[생물2 요점정리] 2. 광합성 - 여러가지 실험들

생물2 - 광합성 단원에서 나오는 몇가지 실험들이 갖는 의미에 대해서 알아보겠습니다.

1. 광합성-명반응과 암반응

2. 광합성-관련 실험이 가지고 있는 의미

3. 광합성-관련 수능문제 part1

4. 광합성-관련 수능문제 part2

SKA'       벤슨의 실험 (암반응이 일어나려면 명반응이 필요)

1949년에 벤슨은 식물에 빛과 이산화탄소를 구별해서 주면서 광합성 속도를 측정해보았습니다.

1. 처음에는 어두운 곳에서 CO2를 두 화분에 공급했더니 광합성을 하지 않았습니다. 

(명반응이 먼저 일어나지 않았으므로 암반응도 일어나지 않음)

2. 그다음은 밝게 해주고 CO2의 공급을 중단했습니다. 그래도 광합성을 하지 않는군요. (명반응만 일어남)

3. 이제 한쪽 화분만 어둡게 해주면서 두 화분 다 CO2를 공급해주었습니다.

 - 처음 화분은 광합성이 잠깐 일어나더니 다시 속도가 급감하는군요. (명반응의 산물인 NADPH2와 ATP를 다 써버릴때까지만 광합성)

- 두번째 화분은 CO2를 계속 공급해주면서 빛도 비추기 때문에 명반응과 암반응이 같이 일어납니다. 그러니까 광합성이 꾸준히 일어나는군요.

그림에 약간 추가하면,

이 실험이 갖는 의의에는 이런것들이 있겠네요.

1. 암반응이 일어나기 위해서는 명반응이 우선되어야 한다.

2. 암반응에서는 CO2가 필요하다.

3. 명반응이 계속되지 않으면 암반응도 지속되지 못함

4. 밝을때에 광합성을 준비하다가 이산화탄소가 공급되면 바로 광합성을 시작(최종분해 산물에는 빛이 상관없다.)

SKA'       힐의 실험(산소는 어디서 나온것인가?)

힐은 광합성을 할 때 발생되는 산소의 근원이 무엇인지를 알아보기 위해 1939년에 옥살산철(III)을 가지고 실험을 했습니다.

우선 옥살산철(III)과 엽록체가 함유된 물을 섞어두고 빛을 쬐었습니다.

그랬더니 산소가 발생하고 옥살산철 (III)이 옥살산철 (II)로 환원되는것이었습니다.

이것으로 그는,

1. 광합성에서 나온 산소는 물이 분해되면서 나온것이다.

2. 물이 분해되면서 나온 수소가 옥살산철을 환원시킨것이고 이것으로 보아 실제 광합성 과정에서도 이렇게 수소를 받아들이는 무언가가 존재할 것이다.

라고 결론을 내렸죠.

SKA'       루벤의 실험(힐의 실험의 확인사살)

루벤은 방사선 동위원소를 이용하여 광합성에서 발생하는 산소의 근원을 더욱 명확하게 밝혀냈습니다.

한쪽에는 산소의 동위원소로 구성된 물을 사용해서,

한쪽에는 산소의 동위원소로 구성된 이산화 탄소를 사용해서 다른조건은 동일하게 광합성을 했는데,

후자의 실험에서만 정상의 산소가 검출된 것입니다.

그러니까 광합성에서 발생하는 산소는 이산화탄소가 아니라 물에서 나온것이라는거죠.

SKA'       칼빈과 벤슨의 실험(암반응의 순서를 파악)

1948년에 칼빈과 벤슨은 클로렐라 배양액에 탄소의 동위원소로 구성된 이산화탄소를 이용해서 광합성이 이루어지는 동안 산물들을 추출해서 동위원소가 어떤 산물에 포함되어 있는지를 알아냈습니다. 그리고 그 순환과정을 칼빈회로라고 이름붙였습니다.

SKA'       광합성에 영향을 주는 요인들

<빛의 파장>

엽록소는 주로 청색광과 적색광을 이용한다.

녹색광은 광합성에 이용하지 않고 반사하므로 식물은 녹색임

<빛의 세기>

빛의 세기가 강해질 수록 광합성 속도는 빨라짐

광포화점이상의 빛을 받게 되면 광합성 속도가 더이상 증가하지 않음

c.f. 보상점 ☞ 광합성량 = 호흡량

<이산화탄소 농도>

이산화탄소의 농도와 광합성 속도는 비례하지만, 빛의 세기에 영향을 받음

<온도>

적정온도에서 최대의 광합성속도

빛이 약하면 온도는 큰 영향을 주지 못함

SKA'       요약

벤슨의 실험 : 명반응과 암반응을 구분

힐의 실험 : 광합성에서 발생하는 산소는 물이 광분해되면서 발생한것임

루벤의 실험 : 방사능 동위원소를 이용해서 힐의 실험 결과를 확실시함

칼빈의 실험 : 암반응의 순서를 밝혀냄

다음 포스팅은 수능에 실제로 출제된 광합성 관련 문제를 풀어볼께요.

약간 모자란 내용들은 문제풀면서 추가하겠습니다. 

질문이나 지적질은 언제나 대환영입니다. 생물2는 저도 공부를 하고 있어서요...ㅎ