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生物学的呼吸作用的概念是什么

06月06日 编辑 39baobao.com

[生物富集具有什么作用]生物富集的现象分析生物富集作用又叫生物浓缩,是指生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累,使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。生物体吸收环境中...+阅读

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。

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+6H2...

呼吸作用是什么意思

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。

生物体内的细胞在有氧条件下能够进行有氧呼吸。

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977kJ左右的能量储存在ATP中(32个ATP),其余的能量都以热能的形式散失了。

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。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。

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什么是呼吸作用

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,因此,有氧呼吸的过程 可以 表示如下: 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1255kJ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。 无氧呼吸 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?参考答案 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。它的反应式是: 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。它的反应式是: 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。 无氧呼吸与有氧呼吸 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。 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。

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生物有氧呼吸和无氧呼吸的六个方程式有氧呼吸为第一阶段: 在细胞质的基质中,这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。反应式:C6H12O6酶→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP)第二阶段: 丙酮酸进入线粒体的基...

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