세포 호흡 단원은 포도당을 단계적으로 산화해 ATP를 합성하는 흐름을 다룹니다. 각 단계가 어디에서 일어나는지, NADH와 ATP가 얼마나 만들어지는지가 중심입니다. 아래 20문항으로 화학 삼투 원리, ATP 계산, 실험 자료 해석을 얼마나 이해하고 있는지 확인합니다.
📝 세포 호흡 시험지 — 20문항, 정답·해설은 뒤쪽 별지
이름
날짜
점수/100
배점 · 20문항 · 한 문항 5점 · 100점 만점 · 권장 풀이 시간 30분 · 기본·보통·심화가 섞여 나옵니다(정답·해설은 별지).
‘PDF 만들기’를 누르면 화면과 같은 문제로 A4 PDF 파일이 내려받아지고, 폰에서도 됩니다. 같은 학년·같은 과목 문제는 하루에 한 번 만들어지고, 그날은 같은 문제가 다시 나옵니다. 인쇄물 맨 위에 이름·날짜·점수 칸이 함께 찍힙니다.
원장 한마디
저는 수학을 가르치는 사람이라 세포 호흡 자체를 해설하지는 않겠습니다. 다만 시험지 한 장을 집에서 쓰는 방법은 말씀드릴 수 있습니다.
ATP 계산이나 실험 자료 해석 문항은 머릿속으로 풀지 말고 종이에 직접 쓰면서 풀게 하세요. 어디서 숫자가 틀어졌는지 눈에 보입니다. 정답 번호만 맞히고 넘어가는 것보다 이 편이 낫다고 봅니다.
채점한 뒤에는 틀린 번호에 동그라미만 치고 덮어 두십시오. 시험이 가까워졌을 때 그 번호만 다시 풀면 됩니다. 한 장을 끝냈으면 학습지 만들기로 다음 장을 뽑으세요. 많이 푸는 것보다 한 장을 제대로 푸는 쪽이 오래 갑니다.
— 수학의 신호 원장
세포 호흡, 단계별 흐름과 ATP
세포 호흡은 포도당을 단계적으로 산화해 ATP를 얻는 과정입니다. 해당 과정은 세포질에서 일어나며, 초기에 ATP 2분자를 쓰고 기질 수준 인산화로 4분자를 만들어 순 2분자를 얻습니다. TCA 회로는 미토콘드리아 기질에서 아세틸 CoA가 옥살아세트산과 결합해 시트르산이 되면서 시작되고, 탈탄산·탈수소 반응으로 CO₂ 방출과 NADH, FADH₂ 생성이 일어납니다.
앞 단계에서 모인 NADH와 FADH₂는 미토콘드리아 내막의 전자 전달계로 이어집니다. 전자 전달 에너지로 H⁺이 막 사이 공간으로 능동 수송되어 농도 기울기가 생기고, H⁺이 ATP 합성 효소를 통해 확산될 때 ATP가 합성되는 원리가 화학 삼투입니다. 산소는 마지막에 전자와 H⁺을 받아 물이 됩니다.
시험지에서 뽑아 본 문제
TCA 회로에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 세포질에서 일어나며 포도당이 직접 기질로 이용된다. ② O₂가 직접 소비되면서 ATP 대부분이 이 단계에서 합성된다. ③ 아세틸 CoA가 옥살아세트산과 결합하여 시트르산이 생성되며 이후 탈탄산·탈수소 반응이 일어난다. ④ NADH만 생성되고 FADH₂는 생성되지 않는다.정답 · ③ 아세틸 CoA가 옥살아세트산과 결합하여 시트르산이 생성되며 이후 탈탄산·탈수소 반응이 일어난다. — TCA 회로는 미토콘드리아 기질에서 아세틸 CoA의 아세틸기가 옥살아세트산과 결합해 시트르산이 되면서 시작되고, 탈탄산과 탈수소 반응으로 CO₂ 방출과 NADH, FADH₂ 생성이 일어난다. 산소는 전자전달계에서 이
세포에서 피루브산 6분자가 산소가 충분한 조건에서 모두 아세틸 CoA로 전환된 뒤 TCA 회로에서 완전히 산화될 때, 이 과정(피루브산 산화와 TCA 회로)에서 생성되는 NADH는 모두 몇 분자인지 단위와 함께 쓰시오. (단, 회로를 도는 중간 물질의 손실은 없다.)정답 · 24분자 — 피루브산 1분자가 아세틸 CoA로 전환될 때 NADH 1분자가 생성되고, 아세틸 CoA 1분자가 TCA 회로를 1회전할 때 NADH 3분자가 생성된다. 따라서 6 × (1 + 3) = 24분자이다.
물질 X는 해당 과정의 한 반응만 억제한다. 이 자료로 볼 때 X가 억제하는 반응은? 포도당이 일정하게 공급되는 세포에 물질 X를 처리하기 전과 후, 해당 과정 중간 산물의 상대 농도를 측정하였다(처리 전을 1.0으로 함). 물질 | 처리 전 | 처리 후 포도당 6-인산 | 1.0 | 1.8 과당 6-인산 | 1.0 | 2.1 과당 1,6-이인산 | 1.0 | 4.5 글리세르알데하이드 3-인산(PGAL) ① 과당 1,6-이인산이 PGAL로 분해되는 반응 ② 포도당이 포도당 6-인산으로 되는 반응 ③ 과당 6-인산이 과당 1,6-이인산으로 되는 반응 ④ PGAL이 피루브산으로 되는 반응정답 · ① 과당 1,6-이인산이 PGAL로 분해되는 반응 — 억제된 반응의 기질과 그 앞 단계 물질은 쌓이고 뒤 단계 물질은 감소한다. 과당 1,6-이인산이 가장 크게 증가하고 그 이후의 PGAL과 피루브산은 감소했으므로 과당 1,6-이인산이 PGAL로 분해되는 반응이 억제된
표는 피루브산 공급 전후의 pH이다. 이에 대한 〈보기〉의 설명 중 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? 시점 | 막 사이 공간 pH | 기질 pH 0분(산소 없음) | 7.2 | 7.2 5분(피루브산·산소 공급) | 6.2 | 7.6 〈보기〉 ㄱ. 5분 시점에서 막 사이 공간의 H⁺ 농도는 기질보다 높다. ㄴ. 0분에서 5분 사이 막 사이 공간의 H⁺ 농도 증가는 H⁺이 ATP 합성 효소를 통해 확산되었기 때문이다. ㄷ. 5분 시점의 막 사이 공간 H⁺ 농도는 0분 시점의 10배이다. ATP 합성 효소가 정상인 가상의 미토콘드리아를 산소가 없는 완충액에 넣고 막 사이 공간과 기질의 pH를 측정하였다. 이후 피루브산과 산소를 충분히 공급하고 5분 뒤 두 구획의 pH를 다시 측정하였다. 완충액의 영향과 구획의 부피 변화는 무시한다. ① ㄱ, ㄷ ② ㄱ ③ ㄴ, ㄷ ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ정답 · ① ㄱ, ㄷ — 5분 시점에서 막 사이 공간은 pH 6.2, 기질은 pH 7.6이므로 막 사이 공간의 H⁺ 농도가 더 높고, pH가 1 감소하였으므로 H⁺ 농도는 10배가 된다(ㄱ, ㄷ 옳음). 막 사이 공간의 H⁺ 증가는 전자 전
시험지는 같은 단원의 기본·보통·심화 문항을 섞어 20개로 냅니다. 위 문제는 그 가운데 몇 개를 옮겨 놓은 것입니다.
세포 호흡에서 자주 헷갈리는 곳
NADH가 산화되는 곳 해당 과정에서 생긴 NADH가 TCA 회로에서 산화된다고 생각하기 쉽습니다. NAD⁺로 재생되는 곳은 TCA 회로가 아니라 전자 전달계입니다.
ATP 분자 수 계산 NADH는 해당 과정 2, 피루브산 산화 2, TCA 회로 6으로 모두 10분자이고 FADH₂는 2분자입니다. 산화적 인산화분과 기질 수준 인산화 4분자를 따로 세어 더해야 합니다.
H⁺ 기울기와 산소의 역할 H⁺ 능동 수송은 전자 전달 에너지로, ATP 합성은 확산 때 일어납니다. 산소는 물을 만들 뿐 CO₂는 여기서 생기지 않습니다. 마지막 단계가 막히면 NADH/NAD⁺ 비율이 올라 TCA 회로가 느려집니다.
세포 호흡 시험지에 나오는 문항 모양
선다
단답
그래프·표 해석
개념 확인
가계도·자료 분석
집에서 이렇게 순서를 잡아 보세요
먼저 하루 15분 정도, 단계 표를 직접 그려 봅니다. 해당 과정, 피루브산 산화, TCA 회로, 전자 전달계마다 일어나는 장소, 들어가는 물질, 생기는 NADH·FADH₂·ATP·CO₂를 빈칸 없이 채웁니다. 표를 보지 않고 채울 수 있게 된 뒤에 문항으로 넘어가는 편이 안전합니다.
그다음 며칠은 계산과 자료 해석을 나누어 연습합니다. (NADH 1분자=ATP 2.5분자, FADH₂ 1분자=ATP 1.5분자로 가정하면) 포도당 1분자당 ATP 32분자가 되는 계산을 NADH 10, FADH₂ 2에서 출발해 스스로 써 보고, 포도당 3분자나 P/O 비처럼 조건이 바뀌면 어느 값이 달라지는지 확인합니다. 표나 pH 자료 문항은 값의 차이가 무엇을 뜻하는지 한 문장으로 적은 다음 보기를 읽습니다.