광합성색소의 흡수 스펙트럼과 작용 스펙트럼이 정확히 일치하지 않는 이유는?

Question

안녕하세요. 광합성색소의 경우에 빛을 흡수하는 흡수 스펙트럼과 광합성이 잘 일어나는 작용 스펙트럼이 유사한 양상을 나타내지만 정확히 일치하지 않는 이유는 무엇인가요?

Answer 1

결론부터 말씀드리면 광합성에 여러 종류의 보조색소가 관여하기 때문입니다.

흡수 스펙트럼은 특정 파장의 빛을 얼마나 흡수하는지를 나타낸 그래프입니다. 이는 엽록소나 카로티노이드 같은 특정 색소 분자가 실험실 환경에서 빛을 흡수하는 물리적 특성을 보여줍니다.

반면 작용 스펙트럼은 특정 파장의 빛이 실제 광합성 속도에 얼마나 효과적으로 기여하는지를 나타내는 그래프입니다. 이는 살아있는 식물에서 여러 색소가 함께 작용하는 생물학적 효과를 반영합니다.

이 둘의 불일치는 앞서도 말씀드렸지만, 가장 큰 이유는 다양한 보조색소의 존재 때문입니다.

엽록소 a가 광합성의 주된 색소이긴 하지만, 식물에는 엽록소 b, 카로티노이드, 잔토필 등 다양한 보조색소가 존재하고, 이 보조색소들은 엽록소 a가 잘 흡수하지 못하는 파장의 빛을 흡수하고, 이 에너지를 엽록소 a로 전달해 광합성에 이용하도록 돕는 것이죠.

Answer 2

광합성 색소의 흡수 스펙트럼과 작용 스펙트럼이 정확히 일치하지 않는 것은 보조 색소의 역할 때문입니다. 흡수 스펙트럼은 특정 색소가 빛을 흡수하는 정도를 나타내지만, 작용 스펙트럼은 식물 전체가 특정 파장의 빛을 이용해 광합성을 얼마나 효과적으로 수행하는지 보여줍니다. 따라서 엽록소 A뿐만 아니라 카로티노이드나 엽록소 B 같은 보조 색소들이 다양한 파장의 빛을 흡수해 엽록소 A에 에너지를 전달하기 때문에 흡수 스펙트럼보다 작용 스펙트럼이 더 넓게 나타납니다.