생명과학 ② 5-2. 무산소 호흡, 발효와 부패

▎생명과학 ② 5-2. 무산소 호흡, 발효와 부패

2. 산소가 없이 일어나는 과정 (무산소 호흡 과정)

호흡 과정에서 산소가 필요하지 않은 과정으로 해당 과정, 발효, 부패가 해당된다.

1) 해당 과정

① 세포질로 들어온 포도당은 분자가 커서 세포 호흡의 장소인 미토콘드리아로 들어갈 수가 없다. 따라서 모든 세포의 세포질에서는 산소의 유무에 관계없이 포도당의 분해 작용이 일어나 한 분자의 포도당을 2분자의 피루브산으로 분해하여 미토콘드리아로 들어갈 수 있게 한다.

 ② 해당 과정의 결과 : 포도당 한 분자에서 2분자의 피루브산과가 생성된다.

   ⓐ 산소가 있을 때 : 생성된 2분자의 피루브산과는 미토콘드리아로 유입되어 회로와 전자 전달계를 거쳐와 물로 완전 분해되면서 많은 양의 에너지를 방출한다.

   ⓑ 산소가 없을 때 : 피루브산이 미토콘드리아에 유입되지 못하고와 결합하여 적은 양의 에너지만이 방출된다.

    - 미생물에 의한 발효와 부패, 골격근에서 글리코겐이 젖산으로 분해되는 과정이 여기에 해당된다.

2) 발효와 부패

미생물이 해당 과정 결과 생성된 피루브산을 무산소 상태에서 분해하는 과정으로, 분해 산물이 인간의 생활에 유익한 경우를 발효, 해로운 물질이 만들어지는 경우를 부패라고 한다.

① 알코올 발효 : 효모는 산소가 있으면 유 산소 호흡을 하지만, 산소가 없는 상태일 경우 포도당을 해당 과정까지만 분해하여 이 때 생기는 소량의 에너지로 생활한다.

- 피루브산이 에탄올과로 분해되므로 빵이나 술을 만드는 데 이용된다.

 

 

 

  ☞ 포도당 분해를 위해 재순환됨

② 젖산 발효 : 젖산균은 산소가 없는 상태에서 해당 과정을 통해 에너지를 얻고 그 산물인 피루브산을 젖산으로 전환한다.

- 동물의 근육에서도 산소가 부족할 때 동일한 반응이 일어난다.

- 산소 공급이 없으면 는 피루브산과 결합해 젖산이 된다.

- 근육의 삼투압을 증가시키고 이것이 신경을 압박하여 통증을 유발시킨다.

- 김치가 시어지는 현상이 그 예이며, 근육 세포에서도 산소가 부족해지면 같은 방응이 진행된다.

 

 

 ☞ 포도당 분해를 위해 재순환됨

③ 아세트산 발효 : 를 이용하여 에탄올을 아세트산까지 산화시킨다.

  

3) 근육 세포에서의 무산소 호흡

사람의 골격근에서 산소 공급이 부족할 경우에 일어난다. 무산소 상태에서 글리코겐이 젖산으로 분해되면서 적은 양의 가 생성되어 근수축에 이용된다. 그러나 젖산은 축적되면 근육운동이 방해를 받아 피로해진다.

4) 무산소 호흡 과정과 유산소 호흡 과정의 비교

① 무산소 호흡 과정은 호흡 기질의 산화에 산소가 사용되지 않으므로 호흡 기질의 불완전 분해가 일어나생성 효율이

   낮다.

② 무산소 호흡의 분해 산물인 피루브산, 에탄올은 고에너지 상태이다. 산소가 있으면 피루브산은 유산소 호흡의 과정으로 넘어간다.