원준; 네 저희가 알려드릴 내용은 plant cell와 animal cell의 구성을 알려드릴 겁니다. 먼저 nuclears와 cytoplasm을 알려 드릴게요. nuclears은 요 동글 동글한거 보이시죠? 이게 nuclears인데 nuclears에는 DNA가 있어서 세포구조와 기능을 결정하고 세포의 생명 활동을 통제하고 조절합니다. 다음으로 cytoplasm은 여기 세포 안에 핵과 기관들을 제외하고 나머지 투명한거 보이시죠? 이게 cytoplasm입니다. 하는 일은 보이시듯이 organelle들을 지탱해줍니다. 다음으로 cell membrane을 설명해드릴게요 cell membrane은 세포를 둘러싸고 있는 막인데 계란 노른자 같은 느낌이에요. 세포의 형태를 유지해주고 물질 출입을 조절해 줍니다. 나머지 소기관들은 서윤님이 설명 해주실래요?
서윤; 네 제가 한번 해보죠. 먼저 E.R은 이런 모양으로 생겼어요. 그리고 이 E.R는 이런 동그라미 모양으로 생긴 녀석이 있는 것과 없는 것 2개로 나누어지는데 이 동그란 것이 있는 것을 Rough, 없는 것을 smooth라고 합니다. 이 동그란 것은 cytoplasm과 Rough E.R에 존재하는데 이 동그란 것을 Ribosome이라고 합니다. 이 Ribosome은 단백질을 생성한다고 합니다. 그리고 Ribosome에서 생성된 단백질은 E.R에서 보관했다가 E.R에서 Golgi body나 다른 organelle로 운반합니다. 그리고 Golgi body는 E.R에서 만든 단백질을 변형시켜서 다른 곳으로 보내줍니다. 그리고 Animal cell에는 Plant cell에 존재하지 않는 centriole가 있는데 이 중심체는 세포분열에 도움을 주는 역할을 한다고 합니다. 원준님 Animal cell에 존재하지 않는 다른 식물세포의 organelle에 대해서 설명해 주실래요?
원준; 네 일단 plant cell이 더 단단할까요? 아니면 animal cell이 단단할까요? 네 plant cell입니다. plant cell에는 cell wall이라는 두꺼운 벽이 있어서 cell를 보호해주고 세포 모양을 유지해 줍니다. 다음으로 식물에는 vacuole이라는 것이 있는데 vacuole는 당류, 색소, 노폐물들을 저장합니다. 제가 또 문제하나 내볼게요. 500년된 plant cell과 5억년된 plant cell중에서 어느 세포의 vacuole이 더 클까요. 네 맞습니다. 당연히 5억년된 plant cell이 더 크겠죠? 다음으로 식물에만 있는 organelle은 chloroplast가 있습니다. 다들 잘 아실 것 같네요. 엽록체는 photosynthesis을 해서 glucose를 얻는 소기관입니다. 아 맞다 미토콘드리아를 빼먹었네요 미토콘드리아에 대해서는 세찬이사 자세히 설명해줄겁니다
저와 동옥이 형은 ATP가 무엇인지 알아보았어요. ATP를 알기 전에 Mitochondria에 대해 간단히 설명할게요. Mitochondria는 cellular respiration이 일어나는 장소이고, Cell의 생명 활동에 필요한 Energy인 ATP를 생산합니다. Mitochondria가 생산하는 ATP의 약자는 ‘Adenosine Tri – Phosphate’입니다. ATP가 어떠한 구조를 가졌기에 그렇게 Energy를 저장해서 이용하는지를 얘기해볼게요.
(그림을 그리며)
인산은 영어로 ‘Phosphate’이므로 P 모양의 3개, 그리고 Adenine과 Ribose을 합쳐서 Adenosine이라고 합니다. 그래서 Adenosine Tri Phosphate가 됩니다. Adenosine에 한 개 인산이 결합될 때에는, 어렵지 않게 돼요. 그런데, 두 번째 인산부터 만날 때에는 결합이 되기 힘든데, 그 이유는 인산은 음 이온(anion)를 띄는데, 음 이온끼리는 서로 밀어내기 때문에 결합이 힘들죠 . 그럼에도 불구하고, 결합을 시켰기 때문에 많은 Energy를 가질 수 밖에 없죠. 그것을 영어로 Repulsive force라 해요. Phosphate 사이를 ~ 표시로 하며 영어로 High Energy Phosphate bond라 하고 한글로는 고 에너지 인산결합이라 표현해요. 인산끼리는 분자적 불완전성을 띄기 때문에 붙이고 때고 쉽게 할 수 있어요. 가수분해 영어로는 Hydrolysis입니다. 가수 분해 효소인 ATPase 효소를 이용해 물과 연산 끊을 수 있게 됩니다. 그러면 Phosphate가 두 개가 되면 ADP가 됩니다. Adenosine Di Phosphate가 되요. 그 때, 인산 두 개의 결합에 이용된 Energy가 밖으로 나오게 되면 Energy 값은 7.3kcal입니다. 그 7.3kcal를 생명활동에 이용해요. 그렇게 되면 생기는 질문 중 하나가 인산 두 개가 끊어질 수 있지 않나요 하는데, 가능은 합니다만 보통 생명체에서 일어나는 반응에는 하나 떼고 하나 붙이고 이렇게 한답니다. 즉 ATP와 ADP가 왔다갔다 합니다. ATP에서 ADP로 갈 때는 Energy가 나오고 ADP에서 ATP가 되려면 인산을 붙이는 것이기 때문에 Energy가 들어가는 겁니다. 저축했다가 꺼내쓰고 그런 식입니다.
동옥: 네 이제 제가 ATP와 세포호흡(cell respiration)을 자세히 설명해 드리겠습니다
먼저 metabolism을 알아야 합니다 metabolism은 생명체 내에서 생명현상을 유지하기 위해
일어나는 모든 화학 반응을 물질대사 (metabolism)이라고 합니다
먼저 우리가 알아야하는 것은 catabolism(이화 작용) 인데요 이것은 고분자 물질이 저분자 물질로 분해되는 과정입니다 이때 발열 반응(exothermix reaction)이 일어나 에너지를 발생합니다 이것이 catabolism인데 이것의 대표적인 예 가 세포호흡(cell respiration)입니다.
우리가 음식물을 먹으면 탄수화물 (carbohydrate) 지방 (fat) 단백질(protein)으로 소화가
된다 이때 탄수화물은 포도당(glucose)으로 분해되고 energy(ATP)를 만들려면
포도당(glucose)을 분해해야 합니다 왜냐하면 포도당(glucose)은 고분자 물질이기 때문에 미토콘드리아에서(mitochondria) 받아 들일수가 없어요. glucose를 분해하면 탄소와 물 이됩니다 이때 glucose를 분해하는 힘 또한
ATP입니다 이렇게 분해된 것들은 전자 (electron)에 의하여 이동하고
삼투압 (osmotic pressure) 의 작용으로 미토콘드리아(mitochondria)로 들어가게 돼고 ATP를 생성하게 된다
ATP: adenosine tri phosphate 은 adenosine에 인산(phosphate)이 3개가 붙어 있는 형태입니다 이때 ATP에서 인산 한 개가 빠질 때 bonding energy지가 나온다 이것이 우리가 생활하는 energy입니다 ATP에서 phosphate 한 개가 빠지면 adenosine di phosphate (ADP)가 되고 두 개가 빠지면 adenosine mono phosphate(AMP)가 된다
이때 인산이 한 개 또는 두 개가 빠진 ADP,AMP는 다시 산화적 인산화,광인산화,기질수준이산화 등으로 다시 인산을 공급 받아 ATP가 됩니다 이것을 세포호흡(cell respiration)이라고합니다
기질수준 인산화
substrate level phosphorylation
산화적 인산화
oxidative phosphorylation
광인산화
photophosphory lation
인
phosphorus
물에녹지 않고 연결하는것
종윤: 네 신기하네요 그럼 ATP는 인체 어느 부위에 가장 많이 있나요?
동옥: 네 심장,근육세포,간 에 많이 분포 되어 있습니다
서윤: 간이요? 심장세포와 근육세포는 이해가 가는데 간은 잘 이해가 가지 않네요
자세히좀 설명해 주세요
동옥: 네 일단 간에는 혈관이 많이있고 혈액도 그만큼 많이 이동을 합니다
간이 하는 일은 대표적으로 해독 작용인데요 우라가 호흡한 미세먼지와 하수구냄새 등 각종 세균,독성 성분을 간에서 해독을 하게 됩니다 대표적으로 담배 술 음료수 커피 등등입니다
또한 하루에 쓸개즙(소화를 돕는 물질 지방알갱이를 분해)을