呼吸作用的概念


呼吸作用的概念

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生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用 。
呼吸作用,是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程,是所有的动物和植物都具有一项生命活动 。生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解 。生物体内有机物的氧化分解为生物提供了生命所需要的能量,具有十分重要的意义 。
呼吸作用的目的,是透过释放食物里之能量,以制造三磷酸腺苷(ATP),即细胞最主要的直接能量供应者 。呼吸作用的过程,可以比拟为氢与氧的燃烧,但两者间最大分别是:呼吸作用透过一连串的反应步骤,一步步使食物中的能量放出,而非像燃烧般的一次性释放 。
呼吸作用
生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳、水或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用 。呼吸作用,是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程,是所有的动物和植物都具有的一项生命活动 。生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等的能量,具有十分重要的意义 。
生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解 。生物体内有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳、水或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用(又叫生物氧化) 。
【呼吸作用的概念】呼吸作用,是生物体细胞把有机物氧化分解并产生能量的化学过程,又称为细胞呼吸(Cellularrespiration) 。无论是否自养,细胞内完成生命活动所需的能量,都是来自呼吸作用 。真核细胞中,线粒体是与呼吸作用最有关联的胞器,呼吸作用的几个关键性步骤都在其中进行 。
呼吸作用是一种酶促氧化反应 。虽名为氧化反应,不论有无氧气参与,都可称作呼吸作用(这是因为在化学上,有电子转移的反应过程,皆可称为氧化还原反应) 。有氧气参与时的呼吸作用,称之为有氧呼吸;没氧气参与的反应,则称为无氧呼吸 。
同样多的有机化合物,进行无氧呼吸时,其产生的能量,比进行有氧呼吸时要少 。有氧呼吸与无氧呼吸是细胞内不同的反应,与生物体没直接关系 。即使是呼吸氧气的生物,其细胞内,也可以进行无氧呼吸 。
呼吸作用的目的,是通过释放食物里的能量,以制造三磷酸腺苷(ATP),即细胞最主要的直接能量供应者 。呼吸作用的过程,可以比拟为氢与氧的燃烧,但两者间最大分别是:呼吸作用透过一连串的反应步骤,一步步使食物中的能量放出,而非像燃烧般的一次性释放 。在呼吸作用中,三大营养物质:碳水化合物、蛋白质和脂质的基本组成单位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透过数个步骤,将能量转移到还原性氢([H])(化合价为-1的氢)中 。最后经过一连串的电子传递链,氢被氧化生成水;原本贮存在其中的能量,则转移到ATP分子上,供生命活动使用 。
植物的呼吸作用主要在细胞的线粒体中进行 。有氧呼吸的全过程,可以分为三个阶段:第一个阶段(称为糖酵解),一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸,在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示),同时释放出少量的能量 。这个阶段是在细胞质基质中进行的;第二个阶段(称为三羧酸循环或柠檬酸循环),丙酮酸经过一系列的反应,分解成二氧化碳和氢,同时释放出少量的能量 。这个阶段是在线粒体基质中进行的;第三个阶段(呼吸电子传递链),前两个阶段产生的氢,经过一系列的反应,与氧结合而形成水,同时释放出大量的能量 。这个阶段是在线粒体内膜中进行的 。以上三个阶段中的各个化学反应是由不同的酶来催化的 。在生物体内,1mol的葡萄糖在彻底氧化分解以后,共释放出大约2870kJ的能量,其中有1160.52kJ左右的能量储存在ATP中(38个ATP,1mol ATP储存30.54kJ能量),其余的能量都以热能的形式散失了(呼吸作用产生的能量仅有34%转化为ATP) 。
生物进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸 。那么,生物在无氧条件下能不能进行呼吸作用呢?科学家通过研究发现,生物体内的细胞在无氧条件下能够进行另一类型的呼吸作用——无氧呼吸 。
苹果储藏久了,为什么会有酒味?高等植物在水淹的情况下,可以进行短时间的无氧呼吸,将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,并且释放出少量的能量,以适应缺氧的环境条件 。高等动物和人体在剧烈运动时,尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了,但是仍然不能满足骨骼肌对氧的需要,这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸 。高等动物和人体的无氧呼吸产生乳酸 。此外,还有一些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸,如马铃薯块茎、甜菜块根等 。
植物有氧呼吸过程中,中间产物丙酮酸必须进入线粒体才能被分解成CO2