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광합성은 녹색 식물과 특정 유기체가 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하는 과정입니다. 녹색 식물의 광합성 과정에서 빛 에너지가 포착되어 물, 이산화탄소, 미네랄을 산소와 에너지가 풍부한 유기 화합물로 전환하는 데 사용됩니다.
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광합성이 중요한 이유는 무엇입니까?
광합성은 지구상의 대다수 생명체의 존재에 매우 중요합니다. 생물권의 거의 모든 에너지를 생명체가 사용할 수있는 방식입니다. 주요 생산자 인 광합성 유기체는 지구의 먹이 그물 기반을 형성하며 모든 상위 생명체에 의해 직간접 적으로 소비됩니다. 또한 대기의 거의 모든 산소는 광합성 과정으로 인한 것입니다. 광합성이 중단되면 곧 지구상에 음식이나 기타 유기물이 거의 없어지고 대부분의 유기체가 사라지고 지구의 대기는 결국 기체 산소가 거의 없게됩니다.
광합성의 기본 공식은 무엇입니까?
광합성 과정은 일반적으로 6CO2 + 6H2O → C6H12O6로 작성됩니다. + 6O2. 이는 반응물 인 6 개의 이산화탄소 분자와 6 개의 물 분자가 엽록소 (화살표로 표시됨)에 포착 된 빛 에너지에 의해 당 분자와 6 개의 산소 분자 인 생성물로 변환된다는 것을 의미합니다. 설탕은 유기체가 사용하고 산소는 부산물로 방출됩니다.
어떤 유기체가 광합성을 할 수 있습니까?
광합성 능력은 진핵 생물과 원핵 생물 모두에서 발견됩니다. 가장 잘 알려진 예는 식물입니다. 극소수의 기생 종 또는 진균 종은 엽록소를 포함하고 자체 식품을 생산하기 때문입니다. 조류는 진핵 생물의 광합성 유기체의 다른 지배적 인 그룹입니다. 거대한 켈프와 미세한 규조류를 포함하는 모든 조류는 중요한 주요 생산자입니다. 시아 노 박테리아와 특정 유황 박테리아는 광합성이 진화 한 광합성 원핵 생물입니다. 에메랄드 그린 바다 슬러그는 식량 생산을 위해 일시적으로 조류 엽록체를 체내에 포함시킬 수 있지만, 독립적으로 광합성을 할 수있는 동물은 없습니다.
지구 생명 유지에있어 광합성의 중요성을 과대 평가하는 것은 불가능합니다. 광합성이 중단되면 곧 지구상에 음식이나 다른 유기물이 거의 없을 것입니다. 대부분의 유기체는 사라지고 시간이 지나면 지구 대기에는 기체 산소가 거의 없어집니다. 이러한 조건에서 존재할 수있는 유일한 유기체는 화학 합성 박테리아입니다.이 박테리아는 특정 무기 화합물의 화학 에너지를 활용할 수 있으므로 빛 에너지의 변환에 의존하지 않습니다.
수행 된 광합성에 의해 생성되는 에너지 수백만 년 전의 발전소는 산업 사회에 동력을 제공하는 화석 연료 (즉, 석탄, 석유 및 가스)를 담당했습니다. 과거에는 식물을 먹인 녹색 식물과 작은 유기체가 소비되는 것보다 더 빨리 증가했으며, 그 잔해는 퇴적 및 기타 지질 학적 과정에 의해 지각에 퇴적되었습니다. 산화로부터 보호 된이 유기물은 천천히 화석 연료로 전환되었습니다. 이러한 연료는 공장, 가정 및 운송에 사용되는 많은 에너지를 제공 할뿐만 아니라 플라스틱 및 기타 합성 제품의 원료로도 사용됩니다. 불행히도 현대 문명은 수세기 동안 수백만 년에 걸쳐 축적 된 광합성 생산의 초과분을 소모하고 있습니다. 결과적으로 수백만 년에 걸쳐 광합성 과정에서 탄수화물을 만들기 위해 공기에서 제거 된 이산화탄소가 매우 빠른 속도로 회수되고 있습니다.지구 대기의 이산화탄소 농도는 지구 역사상 가장 빠르게 증가하고 있으며,이 현상은 지구 기후에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.
세계의 식량, 재료 및 에너지에 대한 요구 사항 인구가 빠르게 증가함에 따라 광합성의 양과 광합성 결과를 사람들에게 유용한 제품으로 변환하는 효율성을 모두 높일 필요가 생겼습니다. 20 세기 중반에 시작된 소위 녹색 혁명이라는 이러한 요구에 대한 한 가지 대응은 화학 비료, 해충 및 식물 질병 방제, 식물 육종, 기계화 된 경작, 수확을 통해 농업 수확량을 엄청나게 향상 시켰습니다. 및 작물 가공. 이러한 노력은 급속한 인구 증가에도 불구하고 세계의 몇몇 지역에 심각한 기근을 제한했지만, 광범위한 영양 실조를 제거하지는 못했습니다. 더욱이 1990 년대 초부터 주요 작물의 수확량이 증가하는 속도가 감소하기 시작했습니다. 이것은 특히 아시아의 쌀에 해당됩니다. 지속적으로 증가하는 비료 및 살충제 투입과 새로운 식물 품종의 지속적인 개발을 필요로하는 높은 농업 생산 률 유지와 관련된 비용 상승도 많은 국가의 농부들에게 문제가되었습니다.
식물 유전 공학을 기반으로 한 두 번째 농업 혁명은 식물 생산성을 증가시켜 영양 실조를 부분적으로 완화시킬 것으로 예상되었습니다. 1970 년대부터 분자 생물 학자들은 질병 및 가뭄 저항성, 제품 수율 및 품질, 서리 강건성 및 기타 바람직한 특성의 개선을 목표로 식물의 유전 물질 (데 옥시 리보 핵산 또는 DNA)을 변경하는 수단을 가지고있었습니다. 그러나 이러한 특성은 본질적으로 복잡하고 유전 공학을 통해 작물에 변화를주는 과정은 예상보다 더 복잡한 것으로 밝혀졌다. 미래에는 이러한 유전 공학이 광합성 과정을 개선 할 수 있지만 21 세기 초반까지는 아직 작물 수확량을 크게 늘릴 수 있다는 것을 입증하지 못했습니다.
또 다른 흥미로운 분야 광합성에 대한 연구는 특정 동물이 빛 에너지를 화학 에너지로 변환 할 수 있다는 발견이었습니다. 예를 들어 에메랄드 그린 바다 슬러그 (Elysia chlorotica)는 자신이 섭취하는 조류 인 Vaucheria litorea에서 유전자와 엽록체를 획득하여 엽록소를 생산하는 능력이 제한적입니다. 충분한 엽록체가 동화되면 슬러그는 음식 섭취를 중단 할 수 있습니다. 완두콩 진딧물 (Acyrthosiphon pisum)은 빛을 이용하여 에너지가 풍부한 화합물 인 ATP (Adenosine Triphosphate)를 제조 할 수 있습니다. 이 능력은 진딧물이 카로티노이드 색소를 제조하는 것과 관련이 있습니다.