식물이 광합성을 통해 생성한 포도당은 어떠한 경로를 통해 에너지원으로 전환되나요?
안녕하세요. 식물은 동물과 달리 스스로 양분을 합성하고 이를 통해서 에너지를 얻는다고 하는데요, 식물이 광합성을 통해 생성한 포도당은 어떠한 경로를 통해 에너지원으로 전환되나요?
식물이 광합성으로 생성한 포도당은 세포 호흡 과정을 통해 에너지원인 ATP로 전환됩니다. 세포 호흡은 크게 해당 과정, TCA 회로, 산화적 인산화의 세 단계로 나뉘며, 이 과정은 식물 세포의 미토콘드리아에서 주로 일어납니다. 먼저 해당 과정을 통해 포도당은 피루브산으로 분해되고, 이후 TCA 회로와 산화적 인산화 단계를 거치며 대부분의 ATP를 생성하게 됩니다.
안녕하세요. 네, 식물은 광합성을 통해 스스로 포도당을 합성하지만, 그 자체가 바로 에너지로 사용되는 것은 아니며, 여러 대사 경로를 거쳐 실제 에너지원인 ATP로 전환하게 됩니다.
광합성으로 생성된 포도당은 잎의 엽록체에서 바로 쓰이기도 하지만 대부분은 자당 형태로 전환되어 체관을 통해 뿌리, 줄기, 열매 등으로 운반되는데요, 또 일부는 전분 형태로 잎에 일시적으로 저장되었다가 필요할 때 분해되어 사용됩니다. 포도당은 세포질에서 해당과정을 거쳐 피루브산으로 분해되며, 이 과정에서 소량의 ATP와 NADH가 생성되며 포도당 1분자는 해당과정을 통해 ATP 2분자, NADH 2분자를 얻게 됩니다. 생성된 피루브산은 미토콘드리아로 들어가 아세틸-CoA로 전환되고, 이후 TCA 회로에 들어가는데요, 이 단계에서 다량의 NADH와 FADH₂가 생성되며, 이들은 후속 과정인 전자전달계의 연료가 됩니다. 또한 소량의 ATP도 직접 생성됩니다.
다음으로 TCA 회로에서 생성된 NADH와 FADH₂는 전자전달계(ETC)에 전자를 전달하는데요, 전자가 미토콘드리아 내막을 따라 이동하면서 양성자 기울기가 형성되고, ATP 합성효소에 의해 대량의 ATP가 합성되며 포도당 1분자로부터 총 약 30~32 ATP가 얻어집니다. 감사합니다.