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生物呼吸作用

发布时间: 2021-08-14 01:05:55

生物呼吸作用

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。
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⑵ 生物学的呼吸作用的概念

一、呼吸作用的概念
呼吸作用(respiration)是指生活细胞内的有机物,在酶的参与下,逐步氧化分解并释放能量的过程。呼吸作用的产物因呼吸类型的不同而有差异。依据呼吸过程中是否有氧的参与,可将呼吸作用分为有氧呼吸(aerobic respiration)和无氧呼吸(anaerobic respiration)两大类型。
(一)有氧呼吸
有氧呼吸是指生活细胞利用分子氧(O2),将某些有机物彻底氧化分解,形成CO2和H2O,同时释放能量的过程。呼吸作用中被氧化的有机物称为呼吸底物或呼吸基质(respiratory substrate),碳水化合物、有机酸、蛋白质、脂肪都可以作为呼吸底物。一般来说,淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖等碳水化合物是最常利用的呼吸底物。如以葡萄糖作为呼吸底物,则有氧呼吸的总反应可用下式表示:
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O △G°′=-2870kJ·mol-1 (5-1)
△G°′是指pH为7时标准自由能的变化。
上列总反应式表明,在有氧呼吸时,呼吸底物被彻底氧化为CO2和H2O,O2被还原为H2O。有氧呼吸总反应式和燃烧反应式相同,但是在燃烧时底物分子与O2反应迅速激烈,能量以热的形式释放;而在呼吸作用中氧化作用则分为许多步骤进行,能量是逐步释放的,一部分转移到ATP和NADH分子中,成为随时可利用的贮备能,另一部分则以热的形式放出。
有氧呼吸是高等植物呼吸的主要形式,通常所说的呼吸作用,主要是指有氧呼吸。
(二)无氧呼吸
无氧呼吸是指生活细胞在无氧条件下,把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物,同时释放能量的过程。微生物的无氧呼吸通常称为发酵(fermentation),例如酵母菌,在无氧条件下分解葡萄糖产生酒精,这种作用称为酒精发酵,其反应式如下:
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2 △G°′=-226 kJ·mol-1 (5-2)
高等植物也可发生酒精发酵,例如甘薯、苹果、香蕉贮藏久了,稻种催芽时堆积过厚,都会产生酒味,这便是酒精发酵的结果。
此外,乳酸菌在无氧条件下产生乳酸,这种作用称为乳酸发酵,其反应式如下:
C6H12O6→2CH3CHOHCOOH △G°′=-197 kJ·mol-1 (5-3)
高等植物也可发生乳酸发酵,例如,马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚和青贮饲料在进行无氧呼吸时就产生乳酸。
呼吸作用的进化与地球上大气成分的变化有密切关系。地球上本来是没有游离的氧气的,生物只能进行无氧呼吸。由于光合生物的问世,大气中氧含量提高了,生物体的有氧呼吸才相伴而生。现今高等植物的呼吸类型主要是有氧呼吸,但也仍保留着能进行无氧呼吸的能力。如种子吸水萌动,胚根、胚芽等在未突破种皮之前,主要进行无氧呼吸;成苗之后遇到淹水时,可进行短时期的无氧呼吸,以适应缺氧条件。二、呼吸作用的生理意义
呼吸作用对植物生命活动具有十分重要的意义,主要表现在以下三个方面:
1.为植物生命活动提供能量 除绿色细胞可直接利用光能进行光合作用外,其它生命活动所需的能量都依赖于呼吸作用。呼吸作用将有机物质生物氧化,使其中的化学能以ATP形式贮存起来。当ATP在ATP酶作用下分解时,再把贮存的能量释放出来,以不断满足植物体内各种生理过程对能量的需要(图5-1),未被利用的能量就转变为热能而散失掉。呼吸放热,可提高植物体温,有利于种子萌发、幼苗生长、开花传粉、受精等。另外,呼吸作用还为植物体内有机物质的生物合成提供还原力(如NADPH、NADH)。
图5-1 呼吸作用的主要功能示意图
2.中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料 呼吸作用在分解有机物质过程中产生许多中间产物,其中有一些中间产物化学性质十分活跃,如丙酮酸、α-酮戊二酸、苹果酸等,它们是进一步合成植物体内新的有机物的物质基础。当呼吸作用发生改变时,中间产物的数量和种类也随之而改变,从而影响着其他物质代谢过程。呼吸作用在植物体内的碳、氮和脂肪等代谢活动中起着枢纽作用。
糖酵解和柠檬酸循环产生的中间产物
3.在植物抗病免疫方面有着重要作用 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。植物受伤或受到病菌侵染时,也通过旺盛的呼吸,促进伤口愈合,加速木质化或栓质化,以减少病菌的侵染。此外,呼吸作用的加强还可促进具有杀菌作用的绿原酸、咖啡酸等的合成,以增强植物的免疫能力。http://jpkc.yzu.e.cn/course/zhwshl/ppebook/05z/ppe0501.htm 我在这个网站找的。

⑶ 生物呼吸作用的过程

生物的呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,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,同时释放出大量能量的过程。有氧呼吸是高等动物和植物进行呼吸作用的主要形式,因此,通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。细胞进行有氧呼吸的主要场所是线粒体。一般说来,葡萄糖是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质。
有氧呼吸的全过程,可以分为三个阶段:第一个阶段,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,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中进行的;第三个阶段,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。这个阶段也是在线粒体中进行的。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2870kJ的能量,其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中,其余的能量都以热能的形式散失了。
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。
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,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。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。

⑷ 生物呼吸作用的条件

生物呼吸作用的应该要从场所,酶,能量等几方面考虑,要分为有氧呼吸和无氧呼吸
有氧呼吸:场所为细胞质,线粒体,还原性辅酶1,ATP
无氧呼吸:场所细胞质,还原性辅酶2,ATP

⑸ 初中生物呼吸作用知识点

概念:
活细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能内量释放出来.供给生命活动的容需要,这个过程叫作呼吸作用。

呼吸作用的表达式:
有机物(储存着能量)+氧气→二氧化碳+水+能量

呼吸作用的场所:
生物体的所有活细胞在生命活动中都要消耗能量,细胞中的线粒体是呼吸作用的主要场所,是细胞中的能量转换器。

呼吸作用的意义:
呼吸作用是生物体获得能量的主要方式。

影响呼吸作用的外界因素:
温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素。
(1)温度:温度对呼吸作用的强度影响最大。温度升高,呼吸作用加强;温度过高,呼吸作用减弱。
(2)水分:植物含水量增加,呼吸作用加强。
(3)氧气:在一定范同内,随着氧气浓度的增加,呼吸作用显著加强。
(4)二氧化碳:二氧化碳浓度大大超出正常值时,抑制呼吸作用。在储藏蔬菜、水果、粮食时采取低温、干燥、充加二氧化碳等措旌,可延长储藏时间。

⑹ 高中生物呼吸作用

柠檬酸循环发生在糖酵解后,电子传递链前。所以柠檬酸循环断了,糖酵解可回进行,电子传答递链不可进行。
后两者都断了,糖酵解仍可进行。糖酵解在细胞质中就在进行,属于最基础的无氧,都存在于原核生物中,真核更是可以进行。
电子传递链断了,不影响糖酵解,糖酵解仍可进行。柠檬酸循环只要有丙酮酸和水的供应,也可以进行,但出来的[H+]被NADH带走后无法继续电子传递链,会在浓度梯度里憋着……

⑺ 生物学的呼吸作用的概念是什么

绿色植物吸收氧气,将有机物分解成二氧化碳和水,同时释放能量的过程,叫做呼吸作用。

⑻ 什么是呼吸作用

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,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

⑼ 呼吸作用的意义

呼吸作用:

  1. 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(Cellular respiration)。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。

  2. 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)。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。

  3. 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。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(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。

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