1. 산소호흡

이화반응경로와 ATP 생성

동화반응경로 : 작은 분자들 + 에너지 ⇒ 큰 분자 이화반응경로 : 큰 분자 ⇒ 작은 분자들 + 에너지

• 생태계 그림

여러 가지 이화반응:

• 발효

산소 이용 X

유기 연료 부분적으로 분해

알코올 발효, 젖산 발효 등

• 산소호흡

산소 이용

유기 연료를 물과 $\text{CO}_2$로 완전히 분해

가장 효율적인 이화반응경로

• 무산소호흡

산소 이용 X

산소 대신 $\text{SO}_4^{2-}$ 등을 이용해 유기 분자를 분해

일부 원핵 생물

산소호흡 전체 식

$\text{C}6\text{H}{12}\text{O}_6+6\text{O}_2\rarr6\text{CO}_2+6\text{H}_2\text{O}+\textnormal{에너지}$

$\Delta G$ = -686 kcal ⇒ 자발적 반응

산화 환원 반응이다 : 포도당은 산화, $\text{O}_2$는 환원됨

포도당의 수소 원자($2\text{H}^+$, $2\text{e}^-$)가 $\text{O}_2$로 전달

NAD+와 전자전달사슬을 통한 단계적 에너지 수확

수소 원자가 산소에 전달되려면 전자 운반체가 필요함.

전자 운반체 : 조효소 NAD$^+$ or FAD

• 탈수소효소(Dehydrogenase): 기질로부터 한 쌍의 수소 원자를 제거해 전자운반체로 전달

NADH에 저장된 전자는 전자전달사슬을 거쳐 산소(최종전자수용체)로 이동

• 더 강한 전기음성도(전자친화도)를 갖는 분자를 따라 단계적으로 이동
• 미토콘드리아 내막(원핵 생물에서는 원형질막)

세포호흡의 단계

해당과정 → 피루브산 산화 → 시트르산 회로 → 산화적 인산화 (전자전달 + 화학삼투)

⇒ 기질에서 막사이 공간으로 양성자 농도 기울기 형성

해당과정

• 세포질에서 일어나며, 산소를 소모하지 않는다.
• 1 포도당 → 2 피루브산 + 2 $\text{H}_2\text{O}$ 2 ATP → 4 ATP 2 $\text{NAD}^++4\text{e}^-+4\text{H}^+$ → $2\text{NADH}+2\text{H}^+$