충청북도 로고 이미지 산림환경연구소

무한에너지 광합성

광합성에 영향을 미치는 3가지 주요소 : 빛의세기, 이산화탄소의 농도, 온도 나뭇잎은 광합성 작용으로 생명체의 에너지원을 만든다. 식물은 태야에너지와 무기물질을 이용하여 세포에 있는 엽록체에서 에너지 화합물을 합성하고 그 과정에서 산소를 만들어 내는데 이것을 광합성이라고 한다

엽록체가 하는일은? 식물세포 내의 녹생 알갱이로 광합성이 일어나는 장소, 엽록소라는 빛을 흡수하는 색소가 많이 들어있다 식물이 녹색으로 보이는 이유는? 식물의 엽록소는 주로 붉은색, 푸른색 계통의 빛을 흡수하여 광합성에 이용 중간파장인 녹색은 대부분 흡수되지 않고 반사되므로 우리눈에 식물이 녹색으로 보이는것

이미지 확대보기

무한에너지 광합성

녹색식물이 빛에너지를 이용해 이산화탄소와 물로부터 유기물을 합성하는 작용.

광합성의 장소

녹색식물의 세포에 들어 있는 엽록체가 광합성이 일어나는 장소입니다. 엽록체는 5~10μm의 크기를 가지는 타원형의 기관인데, 엽록체 안에는 틸라코이드라고 하는 납작한 주머니들이 들어 있으며 그 주변은 스트로마라고 하는 액체로 채워져 있습니다. 광합성은 크게 명반응과 암반응이라는 두 단계로 나뉘는데, 명반응은 빛이 있어야 진행되는 반응이며 암반응은 빛이 없어도 진행되는 반응을 말합니다. 먼저 명반응이 일어난 후 암반응이 진행되는데, 명반응은 틸라코이드의 막에서 일어나고 암반응은 스트로마에서 일어납니다.

명반응소

틸라코이드의 막에는 엽록소와 전자전달계가 있어 명반응이 일어납니다. 명반응은 다시 물의 광분해와 광인산화반응의 두 단계로 나눌 수 있습니다. 물의 광분해과정은 엽록소에 흡수된 빛에너지에 의해 물(H₂O)이 분해되는 것으로, 전자(e-)와 수소이온(H+), 그리고 산소(O₂)를 만들어냅니다. 즉 광합성의 최종 산물 중 하나인 산소기체(O₂)는 물에서 유래된 것임을 알 수 있습니다. 광인산화과정은 엽록소가 흡수한 빛에너지를 화학에너지로 전환시켜 ATP를 만들어내는 과정입니다. 빛에너지가 엽록소에 흡수되면 엽록소가 흥분하여 전자를 방출하게 되는데, 이 전자가 전자전달계를 거치면서 ATP를 만들어내는 것입니다. 또 광인산화 과정에서 NADPH₂도 함께 만들어지는데 이들은 암반응에 쓰이게 됩니다. 즉 명반응의 광인산화 과정은 암반응에 쓰일 물질을 만들어내는 과정이라고 볼 수 있습니다.

암반응

암반응은 엽록체의 스트로마에서 일어나는 반응으로, 명반응에서 생성된 ATP와 NADPH2를 이용해 이산화탄소(CO₂)로부터 포도당과 같은 탄수화물을 합성하는 과정입니다. 암반응에는 무수히 많은 효소가 관여하고 있기 때문에 온도의 영향을 받습니다.

광합성에 영향을 주는 요인

광합성은 빛의 세기에 의해 영향을 받습니다. 강한 빛을 받을수록 광합성량이 증가하는데, 빛의 세기가 어느 한계에 이르면 더 이상 광합성량이 증가하지 않고, 이때의 빛의 세기를 광포화점이라 합니다. 광합성은 효소가 많이 참여하는 반응이기 때문에 온도의 영향도 받습니다. 보통 35℃에서 가장 잘 일어납니다. 또 광합성은 이산화탄소 농도에 의해서도 영향을 받습니다. 빛이 강할수록 이산화탄소 농도에 영향을 많이 받으며, 이 경우에도 빛에 의한 광합성량과 마찬가지로 어느 한계 이상에서는 광합성량이 더 이상 증가하지 않습니다.