什么是呼吸作用

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2016-03-28 19:18

什么是呼吸作用,呼吸,人每天都必须要做的,很多人都认为这是一件简单的事情,其实其中发生了一系列的氧化分解,那么大家知道呼吸作用的意义吗?呼吸作用的概念是什么呢?下面小编就为大家介绍一下什么是呼吸作用吧。

呼吸作用 什么是呼吸作用

  呼吸,人每天都必须要做的,很多人都认为这是一件简单的事情,其实其中发生了一系列的氧化分解,那么大家知道呼吸作用的意义吗?呼吸作用的概念是什么呢?下面图老师小编就为大家介绍一下什么是呼吸作用吧。

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  呼吸作用还可分为两大中,大家知道是哪些吗?想了解的朋友就和图老师小编一起去看看吧。

  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ATP等的能量,具有十分重要的意义。

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

  概述

  呼吸作用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,是非常神奇的事情,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。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。

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

  过程

  植物的呼吸作用植物的呼吸作用主要细胞的线粒体进行。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)。

呼吸作用 什么是呼吸作用(2)

  一般的呼吸作用都是有氧呼吸,但是也有一些植物是通过无氧呼吸的,下面大家就一起来看看吧。

  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

  无氧呼吸与有氧呼吸

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  呼吸作用在远古时期,地球的大气中没有氧气,那时的微生物适应在无氧的条件下生活,所以这些微生物(专性厌氧微生物)体内缺乏氧化酶类,至今仍只能在无氧的条件下生活。随着地球上绿色植物的出现,大气中出现了氧气,于是也出现了体内具有有氧呼吸酶系统的好氧微生物。可见,有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。尽管现今生物体的呼吸形式主要是有氧呼吸,但仍保留有无氧呼吸的能力。由上述分析可以看出,无氧呼吸和有氧呼吸有明显的不同。

  产生乳酸的主要有乳酸菌、玉米的胚、马铃薯块茎、甜菜块根和骨骼肌,这就是为什么剧烈运动后腿会发酸。而产生酒精酒精最主要的是酵母菌、根霉、曲霉。特别的是硝化细菌是兼性呼吸。

  呼吸类型

  无氧呼吸

  无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。这个过程对于高等植物、高等动物和人来说,称为无氧呼吸。如果用于微生物(如乳酸菌、酵母菌),则习惯上称为发酵。细胞进行无氧呼吸的场所是细胞质基质。

  苹果储藏久了会有酒味;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。

高等植物在水淹的情况下,可以进行短时间的无氧呼吸

  植物的呼吸作用

  无氧呼吸的全过程,可以分为两个阶段:第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同;第二个阶段是丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸。以上两个阶段中的各个化学反应是由不同的酶来催化的。在无氧呼吸中,葡萄糖氧化分解时所释放出的能量,比有氧呼吸释放出的要少得多。例如,1mol的葡萄糖在分解成乳酸以后,共放出196.65kJ的能量,其中有61.08kJ的能量储存在ATP中,其余的能量都以热能的形式散失了。

  有氧呼吸

  有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量的能量的过程。有氧呼吸是高等动植物进行呼吸作用的主要形式。

  图老师小结:以上就是为大家介绍呼吸作用的种类和过程的全部内容,呼吸作用看似简单,其实其中的奥妙很多很多,中间发生的化学反应也是太神奇了。所以大家可要好好看看,多学一点知识哦。

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