Structure of Chloroplasts 엽록소의 구조

 

Figure 3.21

 

엽록소의 구조입니다
식물 세포에서, 광합성은 엽록체 안에서 일어납니다. 엽록체에는 이중 막이 있고, 틸라코이드라고 불리는 막 주머니가 들어 있습니다.  타일라코이드는 그라나(singleular granum)라고 불리는 겹겹이 쌓인 소포 모양의 구조물에서 발생하며, 라멜레라고 불리는 지지 구조물에 의해 함께 고정됩니다. 두껍고 효소가 풍부한 액체인 스트로마는 각 엽록체의 내부를 채웁니다. 식물의 잎에 있는 메소필 세포는 광합성에 특화되어 있고 수많은 엽록소를 포함하고 있습니다. 이 세포들은 엽록체들에게 광합성에 필요한 두 가지 중요한 성분인 이산화탄소와 물을 제공합니다. 가스 교환(산소와 이산화탄소)은 잎 밑면의 모공을 통해 발생하며, 물은 식물의 뿌리까지 뻗어 있는 정맥을 통해 전달됩니다.
그라나 안에서, 태양 빛 에너지는 타일라코이드들에 의해 포착됩니다. 이 에너지는 탄수화물의 생산을 촉진하는 ATP 분자를 형성하는데 사용됩니다. 이 탄수화물 분자들은 세포 호흡에 사용되는 분자인 포도당을 합성하는 데 사용됩니다. 엽록체 내의 실라코이드 막은 화학 물질과 미토콘드리아에서 발견되는 것과 기능적으로 유사한 복잡한 구조를 사용하는 ATP 생성 지점입니다.
광합성의 단계 앞부분이 시사하듯이, 광합성의 두 가지 주요 단계가 있습니다: 광합성과 합성 단계. 광합성의 첫 단계는 태양 에너지를 화학 에너지로 변환시킵니다. 두 번째 단계에서는 이 에너지를 사용하여 PGAL을 생성하며, PGAL은 포도당을 형성하는 데 사용됩니다. 사진 반응은 빛을 필요로 하며 빛에 의존하는 반응이라고 불립니다. 합성 반응은 직접적으로 빛을 필요로 하지 않으며 빛 독립 반응이라고 불립니다. 하지만, 빛은 사진과 합성 반응에서 효소를 활성화시키는데 중요한 것처럼 보입니다. 그림 3.21 광합성의 두 단계입니다. 첫 번째 단계(A)는 빛 에너지를 필요로 하는 반응으로 구성됩니다. 두 번째 단계(B)는 포도당 분자의 합성을 포함합니다.
빛이 식물의 잎에 부딪힐 때, 에너지는 엽록체 안의 색소에 의해 포착됩니다. 엽록소로 알려진 이 색소들은 다양한 파장의 가시광선을 흡수합니다. 가장 중요한 두 종류의 엽록소는 엽록소와 엽록소 b입니다. 광합성은 약 400nm에서 450nm 그리고 650nm에서 700nm의 밝은 파장에서 가장 활동적입니다. 엽록소의 색, 녹색은 주로 가시광선 스펙트럼의 파란색과 빨간색 부분의 흡수의 결과입니다. 다음 MiniLab에서는 잎에서 엽록소를 추출하고 두 종류의 엽록소의 색상과 특성을 조사합니다.

 

Structure of Chloroplasts
In plant cells, photosynthesis occurs within chloroplasts. Chloroplasts have a double membrane and contain membrane pockets called thylakoids.  Thylakoids occur in stacked, parcel-like structures called grana (singular granum), which are held together by support structures called lamellae. The stroma, a thick, enzyme-rich liquid, fills the interior of each chloroplast. Mesophyll cells in the leaves of plants are specialized for photosynthesis and contain numerous chloroplasts. These cells provide the chloroplasts with the two important ingredients necessary for photosynthesis — carbon dioxide and water. Gas exchange (oxygen and carbon dioxide) occurs through pores on the underside of leaves, and water is delivered via veins that extend to the roots of the plant.
Within the grana, solar light energy is captured by the thylakoids. This energy is used to form ATP molecules, which fuel the production of carbohydrates. These carbohydrate molecules are then used to synthesize glucose — the molecules used in cellular respiration. The thylakoid membrane in the chloroplast is the site of ATP production, using chemiosmosis and complex structures functionally similar to those found in mitochondria.
Stages of Photosynthesis As the previous section suggests, there are two main stages of photosynthesis: the photo and synthesis stages. The first stage of photosynthesis converts solar energy into chemical energy. The second stage uses this energy to produce PGAL, which is then used to form glucose . The photo reactions require light and are called lightdependent reactions. The synthesis reactions do not require light directly, and are called lightindependent reactions. However, light seems to be important in activating enzymes in both the photo and synthesis reactions. Figure 3.21 Two stages of photosynthesis. The first stage (A) consists of reactions that require light energy. The second stage (B) involves the synthesis of glucose molecules.
As light strikes the leaf of a plant, the energy is captured by pigments in the chloroplasts. These pigments, known as chlorophylls, absorb various wavelengths of visible light. The two most important types of chlorophyll are chlorophyll a and chlorophyll b. Photosynthesis is most active at light wavelengths of about 400 nm to 450 nm and 650 nm to 700 nm. The colour of chlorophyll, green, is a result of the absorption of mainly blue and red parts of the visible light spectrum. In the following MiniLab, you will extract chlorophyll from leaves and examine the colour and properties of both types of chlorophyll.