세포 호흡과 광합성
식물 세포의 엽록체는 빛에너지로 포도당을 만들고(광합성), 미토콘드리아는 포도당을 분해해 생명 활동에 쓰는 ATP를 만들어요(세포 호흡). 두 세포 소기관 사이에서 물질과 에너지가 어떻게 오가는지 보고, 각 과정을 단계별로 따라가 보세요.
2022 개정 교육과정세포와 물질대사 물질대사와 에너지 · 광합성과 세포호흡 그리고 ATP의 역할 / 세포호흡과 광합성 · 해당 과정, 피루브산의 산화와 TCA 회로, 산화적 인산화, 발효, 엽록체의 구조, 명반응과 탄소 고정 반응, [12세포02-02], [12세포03-01~07]중학교 과학 식물과 에너지 · 식물의 호흡과 광합성의 관계, 출입하는 에너지와 물질, [9과12-02]통합과학2 변화와 다양성 · 광합성의 산화 환원과 연계고급 생명과학 생물의 구조와 에너지 · 캘빈 회로, 산화적 인산화와 ATP 합성 효소
--
이하은T 과학 실험실
빛의 세기
예시
산소
빠르기
빛의 세기와 광합성 · 세포 호흡
세포 호흡은 빛과 관계없이 늘 일어나고, 광합성은 빛이 셀수록 빨라지다가 일정해져요
광합성 속도세포 호흡 속도
세포 밖과 주고받는 기체
막대가 위로 가면 세포 밖으로 내보내고, 아래로 가면 세포 밖에서 받아들여요
O₂CO₂
단계별로 만들어지는 물질 (포도당 1분자 기준)
막대는 지금 단계까지 쌓인 양이에요
세포 호흡 단계 정리 (포도당 1분자 기준)
명반응과 탄소 고정 반응, 그리고 세포 호흡과 비교
광합성
빛에너지 → 화학 에너지
- 엽록체에서 일어나요
- 6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O
- 명반응(타이라코이드)에서 ATP·NADPH를 만들고, 탄소 고정 반응(스트로마)에서 이것으로 포도당을 만들어요
세포 호흡
포도당 → ATP
- 세포질(해당 과정)과 미토콘드리아(피루브산의 산화, TCA 회로, 산화적 인산화)에서 일어나요
- C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O → 6CO₂ + 12H₂O + 에너지
ATP
에너지 화폐
- ATP가 ADP와 인산으로 분해될 때 나오는 에너지를 생명 활동에 써요
- 근육 운동, 물질 합성, 물질 운반, 체온 유지 등
- ADP는 세포 호흡으로 다시 ATP가 돼요
인산화
ATP를 만드는 두 방법
- 기질 수준 인산화: 해당 과정과 TCA 회로에서 직접 만들어요
- 산화적 인산화: 전자 전달계에서 생긴 H⁺ 농도 차이로 ATP 합성 효소가 만들어요(대부분)
산소가 없으면
발효
- 해당 과정만 일어나 ATP를 2분자만 얻어요
- 젖산 발효(근육, 요구르트), 알코올 발효(효모, 빵·술)
생각해 보기
- ① 탭에서 빛을 끄면 세포가 주고받는 기체는 어떻게 바뀌나요? 낮과 밤에 식물이 내보내는 기체를 비교해 보세요.
- 광합성으로 만든 포도당은 어디에 쓰이나요? 엽록체와 미토콘드리아 사이를 오가는 물질을 정리해 보세요.
- ② 탭에서 CO₂가 나오는 단계와 ATP가 가장 많이 만들어지는 단계는 각각 어디인가요?
- 산소가 없을 때 ATP를 훨씬 적게 얻는 까닭은 무엇일까요?
- ③ 탭에서 빛을 끄면 탄소 고정 반응도 곧 멈춰요. 그 까닭을 명반응의 생성물과 관련지어 말해 보세요.