탄소 제로 꿈의 신기술이란?

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탄소 제로 - 꿈의 신기술 가능할까?

 

광합성을 하는 식물은 이산화탄소를 흡수하고 산소를 내놓는다. 그러므로 인공 광합성 기술만 개발된다면 온실효과를 걱정할 필요가 없어질 것이다. 뿐만 아니라 인공 광합성은 식량과 바이오연료를 생산할 수 있게 하므로, 인류의 3대 걱정(식량 부족, 연료 부족, 온실가스 발생)이 한꺼번에 사라진다.

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여러 과학자들이 꿈의 ‘인공 광합성 기술’ 개발에 참여하고 있다. 학교에서 배우는 광합성 과정은 다음과 같은 화학식으로 간단히 나타낸다.

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물 + 이산화탄소 + 광자 → 탄수화물 + 산소 + 물

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그런데 광합성 방법도 식물의 종류에 따라 차이가 있다. 광합성을 할 수 있는 최초의 미생물은 35억 년 전에 생겨났다. 이때는 대기 중에 산소가 거의 없고 황화수소가 많았으므로 그들은 이산화탄소 대신 황화수소를 흡수하여 탄수화물을 만들었다.

 

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약 25억 년 전에 생겨난 남조균(시아노박테리아, 녹조 참조)은 이산화탄소를 이용하여 영양분과 산소를 만드는 원시적 식물박테리아였다. 이처럼 식물은 진화하면서 광합성 방법도 진화했다.

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광합성 반응에 영향을 주는 것은 태양빛의 강도와 파장, 이산화탄소의 농도, 주변 온도 3가지이다. 잎에서 태양광의 에너지를 흡수하는 것은 ‘엽록소’라는 특별한 분자(단백질의 일종)라고 배운다. 그런데 수중에 사는 갈조(褐藻)의 색소는 녹색이 아니라 갈색이고, 홍조는 홍색, 남조는 남색 색소를 가졌으며, 모두 광합성을 하지만 색에 따라 분자구조도 약간 다르다.

 

 

 

바다에는 2,000여종의 홍조류(바다말 무리)가 산다. ​

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태양에너지를 흡수하는 엽록소 분자는 엽록체라는 알맹이 속에 가득 차 있다. 현미경으로 잎 세포를 관찰할 때 수없이 보이는 녹색 입자가 모두 엽록체인데, 이 엽록체는 잎 면적 1mm2 안에 450,000~800,000개가 들어 있다.

 

 

 

식물 세포 속에 가득한 녹색 알맹이들이 엽록체이다. 이들은 '엽록소'라는 분자들로 구성되어 있다. 

 

 

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