학문
미생물이 포도당을 수소 이온과 전기로
분해한다는 과정을 밑에 사진으로도 설명이 가능한가요?? 아니면 다른 사진을 사용해야 할까 여.? 잘 모르겠어요 알려주세요!!!
4개의 답변이 있어요!
개인적으로는 이 사진만으로는 조금 부족해 보입니다.
보여주신 사진은 포도당이 분해되는 초기 단계인 해당과정을 보여줍니다.
여기서 포도당은 더 작은 단위로 쪼개지며, 이 과정에서 수소 이온과 전자가 NADH라는 운반체에 실려 나오게 됩니다. 하지만 미생물이 이를 이용해 실질적인 전기를 만드는 모습은 이 사진 이후의 단계인 전자전달계에서 일어납니다.
따라서 전기 분해 과정을 보여주시려면, NADH에 저장된 전자가 세포막의 단백질을 타고 흐르며 전류를 형성하는 그림이나 미생물 연료전지(MFC) 원리도를 추가로 사용하는 것이 좋아보입니다.
즉, 현재 사진은 전기를 만들기 위한 연료를 만드는 과정까지만 설명이 가능하고, 실제 전기가 흐르는 발전 단계를 보여주는 사진이 더 필요해 보입니다.
안녕하세요. 김민구 전문가입니다.
올려주신 그림은 해당과정을 설명하는 그림입니다.
포도당이 분해되어 피루브산과 ATP를 만드는 초기 대사 과정이에요. 이 과정에서 NAD⁺가 NADH + H⁺로 환원되면서 수소 이온이 생성되죠. 또한 전자는 NADH 형태로 저장되는 특징이 있어요.
그래서 이 그림으로 “수소 이온과 전자 생성”이라는 개념은 설명이 가능합니다.
감사합니다.
안녕하세요.
올려주신 사진이 미생물이 포도당을 수소 이온과 전기로 분해한다는 것을 설명하는 기초 자료로 활용될 수는 있으나 완전한 설명을 하기에는 한계가 있습니다. 이 그림은 해당과정을 나타내기 때문인데요, 포도당이 세포 내부에서 분해되어 피루브산, ATP, NADH 등을 만드는 초기 대사과정을 나타낸 그림이지, 전기가 직접 생성되는 미생물 연료전지 전체 원리를 포함하고 있지는 않습니다. 이 그림에서는 탄소 여섯 개로 이루어진 포도당이 여러 효소 반응을 거쳐 두 개의 피루브산으로 쪼개지는 과정에서 ATP가 생성되고, NAD⁺가 NADH로 환원됩니다. 이때 NADH가 전자와 수소를 운반하는 분자인데요, 따라서 포도당에서 전자와 수소가 떼어낸다는 생화학적 의미는 이 그림으로 어느 정도 설명할 수 있습니다.
하지만 말씀해주신 것처럼 포도당을 수소 이온과 전기로 분해한다는 표현은 보통 미생물 연료전지에서 쓰는 설명에 가깝기 때문에 단순히 해당과정 그림만으로는 부족합니다. 전기가 만들어지려면 전자들이 세포 밖 전극으로 이동하고, H⁺는 막을 통과하며, 전자는 외부 회로를 따라 이동해 전류를 형성하는 과정까지 보여줘야 하는데 지금 그림에는 전극, 회로, 양성자 이동막, 산소 환원 반응 등이 없습니다. 따라서 말씀해주신 바를 정확히 설명하기 위해서는 우선 지금 올려주신 그림처럼 포도당이 세포 안에서 분해되어 NADH와 H⁺를 만드는 대사 과정과 함께 전자와 H⁺가 세포 밖으로 나가 전극에서 전기를 만드는 미생물 연료전지 구조도가 필요합니다. 감사합니다.
미생물 연료 전지에서 미생물이 포도당을 분해하여 수소 이온과 전자를 생성하는 과정은 미생물의 대사 작용을 시각화한 도식도를 통해 명확하게 설명할 수 있습니다. 미생물이 아노드(산화 전극) 표면에서 포도당과 같은 유기물을 산화시키면 그 결과로 전자와 수소 이온이 발생하며, 이때 생성된 전자는 외부 회로를 통해 캐소드(환원 전극)로 이동하고 수소 이온은 전해질이나 이온 교환 막을 통해 반대편으로 이동하는 흐름을 보여주는 사진이 가장 적합합니다. 포도당 분자가 미생물 내부의 해당 과정과 회로를 거쳐 화학 결합 에너지를 전기 에너지로 전환하는 물리적 메커니즘을 담은 모식도를 사용하면 복잡한 화학 반응식을 보다 직관적으로 이해할 수 있습니다.