| English | 의미 |
|---|---|
| proton gradient/ˈprəʊtɒn ˈɡreɪdɪənt/ | 양자 농도 기울기 |
| cellular respiration/ˈseljʊlə ˌrespɪˈreɪʃn/ | 세포 호흡 |
| glycolysis/ɡlaɪˈkɒləsɪs/ | 당분해 |
| aerobic respiration/eəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ | 유기 호흡 |
| fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ | 발효 |
| citric acid cycle/ˈsɪtrɪk ˈæsɪd ˈsaɪkl/ | 크렙스 회로(柠檬酸循环) |
| electron transport chain/ɪˈlektrɒn ˈtrænspɔːt tʃeɪn/ | 전자 전달계 |
| ATP synthase/ˌeɪ tiː ˈpiː ˈsɪnθeɪs/ | ATP 합성효소 |
| chemiosmosis/ˌkemɪəzˈməʊsɪs/ | 화학삼투 |
| anaerobic respiration/ˌæneəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ | 무산소 호흡 |
산소 없이 효모가 반죽을 부풀리는 이유
- 효모는 당 발효 시 이산화탄소를 방출하므로 산소 공급 없이도 반죽이 팽창합니다. 그러나 유산소성 세포는 동일한 당에서 훨씬 더 많은 ATP를 얻을 수 있습니다.
- 전자와 프로톤 기울기를 따르며 이 차이를 설명하십시오; 반응 생성물의 나열만으로는 ATP 생산을 설명할 수 없습니다.
전체 반응식
- 세포 호흡은 산소를 사용하여 포도당을 분해합니다.
- $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} + \text{ATP}$.
- 방출된 에너지는 ATP로 포착됩니다.
- 이산화탄소와 물은 폐기물로 나갑니다.
세포 호흡의 목적은 무엇입니까?
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세포 호흡은 포도당을 분해하여 에너지를 ATP 형태로 방출합니다.
1단계: 해당과정
- 해당과정은 세포질에서 포도당을 분해합니다.
- 더 작은 두 분자(피루브산)와 소량의 ATP를 만듭니다.
- 이 첫 단계는 산소가 필요하지 않습니다.
- 산소가 존재하면 피루브산은 미토콘드리아로 이동합니다.
호흡의 단계들
호흡 단계를 살펴보면, 포도당이 분해된 후 미토콘드리아 내에서 완전히 분해되어 많은 양의 ATP를 방출합니다.
첫 번째 단계인 세포질 내 포도당 분해 과정을 ____라고 부릅니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
해당분해는 포도당을 두 개의 피루브산 분자로 나누어 소량의 ATP를 생성합니다.
산소 유무에 따른 구분
- 호기성 호흡은 미토콘드리아에서 산소를 사용하여 포도당의 완전 분해를 완료합니다.
- 대량의 ATP를 방출합니다.
- 산소가 없으면 근육 세포는 fermentation을 사용하여 NAD⁺을 재생할 수 있습니다.
- 그러면 해당 과정(glycolysis)은 포도당당 순 ATP 2개만 공급하며, 다른 생성물에는 락테이트가 포함됩니다.
포도당당 더 많은 ATP를 생성하는 것은 완전 호기성 호흡인지, 해당과정 및 발효를 거치는 것인가?
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
유산소 전자 전달계는 산화적 ATP 합성을 지원한다. 발효는 NAD⁺를 재생하지만 해당 과정 beyond 추가 ATP를 생성하지 않는다.
해당과정 및 발효가 완전 호기성 호흡보다 포도당당 훨씬 적은 ATP를 생성함.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
발효는 산화적 ATP 생성 없이 포도당당 순 2개의 ATP로 해당과정을 계속할 수 있게 함.
호흡에 대한 모든 참인 문장을 선택하십시오.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
CO₂로부터 포도당을 만드는 것은 광합성으로, 호흡의 반대 개념이다. 나머지 세 가지 설명은 모두 맞다.
전자 운반체를 충전하다
- 해당 과정(glycolysis)은 포도당당 피루브산 2개, 순 ATP 2개 및 NADH를 산출합니다. 미토콘드리아 기질에서의 피루브산 산화 및 citric acid cycle은 이산화탄소를 방출하고 NADH 및 FADH₂에 전자를 충전합니다.
- 이 회로도 소량의 ATP를 직접 생성합니다. NADH와 FADH₂은 ATP 자체를 운반하는 것이 아니라 내막의 electron transport chain에 전자를 운반합니다.
프로톤 기울기를 형성하다
- 전자가 사슬을 따라 이동하면서 방출된 에너지가 프로톤을 기질에서 막간격으로 펌프합니다. 이로 proton gradient가 형성됩니다: 내막 외부에 H⁺이 더 많아 해당 쪽이 낮은 pH를 가집니다.
- 산소는 유산소 호흡의 최종 전자 수용체이며 물 형성에 기여합니다. 접혀진 내막은 운송 단백질에 대한 큰 표면을 제공합니다; 유산소성 원핵생물은 대신 세포질막을 사용합니다.
미토콘드리아가 활성화되어 전자 전달이 이루어질 때, 어떤 구획의 pH가 낮은가?
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
양성자 펌핑은 인접막 공간에서 H⁺ 농도를 높인다.
양성자가 ATP 합성효소를 구동하여 ATP를 생성하다
- 양성자는 ATP 합성효소를 통해 기질로 다시 유입된다. 이 흐름은 화학삼투라고 불리며, ADP와 무기인산이 결합하여 ATP를 만드는 데 에너지를 공급한다.
- 전자전달계와 ATP 생산은 기울기에 의해 연결되어 있다. 비연결제(uncoupler)가 양성자를 다른 곳으로 이동하게 하면 전자전달계는 계속 작동할 수 있으나 ATP 생성량은 감소하고 더 많은 에너지가 열로 방출된다.
내막을 통한 양성자 누출은 전자가 사슬을 따라 이동하는 동안에도 ATP 생산량을 낮출 수 있다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
누출은 ATP 합성효소를 우회하여 기울기를 약화시킨다.
발효는 해당과정(glycolysis)을 지속시킨다
- 발효는 NADH에서 전자를 유기분자로 전달하여 NAD⁺를 재생산한다. NAD⁺가 없으면 당분이 충분히 남아 있어도 해당과정이 멈춘다.
- 젖산 발효 또는 알코올 발효는 해당과정 외에 추가적인 ATP를的产生하지 않는다. 일부 원핵생물 대신 산소 이외의 수용체를 사용하는 무산소 전자전달계를 사용할 수 있는데, 이는 발효와 다른 과정이다.
발효는 어떻게 해당 과정을 계속할 수 있게 하는가?
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
해당 과정은 전자를 수용할 산화된 NAD⁺가 필요하다.
예측 문제: 산소 제거하기
- 호기성 미토콘드리아에서 산소 공급을 차단하면 전자전달계가 최종 수용체로 전자를 전달할 수 없다. NADH가 효율적으로 산화되지 않게 되며, 양성자 펌핑 및 산화적 ATP 생산이 감소한다.
- 발효가 가능한 세포는 NAD⁺를 재생하여 포도당당 순 ATP 2개를 생성하며 해당과정을 유지합니다. 발효는 미토콘드리아 전자 전달계를 재시작하지 않습니다.
주어진 순 glycolysis 수율을 사용하여, 포도당 분자 5개로부터 glycolysis 및 발효를 거쳐 생성되는 ATP는 몇 개인가?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
5 × 2 = 10 순 ATP. 발효는 NAD⁺를 재생하며 ATP를 추가하지는 않는다.
발효와 무산소 호흡은 다르다. 발효는 전자전달계 없이 NAD⁺를 재생산한다. 무산소 호흡은 산소以外の 최종 수용체를 사용하는 전자전달계를 사용한다. 모든 무산소 경로를 동일한 메커니즘으로 간주해서는 안 된다.
- 효모 세포는 산소 없이 피루브산을 에탄올과 탄산가스로 전환하여 NAD⁺를 재생산함으로써 해당과정을 유지할 수 있다.
- 이 ATP는 해당과정에서 나온다. 전자전달계와 양성자 기울기가 훨씬 높은 ATP 생성량을 가능하게 하는 호기성 호흡과 비교해 보라.
세포호흡은 포도당에서 에너지를 방출하여 ATP를 생성한다. 이는 해당과정으로 시작되며, 세포질에서 일어난다(산소 불필요). 산소가 있으면 호기성 호흡이 미토콘드리아에서 과정을 완료하고 많은 양의 ATP를 방출하며, 발효는 NAD⁺를 재활용하여 해당과정을 유지한다. 광합성과 호흡은 전반적인 반응물과 생성물이 관련되어 있지만 서로 다른 경로를 사용한다.