식물은 언제 당을 설탕으로 저장하고 녹말로 저장하나요?
안녕하세요. 식물은 저장용 다당류로는 아밀로오스와 아밀로펙틴의 녹말을 사용하고, 체관을 통해서는 설탕으로 운반한다고 하는데요 어떨 때 녹말로 저장하고 어떨 때는 설탕으로 운반하는 것인가요?
광합성을 통해 엽록체에서 생성되는 당은 포도당과 과당이며, 식물은 이를 결합하여 설탕으로 전환하는데요, 설탕은 가용성이어서 체관을 통해 식물의 다른 조직으로 쉽게 운반될 수 있습니다. 반면에 녹말은 불용성 다당류로, 주로 저장용으로 사용됩니다. 우선 설탕은 식물체 내에서 즉시 에너지 요구가 있는 곳으로 당을 운반할 때 사용하는데요, 예를 들자면 뿌리, 새싹, 꽃, 열매 등 성장 조직이 있습니다. 다음으로 즉시 사용하지 않을 에너지는 녹말로 전환하여 저장하며, 주로 엽록체나 뿌리, 덩이줄기, 씨앗과 같은 저장기관에 축적됩니다. 감사합니다.
안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
식물은 단기적 이동, 에너지 공급에는 수용성이 높은 설탕을 사용하고, 장기적 저장, 비활성화 목적에는 녹말을 축적한답니다.
식물은 광합성으로 만든 포도당을 녹말로 저장하고 설탕으로 운반합니다. 이 두 물질을 다르게 사용하는 이유는 각각의 용도에 최적화된 특성 때문입니다.
먼저 녹말로 저장하는 이유는 삼투압과 부피 때문입니다.
포도당은 물에 잘 녹는 성질이 있어 세포 내 포도당 농도가 높아지면 외부에서 물을 계속 끌어당겨 세포가 팽창하거나 터질 수 있습니다. 반면, 포도당 분자 수천 개가 결합된 녹말은 물에 잘 녹지 않아 삼투압에 영향을 주지 않고 안전하게 저장할 수 있습니다.
또한 여러 개의 포도당이 합쳐진 고분자 형태인 녹말은 포도당 단량체보다 훨씬 적은 부피를 차지합니다. 이로 인해 식물은 에너지원을 압축된 형태로 효율적으로 저장할 수 있습니다.
그리고 설탕으로 운반하는 이유는 안정성과 용해성, 이용 용이성 때문입니다.
설탕은 포도당과 과당이 결합된 이당류로, 환원력이 없는 비환원당입니다. 이는 다른 물질과 화학 반응을 잘 일으키지 않기 때문에 체관을 통해 안정적으로 운반될 수 있습니다.
또한 설탕은 녹말과 달리 물에 잘 녹기 때문에 식물 내부의 수액을 통해 원활하게 이동할 수 있습니다.
게다가 설탕은 포도당과 과당으로 쉽게 분해될 수 있어, 운반 후 에너지원으로 사용하거나 다른 유기물 합성에 이용하기에도 편리합니다.
식물은 광합성으로 생성된 포도당을 즉시 사용하지 않을 경우, 주로 낮 동안 잎에서 물에 녹지 않는 녹말 형태로 일시적으로 저장합니다. 이는 세포의 삼투압을 유지하기 위함이며, 밤이 되면 이 녹말을 물에 잘 녹는 설탕으로 다시 전환하여 체관을 통해 열매, 뿌리, 줄기 등 에너지가 필요하거나 양분을 저장하는 다른 기관으로 운반합니다. 운반된 설탕은 해당 기관에서 즉시 에너지원으로 사용되거나, 고구마나 감자처럼 장기간 보관하기 위해 다시 녹말의 형태로 바뀌어 저장됩니다.