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[영상] 풀과 나무는 어떻게 자랄까요?

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2017년 05월 05일 18:00 프린트하기

따뜻한 봄을 가장 먼저 알리는 것은 식물입니다. 겨우내 잠자던 눈을 틔워 싹을 올리고 잎을 피우고 꽃대를 자라게 하는 모습은 경이로움 그 자체죠.

 

식물이 자라는 힘은 광합성에서 나옵니다. 빛에너지와 이산화탄소, 물을 이용해 영양분을 만들어내는 과정, 누구나 한번쯤 들어 보셨을 겁니다.

 

한 가지 놀라운 사실은 이런 광합성 과정이 마치 공장처럼 돌아간다는 점입니다. 컨베이어벨트(라고 쓰고 전자전달계라고 읽습니다)를 따라 ‘착착’ 전자와 분자들을 주고받으면서요.

 

백 번 듣는 것보다는 한 번 보는 게 낫다고 하죠. 이 순간에도 바쁘게 움직이는 광합성 팩토리 내부를 지금 공개합니다.

 

 

 

우리 주변의 풀과 나무들이 어떻게 자라는지, 생각해본 적 있나요?

 

식물은 녹색 잎과 땅 속 뿌리, 화려한 꽃잎과 맛있는 열매까지 모든 것을 빛, 이산화탄소, 그리고 물로만 만들어 냅니다.

 

수억 년 진화를 거쳐 이뤄낸 광합성 공장, 엽록체가 있기 때문이죠.

 

공장의 크기는 5~10마이크로미터로 아주 작습니다. 그 안에는 '틸라코이드'라고 하는 납작한 주머니들과 '스트로마'라고 하는 액체가 들어 있습니다.

 

광합성은 여기서 두 단계로 이뤄집니다. 첫째, 틸라코이드의 막에 있는 엽록소가 가시광선, 그중에서도 청색과 적색광을 흡수해 물을 분해합니다. 그 결과 산소와 수소이온 그리고 전자가 만들어집니다.

 

생성된 전자는 틸라코이드 막에 있는 전자전달계를 거치며 에너지를 저장한 분자인 ATP 등을 만들어 냅니다. 빛 에너지가 화학 에너지로 바뀌는 겁니다.

 

두 번째는 이 화학 에너지를 이용해 스트로마에서 탄수화물을 합성하는 단계입니다. 원료인 이산화탄소에 화학 에너지를 더해 포도당을 만들죠.

 

이 과정에는 여러 가지 효소가 관여하기 때문에 광합성은 빛의 세기뿐만 아니라 온도의 영향도 받습니다. 보통 35℃ 가량에서 가장 잘 일어납니다.

 

다음은 후가공 공정입니다. 공장에서 만든 물건을 목적에 맞게 포장하고 배달하듯 식물은 광합성 공장에서 생산한 포도당을 쪼개고 합쳐 녹말, 섬유소, 과당, 지방, 단백질과 같은 여러 가지 유기물을 만듭니다.

 

이런 양분은 줄기와 뿌리로 가 식물을 자라게 만들고 열매로 가서 달콤한 살과 즙을 만듭니다. 깨와 잣 속에는 지방 성분이, 콩에는 단백질 성분이 저장됩니다.

 

과학자들은 자연의 광합성을 모방한 인공광합성 기술을 개발해 친환경 대체에너지를 생산하는 연구에 나섰습니다.

 

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