해설 보기
정답양성자펌프는 농도 기울기를 거슬러 H⁺를 이동시키는 능동수송으로 ATP를 소비합니다.
핵심 개념
막 수송 방식과 ATP 소모 여부 (능동수송 vs 수동수송)
세포막을 가로지르는 물질 이동은 에너지가 필요한지에 따라 나뉩니다. 확산·촉진확산·삼투처럼 농도 기울기를 따라 저농도 방향으로 저절로 일어나는 이동은 ATP가 필요 없는 수동수송입니다. 반대로 농도 기울기를 거슬러(저농도→고농도) 물질을 옮기려면 에너지가 필요하며, 이것이 능동수송입니다. 이온을 농도 기울기에 반해 퍼올리는 펌프 단백질이 대표적인 능동수송 예로, ATP를 소비합니다.
선지별 해설
①아쿠아포린은 물이 농도(삼투) 기울기를 따라 빠르게 통과하도록 열어주는 통로 단백질로, 수동수송이라 ATP가 필요 없습니다.
②삼투현상은 물이 저농도(고수분) 쪽에서 고농도(저수분) 쪽으로 반투과성 막을 따라 저절로 이동하는 현상으로 에너지가 들지 않습니다.
③촉진확산은 운반체·통로 단백질의 도움을 받지만 여전히 농도 기울기를 따라 일어나는 수동수송이므로 ATP를 쓰지 않습니다.
④양성자펌프는 H⁺를 농도 기울기에 반해 이동시키는 능동수송 단백질로, 이 과정에서 ATP를 가수분해해 에너지를 씁니다. 따라서 정답입니다.
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정답산화적 인산화에서 ATP는 막사이 공간이 아니라 미토콘드리아 기질(matrix) 쪽에서 합성되므로 틀린 설명입니다.
핵심 개념
진핵생물의 세포호흡 3단계와 ATP 생성 장소
진핵생물의 세포호흡은 해당과정(세포질), 시트르산 회로(미토콘드리아 기질), 산화적 인산화(미토콘드리아 내막)로 이어집니다. 해당과정과 시트르산 회로에서는 기질수준 인산화로 소량의 ATP가 만들어지고, 대부분의 ATP는 전자전달계가 만든 수소이온 기울기를 ATP 합성효소가 이용하는 산화적 인산화에서 생성됩니다. 이때 ATP는 기질(matrix) 쪽에서 합성됩니다. 또 전자전달계에 전자를 더 앞쪽에서 주는 NADH가 FADH₂보다 더 많은 ATP를 만듭니다.