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生物呼吸作用

發布時間: 2021-08-14 01:05:55

生物呼吸作用

生物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產物,並且釋放出能量的總過程,叫做呼吸作用。
呼吸作用,是生物體在細胞內將有機物氧化分解並產生能量的化學過程,是所有的動物和植物都具有一項生命活動。生物的生命活動都需要消耗能量,這些能量來自生物體內糖類、脂類和蛋白質等有機物的氧化分解。生物體內有機物的氧化分解為生物提供了生命所需要的能量,具有十分重要的意義。
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⑵ 生物學的呼吸作用的概念

一、呼吸作用的概念
呼吸作用(respiration)是指生活細胞內的有機物,在酶的參與下,逐步氧化分解並釋放能量的過程。呼吸作用的產物因呼吸類型的不同而有差異。依據呼吸過程中是否有氧的參與,可將呼吸作用分為有氧呼吸(aerobic respiration)和無氧呼吸(anaerobic respiration)兩大類型。
(一)有氧呼吸
有氧呼吸是指生活細胞利用分子氧(O2),將某些有機物徹底氧化分解,形成CO2和H2O,同時釋放能量的過程。呼吸作用中被氧化的有機物稱為呼吸底物或呼吸基質(respiratory substrate),碳水化合物、有機酸、蛋白質、脂肪都可以作為呼吸底物。一般來說,澱粉、葡萄糖、果糖、蔗糖等碳水化合物是最常利用的呼吸底物。如以葡萄糖作為呼吸底物,則有氧呼吸的總反應可用下式表示:
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O △G°′=-2870kJ·mol-1 (5-1)
△G°′是指pH為7時標准自由能的變化。
上列總反應式表明,在有氧呼吸時,呼吸底物被徹底氧化為CO2和H2O,O2被還原為H2O。有氧呼吸總反應式和燃燒反應式相同,但是在燃燒時底物分子與O2反應迅速激烈,能量以熱的形式釋放;而在呼吸作用中氧化作用則分為許多步驟進行,能量是逐步釋放的,一部分轉移到ATP和NADH分子中,成為隨時可利用的貯備能,另一部分則以熱的形式放出。
有氧呼吸是高等植物呼吸的主要形式,通常所說的呼吸作用,主要是指有氧呼吸。
(二)無氧呼吸
無氧呼吸是指生活細胞在無氧條件下,把某些有機物分解成為不徹底的氧化產物,同時釋放能量的過程。微生物的無氧呼吸通常稱為發酵(fermentation),例如酵母菌,在無氧條件下分解葡萄糖產生酒精,這種作用稱為酒精發酵,其反應式如下:
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2 △G°′=-226 kJ·mol-1 (5-2)
高等植物也可發生酒精發酵,例如甘薯、蘋果、香蕉貯藏久了,稻種催芽時堆積過厚,都會產生酒味,這便是酒精發酵的結果。
此外,乳酸菌在無氧條件下產生乳酸,這種作用稱為乳酸發酵,其反應式如下:
C6H12O6→2CH3CHOHCOOH △G°′=-197 kJ·mol-1 (5-3)
高等植物也可發生乳酸發酵,例如,馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚和青貯飼料在進行無氧呼吸時就產生乳酸。
呼吸作用的進化與地球上大氣成分的變化有密切關系。地球上本來是沒有游離的氧氣的,生物只能進行無氧呼吸。由於光合生物的問世,大氣中氧含量提高了,生物體的有氧呼吸才相伴而生。現今高等植物的呼吸類型主要是有氧呼吸,但也仍保留著能進行無氧呼吸的能力。如種子吸水萌動,胚根、胚芽等在未突破種皮之前,主要進行無氧呼吸;成苗之後遇到淹水時,可進行短時期的無氧呼吸,以適應缺氧條件。二、呼吸作用的生理意義
呼吸作用對植物生命活動具有十分重要的意義,主要表現在以下三個方面:
1.為植物生命活動提供能量 除綠色細胞可直接利用光能進行光合作用外,其它生命活動所需的能量都依賴於呼吸作用。呼吸作用將有機物質生物氧化,使其中的化學能以ATP形式貯存起來。當ATP在ATP酶作用下分解時,再把貯存的能量釋放出來,以不斷滿足植物體內各種生理過程對能量的需要(圖5-1),未被利用的能量就轉變為熱能而散失掉。呼吸放熱,可提高植物體溫,有利於種子萌發、幼苗生長、開花傳粉、受精等。另外,呼吸作用還為植物體內有機物質的生物合成提供還原力(如NADPH、NADH)。
圖5-1 呼吸作用的主要功能示意圖
2.中間產物是合成植物體內重要有機物質的原料 呼吸作用在分解有機物質過程中產生許多中間產物,其中有一些中間產物化學性質十分活躍,如丙酮酸、α-酮戊二酸、蘋果酸等,它們是進一步合成植物體內新的有機物的物質基礎。當呼吸作用發生改變時,中間產物的數量和種類也隨之而改變,從而影響著其他物質代謝過程。呼吸作用在植物體內的碳、氮和脂肪等代謝活動中起著樞紐作用。
糖酵解和檸檬酸循環產生的中間產物
3.在植物抗病免疫方面有著重要作用 在植物和病原微生物的相互作用中,植物依靠呼吸作用氧化分解病原微生物所分泌的毒素,以消除其毒害。植物受傷或受到病菌侵染時,也通過旺盛的呼吸,促進傷口癒合,加速木質化或栓質化,以減少病菌的侵染。此外,呼吸作用的加強還可促進具有殺菌作用的綠原酸、咖啡酸等的合成,以增強植物的免疫能力。http://jpkc.yzu.e.cn/course/zhwshl/ppebook/05z/ppe0501.htm 我在這個網站找的。

⑶ 生物呼吸作用的過程

生物的呼吸作用包括有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。
有氧呼吸是指細胞在氧的參與下,通過酶的催化作用,把糖類等有機物徹底氧化分解,產生出二氧化碳和水,同時釋放出大量能量的過程。有氧呼吸是高等動物和植物進行呼吸作用的主要形式,因此,通常所說的呼吸作用就是指有氧呼吸。細胞進行有氧呼吸的主要場所是線粒體。一般說來,葡萄糖是細胞進行有氧呼吸時最常利用的物質。
有氧呼吸的全過程,可以分為三個階段:第一個階段,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,在分解的過程中產生少量的氫(用[H]表示),同時釋放出少量的能量。這個階段是在細胞質基質中進行的;第二個階段,丙酮酸經過一系列的反應,分解成二氧化碳和氫,同時釋放出少量的能量。這個階段是在線粒體中進行的;第三個階段,前兩個階段產生的氫,經過一系列的反應,與氧結合而形成水,同時釋放出大量的能量。這個階段也是在線粒體中進行的。以上三個階段中的各個化學反應是由不同的酶來催化的。在生物體內,1mol的葡萄糖在徹底氧化分解以後,共釋放出2870kJ的能量,其中有1161kJ左右的能量儲存在ATP中,其餘的能量都以熱能的形式散失了。
生物進行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸。那麼,生物在無氧條件下能不能進行呼吸作用呢?科學家通過研究發現,生物體內的細胞在無氧條件下能夠進行另一類型的呼吸作用——無氧呼吸。
無氧呼吸一般是指細胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物質分解成為不徹底的氧化產物,同時釋放出少量能量的過程。這個過程對於高等植物、高等動物和人來說,稱為無氧呼吸。如果用於微生物(如乳酸菌、酵母菌),則習慣上稱為發酵。細胞進行無氧呼吸的場所是細胞質基質。
蘋果儲藏久了,為什麼會有酒味?高等植物在水淹的情況下,可以進行短時間的無氧呼吸,將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳,並且釋放出少量的能量,以適應缺氧的環境條件。高等動物和人體在劇烈運動時,盡管呼吸運動和血液循環都大大加強了,但是仍然不能滿足骨骼肌對氧的需要,這時骨骼肌內就會出現無氧呼吸。高等動物和人體的無氧呼吸產生乳酸。此外,還有一些高等植物的某些器官在進行無氧呼吸時也可以產生乳酸,如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等。無氧呼吸的全過程,可以分為兩個階段:第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同;第二個階段是丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者轉化成乳酸。以上兩個階段中的各個化學反應是由不同的酶來催化的。在無氧呼吸中,葡萄糖氧化分解時所釋放出的能量,比有氧呼吸釋放出的要少得多。例如,1mol的葡萄糖在分解成乳酸以後,共放出196.65kJ的能量,其中有61.08kJ的能量儲存在ATP中,其餘的能量都以熱能的形式散失了。

⑷ 生物呼吸作用的條件

生物呼吸作用的應該要從場所,酶,能量等幾方面考慮,要分為有氧呼吸和無氧呼吸
有氧呼吸:場所為細胞質,線粒體,還原性輔酶1,ATP
無氧呼吸:場所細胞質,還原性輔酶2,ATP

⑸ 初中生物呼吸作用知識點

概念:
活細胞利用氧,將有機物分解成二氧化碳和水,並且將儲存在有機物中的能內量釋放出來.供給生命活動的容需要,這個過程叫作呼吸作用。

呼吸作用的表達式:
有機物(儲存著能量)+氧氣→二氧化碳+水+能量

呼吸作用的場所:
生物體的所有活細胞在生命活動中都要消耗能量,細胞中的線粒體是呼吸作用的主要場所,是細胞中的能量轉換器。

呼吸作用的意義:
呼吸作用是生物體獲得能量的主要方式。

影響呼吸作用的外界因素:
溫度、水分、氧氣和二氧化碳濃度是影響呼吸作用的主要因素。
(1)溫度:溫度對呼吸作用的強度影響最大。溫度升高,呼吸作用加強;溫度過高,呼吸作用減弱。
(2)水分:植物含水量增加,呼吸作用加強。
(3)氧氣:在一定范同內,隨著氧氣濃度的增加,呼吸作用顯著加強。
(4)二氧化碳:二氧化碳濃度大大超出正常值時,抑制呼吸作用。在儲藏蔬菜、水果、糧食時採取低溫、乾燥、充加二氧化碳等措旌,可延長儲藏時間。

⑹ 高中生物呼吸作用

檸檬酸循環發生在糖酵解後,電子傳遞鏈前。所以檸檬酸循環斷了,糖酵解可回進行,電子傳答遞鏈不可進行。
後兩者都斷了,糖酵解仍可進行。糖酵解在細胞質中就在進行,屬於最基礎的無氧,都存在於原核生物中,真核更是可以進行。
電子傳遞鏈斷了,不影響糖酵解,糖酵解仍可進行。檸檬酸循環只要有丙酮酸和水的供應,也可以進行,但出來的[H+]被NADH帶走後無法繼續電子傳遞鏈,會在濃度梯度里憋著……

⑺ 生物學的呼吸作用的概念是什麼

綠色植物吸收氧氣,將有機物分解成二氧化碳和水,同時釋放能量的過程,叫做呼吸作用。

⑻ 什麼是呼吸作用

呼吸作用
生物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳、水或其他產物,並且釋放出能量的總過程,叫做呼吸作用。呼吸作用,是生物體在細胞內將有機物氧化分解並產生能量的化學過程,是所有的動物和植物都具有的一項生命活動。生物的生命活動都需要消耗能量,這些能量來自生物體內糖類、脂類和蛋白質等的能量,具有十分重要的意義。

生物的生命活動都需要消耗能量,這些能量來自生物體內糖類、脂類和蛋白質等有機物的氧化分解。生物體內有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳、水或其他產物,並且釋放出能量的總過程,叫做呼吸作用(又叫生物氧化)。

呼吸作用,是生物體細胞把有機物氧化分解並產生能量的化學過程,又稱為細胞呼吸(Cellularrespiration)。無論是否自養,細胞內完成生命活動所需的能量,都是來自呼吸作用。真核細胞中,線粒體是與呼吸作用最有關聯的胞器,呼吸作用的幾個關鍵性步驟都在其中進行。

呼吸作用是一種酶促氧化反應。雖名為氧化反應,不論有無氧氣參與,都可稱作呼吸作用(這是因為在化學上,有電子轉移的反應過程,皆可稱為氧化還原反應)。有氧氣參與時的呼吸作用,稱之為有氧呼吸;沒氧氣參與的反應,則稱為無氧呼吸。

同樣多的有機化合物,進行無氧呼吸時,其產生的能量,比進行有氧呼吸時要少。有氧呼吸與無氧呼吸是細胞內不同的反應,與生物體沒直接關系。即使是呼吸氧氣的生物,其細胞內,也可以進行無氧呼吸。

呼吸作用的目的,是通過釋放食物里的能量,以製造三磷酸腺苷(ATP),即細胞最主要的直接能量供應者。呼吸作用的過程,可以比擬為氫與氧的燃燒,但兩者間最大分別是:呼吸作用透過一連串的反應步驟,一步步使食物中的能量放出,而非像燃燒般的一次性釋放。在呼吸作用中,三大營養物質:碳水化合物、蛋白質和脂質的基本組成單位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透過數個步驟,將能量轉移到還原性氫([H])(化合價為-1的氫)中。最後經過一連串的電子傳遞鏈,氫被氧化生成水;原本貯存在其中的能量,則轉移到ATP分子上,供生命活動使用。

植物的呼吸作用主要在細胞的線粒體中進行。有氧呼吸的全過程,可以分為三個階段:第一個階段(稱為糖酵解),一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,在分解的過程中產生少量的氫(用[H]表示),同時釋放出少量的能量。這個階段是在細胞質基質中進行的;第二個階段(稱為三羧酸循環或檸檬酸循環),丙酮酸經過一系列的反應,分解成二氧化碳和氫,同時釋放出少量的能量。這個階段是在線粒體基質中進行的;第三個階段(呼吸電子傳遞鏈),前兩個階段產生的氫,經過一系列的反應,與氧結合而形成水,同時釋放出大量的能量。這個階段是在線粒體內膜中進行的。以上三個階段中的各個化學反應是由不同的酶來催化的。在生物體內,1mol的葡萄糖在徹底氧化分解以後,共釋放出大約2870kJ的能量,其中有1160.52kJ左右的能量儲存在ATP中(38個ATP,1mol ATP儲存30.54kJ能量),其餘的能量都以熱能的形式散失了(呼吸作用產生的能量僅有34%轉化為ATP)。

生物進行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸。那麼,生物在無氧條件下能不能進行呼吸作用呢?科學家通過研究發現,生物體內的細胞在無氧條件下能夠進行另一類型的呼吸作用——無氧呼吸。

蘋果儲藏久了,為什麼會有酒味?高等植物在水淹的情況下,可以進行短時間的無氧呼吸,將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳,並且釋放出少量的能量,以適應缺氧的環境條件。高等動物和人體在劇烈運動時,盡管呼吸運動和血液循環都大大加強了,但是仍然不能滿足骨骼肌對氧的需要,這時骨骼肌內就會出現無氧呼吸。高等動物和人體的無氧呼吸產生乳酸。此外,還有一些高等植物的某些器官在進行無氧呼吸時也可以產生乳酸,如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等。

植物有氧呼吸過程中,中間產物丙酮酸必須進入線粒體才能被分解成CO2

⑼ 呼吸作用的意義

呼吸作用:

  1. 是生物體細胞把有機物氧化分解並產生能量的化學過程,又稱為細胞呼吸(Cellular respiration)。無論是否自養,細胞內完成生命活動所需的能量,都是來自呼吸作用。真核細胞中,線粒體是與呼吸作用最有關聯的胞器,呼吸作用的幾個關鍵性步驟都在其中進行。

  2. 呼吸作用是一種酶促氧化反應。雖名為氧化反應,不論有無氧氣參與,都可稱作呼吸作用(這是因為在化學上,有電子轉移的反應過程,皆可稱為氧化)。有氧氣參與時的呼吸作用,稱之為有氧呼吸;沒氧氣參與的反應,則稱為無氧呼吸。同樣多的有機化合物,進行無氧呼吸時,其產生的能量,比進行有氧呼吸時要少。有氧呼吸與無氧呼吸是細胞內不同的反應,與生物體沒直接關系。即使是呼吸氧氣的生物,其細胞內,也可以進行無氧呼吸。

  3. 呼吸作用的目的,是透過釋放食物里之能量,以製造三磷酸腺苷(ATP),即細胞最主要的直接能量供應者。呼吸作用的過程,可以比擬為氫與氧的燃燒,但兩者間最大分別是:呼吸作用透過一連串的反應步驟,一步步使食物中的能量放出,而非像燃燒般的一次性釋放。在呼吸作用中,三大營養物質:碳水化合物、蛋白質和脂質的基本組成單位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透過數個步驟,將能量轉移到還原性氫(化合價為+1的氫)中。最後經過一連串的電子傳遞鏈,氫被氧化生成水;原本貯存在其中的能量,則轉移到ATP分子上,供生命活動使用。

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