광합성의 발견
광합성에 대한 연구의 역사는 17세기로 거슬러 올라갑니다.
장 침례교 반 헬몬트입니다. 그는 식물이 대부분을 차지한다는 고대의 생각을 거부했습니다
토양으로부터의 바이오매스입니다. 그 증거로 그는 버드나무 실험을 했습니다.
2.27kg의 버드나무에서 시작되었습니다. 5년 후에는 67.7kg까지 성장했습니다.
토양의 무게는 불과 57그램 감소했습니다. 반 헬몬트는 결론에 도달했습니다
식물은 수분에서 대부분의 체중을 빼야 합니다. 가스에 대해서는 몰랐습니다.
조셉·프리스틀리는 1772년에 일련의 실험을 실시했습니다. 마우스를 시도했지만 A
초와 밀폐된 병 밑에 있는 민트 가지(공기는 들어갈 수도 나올 수도 없다)입니다.
가장 먼저 관찰한 것은 쥐와 촛불은 뚜껑을 덮으면 매우 비슷한 동작을 한다는 것이었습니다
둘 다 'spend'의 분위기입니다. 그러나 식물이 촛불과 함께 놓여 있는 경우 또는 둘 중 하나입니다
마우스는 둘 다를 위해 공기를 '재생'합니다.
1700년대 후반에 또 다른 아이디어가 나왔습니다. Jan Ingenhousz와 Jean Senebier는 공기가 낮에 살아나는 것만으로 이산화탄소가 모여 있는 것을 발견했습니다.
식물입니다. 안토인 로렌 라보이저는 '부활한 공기'가 또 다른 가스, 산소임을 발견했습니다.
그러나 '산소 메이커'란 무엇입니까? 식물에는 많은 색소가 있어 누구나 받아들입니다
무지개의 몇 가지 부분을 비춥니다. 범인을 특정하기 위해 토마스 엥겔만은 달렸습니다
결정 프리즘을 이용해 실험을 실시합니다. 그는 스피로기라 조류가 생성되는 것을 발견했습니다
산소는 주로 스펙트럼의 파란색과 빨간색 부분에 포함되어 있습니다. 이것은 큰 발견이었습니다.
중요한 광합성 색소는 파란색과 빨간색 광선을 받아들여야 한다는 것을 보여줍니다
녹색 빛을 반사합니다. 청록색 엽록소는 이 설명에 가장 적합합니다
1905년에 프레드릭 블랙맨에 의해 이제 한 가지 중요한 사실이 발견되었습니다. 라는 것을 알았습니다
빛의 강도가 낮은 경우, 온도의 상승은 광합성의 속도에 거의 영향을 주지 않습니다.
그러나 그 반대는 정확히 사실이 아닙니다. 빛은 추워도 광합성을 강화할 수 있습니다.
이는 빛과 온도가 완전히 독립적인 요인인 경우에는 발생하지 않습니다.
온도와 빛이 사슬의 구성 요소인 경우 빛은 최초로 '점화'되었습니다
기온은 2위였습니다. 이것은 최종적으로 광합성에는 두 가지 단계가 있다는 것을 보여줍니다.
첫 번째는 빛의 무대입니다. 이 단계는 빛의 강도와 관련이 있습니다. 두번째 입니다
스테이지는 온도와 더 관련이 있는 효소적(광독립성이 있는) 스테이지입니다.
빛 반응은 빛과 물의 양에 의존하고 그것들은 생성합니다. 산소와 에너지는 ATP의 형태로 나타납니다.
효소 반응은 이산화탄소와 물에 의존합니다.그것들은 광반응에서 에너지를 얻고 탄수화물을 생성합니다.
효소의 단계는 어둠이라고 불리는 경우가 있습니다만, 그것은 옳지 않습니다. 왜냐하면 어둠 속에서입니다.
식물은 빛의 단계인 ATP를 거의 즉시 소진할 것입니다. 일부 C4 관련 프로세스(이하 참조)만이 야간에 실행할 수 있었습니다.물 분자는 산소를 만들기 위해 빛의 무대에 사용되기 때문에 동시에
광합성을 설명하는 최고의 'equations' 중 하나인 축적을 실시하고 있습니다.
라이트 스테이지
광 스테이지 참가자에는 광시스템('클로로필'), 빛, 물, ATPase, 양성자, 수소 캐리어(NADP)가 포함됩니다.
빛의 단계의 기본적인 아이디어는 세포가 탄소를 (나중에) 조립하기 위해 ATP를 필요로 한다는 것입니다
이산화탄소를 설탕에 포함합니다(그림2.4). ATP를 만들려면 세포에는 전류가 필요합니다: 양성자 펌프.
이 전류를 만들기 위해 셀은 전하의 차이를 필요로 합니다
(전위차) 엽록체의 틸라코이드(소포 또는 막주머니)와 매트릭스(스트로마) 구획 사이에 있습니다.
이 차이를 만들어내기 위해서, 세포는 이온을 분리해야 합니다. 양으로 대전된 것은 외부에서 나와 내부에 머무릅니다.
음의 전하는 안쪽에서 바깥쪽으로 이동합니다. 분리하기 위해 세포는 에너지 부스터 - 티라코이드 막에 내장된 클로로필 분자에 의해 포착된 태양 광선을 필요로 합니다. 엽록소 분자는 비극성입니다 (막과 비슷합니다)
마그네슘(Mg)을 함유하고 있습니다. 클로로필 분자를 흥분시키는 것은 간단합니다
빛을 동반합니다; 빛의 에너지가 높은 경우 흥분한 클로로필은 전자를 방출할 수 있습니다.
이산화탄소로부터 탄수화물을 만들기 위해서 (CO2는 수소를 가지고 있지 않은 것 같습니다)
세포는 수소 운반체로부터 수소 원자(H)를 필요로 하며, NADP+는 그 말단에 있습니다
라이트 스테이지는 NADPH가 됩니다.
빛의 단계의 주된 사건은 클로로필이 빛과 반응하여 전자를 생성하는 것입니다.
그리고 산소화되어 양의 전하를 띤 분자가 됩니다. 다음으로 전자, 양성자, NADP입니다
효소반응에 관여하는 NADPH를 생산하기 위해 반응합니다
나중에 말씀드릴게요. 하전된 엽록소는 화학적으로 매우 활성화되어 있습니다
그것은 물 분자(「물의 광분해」)를 (틸라코이드의 내부에 축적하는) 양성자, 산소(O2), 전자로 분할합니다.
전자는 클로로필로 돌아갑니다. 언제 증가 경사가 임계값에 도달하여 양성자 펌프는 양성자로 작동하기 시작합니다(H)+
(경사를 따라 건넙니다. 통과하는 양성자의 에너지는 ATP를 가능하게 합니다
ADP와 Pi의 합성입니다.
(무기인산염입니다). 반대편 필름이지만, 이 양성자들은 수산화물 이온으로 물을 만듭니다.
앞의 단락에서는, 「클로로필」은 실제로는 포토 시스템 II(P680)와 포토 시스템 I(P700)의 2개의 포토 시스템입니다. Photosystem II(클로로필과 클로로필 포함)
카로틴은 더 중요합니다. 그것은 물을 분할하고 양성자를 경사로 만듭니다.
ATP는 전자를 광시스템 I에 전송합니다. 포토 시스템 I은 클로로필만을 포함하여 NADPH를 만듭니다.
최종적으로 빛의 무대는 빛, 물, NADP로 시작합니다.
ADP와 결과는 다음과 같습니다 에너지(ATP)와 수소(NADPH)의 축적은 산소 방출을 수반하는 이것은 일종의 배기가스입니다.
효소 단계
효소 스테이지에는 많은 참가자가 있습니다. 여기에는 이산화탄소,
수소를 포함하는 수소 캐리어(NADPH), ATP, 리브로스 이인산(RuBP, 또는 C5)이 포함됩니다
Rubisco는 다른 효소와 함께 사용됩니다. 모든 것은 매트릭스(스트로마)에서 발생합니다
엽록체에 관한 것입니다.
효소 단계의 주요 이벤트는 C5와의 CO2 동화입니다.
C6 분자입니다. 동화에는 효소로 루비스코가 필요합니다. 다음으로, 이 일시적인 C6입니다
2개의 C3분자(PGA)로 분해됩니다. 그 후, PGA는 복잡한 세트에 참가합니다
각각 수소와 에너지의 원천으로서 NADPH와 ATP를 소비하고 (PGAL의 중간 단계를 통해) 포도당의 1분자를 생산합니다
(C6H12O6)는 이산화탄소 동화분자 6개당 1개입니다. NADP 입니다.
, ADP와 Pi는 갑니다
빛의 무대로 돌아갑니다. 이 일련의 화학반응은 RuBP를 반환합니다. 이것은 동화의 새로운 사이클입니다.
따라서 이 단락에서 설명하는 모든 반응은 "Calvincycle" 또는 "C3cycle"이라는 이름을 가진 사이클의 일부입니다
여기서 가장 중요한 것은 C3PGA 분자입니다.)
일반적으로 효소상은 CO2, NADPH, ATP, C5로 시작합니다. (RuBP)
포도당(C6H12O6), NADP+, ADP, Pi 및 동일한 C5입니다. 질소가 첨가되어 있는 경우입니다.
인이나 포도당은 다른 유기 분자를 모두 줍니다. 요약하면,
광합성의 논리(그림2.8)는 단순한 아이디어에 기초하고 있습니다
설탕은 이산화탄소로 이루어져 있습니다. "s", "g", "u", "a"라는 글자와 우리가 필요로 하는 것이 있다고 상상해 보면됩니다.
설탕이라는 단어를 만들려면 r이라는 단어와 이러한 문자를 올바른 순서로 나열하기 위한 에너지입니다.
광합성도 같은 일이 일어납니다: 그것은 설탕을 위해 이산화탄소의 '적은 글자'인 수소를 필요로 합니다
H, O 및 C를 포함해야 합니다. NADP 입니다.
NADPH는 수소 공급업자, 에너지로서 사용되고 있는 ATP는 양성자 펌프에 의해 생성되며, 그것은 빛에 의해 시작됩니다
그것은 저수지에 양성자를 집중시키는 데 도움이 됩니다.