핵심식물생리학 정리노트 Ch08 광합성 탄소반응

문서 내 토픽

1. 캘빈-벤슨 회로

캘빈-벤슨 회로(Calvin-Benson cycle)는 카르복실화, 환원, 재생성의 세 단계를 가진다. CO2 수용체인 RuBP의 카르복실화를 통한 CO2 고정과 3-PG의 환원은 3탄당 인산(3-PGAL)을 합성한다. RuBP는 지속적인 CO2 동화를 위해 재생성된다. 광합성이 정류 상태에 이르면 6분자의 3-PGAL 중 1분자는 엽록체에서 녹말 합성과 세포기질에서의 수크로오스 합성 및 다른 대사 과정에 사용된다.
2. 캘빈-벤슨 회로의 조절

루비스코 활성화효소, CO2가 캘빈-벤슨 회로를 조절한다. 빛은 페레독신-티오레독신계를 통해 캘빈-벤슨 회로의 네 가지 효소의 활성을 조절한다. 광-의존적인 이온 이동은 캘빈-벤슨 회로의 효소들을 조절한다.
3. 광호흡

광호흡(photorespiration): C2 산화적 광합성 탄소 회로. 루비스코에 의한 RuBP의 산소화로 O2 사용, CO2 배출이 일어난다. 광호흡은 엽록체, 퍼옥시솜, 미토콘드리아에서 일어나며, 온도가 점진적으로 증가하면 광합성보다 증가한다.
4. C4 광합성

C4 광합성 식물: 옥수수, 사탕수수, 수수 등. 엽육세포와 유관속초세포의 협동작용으로 CO2를 동화한다. 엽육세포에서 PEPCase에 의해 CO2가 고정되고, 유관속초세포에서 루비스코에 의해 CO2가 동화된다. C4 식물은 고온의 해로운 효과를 극복할 수 있다.
5. 크래슐산 대사(CAM)

크래슐산 대사(CAM): 파인애플, 용설란, 선인장, 난 등. 밤에 CO2를 4-탄소산(말산)으로 포획하고, 낮에 탈카르복실화하여 CO2를 동화한다. 이를 통해 건조한 환경에서 수분 손실을 최소화한다.
6. 광합성 산물의 축적과 배분

대부분 잎에 의한 CO2 광합성 동화는 세포기질의 수크로오스와 엽록체의 녹말을 만든다. 낮 동안 수크로오스는 잎의 세포기질에서 수용부 조직으로 수송되고, 녹말은 엽록체에 밀도 높은 과립으로 축적된다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 캘빈-벤슨 회로

캘빈-벤슨 회로는 광합성 과정에서 이산화탄소를 고정하여 유기물을 합성하는 중요한 과정입니다. 이 회로는 3개의 주요 단계로 구성되어 있는데, 이산화탄소 고정, 환원, 재생 단계입니다. 이 과정을 통해 식물은 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하여 탄수화물을 합성할 수 있습니다. 캘빈-벤슨 회로는 식물의 생장과 발달에 필수적이며, 이해하는 것은 농업 및 환경 분야에서 매우 중요합니다.
2. 캘빈-벤슨 회로의 조절

캘빈-벤슨 회로는 다양한 요인에 의해 조절됩니다. 대표적으로 이산화탄소 농도, 온도, 수분 등의 환경 요인과 식물 호르몬, 효소 활성 등의 생물학적 요인이 있습니다. 이러한 요인들은 회로 내 효소의 활성을 조절하여 탄소 고정 속도와 유기물 합성 속도를 변화시킵니다. 이해하는 것은 식물의 생장 및 생산성 향상을 위해 매우 중요하며, 농업 및 환경 분야에서 활용될 수 있습니다.
3. 광호흡

광호흡은 광합성 과정에서 일어나는 부반응으로, 식물이 빛을 받을 때 일부 유기물이 산화되어 이산화탄소를 방출하는 과정입니다. 이는 광합성 과정에서 생성된 유기물의 일부가 다시 분해되는 것을 의미합니다. 광호흡은 식물의 생장과 발달에 중요한 역할을 하며, 환경 스트레스에 대한 식물의 반응을 이해하는 데 도움이 됩니다. 또한 농업 분야에서 작물의 생산성 향상을 위해 광호흡 조절 기술이 활용될 수 있습니다.
4. C4 광합성

C4 광합성은 일반적인 C3 광합성과 구별되는 특별한 광합성 경로입니다. C4 식물은 이산화탄소를 먼저 4탄 화합물로 고정한 후, 다시 3탄 화합물로 전환하는 과정을 거칩니다. 이를 통해 C4 식물은 C3 식물에 비해 광호흡을 줄이고 광합성 효율을 높일 수 있습니다. C4 광합성은 고온 및 건조 환경에 적응한 식물에서 주로 발견되며, 농업 분야에서 생산성 향상을 위해 중요한 연구 대상이 되고 있습니다.
5. 크래슐산 대사(CAM)

크래슐산 대사(CAM)는 식물이 건조한 환경에 적응하기 위해 발달한 특별한 광합성 경로입니다. CAM 식물은 낮 동안 기공을 닫고 이산화탄소를 4탄 화합물로 고정하며, 밤 동안 기공을 열어 이산화탄소를 3탄 화합물로 전환합니다. 이를 통해 CAM 식물은 물 손실을 최소화하면서도 효율적인 광합성을 수행할 수 있습니다. CAM 대사는 사막 및 반건조 지역의 식물에서 주로 발견되며, 이들 식물의 생존과 적응에 중요한 역할을 합니다.
6. 광합성 산물의 축적과 배분

광합성 과정에서 생성된 유기물은 식물체 내에서 다양한 방식으로 축적 및 배분됩니다. 식물은 광합성 산물을 탄수화물, 지질, 단백질 등의 다양한 화합물로 전환하여 저장하거나, 성장과 발달에 필요한 부위로 운반합니다. 이러한 과정은 식물의 생장, 생산성, 스트레스 대응 등에 중요한 영향을 미칩니다. 따라서 광합성 산물의 축적과 배분 메커니즘을 이해하는 것은 농업 및 환경 분야에서 매우 중요한 연구 주제라고 할 수 있습니다.