식물생리학 기말 대비 자료

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1. 명반응이 광합성 과정 전체에서 일어나야 하는 이유를 명반응을 거쳐 만들어지는 화합물과 명반응이 일어나는 세포학적 장소, 그리고 광계에 있어서 산화-환원 반응에 의한 전자전달과 에너지 합성기작을 중심으로 서술하시오.

식물의 광합성은 빛 에너지와 CO2를 이용하여 고에너지의 유기분자를 합성하는 산화/환원 반응이며 흡열반응이다. 광합성은 식물의 엽록체에서 일어나며 가시광선의 특정 파장에서 오는 광자에너지를 흡수해서 명반응에 사용한다. 명반응에는 다양한 종류의 빛 수용체가 관여하는데 빛 수용체가 빛을 흡수하면 달라진 전자분포에 의해 에너지 준위가 높아지는 들뜬 상태가 되고 이는 다시 열로 방출되거나 다른 분자로 에너지가 전달되고 또는 전자전달에 의한 산화/환원적 화학반응을 일으킨다.
개괄적인 명반응 과정을 살펴보면 네 가지 단백질 복합체는 방향성을 갖고 틸라코이드 막에서 전자와 양성자를 전달한다. PS2는 물을 산화하고 양성자를 루멘으로 방출한다. PS1은 페레독신 및 플라보 단백질 페레독신-NADP 환원효소의 작용에 의해 스트로마에서 NADP+를 NADPH로 환원시킨다. 양성자는 또한 cytochrome b6f 복합체의 작용에 의해서 루멘으로 수송되며 전기 화학적 양성자의 기울기에 기여한다. 이들 양성자는 ATP 생성효소로 확산되어야 하며 여기서 전기화학적 퍼텐셜 기울기에 따른 확산으로 스트로마에서 ATP가 합성된다. 환원된 plastoquinone과 plastocyanin은 전자를 각각 cytochrome b6f와 PS1으로 전달한다.


2. 광합성 명반응은 식물이 빛에너지를 이용하여 탄소고정반응에 필요한 화학에너지와 환원력을 생산하는 생화학적 과정이며, 광계시스템을 포함한 몇 가지 막단백질 복합체와 이들 사이에 전자전달을 매개하는 수용성 단백질에 의해 비순환적 Z-scheme 전자전달 방식에 의해 진행된다.

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