산소...생명체에게 중요한 연료
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산소...생명체에게 중요한 연료
  • 서산시대
  • 승인 2020.07.28 11:33
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신비한 원소 사전-⑪
산소의 바닥상태 전자배치 모형
산소의 바닥상태 전자배치 모형

 

O

8

원자가전자 : 6

원자량 : 15.999g/mol

전자배열 : [He]2s22p4

oxygen

산소

비금속

포도당은 생명체에게 중요한 연료이다. 이렇게 중요한 물질이 어디서 온 것일까? 독립영양생물은 자신에게 필요한 포도당을 스스로 만들었다. 바로 세상을 푸르게 만드는 녹색식물이다.

음식을 만들기 위해 재료를 넣을 그릇이 필요한 것처럼. 녹색식물에는 엽록체라는 공간이 있다. 이 엽록체 안에 회로가 있다. 엽록소는 녹색식물에서 발견되는 색소이다. 마치 우리의 혈액에 있는 헤모글로빈과 유사한 구조이다. 엽록소가 하는 일은 잎을 녹색으로 보이게 하는 것 이상의 위대한 일을 한다. ‘을 이용해 을 분해하고 생성된 수소 이온과 전자로 특별한 회로를 구동시킨다.

회로에 입력된 이산화탄소는 복잡한 반응을 거쳐 포도당으로 변한다. 이 과정에서 물이 분해되며 에너지를 저장하는 물질을 만들고, 그 부산물로 생긴 산소는 공기 중에 버려진다. 이 과정이 광합성의 흐름이다.

☞ 미토콘드리아MITOCHONDRIA
☞ 미토콘드리아MITOCHONDRIA

동물은 스스로 포도당을 만들지 못한다. 그래서 식물이 만든 포도당과 버려진 산소를 가지고 에너지를 얻는다. 그 과정은 식물만큼 흥미롭다. 식물의 엽록체처럼 포도당을 이용해 에너지를 생성하는 특정 장소가 있다. 바로 세포 내 소기관인 미토콘드리아이다.

☞ 신맛SOUR
☞ 신맛SOUR

최초로 순수한 산소를 분리해내는 데 성공한 사람은 셸레Carl Schelle이지만 발표가 늦어, 공로는 1774년의 프리스틀리Joseph Priestley에게 돌아갔다. 같은 해에 라부아지에도 산소를 발생시켰다. 그는 모든 산acid이 새로운 원소인 산소를 포함하고 있다고 착각했다. 이 때문에 신맛을 만든다라는 의미의 Oxygen이라는 이름이 붙었다.

☞ 순환CIRCULATION
☞ 순환CIRCULATION

포도당에 숨겨진 에너지원을 끄집어내는 것이 세포의 호기성 호흡과정이다. 반응 전체를 보면 광합성은 호기성 호흡 과정을 거꾸로 돌려놓은 것과 같다. 이 과정이 반복되며 중요한 몇 가지 원소가 순환한다. 이것이 자연의 위대함이다.

☞ 지질기간CARBONIFEROUS PERIOD
☞ 지질기간CARBONIFEROUS PERIOD

산소는 현재 대기의 21%를 차지한다. 하지만 과거 석탄기에는 무려 35%에 달했다. 45,000만 년 전에 식물이 육지로 올라오며 산소량이 급속도로 증가했다. 이 시기에는 동물이 진화하고, 산소를 받아들이면서 거대하게 성장했다. 미생물은 존재하지 않고 큰 곤충만 존재했다. 동시에 이산화탄소양도 많아 식물이 우거졌던 시기이다.

☞ 오존OZONE
☞ 오존OZONE

산소 원자와 산소 분자(O2)가 결합하면 오존(O3)이 생성된다. 성층권에서는 태양에서 오는 자외선으로부터 지표면을 보호하는 역할을 하지만 지구 표면에서는 생명체에 해로운 공해물질이다. 광화학적 스모그 과정에서 생성되며 반응성이 좋아 폐 조직에 유해하다.

김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수
김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수

 

 


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