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Photosynthesis: Light Reactions 1

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    지난 강의에서 광합성에 대해 약간 배워봤습니다
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    지난 강의에서 광합성에 대해 약간 배워봤습니다
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    우리는 일반적으로 그 과정이 광자와 물 이산화탄소로 시작하고, 광자 내부의 에너지로 탄소를 고정시킨다는 것을 압니다
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    우리는 일반적으로 그 과정이 광자와 물 이산화탄소로 시작하고, 광자 내부의 에너지로 탄소를 고정시킨다는 것을 압니다
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    우리는 일반적으로 그 과정이 광자와 물 이산화탄소로 시작하고, 광자 내부의 에너지로 탄소를 고정시킨다는 것을 압니다
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    그리고 이 탄소 고정은 기체 상태의 탄소를 고체 상태로 고정하는 것입니다
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    그리고 이 탄소 고정은 기체 상태의 탄소를 고체 상태로 고정하는 것입니다
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    그리고 이 탄소 고정은 기체 상태의 탄소를 고체 상태로 고정하는 것입니다
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    그리고 고정하여 만든 고체 구조는 탄수화물입니다
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    광합성의 첫 번째 산물은 3탄소 사슬 구조인, 글리세르알데히드 3인산입니다
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    광합성의 첫 번째 산물은 3탄소 사슬 구조인, 글리세르알데히드 3인산입니다
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    이것을 포도당 등의 탄수화물을 만드는 데 사용할 수 있습니다
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    이것을 포도당 등의 탄수화물을 만드는 데 사용할 수 있습니다
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    이제는 좀 더 심화적인 내용을 알아봅시다
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    광합성이 실제로 어떤 단계를 거치는지를요
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    광합성이 실제로 어떤 단계를 거치는지를요
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    두 단계가 있다고 배운 걸 기억하시죠
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    빛 의존적 반응과 빛 비의존적 반응이요
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    빛 의존적 반응과 빛 비의존적 반응이요
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    저는 암반응이라는 용어를 좋아하지 않습니다
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    왜냐하면 실제로 암반응은 빛 아래서도 일어나기 때문입니다
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    광반응과 동시에 있어나고 있죠
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    광반응과 동시에 있어나고 있죠
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    단지 광자가 필요하지 않은 것 뿐입니다
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    하지만 일단은 빛 의존적 반응에 초점을 맞추도록 하죠
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    실제로 태양의 광자를 사용하는 반응입니다
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    온실에서 사용하는 적외선 등의 광자도 포합됩니다
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    온실에서 사용하는 적외선 등의 광자도 포합됩니다
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    이 광자들은 물과 결합하여 ATP를 생성하고 NADH+를 NADHP로 환원하는 데 사용합니다
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    이 광자들은 물과 결합하여 ATP를 생성하고 NADH+를 NADHP로 환원하는 데 사용합니다
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    환원은 전자나 수소 원자를 얻는 것이라는 것을 기억하세요
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    같은 것입니다
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    왜냐면 수소 원자를 얻으면 거기에 포함된 원자도 얻게 되니까요
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    수소는 음전기적 성질이 강하지 않기 때문에, 수소의 전자를 차지할 수 있습니다
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    그러므로 환원은 수소 혹은 전자를 얻는 것입니다
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    좀 더 깊이 들어가 보죠
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    하지만 깊이 들어가기 전에, 식물의 해부학을 좀 알아두는 게 좋을 것 같습니다
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    하지만 깊이 들어가기 전에, 식물의 해부학을 좀 알아두는 게 좋을 것 같습니다
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    식물 세포를 그려 볼게요
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    식물 세포는 세포벽을 가지고 있습니다
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    그러니까 좀 두껍게 그릴게요
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    이게 식물 세포 입니다
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    이 각각의 사각형이 식물세포 입니다
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    이 각각의 사각형이 식물세포 입니다
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    식물 세포는 엽록체라는 세포 기관을 가지고 있습니다
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    식물 세포는 엽록체라는 세포 기관을 가지고 있습니다
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    세포기관(organ cell)은 세포의 기관입니다
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    부차적 단위입니다
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    세포 내의 막 결합성 부차적 단위죠
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    물론, 이 세포들도 핵과 DNA 그리고 보통의 세포들이 가지고 있는 것들을 가지고 있습니다
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    물론, 이 세포들도 핵과 DNA 그리고 보통의 세포들이 가지고 있는 것들을 가지고 있습니다
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    하지만 여기에 그리지 않을 거에요
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    엽록체만 그릴게요
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    그리고 평균적인 식물 세포는 -- 식물 외에도 광합성을 하는 생명체는 있습니다
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    그리고 평균적인 식물 세포는 -- 식물 외에도 광합성을 하는 생명체는 있습니다
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    하지만 여기서는 식물에 초점을 맞출게요
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    보통 "광합성"하면 식물을 떠올리니까요
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    각각의 식물 세포는 10~50개의 엽록체를 포함하고 있습니다
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    이건 초록색으로 그릴게요. 왜냐면 엽록체는 엽록소를 포함하고 있는데,
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    이건 초록색으로 그릴게요. 왜냐면 엽록체는 엽록소를 포함하고 있는데
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    이 엽록체 때문에 식물이 우리 눈에 초록색으로 보이죠
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    하지만 이게 초록색으로 보이는 이유는 사실 초록색 빛을 반사하고 붉은 색, 청색 등의 나머지 빛을 흡수하기 때문입니다
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    하지만 이게 초록색으로 보이는 이유는 사실 초록색 빛을 반사하고 붉은 색, 청색 등의 나머지 빛을 흡수하기 때문입니다
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    하지만 이게 초록색으로 보이는 이유는 사실 초록색 빛을 반사하고 붉은 색, 청색 등의 나머지 빛을 흡수하기 때문입니다
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    그게 초록색으로 보이는 이유죠
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    반사하기 때문입니다
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    하지만 빛의 다른 파장은 다 흡수합니다
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    어쨌든, 이것에 대해 더 자세히 이야기 해보죠
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    10~50개의 엽록체를 가지고 있는 데,
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    그 중 하나를 확대해 봅시다
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    하나의 엽록체를 확대하는데.. -- 여기서 확실히 할 게 있습니다
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    여기 이건 식물 세포입니다
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    식물 세포요
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    그리고 이 초록색 하나하나는 엽록체라 불리는 세포 기관입니다
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    그리고 이 초록색 하나하나는 엽록체라 불리는 세포 기관입니다
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    그럼 엽록체를 확대해 보겠습니다
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    하나의 엽록체를 확대하면 이렇게 생긴 세포벽이 보입니다
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    하나의 엽록체를 확대하면 이렇게 생긴 세포벽이 보입니다
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    그리고 이 엽록체 내부의, 세포벽 내부는 액체로 되어 있습니다
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    그리고 이 엽록체 내부의, 세포벽 내부는 액체로 되어 있습니다
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    여기가 다 액체입니다
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    이것을 스트로마라고 부릅니다
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    엽록체의 스트로마
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    그리고 엽록체 내부에는 또, 이런 작은 쌓인 구조물이 있습니다
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    그리고 엽록체 내부에는 또, 이런 작은 쌓인 구조물이 있습니다
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    이 쌓인 무더기를 .. 제가 잘 그려 볼게요
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    이렇게 하나, 두개가 쌓여있습니다
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    이 각각의 막결합 --팬케잌처럼 생겼다고 생각하세요
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    이걸 몇 개 더 그릴게요
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    여기도 있고. 여기도 . 여기도 있습니다
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    여기도 있고. 여기도 . 여기도 있습니다
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    이 납작한 팬케잌처럼 쌓인 구조를 틸라코이드라고 합니다
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    이 납작한 팬케잌처럼 쌓인 구조를 틸라코이드라고 합니다
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    그러므로 이게 틸라코이드 입니다
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    틸라코이드입니다
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    틸라코이드는 세포벽을 가지고 있습니다
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    이 세포벽은 매우 특별합니다
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    잠시 이걸 확대해 볼게요
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    세포벽이 있고, 여길 살짝 색칠할게요
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    틸라코이드 내부의 공간은 액체입니다 이 부분요
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    틸라코이드 내부의 공간은 액체입니다 이 부분요
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    이 연한 초록색 부분이요
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    여길 틸라코이드 스페이스 혹은 틸라코이드 루멘이라고 합니다
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    전문용어가 나온 김에
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    틸라코이드 몇 개를 쌓아 놓은 것을 그라나라고 합니다
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    틸라코이드 몇 개를 쌓아 놓은 것을 그라나라고 합니다
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    틸라코이드 더미죠
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    이게 그라나입니다
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    그리고 세포 기관이죠
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    진화 생물학자들은 세포 기관이 본래는 독립된 생명체였다고 믿습니다
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    진화 생물학자들은 세포 기관이 본래는 독립된 생명체였다고 믿습니다
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    그랬는데, 다른 생물체로 들어가 그 세포 안에서 살게 된 것이라고요
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    그랬는데, 다른 생물체로 들어가 그 세포 안에서 살게 된 것이라고요
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    그래서 사실 이것들은 독립된 DNA를 가지고 있습니다
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    미토콘드리아는 이러한 세포 기관의 또 다른 예입니다
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    과학자들은 미토콘드리아 혹은 미토콘드리아의 조상이 원래 독립된 생명체였다고 생각합니다
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    과학자들은 미토콘드리아 혹은 미토콘드리아의 조상이 원래 독립된 생명체였다고 생각합니다
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    그랬던 것이 다른 세포와 팀을 이뤘습니다
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    내가 에너지를 줄 테니 너는 음식을 내놔라 이런 식으로요
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    내가 에너지를 줄 테니 너는 음식을 내놔라 이런 식으로요
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    그렇게 함께 진화하기 시작한 것입니다
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    그리고 하나의 생명체가 되었죠
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    우리가 무엇으로 진화하는지 여러분을 궁금하게 만드는 대목인 것 같네요
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    어쨌든 따로따로 살던 것이었습니다
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    그래서 사실 이것들은 리보솜도 내부에 따로 가지고 있습니다
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    생각해 볼만한 이야기입니다
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    과거 진화의 한 지점에서
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    이 세포 기관의 조상은 하나의 독립체였을 것입니다
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    이 세포 기관의 조상은 하나의 독립체였을 것입니다
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    하지만, 어쨌든, 이런 추측에 대해선 여기까지 하고요
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    다시 틸라코이드 세포막를 확대해 봅시다
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    이걸 확대할 거에요
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    상자를 그릴게요
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    이 안에 확대해 보겠습니다
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    그러므로 이게 제 확대 상자입니다
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    이제 진짜 크게 그려볼게요
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    이렇게요
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    이게 확대한 거고요
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    이 작은 상자와 이 큰 상자와 똑같은 부분입니다
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    틸라코이드의 세포막을 확대한 거죠
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    . 자, 이게 틸라코이드막이고요
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    이건 인지질 2중층입니다
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    친수성 부위와 소수성 꼬리를 가지고 있습니다
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    이게 낫다면 이렇게 그릴 수도 있습니다
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    광합성 측면에서 중요한 것은 이 세포막입니다
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    광합성 측면에서 중요한 것은 이 세포막입니다
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    그리고 이 세포막 밖에는
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    바로 여기 엽록소를 완전히 채우고 있는 액체가 있습니다
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    여기가 스트로마입니다
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    그리고 이 공간은 틸라코이드의 내부입니다
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    그리고 이 공간은 틸라코이드의 내부입니다
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    이것이 루멘(lumen)입니다
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    여기 핑크색으로 칠한 부분요
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    여기가 루멘입니다
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    틸라코이드의 빈 공간이죠
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    그리고 이 세포막을 보면서 여러분은 아마
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    미토콘드리아의 전자전달계과 비슷하다고 생각하실 텐데요
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    미토콘드리아의 전자전달계과 비슷하다고 생각하실 텐데요
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    사실 이 강의에서 설명하려고 하는 것은 전자전달계가 맞습니다
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    사실 이 강의에서 설명하려고 하는 것은 전자전달계가 맞습니다
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    많은 사람들이 이걸 전자전달계라고 생각하지 않는 데요,
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    사실은 같은 개념입니다
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    사실은 같은 개념입니다
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    그러므로 이 세포막에는 막을 가로지르는 단백질 덩어리와 분자가 있습니다
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    그러므로 이 세포막에는 막을 가로지르는 단백질 덩어리와 분자가 있습니다
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    그러므로 이 세포막에는 막을 가로지르는 단백질 덩어리와 분자가 있습니다
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    이 단백질을 몇 개 그릴게요
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    이 것 중 하나를 광계II라고 부르겠습니다
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    그리고 그렇게 부르는 이유는 이게 그런 이름이기 때문이에요
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    광계II
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    그리고 또 다른 덩어리가 하나 더 있습니다
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    그리고 이것들은 이건 엄청나게 복잡합니다
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    잠시 광계II가 어떤 모습인지 알아봅시다
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    잠시 광계II가 실제로 어떤 모습인지 알아봅시다
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    이게 광계II의 실제 모형입니다
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    여기 보시듯, 진짜 복잡하죠
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    여기 원통형의 것들이 단백질입니다
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    이 초록색들은 엽록소 분자고요
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    여기서 많은 일이 일어납니다
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    그리고 이게 다 뒤섞여 있죠
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    제 생각에 복합물이 딱 맞는 단어인 거 같네요
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    단백질 덩어리, 여러 분자 덩어리가 다 섞여 있습니다
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    매우 까다로운 작용을 수행하면서요
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    이 작용은 잠시 뒤 보겠습니다
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    자, 이게 광계II의 모형이었습니다
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    그리고 또 광계I도 있습니다
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    다른 분자, 다른 복합물이죠
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    시토크롬 B6F 복합물이고요
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    이건 다른 색으로 그릴게요
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    너무 잡다한 건 안 하려고 해요
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    제일 중요한 건 이해하는 거니까요
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    그러므로 다른 단백질 덩어리가 있고
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    이것 또한 막을 가로지릅니다
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    하지만 기본적인 개념은 --
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    기본적인 개념을 일단 이야기 하고 구체적으로 설명할게요
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    이 광반응, 혹은 빛 의존적 반응이 일어날 때,
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    광자가 있어야 합니다
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    태양에서 나오는 광자죠
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    광자는 9천3백만 마일을 여행해 옵니다
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    이 광자들이 엽록소 분자, 엽록소A 분자의 전자들을 흥분시킵니다
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    이 광자들이 엽록소 분자, 엽록소A 분자의 전자들을 흥분시킵니다
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    이 광자들이 엽록소 분자, 엽록소A 분자의 전자들을 흥분시킵니다
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    그리고 실제로 광계II에서 -- 아직 상세한 사항을 설명하진 않을 건데요 --
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    광자가 엽록소 분자를 흥분시켜 이 전자들이 고에너지 상태로 변합니다
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    광자가 엽록소 분자를 흥분시켜 이 전자들이 고에너지 상태로 변합니다
  • 9:49 - 9:50
    아마 이렇게 그리지 말아야 할까봐요
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    전자들이 고에너지 상태가 됩니다
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    이 상태에서 점점 다른 분자로 건너가면서
  • 9:56 - 9:58
    에너지 상태가 낮아지게 됩니다
  • 9:58 - 10:02
    이렇게 에너지가 저하되는 과정에서,
  • 10:02 - 10:04
    수소 원자들이, 음, 사실 전자가 없으니까
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    양성자라고 불러야 겠네요
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    그래서 수소 양성자들이 있는데,
  • 10:08 - 10:13
    이 수소 양성자들이 루멘으로 펌프되어 집니다
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    펌프질되어 루멘으로 이동되는데요,
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    이걸 전자전달계 강의에서 했었죠
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    전자전달계에서,
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    전자가 고에너지 상태에서 저에너지 상태로 갈 때 발생되는 에너지는
  • 10:24 - 10:27
    수소를 막을 통과시키는 데 이용됩니다
  • 10:27 - 10:29
    수소를 막을 통과시키는 데 이용됩니다
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    그리고 그 경우에는 미토콘드리아에서 이루어진 것이었고,
  • 10:33 - 10:36
    여기의 이 막은 틸라코이드 막(엽록체 내)입니다
  • 10:36 - 10:40
    하지만 두 경우 다 농도차를 만들어 내서 --
  • 10:40 - 10:44
    기본적으로는 광자에서 나오는 에너지로 인해서 --
  • 10:44 - 10:46
    전자들이 고에너지 상태가 됩니다
  • 10:46 - 10:47
    그 후 계속해서 저에너지 상태로 가죠
  • 10:47 - 10:50
    그리고 광계I에 도착해서 또 다른 광자를 맞습니다
  • 10:50 - 10:51
    그리고 광계I에 도착해서 또 다른 광자를 맞습니다
  • 10:51 - 10:53
    자, 이건 단순화한 거지만, 이런 식으로 생각하시면 됩니다
  • 10:53 - 10:53
    자, 이건 단순화한 거지만, 이런 식으로 생각하시면 됩니다
  • 10:53 - 10:55
    그래서 다시 고에너지 상태로 변한 뒤,
  • 10:55 - 10:57
    다시 점점 저에너지 상태가 됩니다
  • 10:57 - 11:00
    하지만 항상, 전자에서 온 에너지는
  • 11:00 - 11:03
    고에너지 상태에서 저에너지 상태로 가면서
  • 11:03 - 11:07
    수소 양성자를 펌프질해 루멘으로 보낸는 데 이용됩니다
  • 11:07 - 11:08
    그래서 이렇게 수소 양성자가 한 곳에 엄청 집중됩니다
  • 11:08 - 11:11
    그래서 이렇게 수소 양성자가 한 곳에 엄청 집중됩니다
  • 11:11 - 11:18
    그리고 우리가 전자전달계에서 봤던 것처럼,
  • 11:18 - 11:22
    이 수소 양성자가 집중된 상태는
  • 11:22 - 11:25
    ATP 합성효소를 움직이는 데 이용됩니다
  • 11:25 - 11:28
    그래서 정확히 똑같이 --
  • 11:28 - 11:29
    ATP 합성효소를 하나 그릴게요
  • 11:29 - 11:31
    ATP 합성효소가 이렇게 생겼던 거 기억하시나요
  • 11:31 - 11:33
    ATP 합성효소가 이렇게 생겼던 거 기억하시나요
  • 11:33 - 11:36
    여기 말 그대로, 수소 양성자가 엄청나게 집중되어 있습니다
  • 11:36 - 11:38
    여기 말 그대로, 수소 양성자가 엄청나게 집중되어 있습니다
  • 11:38 - 11:41
    그리고 이것들이 루멘에서 스트로마로 돌아가고 싶어합니다
  • 11:41 - 11:42
    그리고 이것들이 루멘에서 스트로마로 돌아가고 싶어합니다
  • 11:42 - 11:43
    그리고 그렇게 하죠
  • 11:43 - 11:46
    ATP 합성효소를 거쳐서 갑니다
  • 11:46 - 11:47
    새로운 색으로 그릴게요
  • 11:47 - 11:52
    그러니까 이 수소 양성자들은 다시 원래 있던 곳으로 돌아갈 겁니다
  • 11:52 - 11:53
    그것은 농도차를 낮추게 됩니다
  • 11:53 - 11:56
    농도차가 낮아지면 말그대로 -
  • 11:56 - 11:57
    이건 엔진 같은 겁니다
  • 11:57 - 12:00
    이건 세포 호흡에 대해 할 때 자세히 할게요
  • 12:00 - 12:04
    그리고 이것은 말 그대로, 기계적으로 이 위부분을 회전시킵니다
  • 12:04 - 12:07
    제가 그린 것 처럼요- 이 ATP 합성효소의 윗부분을요
  • 12:07 - 12:12
    그리하여 ATP와 인산기가 결합됩니다
  • 12:12 - 12:16
    ADP와 인산기를 결합되면
  • 12:16 - 12:20
    ATP가 생성됩니다
  • 12:20 - 12:23
    이것이 일반적인 개요입니다
  • 12:23 - 12:25
    그리고 잠시 이것에 대해 더 자세히 설명해 보겠습니다
  • 12:25 - 12:30
    제가 방금 묘사한 과정은 광인산화라고 불립니다
  • 12:30 - 12:32
    근데 제가 방금 묘사한 과정은 광인산화라고 불립니다.
  • 12:32 - 12:33
    적당한 색으로 쓸게요
  • 12:40 - 12:42
    왜 이런 이름으로 불릴까요?
  • 12:42 - 12:43
    왜냐면 광자(photon)를 이용하기 때문입니다
  • 12:43 - 12:44
    이게 photo['빛'과 관련된을 나타냄]부분입니다
  • 12:44 - 12:45
    빛을 이용하죠
  • 12:45 - 12:49
    우리는 빛을 엽록소의 전자를 흥분시키기 위해 사용합니다
  • 12:49 - 12:52
    이 전자들이 한 분자에서 다른 전자 수용체로 넘어갈 때 마다
  • 12:52 - 12:56
    가지고 있는 에너지가 점점 낮아집니다
  • 12:56 - 12:57
    가지고 있는 에너지가 점점 낮아집니다
  • 12:57 - 13:01
    그리고 에너지가 낮아지는 것은,
  • 13:01 - 13:05
    말 그대로 스트로마에서 수소 양성자를 퍼올려
  • 13:05 - 13:07
    루멘으로 보내는 펌프를 움직이는데 사용하기 때문입니다
  • 13:07 - 13:10
    그리고, 수소 양성자는 다시 돌아가고 싶어하는 데요
  • 13:10 - 13:13
    이것을 "화학적 삼투작용"이라고도 부릅니다
  • 13:13 - 13:17
    수소 양성자들이 스트로마로 다시 돌아가고 싶어하고,
  • 13:17 - 13:19
    그것은 ATP합성효소를 작동시킵니다
  • 13:19 - 13:22
    바로 여기, 이 ATP 합성효소를요
  • 13:22 - 13:26
    ATP 합성효소는 ADP와 인산기를 결합시켜 ATP를 생성합니다
  • 13:26 - 13:30
    ATP 합성효소는 ADP와 인산기를 결합시켜 ATP를 생성합니다
  • 13:30 - 13:34
    자, 제가 광반응과 암반응에 대해 이야기 할 때,
  • 13:34 - 13:37
    제가 광반응은 두 가지 부산물을 만든다고 했죠
  • 13:37 - 13:38
    제가 광반응은 두 가지 부산물을 만든다고 했죠
  • 13:38 - 13:43
    ATP.. 세 개를 만들고.
  • 13:43 - 13:47
    ATP.. 그리고 NADPH를 만듭니다
  • 13:47 - 13:49
    이 때 NADP는 줄어듭니다
  • 13:49 - 13:52
    NADP는 전자와 수소를 얻습니다
  • 13:52 - 13:53
    이것이 어디서 이뤄지는 걸까요?
  • 13:53 - 13:57
    우리가 비순환적 광인산화(혹은 비순환적 광반응)을 이야기 하고 있다면,
  • 13:57 - 14:00
    우리가 비순환적 광인산화(혹은 비순환적 광반응)을 이야기 하고 있다면,
  • 14:00 - 14:02
    바로 마지막 전자 수용체에서 입니다
  • 14:02 - 14:05
    이 전자가 점점 낮은 에너지 상태가 된 뒤에
  • 14:05 - 14:07
    전자를 받아주는 마지막 수용체는 NADP+입니다
  • 14:07 - 14:12
    전자를 받아주는 마지막 수용체는 NADP+입니다
  • 14:12 - 14:14
    이게 전자와 수소를 수용하면, NADPH가 되는 것이죠
  • 14:14 - 14:17
    이게 전자와 수소를 수용하면, NADPH가 되는 것이죠
  • 14:20 - 14:26
    자, 이 과정에서는 물이 -- 여기가 흥미로운 부분입니다--
  • 14:26 - 14:30
    물이 산화되서 산소분자가 됩니다
  • 14:30 - 14:31
    물이 산화되서 산소분자가 됩니다
  • 14:31 - 14:33
    그럼 이것은 어디서 일어날까요?
  • 14:33 - 14:37
    광계I에 대해 할 때,
  • 14:37 - 14:43
    제가 여기 엽록소 분자가 있고
  • 14:43 - 14:45
    그것의 흥분한 전자가 고에너지 상태가 된다고 했죠
  • 14:45 - 14:46
    그리고 흥분된 전자는 다른 분자로 넘어갑니다
  • 14:46 - 14:50
    그럼 여기서 질문, 이렇게 없어지는 전자를 어디서 또 가져오는 것일까요?
  • 14:50 - 14:53
    그럼 여기서 질문, 이렇게 없어지는 전자를 어디서 또 가져오는 것일까요?
  • 14:53 - 14:56
    말 그대로, 물의 전자를 가져옵니다
  • 14:56 - 14:58
    말 그대로, 물의 전자를 가져옵니다
  • 14:58 - 15:04
    여기 H2O가 있습니다
  • 15:04 - 15:08
    그리고 H2O는 수소와 수소의 전자를 기부합니다
  • 15:08 - 15:11
    즉 수소 양성자 두개와 전자 두개를 기부한다고 보시면 됩니다
  • 15:11 - 15:15
    그게 광자로 인해 흥분해서 튀어나간 전자를 대신합니다
  • 15:15 - 15:16
    그게 광자로 인해 흥분해서 튀어나간 전자를 대신합니다
  • 15:16 - 15:18
    튀어나간 전자가 광계I을 쭉 거쳐서 돌아오지 않고
  • 15:18 - 15:21
    NADPH가 되기 때문입니다
  • 15:21 - 15:27
    그러므로, 말그대로 물에서 전자를 벗겨먹는 겁니다
  • 15:27 - 15:29
    그리고 물에서 전자와 수소를 빼내면
  • 15:29 - 15:30
    산소 분자만 남게 됩니다
  • 15:30 - 15:33
    자, 여기에 초점을 맞춰야 하는 진짜 이유는
  • 15:33 - 15:35
    여기서 심오한 일이 일어나기 때문입니다
  • 15:35 - 15:36
    혹은 적어도 화학 단계에서의 일이요
  • 15:36 - 15:38
    심오한 일이 벌어지는 데요
  • 15:38 - 15:44
    바로 물이 산화되는 것입니다
  • 15:44 - 15:46
    그리고 전체적인 생물학에서,
  • 15:46 - 15:49
    물을 산화시킬 만큼 강력한 산화제는
  • 15:49 - 15:52
    전자를 물에서 떼어내는 것 뿐입니다
  • 15:52 - 15:53
    전자를 물에서 떼어내는 것 뿐입니다
  • 15:53 - 15:55
    즉, 산소에서 전자를 빼내는 것이죠
  • 15:55 - 15:57
    즉, 산소에서 전자를 빼내는 것이죠
  • 15:57 - 15:59
    산소를 산화시키는 것입니다
  • 15:59 - 16:02
    산화제가 이것을 할 수 있을 만큼 강력한 장소는 광계II 뿐입니다
  • 16:02 - 16:07
    산화제가 이것을 할 수 있을 만큼 강력한 장소는 광계II 뿐입니다
  • 16:07 - 16:10
    이것은 매우 심오한 개념입니다
  • 16:10 - 16:11
    . 보통 전자를 물에 붙어있는 것을 좋아합니다
  • 16:11 - 16:15
    산소 주변을 맴도는 것을 좋아하죠
  • 16:15 - 16:17
    산소는 매우 음전기가 강한(비금속성이 강한) 원자입니다
  • 16:17 - 16:21
    그것이 우리가 이것을 산화시킨다고 하는 이유입니다
  • 16:21 - 16:23
    산소는 주변의 물질을 잘 산화시키기 때문입니다
  • 16:23 - 16:25
    하지만 갑자기 우리는 산소를 산화시키는 것을 발견했습니다
  • 16:25 - 16:29
    하지만 갑자기 우리는 산소를 산화시키는 것을 발견했습니다
  • 16:29 - 16:33
    즉 산소에서 전자를 떼어내 이것을 엽록소에 주는 것이죠
  • 16:33 - 16:35
    전자는 광자에 의해 흥분 상태가 됩니다
  • 16:35 - 16:37
    그리고 이 전자는 점점 더 낮은 에너지 상태가 됩니다
  • 16:37 - 16:38
    그리고 이 전자는 점점 더 낮은 에너지 상태가 됩니다
  • 16:38 - 16:40
    다른 광자에 의해 광계I에서 다시 흥분되어
  • 16:40 - 16:43
    또 점점 더 낮은 에너지 상태가 됩니다.
  • 16:43 - 16:44
    또 점점 더 낮은 에너지 상태가 됩니다
  • 16:44 - 16:48
    그리고 마침내 NADPH에 붙죠
  • 16:48 - 16:50
    그리고 이 점점 에너지가 낮아지는 이 과정에서
  • 16:50 - 16:54
    에너지는 수소를 막을 통과시켜 스트로마에서 루멘으로 보냅니다
  • 16:54 - 16:56
    에너지는 수소를 막을 통과시켜 스트로마에서 루멘으로 보냅니다
  • 16:56 - 17:01
    그리고 그렇게 생긴 농도차는 ATP를 실제로 생성하는 데 사용됩니다
  • 17:01 - 17:04
    그러므로 다음 강의에는 전자의 에너지 상태란 무슨 의미인가
  • 17:04 - 17:07
    또 고에너지와 저에너지 상태는 무엇인가에 대해 좀 더 자세히 할 겁니다
  • 17:07 - 17:11
    또 고에너지와 저에너지 상태는 무엇인가에 대해 좀 더 자세히 할 겁니다
  • 17:11 - 17:13
    하지만 과정 설명은 이게 전부입니다
  • 17:13 - 17:14
    전자가 흥분해서,
  • 17:17 - 17:20
    그 전자들이 결국에는 NADPH에서 끝나게 되는 것이죠
  • 17:20 - 17:24
    그리고 이 전자가 흥분 상태에서
  • 17:24 - 17:25
    점점 더 낮은 에너지 상태가 될 때,
  • 17:25 - 17:27
    수소를 다른 쪽으로 퍼나르면서 전위차(농도차)를 만듭니다
  • 17:27 - 17:31
    그렇게 생긴 농도차는 ATP 합성효소를 작동시켜,
  • 17:31 - 17:32
    ATP를 생성해 냅니다
  • 17:32 - 17:34
    그리고 원래 있던 전자가 흥분해서 튀어나가면
  • 17:34 - 17:35
    그 자리를 다른 전자가 대신합니다
  • 17:35 - 17:39
    그리고 이 대체되는 전자는 H2O에서 가져오는 것이고요
  • 17:39 - 17:43
    그리고 H2O가 수소 양성자와 전자를 뺏기면
  • 17:43 - 17:46
    산소만이 남습니다
  • 17:46 - 17:49
    이 복잡한 과정을 좀 더 잘 이해할 수 있도록 --
  • 17:49 - 17:52
    제가 강의 첫 부분에서 이것을 보여드렸는데요
  • 17:52 - 17:55
    하지만 이것은 말 그대로 -- 이것은 광계II의 그림이 아닙니다
  • 17:55 - 17:56
    하지만 이것은 -- 이것은 실제적인 광계II의 그림이 아닙니다
  • 17:56 - 17:58
    사실 이렇게 생긴 원통 모양이 없습니다
  • 17:58 - 18:01
    이 원통형은 단백질을 의미하는 것입니다
  • 18:01 - 18:07
    바로 여기, 이 초록색의 발판 같이 생긴 분자가 엽록소a 입니다
  • 18:07 - 18:09
    바로 여기, 이 초록색의 발판 같이 생긴 분자가 엽록소a 입니다
  • 18:09 - 18:15
    그리고 말 그대로 광자가 엽록소a를 때리는 데 --
  • 18:15 - 18:18
    항상 엽록소a를 때리는 것은 아니고요,
  • 18:18 - 18:20
    안테나 분자라는 것도 때립니다
  • 18:20 - 18:23
    안테나 분자란 엽록소의 또 다른 유형입니다
  • 18:23 - 18:25
    실은 분자의 다른 유형이죠
  • 18:25 - 18:32
    자, 광자가 여기 와서 전자를 흥분시키는데,
  • 18:32 - 18:35
    그게 꼭 엽록소a의 것일 필요는 없고요
  • 18:35 - 18:36
    그게 꼭 엽록소a의 것일 필요는 없고요
  • 18:36 - 18:38
    다른 유형의 엽록소일 수도 있습니다
  • 18:38 - 18:41
    혹은 이 광자를 흡수하는 것을
  • 18:41 - 18:45
    다른 말로는 색소 분자라고도 합니다
  • 18:45 - 18:46
    어쨌든 이것들의 전자가 흥분하죠
  • 18:46 - 18:49
    진동한다고 상상하시면 됩니다
  • 18:49 - 18:51
    하지만 사실 양자 수준에서의 진동은 말이 되지 않습니다만
  • 18:51 - 18:52
    하지만 사실 양자 수준에서의 진동은 말이 되지 않습니다만
  • 18:52 - 18:53
    좋은 비유이긴 합니다
  • 18:53 - 18:56
    . 엽록소a로의 길을 진동 시키는 데
  • 18:56 - 18:59
    이것을 공명 에너지라고 합니다
  • 19:05 - 19:07
    이것들은 결국 엽록소a로 향하는 길을 진동시키는데
  • 19:07 - 19:12
    그럼 엽록소a에서 전자들이 흥분합니다
  • 19:12 - 19:16
    주요 전자 수용체는 사실 여기 이 분자입니다
  • 19:16 - 19:16
    첫번째 전자 수용체는 사실 여기 이 분자입니다
  • 19:16 - 19:17
    페오피틴(Pheophytin).
  • 19:17 - 19:19
    혹자는 페오(Pheo)라고 부르기도 합니다
  • 19:19 - 19:22
    그리고 여기서 전자가 계속해서 분자에서 분자로 패스됩니다
  • 19:22 - 19:23
    그리고 여기서 전자가 계속해서 분자에서 분자로 패스됩니다
  • 19:23 - 19:26
    이것에 대해 다음 강의에서 좀 더 하겠습니다
  • 19:26 - 19:27
    이것은 매혹적입니다
  • 19:27 - 19:28
    얼마나 복잡한 것인지를 보세요
  • 19:28 - 19:32
    근본적으로 전자를 흥분시키고
  • 19:32 - 19:36
    그 전자를 수소가 막을 통과하는 작용에 이용하기 위함입니다
  • 19:36 - 19:37
    그 전자를 수소가 막을 통과하는 작용에 이용하기 위함입니다
  • 19:37 - 19:39
    그리고 여기 흥미로운 곳이 있습니다
  • 19:39 - 19:41
    여긴 물이 산화되는 장소입니다
  • 19:41 - 19:44
    . 아까 물이 산화된다는 개념에 대해 제가 굉장히 흥분했는 데,
  • 19:44 - 19:48
    여기 광계II가 바로 그 과정이 일어나는 곳입니다
  • 19:48 - 19:49
    여기 광계II가 바로 그 과정이 일어나는 곳입니다
  • 19:49 - 19:51
    우리 몸은 실제로 이러한 복잡한 메커니즘을 가지고 있습니다
  • 19:51 - 19:55
    물 분자에서 전자와 수소를 빼먹는 다는 것을 농담이 아니라
  • 19:55 - 19:58
    실제 일어나고 있는 것입니다
  • 19:58 - 19:59
    여기까지 하고요,
  • 19:59 - 20:02
    다음 강의에서는 에너지 상태에 대해 좀 더 설명하도록 하겠습니다
  • 20:02 - 20:03
    다음 강의에서는 에너지 상태에 대해 좀 더 설명하도록 하겠습니다
  • 20:03 - 20:05
    그리고 수소를 수용하는, 혹은 전자를 수용하는
  • 20:05 - 20:11
    그리고 수소를 수용하는, 혹은 전자를 수용하는
  • 20:12 - 20:12
    이 분자들에 대한 설명을 보충하겠습니다
  • 20:12 - 20:15
    이 분자들에 대한 설명을 보충하겠습니다
  • Not Synced
    자막제공: SNOW.or.kr (본
    자막은 SNOW 자원활동가들에 의해서 제작되었습니다)
  • Not Synced
    NADP + e + H
  • Not Synced
    광인산화photophosphotylation
  • Not Synced
    상자를 그릴게요.
  • Not Synced
    여길 틸라코이드 스페이스 혹은 틸라코이드 루멘이라고 합니다.
  • Not Synced
    이 분자들에 대한 설명을 보충하겠습니다.
  • Not Synced
    틸라코이드.
  • Not Synced
    하나의 엽록체를 확대하면 이렇게 생긴 세포벽이 보입니다.
Title:
Photosynthesis: Light Reactions 1
Description:

Details on the light-dependent reactions of photosynthesis

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Video Language:
English
Duration:
20:16

Korean subtitles

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