식물의 광합성이란?

식물이 시끌시끌 ㅣ 앗, 이렇게 재미있는 과학이 7
닉 아놀드 외 지음, 토니 드 솔스 그림 / 주니어김영사 / 1999년 5월

안녕하세요. 저는 오늘 이 식물이 시끌시끌이라는 책을 읽고 식물의 광합성에 대해서 알아보려고 합니다. 그럼 지금 알아보도록 하겠습니다. 

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

틸라코이드의 막에는 엽록소와 전자전달계가 있어 명반응이 일어난다. 명반응은 다시 물의 광분해와 광인산화반응의 두 단계로 나눌 수 있다. 물의 광분해과정은 엽록소에 흡수된 빛에너지에 의해 물이 분해되는 것으로, 전자와 수소이온, 그리고 산소를 만들어낸다. 광인산화과정은 엽록소가 흡수한 빛에너지를 화학에너지로 전환시켜 ATP를 만들어내는 과정이다. 빛에너지가 엽록소에 흡수되면 엽록소가 흥분하여 전자를 방출하는데, 이 전자가 전자전달계를 거치면서 ATP를 만들어낸다. 또 광인산화과정에서도 함께 만들어지는 데 이들은 암반응에 쓰인다
 

엽록체의 스트로마에서 일어나는 암반응은 명반응에서 생성된 ATP와 NADPH₂를 이용해 이산화탄소로부터 포도당과 같은 탄수화물을 합성하는 과정이다. 암반응에는 무수히 많은 효소가 관여하고 있기 때문에 온도의 영향을 받는다. .

그리고 이 반응이 진행되는 데에 필요한 에너지는 ATP에 의해 얻어지는데, 총 18개 분자의 ATP가 사용되어 18개 분자의 ADP로 바뀌게 된다.




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

나는 오늘 이 책을 읽고 광합성에 대해서 한 걸음 더 올라간 듯이 과학 능력이 더욱 더 올라간다는 것을 느끼는 것같다.