농업직, 농촌지도사, 작물생리학, 방통대 - 재배식물생리학 핵심 요약정리 9. 식물의 호흡작용

9. 식물의 호흡작용

주요 용어해설 •조효소: 어떤 효소와 결합하여 그 효소의 작용에 필수적인 역할을 하는 비단백성 유기화합 물. 생체의 산화작용과 환원작용에 관여하며, 구조 면에서는 비타민과 관련이 깊은 것이 많 다. •비가역반응: 화학평형이 생성계 쪽에 현저하게 치우쳐 있어 역반응을 무시할 수 있는 화학 반응. 수소와 산소로부터 물을 만드는 반응, 유기화합물이 열분해하여 탄소를 만드는 반응 등이 있다. •탈탄산작용: 유기화합물에서 카르복시기를 제거하거나 결실시켜 이산화탄소를 유리시키는 작용 •탈수소작용: 수소가 들어 있는 화합물에서 수소원자를 떼어 내는 반응. 산화반응의 하나이 다. •활성산소: 생물체의 내부에서 만들어지는 반응성이 큰 산소의 화합물을 통틀어 이르는 말. 일중항산소, 슈퍼옥사이드, 과산화물, 히드록시 라디칼 등이 있다. 유해산소라고도 한다. •방향족: 벤젠고리를 중심구조로 가지며 향을 방출하는 물질 •플라보노이드: 플라본을 기본구조로 갖는 식물색소화합물을 통틀어 이르는 말. 비타민 P라 고도 한다. 동물에는 비교적 적고 식물의 잎, 꽃, 뿌리, 열매, 줄기 등에 많이 들어 있다. •페놀화합물: 치환될 수 있는 수산기를 가진 방향족 고리구조를 가지고 있는 2차대사산물의 총칭. 구조적인 다양성만큼이나 기능이 다양한데 초식동물이나 병원균의 공격으로부터 방어 작용, 기계적 지지작용, 수분매개의 유도, 종자의 분산작용, 인접식물의 생장저해 등이 있다. •CA 저장: 청과물 저장방식의 하나. 저장실 안의 이산화탄소와 산소의 농도를 인위적으로 조성하고 온도와 습도를 조절하여 청과물의 신선도와 품질이 장기간 유지되도록 한다. •MA 저장: 농산물의 호흡에 의한 산소 소비와 이산화탄소의 방출로 포장 내에 적절한 대기 가 조성되도록 하여 농산물의 호흡을 억제시키는 저장방식. 이때 포장에 사용된 필름은 가 스확산을 막을 수 있는 적절한 투과성을 지녀야 한다. 최근에는 향미물질, 색소, 항산화제, 유브이(UV) 차단제, 에틸렌 흡착 및 방출, 탄산가스 흡착, 에탄올 방출, 효소활성 억제제 등을 포함하는 기능성 필름이 개발되어 이용되고 있다.

9.1. 호흡의 개관
핵심요약
세포호흡의 가장 보편적인 기질은 설탕과 포도당이다. 식물에서는 당의 수송형태인 설탕을
진정한 호흡기질로 본다. 설탕이 완전히 산화되어 물과 이산화탄소로 분해되면 설탕 1분자
당 60개의 ATP가 생성된다. 세포호흡의 전 과정은 크게 해당(5탄당인산경로 포함), 아세틸
-CoA의 형성, 크렙스회로, 전자전달과 산화적 인산화의 과정으로 나눌 수 있다.

광합성과 호흡

에너지 측면에서의 광합성과 호흡작용

이해점검
호흡기질은 종류, 기관, 발달단계, 생리적 상태 등에 따라 달라진다. 어떤 물질이 호흡기질
로 사용되었는지를 알아보는 수단으로 호흡계수(RQ=발생한 CO2 몰수/소비된 O2 몰수)를
이용할 수 있다. 예를 들면 탄수화물의 이론적 RQ 값은 1.0(실험치: 0.97~1.17), 지질과
단백질은 0.7 정도, 유기산은 1.3 정도이다.
식물은 당의 수송형태인 ① 을 진정한 호흡기질로 본다. 세포는 ①의 산화과정을 여러 단계
로 나누어 방출되는 자유에너지의 양을 조절한다. 그러면서 ATP를 합성하여 화학에너지의
형태로 저장하는데, ① 1몰이 산소조건에서 완전히 산화되면 60몰의 ATP를 합성할 수 있
다. 호흡의 경로를 구분해 보면 해당(5탄당인산회로 포함), 아세틸–CoA 형성, 크렙스회로,
전자전달, 산화적 인산화로 구분할 수 있다. 시토졸과 색소체에서 일어나는 해당과 5탄당인
산경로는 산소를 필요로 하지 않아 혐기성호흡, 무산소호흡이라고도 한다. 해당 이후 미토
콘드리아에서 일어나는 피루브산의 산화과정은 산소를 필요로 하기 때문에 유산소호흡이라
고 부른다. 세포호흡의 전 과정에서 얻게 되는 주요 생성물은 이산화탄소, NADPH, NADH,
FADH2, ATP 그리고 각종 중간산물이다.

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9.2. 해당과 5탄당인산경로
핵심요약
해당은 시토졸과 색소체에서 일어난다. 설탕이 과당과 포도당으로 분해되고 6탄당인산으로
전환된 다음 3탄당인산으로 쪼개지고 최종적으로 피루브산과 말산으로 바뀐다. 이 과정에서
ATP와 NADH(환원제, 전자공여체)를 생성한다.

이해점검
해당은 말 그대로 당을 분해한다는 의미로 발견자들의 이름을 따서 ② 라고도 한다. 시토졸
로 수송된 설탕은 포도당과 과당으로 분해되어 쉽게 해당경로로 진입하여 먼저 6탄당인산
으로 전환된 후에 3탄당인산으로 쪼개진다. 이어 3탄당인산은 산화되고 재배열되어 설탕기
준으로 유기산인 4분자의 피루브산 또는 말산을 만든다. ③ (엽록체 또는 녹말체)에서도 부
분적인 해당과정이 일어난다. 즉, 녹말분해로 얻어지는 포도당이나 광합성산물인 3탄당인산
을 해당과정에 필요한 기질로 공급한다. 해당과정의 끝 부분에 인산에놀피루브산이 유기산
으로 전환되는 과정에서 대부분은 피루브산을 만들지만, 일부는 옥살초산을 거쳐 말산으로
전환된 후 액포에 저장되거나 미토콘드리아로 수송되어 크렙스회로에 들어간다.
해당과정에서 ATP가 소모되면서 한편으로 기질수준의 인산화로 ATP가 생산되는데, 결과
적으로 4분자의 ATP가 수확된다. 아울러 전자공여체로 4분자의 NADH가 생성된다. 해당과
정에서 생성되는 중간산물들은 다른 대사작용의 재료로 이용된다. 예를 들면 G3P는 글리세
롤과 세린으로 전환되어 각각 지방과 단백질 합성의 원료가 된다.
해당과정은 가역반응과 비가역반응이 있어 반응이 조절된다. 특히 과당–6–인산에서 과당–
1,6–이인산으로 되는 단계는 비가역반응으로 해당과정의 주된 조절단계이며, 여기에 관여하
는 효소는 체내의 ATP 함량에 의해 활성이 조절된다. 일부 식물에서는 해당경로를 반대방
향으로 운용하여 유기산으로부터 당을 합성할 수 있는데 이를 ④ 이라고 한다. 해바라기나
피마자 종자에서 이러한 ④ 을 통해 지방을 설탕으로 전환하여 유식물생장에 이용한다.

* 5탄당 인산회로의 의의

핵심요약
5탄당인산경로는 시토졸과 색소체에서 해당경로와 대사산물을 공유하면서 일어난다. 6탄당
인산이 5탄당인산으로 산화되고 다시 3탄당인산, 4탄당인산, 7탄당인산으로 변환된다. 이
과정에서 CO2를 방출하고 NADPH를 생성한다.

이해점검
시토졸과 색소체에서 해당경로의 대사산물(6탄당인산)을 공유하면서 당을 산화하는 또 다
른 경로로 5탄당인산회로(PPP)가 있다. 이 경로에서 출발물질은 포도당–6–인산이며 첫 번
째로 생성되는 안정된 중간산물은 ⑤ 이다. 이 때문에 ⑤ 경로라고 부르기도 한다. 색소체
에 존재하는 경로가 시토졸 경로보다 압도적으로 우세하며, 체내 당대사의 10%가 이 경로
를 통하여 이루어진다. 이 경로에서 생성되는 리보오스–5–인산은 RNA와 DNA 합성에 이용
되고, NADPH는 지방산합성과 같은 생합성 반응에 이용된다. 과당–6–인산과 3–포스포글리
세르알데히드는 해당과정의 중간대사물질이기 때문에 바로 해당과정으로 들어간다. 에리트
로오스–4–인산은 PEP와 결합하여 방향족아미노산, 리그닌, 플라보노이드, 페놀화합물의 생
합성에 이용된다. 즉, 5탄당인산경로는 동화작용과 호흡대사에 필요한 ⑥ 를 공급하고, 중간
대사산물은 생합성 반응의 기질로 이용되며, 어린잎조직에서 광합성이 정상적으로 이루어지
기 전인 녹화 초기단계에서 광합성 암반응(캘빈회로)의 중간산물을 생성한다.

유산소 호흡의 개관

9.3. 해당 이후 유산소호흡
핵심요약
해당과정으로 생성된 피루브산은 유산소조건에서 미토콘드리아의 기질로 들어가 고에너지화
합물인 아세틸-CoA를 형성하며 1분자의 CO2와 NADH를 생산한다. 크렙스회로는 아세틸
-CoA와 옥살로아세트산과 결합하여 4탄소인 시트르산을 합성하는 것으로 시작하여 여러
단계의 반응을 거쳐 옥살로아세트산을 재생시키는 경로이다. 이 회로에서 3분자의 NADH,
1분자의 FADH2, 1분자의 ATP, 2분자의 CO2가 생산되며 중간대사산물은 다른 대사작용의
출발물질로 이용된다.

이해점검
유산소조건에서 미토콘드리아로 들어간 피루브산은 거대효소복합체 피루브산 탈수소효소의
촉매로 ⑦ 로 전환된다. ⑦는 고에너지화합물로 해당과정과 크렙스회로를 연결시켜주며, 여
러 가지 물질의 생합성에서 기초물질이기도 하다. ⑦ 의 형성과정에서 1분자의 CO2와 1분
자의 NADH가 생산된다. 1분자의 설탕으로 보면 4분자의 CO2와 NADH가 만들어지는 것이다.
크렙스회로(Krebs cycle)는 처음 생성되는 물질이 세 개의 카르복시기를 갖고 있는 시트르
산(구연산)이라고 해서 시트르산회로(구연산회로), ⑧ 등으로도 불린다. 아세틸–CoA가
H2O의 도움으로 옥살로아세트산과 반응하여 시트르산을 생성한 후 탈탄산, 탈수소, 가수화
작용으로 여러 경로를 거쳐 옥살로아세트산이 재생되는 일련의 과정이다. 이 회로에서 시트
르산을 생성하는 단계만이 비가역적이다. 그리고 이 회로에서 생기는 중간대사산물은 여러
가지 유기화합물의 생합성에 이용된다. 크렙스회로가 한 번 도는 과정에서 1분자의 피루브
산이 산화되면서 2분자의 CO2를 방출하고, 3분자의 NADH, 1분자의 ⑨ , 그리고 1분자의
ATP가 생산된다. 설탕을 기준으로 하면 각각 4배가 생산되는 셈이다.
식물의 크렙스회로는 동물과는 달리 질산염동화로 부족되기 쉬운 옥살초산(OAA)를 보충하
기 위해 시토졸에서 해당과정 중 나오는 PEP를 OAA로 전환시켜 보충받거나 액포에 저장
해 둔 말산을 피루브산으로 산화시키거나 OAA로 전환시켜 보충한다. 식물세포의 대사회로
에서 부족하기 쉬운 중간산물을 보충하는 것을 ⑩이라고 한다. 그리고 질산염동화의 산물인
글루탐산을 미토콘드리의 매트릭스로 수송하여 크렙스회로에 참여시킨다.

크렙스 회로(탈탄산, 탈수소, 가수화 작용)

핵심요약
호흡과정에서 생산된 NADH와 FADH2는 전자공여체로 산화되면서 전자를 방출한다. 이 전
자는 미토콘드리아의 내막(크리스타)에 있는 전자전달계를 거쳐 최종적으로 산소를 만나 물
로 환원되며 수소이온을 막간공간으로 퍼내는 역할을 한다. 전자전달계는 네 개의 거대복합
체 I~IV와 두 개의 이동성 운반체 우비퀴논과 시토크롬c로 구성되어 있다. 각 복합체는 수
개의 전자전달분자를 포함하고 있으며, 모두가 내막 이중층 내부에 자리 잡고 있다.

유산소 호흡 (전자전달계)

이해점검
미토콘드리아 내막의 ⑪에 있는 전자전달계는 NADH와 FADH2로부터 전자를 받아 최종적
으로 산소에 전달된다. 전자전달계는 전자를 통과시키는 일련의 운반체들로 네 개의 단백질
복합체(I~VI)와 두 개의 이동성 운반체(우비퀴논, 시토크롬c)로 구성된다. 각 복합체는 수
개의 전자전달분자를 포함하고 있으며, 모두가 내막 이중층 내부에 자리 잡고 있다.
복합체 I(NADH 탈수소효소)은 기질에서 생성된 NADH로부터 두 개의 전자를 받아 우비퀴
논으로 전달한다. 이 복합체를 통과하면서 기질로부터 내막공간으로 전자쌍당 4개의 H+을
퍼낸다. 복합체 II(숙신산탈수소효소)는 막결합 단백질로 숙신산의 산화를 촉매한다. 숙신산
으로부터 전자를 받아 FADH2로 환원시킨 후 전자를 우비퀴논으로 전달한다. 이 복합체는
H+을 펌핑하지 않는다. 복합체 Ⅲ(시토크롬bc1 복합체)은 환원된 우비퀴논에서 전자를 받
아 Fe–S 중심, 시토크롬b, 시토크롬c1을 거쳐 시토크롬c로 전달하며 전자쌍당 네 개의 H+
을 퍼낸다. 복합체 VI(시토크롬c 산화효소)는 최종산화효소로서 시토크롬c로부터 전자를 전
달받아 O2를 환원시켜 물을 만든다. 그리고 전자쌍당 두 개의 H+를 막간으로 퍼낸다.
만약 산소가 없다면 전자전달계에 전자가 포화되어 전자전달이 중지되고 크렙스회로도 반응
이 정지된다. 또한 산소가 전자와 결합하면 ⑫가 되며, 이것이 바로 물로 환원되지 않으면
다른 화합물과 반응하여 여러 가지 해작용을 일으킬 수 있다.

핵심요약
전자전달과정에 형성된 막 내외의 농도기울기가 원동력이 되어 H+이 ATP 합성효소를 통
하여 기질 쪽으로 이동하면서 ATP를 합성한다. 이를 산화적 인산화라고 한다. 이론적으로
네 개의 H+이 한 개의 ATP를 합성한다. 미토콘드리아의 기질에서 생산된 NADH는 한 쌍
의 전자를 방출하여 열 개의 H+을 퍼내서 2.5개의 ATP를 생성한다. 시토졸에서 생산된
NADH와 숙신산에서 전자를 전달받은 FADH2는 바로 우비퀴논으로 전자를 전달하여, 각각
여섯 개의 H+을 퍼내 1.5개의 ATP를 생성한다.

이해점검
전자전달과정에서 전자친화력의 차이에 해당되는 자유에너지가 방출되어 H+을 막간공간으
로 퍼내 막 내외의 H+농도기울기를 형성한다. 막간의 H+ 농도가 높아지면 농도차를 극복
하기 위하여 ⑬를 통하여 기질로 이동하게 되는데 이 효소가 ADP와 무기인산을 결합시켜
ATP를 생산한다. 이런 ATP 합성은 전자를 잃는 과정에서 일어나고 산소 의존적이기 때문
에 ⑭라고 한다. 이론적으로 네 개의 H+이 1분자의 ATP를 생산한다. 한 쌍의 전자가 각각
의 복합체를 통과할 때마다 I에서 네 개, Ⅲ에서 네 개, IV에서 두 개의 H+을 퍼낸다. 따라
서 기질에서 생산된 NADH에서 나온 한 쌍의 전자는 총 열 개의 H+을 퍼내 2.5개의 ATP
를 생산한다. 그러나 시토졸에서 생산된 NADH는 직접 미토콘드리아로 들어가지 못하고 왕
복운반자에 의해 에너지를 가진 전자만 전달된다. 이들은 복합체 I을 거치지 않고 바로 우
비퀴논으로 전달되어 1.5개의 ATP만을 생산한다. FADH2를 떠난 전자쌍도 바로 우비퀴논
으로 전달되어 1.5개의 ATP만 생산한다. 이러한 계산으로 1분자의 포도당이 완전히 산화되
어 생산할 수 있는 ATP는 기질수준의 인산화 네 개를 포함하여 총 30개이고 설탕기준으로
는 60개이다.

핵심요약
식물은 정상적인 전자전달계에 추가적인 전자전달효소(산화환원효소)가 막표면에 분포한다.
그중 NAD(P)H 탈수소효소와 대체산화효소(AOX)가 잘 알려져 있다. 대체전달경로를 밟으
면 ATP가 합성되지 않고 저장되어야 할 자유에너지가 열로 발산된다. 식물은 이런 기작으
로 과잉에너지를 해소하고 환경스트레스를 극복한다.

이해점검
식물은 정상적인 전자전달계에 추가적으로 대체전달경로를 가지고 있는데 다섯 개 산화환원
효소가 관여한다. 그중 일부는 Ca2+ 의존적이다. 막간공간 쪽의 막표면에 두 개의
NAD(P)H 탈수소효소는 시토졸(해당)에서 생성된 NAD(P)H를 산화시키고, 기질 내막 쪽
막표면에 자리한 두 개의 NAD(P)H 탈수소효소는 매트릭스에서 생성된 NAD(P)H를 산화
시킨다. 그리고 대체산화효소(OX)는 기질 쪽 막에 내재하는 막단백질복합체로 우비퀴논을
산화시킨다. 전자의 대체전달경로는 복합체(H+펌프) I과 II를 우회하기 때문에 양성자
(H+) 수송이 부분적으로 일어나거나 전혀 일어나지 않아 ATP 수율이 크게 떨어진다. 이런
대체경로로 전자가 전달되면 ATP로 저장되어야 할 자유에너지가 열로 발산된다.
식물 고유의 이런 전자전달계는 과잉에너지 또는 과잉환원력을 해소하고, 활성산소에 의한
세포손상을 막고, 과도한 환경스트레스를 극복하며, 전자전달 저해제를 무력화하는 수단으
로 중요한 의미를 갖는다. 대체산화효소가 기능적으로 유용한 예는 천남성과의 부두릴리,
앉은부채 등에서 볼 수 있다.

9.4. 해당 이후 무산소발효
핵심요약
해당과정에서 생성된 피루브산은 무산소조건에서는 발효과정으로 들어가서 에탄올을 생산한
다. 효모나 젖산균에 의해 이러한 발효과정이 일어나고, 동물에서는 발효반응으로 젖산(동
물근육)을 축적한다. 발효과정에서는 2분자의 ATP만이 생산되기 때문에 유산소호흡에 비하
면 에너지생산 면에서 대단히 비효율적이다.

이해점검
해당과정에서 생성된 피루브산은 무산소조건에서는 발효과정을 거쳐 젖산이나 ⑮ 을 생성한
다. 해당과정에서 생성되는 NADH로 피루브산을 환원하여 젖산이나 ⑮ 을 합성하기 때문에
산소가 없어도 해당과정을 반복할 수 있다. 식물이 침수나 배수가 불량한 경우, 또는 종피
의 가스투과성이 낮은 종자의 발아 등 산소가 부족한 경우에 에너지생산에 유용하다. 그러
나 발효과정에서 생성되는 에너지는 해당과정에서 생성되는 2분자의 ATP뿐으로 유산소호
흡에 비하면 에너지생산 면에서 대단히 비효율적이다.

호흡에 영향을 미치는 요인_생리적 상태

9.5. 호흡에 영향을 미치는 요인
핵심요약
식물은 보통 광합성산물의 50% 정도를 세포호흡으로 소모한다. 호흡에 의한 소모율은 식
물, 조직, 기관, 노쇠 정도(나이), 환경조건에 따라 다르다. 호흡은 어린 식물에서 활발하고
나이가 들면서 둔해진다. 일부 식물의 기관은 노화 직전에 호흡급상승 현상을 보인다. 온도,
산소, 이산화탄소 등은 호흡에 미치는 환경요인으로 중요하다.

산소농도가 떨어지면 호흡률이 감소한다. (CA저장의 원리)

 

이해점검
어린 조직은 호흡이 왕성해 어린 식물체가 늙은 식물체보다 호흡량이 많다. 과일인 경우 사
과에서 미숙과가 숙과보다 호흡량이 높다. 목본성 식물에서 나이가 들면서 가지나 줄기의
호흡이 감소하는 것은 불활성 조직이 상대적으로 많아지기 때문이다. 농업적으로 수확과 생
산이라는 측면에서 보면 생장을 방해하지 않는 범위 내에서 호흡을 억제하는 것이 중요하다.
일반적으로 저온에서는 호흡이 억제되고 고온에서는 호흡이 촉진되는데, 30~40℃의 범위에
서 최대의 호흡량을 보이고 40~50℃에서는 호흡이 정체된다. 이보다 높은 온도에서는 오히
려 호흡이 감소되는데 이것은 고온에 의한 효소의 변성과 막의 손상 때문인 것으로 보인다.
일반적으로 대기 중 산소농도가 5% 이하가 되거나 조직 내에서 2~3% 이하로 떨어지면 호
흡률이 감소한다. 반면에 이산화탄소는 농도가 증가하면 호흡이 저하하는데 온도가 낮고 산
소가 부족하면 더욱 심하게 호흡이 억제된다. 이러한 호흡억제는 원예산물의 ⑯ 과 MA 저
장에 이용되고 있다. 무산소조건에서는 발효를 일으키기 때문에 일정 수준의 산소농도를 유
지해야 한다.

이산화탄소 농도가 증가하면 호흡이 억제된다.

 

MA저장법

 

이해점검 해답：① 설탕 ② EMP 회로 ③ 색소체 ④ 포도당신합성 ⑤ 포스포글루콘산 ⑥ NADPH ⑦
아세틸-CoA ⑧ TCA 회로 ⑨ FADH2 ⑩ 보충반응 ⑪ 크리스타 ⑫ 활성산소 ⑬ ATP 합성
효소 ⑭ 산화적 인산화 ⑮ 알코올 ⑯ CA 저장

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< 확인문제>
1 다음 중에서 세포호흡의 첫 단계에 해당하는 과정은? (2011년 기출문제)
① 해당과정 ② 아세틸–CoA의 형성
③ 크렙스회로 ④ 산환적 인산화
정답해설
①. 일반적인 해당은 시토졸에서 기질인 포도당 1분자가 10여 가지의 반응단계를 거쳐 2
분자의 피루브산을 생성하는 세포호흡의 첫 과정을 말한다.
2 세포 내 호흡작용에서 해당과정의 최종산물은? (2009년 기출문제)
① 피루브산 ② 아세틸–CoA
③ 시트르산 ④ 옥살로아세트산
정답해설
①. 위 해설 참조
3 세포 내 호흡과정에서 미토콘드리아 밖에서 일어나는 것은? (2012, 2010년 기출문제)
① 산화적 인산화 ② 크렙스회로
③ 전자전달 ④ 해당작용
정답해설
④. 해당과정은 미토콘드리아 밖의 시토졸에서, 나머지 단계인 아세틸–CoA 형성, 크렙스회
로, 전자전달계, 산화적 인산화 반응과정은 미토콘드리아 안의 기질과 내막에서 일어난다.
4 미토콘드리아 안에서 아세틸–CoA가 형성되는 곳은?
① 내막 ② 외막
③ 막간공간 ④ 매트릭스
정답해설
④. 위 해설 참조
5 크렙스회로에서 가장 먼저 생성되는 물질은?
① 옥살로아세트산 ② 시트르산
③ 숙신산 ④ 푸마르산
정답해설
②. 크렙스회로는 피루브산이 아세틸–CoA를 형성한 다음에 일련의 반응을 거쳐 이산화탄
소와 물로 완전히 산화되는 일련의 순환적 반응경로이다. 이 회로에서 처음 생성되는 물질
이 세 개의 카르복시기를 갖고 있는 시트르산(구연산)이라고 해서 시트르산회로(구연산회
로), 트리카르복시산회로(TCA cycle) 등으로도 불린다.
6 호흡작용의 크렙스회로에 발생되는 것이 아닌 것은? (2012, 2008년 기출문제)
① 이산화탄소 ② NADH
③ ATP ④ 산소
정답해설
④. 크렙스회로가 한 번 도는 과정에서 1분자의 피루브산이 산화되면서 2분자의 CO2를 방
출하고, 세 분자의 NADH, 한 분자의 FADH2, 그리고 한 분자의 ATP가 생산된다. 설탕을
기준으로 하면 각각 4배가 생산되는 셈이다.
7 호흡작용과 관련이 있는 생화학적 반응회로는? (2012, 2009년 기출문제)
① 캘빈회로 ② PCR 회로
③ CAM 회로 ④ 5탄당인산회로
정답해설
④. 호흡작용과 관련하여 시토졸과 색소체에서 해당경로의 대사산물(6탄당인산)을 공유하면
서 당을 산화하는 또 다른 경로로 5탄당인산회로(PPP)가 있다. 체내 당대사의 10%가 이
경로를 통하여 이루어진다.
8 전자전달계에서 O2로 전자를 전달해 주는 것은?
① FMN ② NADH
③ 우비퀴논 ④ 시토크롬c
정답해설
④. 복합체 IV(시토크롬c 산화효소 또는 시토크롬a/a3 복합체)는 최종산화효소로서 시토크
롬c로부터 전자를 전달받아 O2를 환원시켜 H2O를 만든다. 그리고 전자쌍 당 두 개의 H+
을 막간으로 퍼낸다.
9 식물의 호흡에 대해 바르게 설명한 것은? (2011, 2010년 기출문제)
① 일반적으로 동물에 비해 호흡률이 낮다.
② 식물의 호흡은 주로 밤에만 이루어진다.
③ 광합성산물은 전부 호흡으로 소모된다.
④ 일반적으로 저온에서 호흡이 촉진된다.
정답해설
①. 세포의 호흡은 모든 조직에서 24시간 내내 일어난다. 식물은 대략 광합성산물의 50%
정도를 호흡으로 소모한다. 식물은 액포, 세포벽 등 대사적으로 불활성 부분이 많기 때문에
동물보다 호흡률이 낮다. 호흡은 어린 식물에서 활발하고 나이가 들면서 둔해진다. 일반적
으로 저온에서는 호흡이 억제되고 고온에서는 호흡이 촉진된다.
10 저장물의 호흡을 억제하는 CA 저장방법은? (2008년 기출문제)
① 산소와 이산화탄소 농도를 높인다.
② 산소와 이산화탄소 농도를 낮춘다.
③ 산소농도는 낮추고 이산화탄소 농도는 높인다.
④ 산소농도는 높이고 이산화탄소 농도는 낮춘다.
정답해설
③. CA 저장은 원예산물의 장기저장을 위한 공기조절저장법으로 저온저장고 내의 산소농
도를 낮추고 이산화탄소 농도는 높여 호흡을 억제하여 저장하는 방법이다.

▼작물생리학(재배식물생리학) 핵심 요약 정리▼
https://pals.tistory.com/m/1521

방송통신대학교 - 재배식물생리학 요약 정리 - 10 식물의 호흡작용

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