광합성 과정의 '잉겐호스 이론'이란?

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광합성 과정의 잉겐호스(Ingenhousz) 이론

 

 

광합성은 자연계에서 일어나는 가장 중요하면서 신비한 화학반응이다. 자동차가 움직이려면 연료(에너지)가 필요하듯이, 식물도 자라고 열매를 맺는 생명현상을 유지하려면 에너지가 필요하다. 식물은 태양의 에너지를 이용하여 생존에 필요한 에너지(포도당)를 생산하므로 이를 광합성이라 한다. 식물체에서 광합성이 일어날 때는 자동차와는 달리 열도 발생치 않고, 어떤 공해물질도 방출되지 않는다.

 

네덜란드의 물리학자이며 화학자인 잉겐호스(Jan Ingenhousz, 1730-1799)는 식물의 광합성 작용에 대해 별로 알지 못하고 있던 200년도 더 이전에 중요한 실험을 했다. 그는 낮에 식물의 잎에서 나오는 기포(氣泡)와 밤에 나오는 기포를 조사하여, 낮에는 잎에서 산소가 나오고, 밤에는 이산화탄소가 나온다는 것을 알았다. 그리고 밤에 생산되는 이산화탄소의 양은 낮에 나오는 산소의 양에 비해 훨씬 적다는 것도 확인했다.

 

이후 그는 “식물이 낮에 광합성을 할 때는 산소를 내놓지만, 빛이 없는 밤에는 그 반대 과정이 일어난다.”는 주장을 했다. 이러한 그의 이론을 ‘잉겐호스의 광합성 이론’(Ingenhousz's Theory of Photosynthesis)이라 한다. 그는 이때 “식물의 몸을 만드는 성분은 땅에서 오지 않고 공기 중에서 온다.”는 사실을 밝힌 것이다.

 

물이란 산소와 수소의 화합물이지만 쉽게 분리되지 않으므로, 억지로 산소와 수소로 분해하려면 큰 에너지(전기분해)가 필요하다. 잎에서 광합성이 일어날 때는 두 가지 중요한 반응이 일어난다. 빛이 있는 동안에는 엽록소가 물을 산소와 수소로 분해할 수 있는 에너지를 태양으로부터 갖게 된다. 이것을 명반응(明反應)이라 한다. 그리고 어두워지면 그 에너지로 이산화탄소를 당분(큰 에너지를 가진 화합물)으로 변화시킨다. 이를 ‘암반응’(暗反應)이라 한다 (광합성에 대한 더 자세한 내용은 ‘칼빈 회로란 무엇인가’를 참고).

 

 

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