발효와 무산소 호흡의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 산소가 없는 혐기성 조건에서는 발효나 무산소 호흡을 할 수 있다고 알려져 있는데 둘 다 산소가 없는 환경에서 진행되는데 어떠한 차이가 있는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
발효는 전자 수용첵 ㅏ내부 유기분자라 ATP를 기질 수준 인산화로만 얻습니다.
무산소 호흡은 전자수용체가 산소 이외의 외부 물질이라 전자전달계를 사용해 더많은 ATP를 생성할수 있답니다.
안녕하세요. 이성현 전문가입니다.
무산소 호흡이란 산소(O2)가 없는 조건인 대기 상태에서도 특정 분자 내 산소 원자를 통해 호흡이 가능한 호흡을 의미합니다. 무산소 호흡과 달리 발효의 경우에는 절대 혐기 조건이 아닌 약혐기 조건 하에서 이뤄지는 대사활동을 의미합니다.
쉽게 말해 소량의 산소가 존재하는 대기 조건하에서 이뤄지는 대사과정입니다.발효와 무산소 호흡은 최종 전자 수용체의 종류와 전자전달계 사용 여부에서 근본적인 차이를 보입니다. 무산소 호흡은 전자전달계를 사용하며 산소 이외의 질산염이나 황산염 같은 무기물을 최종 전자 수용체로 사용하여 비교적 많은 양의 에너지를 생성합니다. 반면 발효는 전자전달계를 사용하지 않고, 해당과정의 산물인 피루브산과 같은 유기물을 최종 전자 수용체로 이용하여 NAD+를 재생산하는 데 목적이 있으며, 이 때문에 해당과정에서 생성되는 소량의 ATP만을 얻게 됩니다.
결과적으로 에너지를 얻는 방식과 최종 산물에서 중요한 차이를 보입니다.
무산소 호흡은 산소 대신 질산염이나 황산염 같은 무기물을 최종 전자 수용체로 사용합니다. 이 과정은 산소 호흡과 유사하게 전자전달계를 거치기 때문에 발효보다 훨씬 많은 에너지를 생산합니다.
반면, 발효는 외부에서 전자 수용체를 받지 않고, 포도당 분해 과정에서 생성된 피루브산과 같은 유기물을 최종 전자 수용체로 사용합니다. 그래서 발효는 전자전달계를 거치지 않고 해당과정만으로 에너지를 얻기 때문에 무산소 호흡에 비해 생산되는 에너지가 매우 작습니다.
이처럼 둘 다 산소가 없어도 되지만, 전자를 처리하는 방식과 에너지 효율에서 근본적인 차이가 있습니다.
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 발효와 무산소 호흡은 모두 산소가 부족하거나 없는 환경에서 세포가 ATP를 얻기 위해 사용하는 대사 경로인데요, 우선 발효는 전자전달계가 전혀 동원되지 않는 방식입니다. 따라서 해당과정을 통해 생성된 NADH는 세포 내에서 피루브산이나 유도체를 전자 수용체로 사용하여 NAD⁺로 재생되며 최종 산물로는 젖산이나 에탄올과 CO₂등이 만들어집니다. 이때 ATP는 해당과정에서만 2분자 얻어지므로 생산량이 적습니다.
다음으로 무산소호흡은 산소 대신 질산염(NO₃⁻), 황산염(SO₄²⁻), 이산화탄소(CO₂) 등 무기 분자를 최종 전자 수용체로 사용하는 전자전달계를 이용하는 방식인데요 즉, 산소가 없지만 여전히 전자전달계와 막을 통한 화학삼투적 ATP 합성이 이루어집니다. 따라서 발효보다 훨씬 많은 ATP를 생산할 수 있으며, 효율은 산소 호흡보다는 떨어집니다. 감사합니다.