광합성은 빛, 물, 이산화탄소로부터 당 (포도당)을 생산하고 산소를 방출하는 중요한 생화학 적 경로입니다. 그것은 일련의 복잡한 생화학 적 반응이며 고등 식물, 조류, 일부 박테리아 및 일부 광 독립 영양 생물에서 발생합니다. 거의 모든 삶이이 과정에 달려 있습니다. 광합성 속도는 이산화탄소 농도, 온도 및 빛의 강도와 관련이 있습니다. 흡수 된 광자에서 에너지를 얻고 물을 환원제로 사용합니다.
과거의 광합성
지구상에 생명체가 출현하면서 광합성 과정이 시작되었습니다. 산소 농도가 미미하기 때문에 해수에서 황화수소와 유기산을 사용하여 첫 번째 광합성이 이루어졌습니다. 그러나 이러한 물질의 수준은 오랫동안 광합성을 계속하기에 충분하지 않았기 때문에 물을 이용한 광합성이 진화했습니다. 물을 사용하는 이러한 유형의 광합성은 산소를 방출했습니다. 결과적으로 대기의 산소 농도가 증가하기 시작했습니다. 이 끝없는 순환은 지구에 산소 의존적 인 생태계를 지원할 수있는 산소를 풍부하게 만들었습니다.
광합성에서 물의 역할
근본적인 수준에서 물은 광계 II의 엽록소에서 제거 된 전자를 대체 할 전자를 제공합니다. 또한 물은 산소를 생성 할뿐만 아니라 H + 이온을 해방시켜 NADP를 NADPH (캘빈 회로에 필요)로 감소시킵니다.
산소 공급자로서의 물
광합성 과정에서 6 개의 이산화탄소 분자와 6 개의 물 분자가 햇빛 아래에서 반응하여 포도당 분자 1 개와 산소 분자 6 개를 형성합니다. 물의 역할은 물 분자에서 산소 가스 (O2)의 형태로 대기로 산소 (O)를 방출하는 것입니다.
전자 공급 장치로서의 물
물은 또한 전자 공급기의 또 다른 중요한 역할을합니다. 광합성 과정에서 물은 수소 원자 (물 분자의)와 탄소 (이산화탄소의)를 결합하여 당 (포도당)을 생성하는 전자를 제공합니다.
물 광분해
물은 NADP를 NADPH로 변환하는 H + 이온을 제공하여 환원제 역할을합니다. NADPH는 엽록체에 존재하는 중요한 환원제이기 때문에 그 생산은 엽록소의 산화로 인해 전자가 부족합니다. 이러한 전자 손실은 다른 환원제의 전자에 의해 충족되어야합니다. Photosystem II는 Z-scheme (광합성의 전자 수송 사슬 다이어그램)의 처음 몇 단계를 포함하므로 환원제 전자를 기증 할 수있는 것은 물에 의해 제공되는 엽록소를 산화시키는 데 필요합니다 (녹색 식물에서 전자 공급원 역할을하며 cynobacteria). 이렇게 방출 된 수소 이온은 막 전체에 화학적 전위 (화학 삼투압)를 생성하여 최종적으로 ATP를 합성합니다. 광계 II는 물의 산화에서 촉매 역할을하는 알려진 주요 효소입니다.