아주대 생명과학실험 광합성 측정

소개

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목차

1. 실험목적
2. 실험원리(이론)
3. 실험재료 & 방법
4. 실험결과
5. 참고문헌

본문내용

01. 실험목적
* 빛의 조건에 따른 식물의 반응(명반응, 암반응)을 확인하여 각 반응을 통해 광합성에서의 빛의 역할을 이해한다.

02. 실험원리(이론)
1. 광합성
광합성은 식물 및 그 밖의 생물이 빛 에너지를 이용하여 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)로부터 유기물인 포도당(C6H12O6) 및 산소(O2)을 생산하는 과정이다. 독립영양 생물인 식물은 세포 소기관으로 엽록체가 있으며, 내부에 엽록소를 갖고 있어 태양의 빛 에너지를 흡수할 수 있다. 이렇게 흡수된 빛 에너지는 광합성의 핵심 부분인 명반응에서 활용된다. 광합성은 광의존반응인 명반응과 광독립반응인 암반응으로 구분된다.

2. 명반응(광의존반응)
명반응은 광합성에서 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 첫 번째 단계로, 엽록소가 빛 에너지를 흡수하여 ATP와 NADPH를 생성하는 과정이다. 이때, 명반응은 물의 광분해와 광인산화 과정, 두 단계로 구분된다. 물의 광분해는 물이 빛 에너지의 영향으로 수소 이온과 수산화 이온으로 분해되며 생성된 산소는 대기로 배출되고, 수소 이온은 NADP+를 환원시켜 NADPH를 만든다. 이렇게 생성된 NADPH는 후속 과정인 암반응(탄소 고정)에서 중요한 역할을 한다. 광인산화 과정은 ADP와 무기 인산(Pi)이 빛 에너지를 받아 ATP를 형성하는 과정이다. 광인산화 과정에는 순환적 광인산화와 비순환적 광인산화가 있다. 순환적 광인산화는 ATP를 생성하면서 전자를 광계로 다시 돌려보내고 비순환적 광인산화는 ATP 생성 외에도 전자를 NADP+로 전달해 NADPH를 생성한다. 이때, 광계 II에서 발생한 전자는 물의 광분해 과정을 통해 다시 보충되는 방향으로 진행된다. 즉, 명반응의 결과로 생성된 ATP, NADPH는 다음 단계인 암반응에서 사용된다. 명반응 식은 다음과 같다.

그림 : 명반응
3. 암반응(광독립반응)
암반응은 식물이 태양으로부터 빛 에너지를 흡수하는 명반응 이후에 일어나는 반응으로 빛에 의존하지 않는 반응이다. 암반응은 ‘캘빈 회로’라고 불리며 엽록체의 스트로마에서 발생한다.

참고자료

· 박상규 외 3명/생명과학-기초와 응용/(주)라이프사이언스/제2판/2021/45~51쪽.
· Wasserman 외 5명/BIOLOGY/CAMPBELL/TENTH EDITION/2014/161~179쪽.
· Micro notes, Light Microscope, https://microbenotes.com/light-microscope/
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· 위키백과, 명반응, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AA%85%EB%B0%98%EC%9D%91#cite_note-2
· openstax, The Light-Dependent Reactions of Photosynthesis, https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/5-2-the-light-dependent-reactions-of-photosynthesis
· 위키백과, 1,3-비스포스포글리세르산, https://ko.wikipedia.org/wiki/1,3-%EB%B9%84%EC%8A%A4%ED%8F%AC%EC%8A%A4%ED%8F%AC%EA%B8%80%EB%A6%AC%EC%84%B8%EB%A5%B4%EC%82%B0
· openstax, The calvin Cycle, https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/5-3-the-calvin-cycle
· Wikipedia, Phenol_red, https://en.wikipedia.org/wiki/Phenol_red