수생 식물의 광합성

식물은 생산자입니다. 에너지를 얻기 위해 음식을 소비하는 대신, 그들은 스스로 음식을 만듭니다. 광합성 과정에서 식물은 햇빛으로부터 에너지를 받아 탄수화물에 저장된 화학 에너지로 변환합니다. 광합성은 육상 식물과 수생 식물에서 동일한 분자와 화학 반응을 포함합니다. 떠 다니는 식물은 육지에서 자라는 식물처럼 광합성을합니다. 그러나이 과정은 수생 식물이 수면 아래에 완전히 잠기면 더 많은 도전을 제시합니다.

잎은 광합성의 주요 부위입니다. 잎은 광합성이 일어나는 식물 세포의 세포 기관인 엽록체를 포함합니다. 엽록체는 주로 적색 및 청색 파장의 가시 광선을 흡수하는 엽록소 분자를 포함합니다. 소수의 엽록소 분자 만이 녹색 파장을 흡수합니다. 결과적으로 식물은 흡수하는 것보다 더 많은 녹색 빛을 반사하기 때문에 녹색으로 보입니다.

식물은 광합성 과정에서 만들어진 설탕을 사용하여 성장, 발달, 번식 및 복구를 촉진합니다. 광합성 과정에서 생성 된 단당은 식물에 구조를 제공하는 셀룰로오스와 같은 더 복잡한 전분과 결합합니다. 광합성은 동물과 다른 소비자에게 먹이를 제공하는 것 외에도 환경에서 이산화탄소를 제거하고 산소를 보충합니다.

광합성의 두 단계는 빛 의존 반응과 빛 독립적 반응입니다. 빛 의존 반응은 햇빛의 흡수와 물 분자가 산소 가스, 수소 이온 및 전자로 분해되는 것을 포함합니다. 이 단계의 목표는 빛 에너지를 포착하여이를 전자로 전달하여 ATP와 같은 에너지 분자를 만드는 것입니다. 산소는이 광합성 단계의 폐기물입니다.

광합성의 두 번째 단계 (캘빈 회로라고도 함)는 첫 번째 단계에서 생성 된 에너지가 공급 된 분자를 사용하여 식물의 환경에서 가져온 이산화탄소 분자를 분리합니다. 세포에서 이산화탄소와 물 분자가 분해되면 당 분자가 형성됩니다. 구체적으로 6 분자의 이산화탄소와 6 분자의 물은 1 분자의 포도당을 생성하고 6 분자의 산소는 부산물로 방출됩니다.

수생 식물은 잎이 떠 있거나 물 속에 있는지에 따라 공기 또는 물에서 이산화탄소를 흡수 할 수 있습니다. 연꽃과 수련과 같은 떠 다니는 식물의 잎은 직사광선을받습니다. 이러한 유형의 수생 식물은 광합성을 수행하기 위해 특별한 적응이 필요하지 않습니다. 그들은 공기에서 이산화탄소를 흡수하여 공기 중으로 산소를 방출 할 수 있습니다. 잎의 노출 된 표면에는 육상 식물과 같이 대기로의 수분 손실을 완화하기 위해 왁스 같은 큐티클이 있습니다.

hornwort 및 해초와 같은 물속에 잠긴 식물은 수 중에서 광합성을 수행하는 문제를 해결하기 위해 특정 전략을 사용합니다. 이산화탄소와 같은 가스는 공기보다 물에서 훨씬 느리게 확산됩니다. 완전히 잠긴 식물은 필요한 이산화탄소를 얻기가 더 어렵습니다. 이 문제를 개선하기 위해 수중 잎은이 층없이 이산화탄소를 흡수하기 쉽기 때문에 왁스 코팅이 없습니다. 작은 잎은 물에서 이산화탄소를 더 쉽게 흡수 할 수 있으므로 물에 잠긴 잎은 표면 대 부피 비율을 최대화합니다. 일부 종은 공기 중 이산화탄소를 흡수하기 위해 잎 몇 개를 표면으로 확장하여 이산화탄소 섭취를 보충합니다.

물에 잠긴 식물 종들에게는 적절한 햇빛을 받기도 어렵습니다. 수중 식물이 흡수하는 빛 에너지의 양은 육지 식물이 사용할 수있는 에너지보다 적습니다. 미사, 미네랄, 동물 배설물 및 기타 유기물 쓰레기와 같은 물 속의 입자는 물로 들어오는 빛의 양을 줄입니다. 이 식물의 엽록체는 종종 잎 표면에 위치하여 빛에 대한 노출을 극대화합니다. 표면 아래의 깊이가 증가함에 따라 수생 식물이 사용할 수있는 햇빛의 양이 감소합니다. 일부 식물 종은 해부, 세포 또는 생화학 적 적응을 통해 햇빛의 가용성이 감소 함에도 불구하고 심해 또는 탁한 물에서 성공적으로 광합성을 수행 할 수 있습니다.

식물 이외의 많은 유기체는 수생 생태계에서 생산자의 역할을 수행합니다. 일부 형태의 박테리아와 조류 및 기타 원생 생물은 광합성을 수행합니다. 단세포 조류 군집은 함께 작용하여 일반적으로 해초로 알려진 대 조류 다시마를 형성합니다.