한 전자의 이동과 병행하여 수소 이온 H+가 막을 통해 이동하고 틸라코이드 내부에 축적되는 것을 그림에서 볼 수 있습니다. 거기에 그것들이 많기 때문에 그들은 오른쪽에 표시된 그림에서 주황색이고 버섯처럼 보이는 특별한 공액 인자의 도움으로 바깥쪽으로 이동합니다.

마지막으로, 앞서 언급한 NADH 화합물이 형성되는 전자 전달의 마지막 단계를 볼 수 있습니다. 그리고 H + 이온의 이동으로 인해 에너지 통화 - ATP가 합성됩니다 (그림 오른쪽에 표시).

따라서 광합성의 가벼운 단계가 완료되고 산소가 대기로 방출되며 ATP와 NADH가 형성됩니다. 그리고 다음은 무엇입니까? 약속된 유기농은 어디에 있나요? 그리고 주로 화학 공정으로 구성된 어두운 단계가옵니다.

광합성의 어두운 단계

광합성의 어두운 단계에서 필수 구성요소는 이산화탄소(CO2)입니다. 그러므로 식물은 지속적으로 대기로부터 이를 흡수해야 합니다. 이를 위해 잎 표면에 기공이라는 특별한 구조가 있습니다. 잎이 열리면 CO2는 잎 내부로 정확히 들어가고 물에 용해되어 광합성의 가벼운 단계와 반응합니다.

명기 동안 대부분의 식물에서 CO2는 5개의 탄소로 구성된 유기 화합물(5개의 탄소 분자로 구성된 사슬)에 결합하여 3개의 탄소로 구성된 화합물 두 분자(3-포스포글리세린산)를 형성합니다. 왜냐하면 이러한 세 개의 탄소 화합물이 주요 결과이며, 이러한 유형의 광합성을 하는 식물을 C3 식물이라고 합니다.

엽록체에서의 추가 합성은 매우 어렵습니다. 이는 결국 6개의 탄소로 구성된 화합물을 형성하며, 이로부터 나중에 포도당, 자당 또는 전분이 합성될 수 있습니다. 이러한 유기 물질의 형태로 식물은 에너지를 저장합니다. 동시에, 그 중 일부만 잎에 남아 필요에 따라 사용되는 반면 나머지 탄수화물은 식물 전체를 이동하여 에너지가 가장 필요한 곳, 예를 들어 성장 지점으로 들어갑니다.

광합성과 같은 복잡한 과정을 어떻게 간단하고 명확하게 설명할 수 있을까요? 식물은 스스로 양분을 생산할 수 있는 유일한 생명체이다. 그들은 그걸 어떻게 햇어? 성장을 위해 그들은 환경, 즉 이산화탄소-공기, 물 및 토양에서 필요한 모든 물질을 얻습니다. 또한 햇빛으로부터 에너지가 필요합니다. 이 에너지는 이산화탄소와 물이 포도당(영양분)으로 변환되고 광합성이 이루어지는 특정 화학 반응을 촉발합니다. 간단하고 명확하게 과정의 본질을 학령기 아동에게도 설명할 수 있습니다.

"빛과 함께"

"광합성"이라는 단어는 두 개의 그리스어 단어인 "사진"과 "합성"에서 유래되었으며 번역에서 "빛과 함께"를 의미합니다. 태양 에너지는 화학 에너지로 변환됩니다. 광합성의 화학 반응식:

6CO 2 + 12H 2 O + 빛 \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.

이는 6개의 이산화탄소 분자와 12개의 물 분자가 햇빛과 함께 포도당을 생성하는 데 사용되어 6개의 산소 분자와 6개의 물 분자가 생성된다는 것을 의미합니다. 이를 방정식의 형태로 표현하면 다음과 같은 결과를 얻는다.

물 + 태양 => 포도당 + 산소 + 물.

태양은 매우 강력한 에너지원입니다. 사람들은 항상 전기 생산, 주택 단열, 물 난방 등을 위해 그것을 사용하려고 노력합니다. 식물은 생존에 필요했기 때문에 수백만 년 전에 태양 에너지를 사용하는 방법을 "알아냈습니다". 광합성은 다음과 같이 간단하고 명확하게 설명될 수 있습니다. 식물은 태양의 빛 에너지를 사용하여 이를 화학 에너지로 변환합니다. 그 결과 설탕(포도당)이 생성되고, 그 초과분은 잎, 뿌리, 줄기에 전분으로 저장됩니다. 그리고 식물의 씨앗. 태양의 에너지는 식물뿐만 아니라 이 식물이 먹는 동물에게도 전달됩니다. 식물이 성장 및 기타 생명 과정을 위해 영양분을 필요로 할 때 이러한 매장량은 매우 유용합니다.

식물은 어떻게 태양 에너지를 흡수합니까?

광합성에 대해 간단하고 명확하게 이야기하면서 식물이 어떻게 태양 에너지를 흡수하는지에 대한 질문을 다룰 가치가 있습니다. 이것은 녹색 세포, 즉 엽록소라는 특수 물질을 포함하는 엽록체를 포함하는 잎의 특수 구조 때문입니다. 이것이 나뭇잎에 녹색을 부여하고 햇빛 에너지를 흡수하는 역할을 합니다.

왜 대부분의 잎은 넓고 편평합니까?

광합성은 식물의 잎에서 일어난다. 놀라운 사실은 식물이 햇빛을 가두고 이산화탄소를 흡수하는 데 매우 잘 적응했다는 것입니다. 표면이 넓기 때문에 훨씬 더 많은 빛을 포착할 수 있습니다. 집 지붕에 가끔 설치되는 태양광 패널도 넓고 평평한 것도 이 때문이다. 표면이 클수록 흡수력이 좋아집니다.

식물에게 또 무엇이 중요합니까?

인간과 마찬가지로 식물도 건강을 유지하고 성장하며 잘 기능하려면 영양분과 영양소가 필요합니다. 그들은 뿌리를 통해 토양에서 물에 용해된 미네랄을 얻습니다. 토양에 미네랄 영양소가 부족하면 식물이 정상적으로 자라지 않습니다. 농부들은 종종 작물 성장에 필요한 영양분이 충분한지 확인하기 위해 토양을 테스트합니다. 그렇지 않으면 식물 영양과 성장을 위해 필수 미네랄을 함유한 비료를 사용하십시오.

광합성이 왜 그렇게 중요한가요?

아이들을 위해 광합성을 간단하고 명확하게 설명하면 이 과정이 세상에서 가장 중요한 화학 반응 중 하나라는 점을 언급할 가치가 있습니다. 그렇게 큰 소리로 말하는 이유는 무엇입니까? 첫째, 광합성은 식물에 영양을 공급하고, 식물은 동물과 인간을 포함하여 지구상의 다른 모든 생명체에 영양을 공급합니다. 둘째, 광합성의 결과로 호흡에 필요한 산소가 대기 중으로 방출됩니다. 모든 생명체는 산소를 들이마시고 이산화탄소를 내쉰다. 다행히도 식물은 그 반대의 역할을 하기 때문에 인간과 동물이 호흡하는 데 매우 중요합니다.

놀라운 과정

식물도 숨을 쉬는 방법을 알고 있지만 인간이나 동물과 달리 공기에서 산소가 아닌 이산화탄소를 흡수하는 것으로 밝혀졌습니다. 식물도 마신다. 그렇기 때문에 물을 주어야합니다. 그렇지 않으면 죽을 것입니다. 뿌리 시스템의 도움으로 물과 영양분은 식물체의 모든 부분으로 운반되고 이산화탄소는 잎의 작은 구멍을 통해 흡수됩니다. 화학 반응을 시작하는 계기는 햇빛입니다. 생성된 모든 대사 산물은 식물에서 영양을 위해 사용되며 산소는 대기 중으로 방출됩니다. 이것이 광합성 과정이 어떻게 일어나는지 간단하고 명확하게 설명할 수 있는 방법입니다.

광합성: 광합성의 밝은 단계와 어두운 단계

고려중인 프로세스는 두 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 광합성에는 두 단계가 있습니다(설명 및 표 - 아래). 첫 번째는 가벼운 단계라고 불립니다. 이는 엽록소, 전자 운반체 단백질 및 효소 ATP 합성 효소의 참여로 틸라코이드 막에 빛이 있는 경우에만 발생합니다. 광합성은 또 무엇을 숨기나요? 낮과 밤이 오면 서로 불을 붙이고 교체합니다(캘빈 사이클). 암흑기에는 식물의 영양분인 동일한 포도당이 생성됩니다. 이 과정을 광독립반응이라고도 합니다.

가벼운 단계	어두운 단계
1. 엽록체에서 일어나는 반응은 빛이 있어야만 가능합니다. 이러한 반응은 빛 에너지를 화학 에너지로 변환합니다. 2. 엽록소와 기타 색소는 햇빛으로부터 에너지를 흡수합니다. 이 에너지는 광합성을 담당하는 광계로 전달됩니다. 3. 물은 전자와 수소이온을 생성하는 데 사용되며 산소 생성에도 참여합니다. 4. 전자와 수소이온은 광합성의 다음 단계에 필요한 ATP(에너지 저장 분자)를 생성하는 데 사용됩니다.	1. 오프 라이트 사이클의 반응은 엽록체의 기질에서 발생합니다 2. 이산화탄소와 ATP의 에너지는 포도당의 형태로 사용됩니다.

결론

위의 모든 것으로부터 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다.

• 광합성은 태양으로부터 에너지를 얻는 과정입니다.
• 태양의 빛 에너지는 엽록소에 의해 화학 에너지로 변환됩니다.
• 엽록소는 식물에 녹색을 부여합니다.
• 광합성은 식물 잎의 엽록체에서 일어난다.
• 광합성에는 이산화탄소와 물이 필수적이다.
• 이산화탄소는 작은 구멍, 기공을 통해 식물 안으로 들어가고, 산소는 이를 통해 빠져나갑니다.
• 물은 뿌리를 통해 식물에 흡수됩니다.
• 광합성이 없다면 세상에 식량은 없을 것입니다.

광합성빛에너지를 이용하여 무기물질로부터 유기물질을 합성하는 과정이다. 대부분의 경우 광합성은 다음과 같은 세포 소기관을 사용하여 식물에 의해 수행됩니다. 엽록체녹색 색소가 함유된 엽록소.

식물이 유기물을 합성할 수 없다면 지구상의 거의 모든 다른 유기체는 먹을 것이 없을 것입니다. 왜냐하면 동물, 곰팡이 및 많은 박테리아는 무기물에서 유기물을 합성할 수 없기 때문입니다. 그들은 기성품 만 흡수하고 더 간단한 것으로 나누어 복잡한 것을 다시 조립하지만 이미 신체의 특징입니다.

광합성과 그 역할에 대해 아주 간략하게 이야기하는 경우가 그렇습니다. 광합성을 이해하려면 더 많은 말을 해야 합니다. 어떤 특정 무기 물질이 사용되며 합성은 어떻게 발생합니까?

광합성에는 이산화탄소(CO 2)와 물(H 2 O)이라는 두 가지 무기 물질이 필요합니다. 첫 번째는 주로 기공을 통해 식물의 공중 부분에 의해 공기로부터 흡수됩니다. 물 - 토양에서 식물의 전도 시스템에 의해 광합성 세포로 전달됩니다. 광합성에는 광자 에너지(hν)도 필요하지만 이를 물질에 기인할 수는 없습니다.

전체적으로 광합성의 결과로 유기물과 산소(O 2)가 형성됩니다. 일반적으로 유기물에서는 포도당(C 6 H 12 O 6)을 의미하는 경우가 가장 많습니다.

유기 화합물은 대부분 탄소, 수소 및 산소 원자로 구성됩니다. 그들은 이산화탄소와 물에서 발견됩니다. 그러나 광합성은 산소를 방출합니다. 그 원자는 물에서 나옵니다.

간략하고 일반적으로 광합성 반응식은 일반적으로 다음과 같이 작성됩니다.

6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

그러나 이 방정식은 광합성의 본질을 반영하지 않으며, 이해하기 쉽게 만들지도 않습니다. 보세요, 방정식이 균형을 이루고 있지만 자유 산소에는 총 12개의 원자가 있습니다. 그러나 우리는 그것들이 물에서 나온다고 말했고 그 중 6개만 있습니다.

실제로 광합성은 두 단계로 진행됩니다. 첫 번째는 빛, 두번째 - 어두운. 이러한 이름은 빛이 다음에만 필요하다는 사실 때문입니다. 가벼운 단계 , 어두운 단계존재와 무관하지만 이것이 어둠 속을 걷고 있다는 의미는 아닙니다. 가벼운 단계는 틸라코이드 막에서 진행됩니다. 엽록체, 어두운 - 엽록체의 간질에 있습니다.

가벼운 단계에서는 CO 2 결합이 발생하지 않습니다. 엽록소 복합체에 의해서만 태양 에너지를 포착하고 저장합니다. ATP, NADP를 NADP*H 2 로 복원하기 위한 에너지 사용. 빛에 의해 여기된 엽록소의 에너지 흐름은 틸라코이드 막에 내장된 효소의 전자 전달 사슬을 통해 전달되는 전자에 의해 제공됩니다.

NADP의 수소는 물에서 채취되며 햇빛의 작용으로 산소 원자, 수소 양성자 및 전자로 분해됩니다. 이 과정을 광분해. 광합성에는 물의 산소가 필요하지 않습니다. 두 물 분자의 산소 원자가 결합하여 분자 산소를 형성합니다. 광합성의 가벼운 단계에 대한 반응식은 간략하게 다음과 같습니다.

H 2 O + (ADP + F) + NADP → ATP + NADP * H 2 + ½O 2

따라서 광합성의 가벼운 단계에서 산소 방출이 발생합니다. 하나의 물 분자가 광분해될 때마다 ADP와 인산으로부터 합성되는 ATP 분자의 수는 1개 또는 2개로 다를 수 있습니다.

따라서 ATP와 NADP * H 2는 밝은 단계에서 어두운 단계로 이동합니다. 여기서 첫 번째의 에너지와 두 번째의 회복력은 이산화탄소의 결합에 소비됩니다. 이 광합성 단계는 간단하고 간략하게 설명할 수 없습니다. 왜냐하면 6개의 CO 2 분자가 NADP * H 2 분자에서 방출된 수소와 결합하여 포도당이 형성되는 방식으로 진행되지 않기 때문입니다.

6CO 2 + 6NADP * H 2 → C 6 H 12 O 6 + 6NADP
(반응은 ADP와 인산으로 분해되는 ATP의 에너지 소비로 발생합니다).

위의 반응은 이해의 편의를 위해 단순화한 것일 뿐입니다. 실제로 이산화탄소 분자는 이미 준비된 5탄소 유기물에 결합하면서 한 번에 하나씩 결합합니다. 불안정한 6탄소 유기 물질이 형성되어 3탄소 탄수화물 분자로 분해됩니다. 이들 분자 중 일부는 CO 2 결합을 위한 초기 5개 탄소 물질의 재합성에 사용됩니다. 이 재합성이 제공됩니다. 캘빈주기. 세 개의 탄소 원자를 포함하는 탄수화물 분자의 작은 부분이 순환을 떠납니다. 이미 그들과 다른 물질로부터 다른 모든 유기 물질 (탄수화물, 지방, 단백질)이 합성됩니다.

즉, 실제로 광합성의 어두운 단계에서 포도당이 아닌 3탄당이 나옵니다.