생명과학 7주차 웹강

빛에너지

는 중요하다. 생명체에서 지닌 중요성을 설명할수 있다.

화학에너지를 만들 수 있다!

빛에너지 : 태양에서 나오는 빛에너지는 모든 에너지의 근원으로서 열에너지나 화학 에너지, 운동 에너지 등으로 전환 될 수 있다.

살아있는 세포는 외부에서 에너지를 얻는다.

사람이 빛에 노출된다고 생명활동에 얻을 수 있는 에너지를 만들 수는 없다.

개념 1 : 광합성

* 광합성을 통하여 유기물을 만든다. ( 광을 이용해서 유기물을 만든다)

* 유기물 ?

-  탄소를 포함하는 물질 

- 생체를 이루며, 생체 안에서 생명력에 의하여 만들어지는 물질.

=> 탄소화합물.(포도당 Glucose) 

* 광합성은 빛에너지를 화학에너지로 바꾼다

- 생명은 광합성에 의존한다.

a. 광합성은 이산화탄소와 물로부터 (포도당,산소 ) 을 만든다.

b. 광합성의 진화가 지구를 변화시켰다.

- 햇빛이 광합성의 에너지원이다.

a. 엽록체의 색소분자가 빛에너지를 포획한다.

개념2 : 엽록체

* 세포안에 들어있다. ( 태양전지를 생각할 수 있다)

* 광합성 세포는 광학성에 필요한 효소 등을 지닌 구조(즉 , 엽록체) 를 지닌다.

틸라코이드 동전들 이싸여서 그라나가 되고 그 외 부분이 스트로마 이다.

막이 두개 외막과 내막이 있다.

* 엽록체는 엽록소를 지닌다.

* 엽록소는 틸라코이드 막에 있다.

* 틸라코이드는 차곡차곡 쌓여서 그라나를 이룬다.

* 그라나가 없는부분을 스토로마라고 한다.

식물 -> 잎 -> 세포 -> 엽록체 - > 그라나 -> 틸라코이드 -> 엽록소

개념 3: 캘빈회로

빛을 포획해서 만드는 것이 ATP, NADPH ( 둘다 에너지를 가짐)

이 에너지는 포도당을 만들기 위해서 사용된다. 이 과정을 캘빈회로 라고 한다.

이 캘빈회로를 만들기위해선 CO2 가 필요하다 ( 공기중) 이걸 잡아와 포도당에 넣는걸 캘빈회로라고한다.

캘빈회로  : 포도당만들기 ( 탄소 6) 탄소가필요하다 . 이 탄소를 공기중에 이산화탄소에서 가져온다. 

용어설명

리불로오스 이인산

CO2

3- 인산글리세르산

1,3 - 이인산글리세르산

글리세르알데하이드 3인산

루비스코

탄소 고정

환원 : 원래 있던것을 원시시키는것, 어떤물질의 에너지를 plus 하는 것.

X +  전자 나 X + 수소 면 X 에 비해서 환원된 상태라고 한다.

(에너지를 더 갖게 되는 것!)

모든 용어를 기억할 필요는 없을 것이다. 목적은 탄소를 가져와 포도당을 만드는 것이다. 

캘빈회로 등장인물을 다 외울필요는 없고!

1. 루비스코가 하는 일 : 탄소 5개짜리분자를 탄소6 개로 만들어준다 ( 탄소고정!)

2. 에너지를 넣어주는 환원 단계 환원에 필요한 것 , (ATP , NADPH) 

3. 일부는 포도당으로 빠지고 일부는CO2 수용체가  RuBP 의 재생한다.( 다시 쓸 수 있도록)

여러종료의 효소가 관여하는데  가장 중요한것이 루비스코

2강 

세포호흡의 의미 : ATP 를 만든다.

세포호흡 : 물질대사 과정 중 하나로 생명체가 유기 화합물을 분해하여 에너지를 얻는 과정을 뜻한다.

ATP 의 화학적인 구조 : 아데닌  +  리보오스(5탄당)  => 아데노신

여기에 인이 2개가 붙으면 아데노신 2인산 (ADP) 아데노신 3인산 (ATP)

ATP => ADP + 에너지 + 무기인산 (가수분해 ) 

* ATP (아데노신 3인산)  리보오스 ( 5탄당) , 아데닌 과 3개의 인산기를 갖는다.

* ATP 인산기들 간의 결합은 가수분해로 끊어진다.

* 말단 인산이 끊어지면 ATP로부터 에너지가 방출된다.

개념 2 : ATP 생성

ATP 합성효소 가 어떤 막에 걸쳐져 있다.  이 합성효소에 의해서 ADP +  P가 ATP 가 된다.

ATP 가 갖고있는 에너지 공급책은 H+ 이다.

막 위쪽에 H+ 가 많이 있다. ATP 가 가지고 있는 에너지는 공간 A와 B 의 농도 차에 의한 이동하려고 하는 힘에 의해서 만들어진다.

ATP 생성 장소 : 미토콘드리아 ( 세포안에 있는 작은 소기관 ) 

외막과 내막이 울퉁불퉁하게 접혀있는 부분이 크리스테, 그 안쪾은 기질이라고 한다.

그리고 내막과 외막사이를 막간 공간이라고 한다. 

수소이온의 농도차 즉 한공간에 몰아주는 힘은 다음과 같다

NADH ->(산화 ) ->  NAD+ , 2e- ,  H+

* 전자전달계 : 미토콘드리아의 일부(외막과 내막 사이를 막간공간 이라고 하는데)

내막 안쪽은 기질. 

내막 안쪽에있는 ATP 합성효소에 의해서 ATP 가 만들어진것이다.

막간공간에 H+ 가 잔뜩있는것!! 어떻게 여기 모아놨냐?

NADH라는 놈에 의해서 모였어. NADH 는 환원이 된 상태, 이게 산화가 되면서  H+ 가 막간공간에 축적이 된다.

NADH ->  H+ 농도 -> ATP 를 만든것이다!!

ATP 가 가지고 있는 에너지는 NADH 가 만든것이다!!

엄청나게 복잡한 과정에서 ATP  가 만들어진다.

 시트르산 ( TCA ) 회로 를 돌면서 NADH 가 만들어진다  ( NADH 가 환원이 된것이다) .

피루브산에서 시작해서 , NADH 가 만들어진다. 사실은 이것은 우리가알고있는 어떤물질과 연결되있다,

그 물질은 포도당!! 포도당이 피루브산이 된 것이다. ( 포도당은 에너지를 많이 갖고있다)

이 포도당을 섭취해서 이 포도당의 에너지를 사용하고 싶으면 ATP 를 만들어야해 . 지금그 과정을 설명중.

포도당이 몇단계의 분해과정읠 거쳐서 피루브산이 되고, 시트르산회로를 돌면서 NADH 를 만든다 .

포도당 -> NADH ->  H+ 농도차이 -> ATP  를 합성

미토콘드리아 안에서 ATP 가 만들어진것이다. 

NADH => 시트르산 회로에서 온 것이다.  

이 회로에서 등장한 물질 피루브산(  포도당이 분해된 것 )  이 시트르산 회로를 돌면서 NADH 를 만든 것이다. 

이러한 모든 일들이 미토콘드리아 에서 일어난다!!  내막, 외막, 그 사이를 막간공간 이라고한다. 

내막에 ATP 합성 효소가 존재!

TCP회로(시트르산회로 - 기질) 에서 발생중. NADH 라는 물질을 만든다 . H+축적되서 ATP 합성한다. 

포도당 -> 피루브산 -> 시트르산회로 -> NADH ->  H+ 축적 ->  ATP 합성