광합성과 기저상태

광합성과 기저(基底), 여기상태(勵起狀態) 

 

광합성을 하는 모든 종류의 생물을 독립영양생물이라 하며 이 독립영양생물은 필요한 영양분을 스스로 합성할 수 있다. 광합성을 하는 동안 독립영양생물은 태양에너지를 이용하여 고에너지의 유기분자를 만든다. 이러한 유기분자는 세포호흡을 ATP로 만들어지거나, 여러 기관을 구성하는 분자로 이용되는데 대부분의 유기분자는 결합하여 새로운 세포나 조직을 형성한다. 대부분의 독립영양생물은 광합성을 하지만, 죽은 생물에서 에너지를 취하는 독립영양 박테리아의 경우는 화학합성을 한다. 광합성이나 화학합성을 하지 못하는 생물은 종속영양생물이라 하는데 종속영양생물은 필요한 영양물질의 공급을 궁극적으로 독립영양 생물에 의존한다.
광합성은 진핵세포의 엽록체 내에서 일어난다. 식물의 잎에서 광흡수색소가 태양에너지를 흡수하여 이산화탄소와 물로부터 고에너지의 포도당을 만들어낸다. 포도당은 화학결합에너지를 저장할 뿐 아니라 식물이 필요로 하는 수천가지의 다른 분자를 합성하는 기초적 역할도 한다. 산소는 부산물로 생성된다.
명반응은 엽록체의 그라나에서 일어나며 빛의 세기와 파장에 영향을 받는다. 암반응에 앞서 명반응이 일어나며 명반응에서 생성된 물질이 암반응에 이용된다. 물이 분해되어 생긴 수소이온과 는 P700이 빛을 받아 활성화 되어 방출한 전자와 결합하여 로 된다. 한편, P680도 빛을 받으면 활성화되고 전자를 방출하여 여기상태로 되며, 이때 방출된 전자는 전자전달계를 거쳐 결국 P700에 도달하며 P700은 기저상태로 되돌아간다. 이 과정에서 ATP가 생성되며 이 반응을 광인산화라한다.

※ 여기상태(勵起狀態)

에너지가 가장 안정된 상태인 기저상태(基底狀態) 보다  에너지가 높은 상태로서 일반적으로 가열, 전자기파 또는 복사선․입자선의 조사(照射), 화학적․전기적 자극 등을 통해 발생됨