呼吸作用編輯生物體內的有機物在細胞內經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，并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并產(chǎn)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、脂類和的能量，具有十分重要的意義。1基本資料概述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 物體內的有機物在細胞內經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，并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并產(chǎn)生能量的化學過程，又稱為細胞呼吸（Cellular respiration）。無論是否自養(yǎng)，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(lián)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）。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(chǎn)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，是透過釋放食物里的能量，以制造三磷酸腺苷（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(yǎng)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(shù)個步驟，將能量轉移到還原性氫（化合價為-1的氫）中。最后經(jīng)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。過程植物的作用主要細胞的線粒體進行。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(chǎn)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(huán)或檸檬酸循環(huán)），丙酮酸經(jīng)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(chǎn)生的氫，經(jīng)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后，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），其余的能量都以熱能的形式散失了(呼吸作用產(chǎn)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。那么，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(fā)現(xiàn)，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，為什么會有酒味？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，并且釋放出少量的能量，以適應缺氧的環(huán)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(huán)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(xiàn)無氧呼吸。高等動物和人體的無氧呼吸產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)物丙酮酸必須進入線粒體才能被分解成CO21在遠古時期，地球的大氣中沒有氧氣，那時的微生物適應在無氧的條件下生活，所以這些微生物(專性厭氧微生物）體內缺乏氧化酶類，至今仍只能在無氧的條件下生活。隨著地球上綠色植物的出現(xiàn)，大氣中出現(xiàn)了氧氣，于是也出現(xiàn)了體內具有有氧呼吸酶系統(tǒng)的好氧微生物?？梢姡醒鹾粑窃跓o氧呼吸的基礎上發(fā)展而成的。盡管現(xiàn)今生物體的呼吸形式主要是有氧呼吸，但仍保留有無氧呼吸的能力。由上述分析可以看出，無氧呼吸和有氧呼吸有明顯的不同。產(chǎn)生乳酸的主要有乳酸菌、玉米的胚、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根和骨骼肌，這就是為什么劇烈運動后腿會發(fā)酸。而產(chǎn)生酒精酒精最主要的是酵母菌、根霉、曲霉。特別的是硝化細菌是兼性呼吸。意義對生物體來說，呼吸作用具有非常重要的生理意義。植物呼吸作用過程：有機物（儲存能量）+氧（通過線粒體） 二氧化碳+水+能量化學式有機物（儲存能量）（一般為葡萄糖 C6H12O6)+6O2 （條件：酶）6CO2+6H2O+大量能量無氧呼吸化學式 有機物(C6H12O6)2C2H5OH+2CO2+少量能量（條件：酶）有機物（C6H12O6)2C3H6O3（乳酸）+少量能量（條件：酶）2呼吸類型編輯有氧呼吸生物的呼吸作用包括有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。生物進行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸。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(chǎn)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(chǎn)生少量的還原氫（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；第三個階段，前兩個階段產(chǎn)生的氫，經(jīng)過一系列的反應，在酶的催化下與氧結合而形成水，同時釋放出大量的能量。這個階段是在線粒體內膜上進行的。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mol的葡萄糖在徹底氧化分解以后，共釋放出約2870kJ的能量，其中有1161kJ左右的能量儲存在ATP中，其余的能量都以熱能的形式散失了。有氧呼吸過程中能量變化在有氧呼吸過程中，葡萄糖徹底氧化分解，1mol的葡萄糖在徹底氧化分解以后，共釋放出約2870kJ的能量，其中有1161kJ的能量儲存在ATP中，其余的能量都以熱能的形式散失了。有氧呼吸公式第一階段 C6H12O6酶細胞質基質=2丙酮酸+4H+能量（2ATP）【大學里4H是2個NADH和2個H+】第二階段 2丙酮酸+6HO酶線粒體基質=6CO+20H+能量（2ATP）第三階段 24H+6O酶線粒體內膜=12HO+能量（34ATP）總反應式 C6H12O6+6HO+6O酶6CO+12HO+大量能量（38ATP）有氧呼吸詳細內容有氧呼吸 - 介紹 指物質在細胞內的氧化分解，具體表現(xiàn)為氧的消耗和二氧化碳、水及三磷酸腺苷（ATP）的生成，又稱細胞呼吸。其根本意義在于給機體提供可利用的能量。細胞呼吸可分為3個階段，在第1階段中，各種能源物質循不同的分解代謝途徑轉變成乙酰輔酶A。在第2階段中，乙酰輔酶A（乙酰CoA）的二碳乙?；ㄟ^三羧酸循環(huán)轉變?yōu)镃O2和氫原子。在第3階段中，氫原子進入電子傳遞鏈（呼吸鏈），最后傳遞給氧，與之生成水；同時通過電子傳遞過程伴隨發(fā)生的氧化磷酸化作用產(chǎn)生ATP分子。生物體主要通過脫羧反應產(chǎn)生CO2，即代謝物先轉變成含有羧基（-COOH）的羧酸，然后在專一的脫羧酶催化下，從羧基中脫去CO2。細胞中的氧化反應可以“脫氫”、“加氧”或“失電子”等多種方式進行，而以脫氫方式最為普遍，也最重要。在細胞呼吸的第1階段中包括一些脫羧和氧化反應，但在三羧酸循環(huán)中更為集中。三羧酸循環(huán)是在需氧生物中普遍存在的環(huán)狀反應序列。循環(huán)由連續(xù)的酶促反應組成，反應中間物質都是含有3個羧基的三羧酸或含有2個羧基的二羧酸，故稱三羧酸循環(huán)。因檸檬酸是環(huán)上物質，又稱檸檬酸循環(huán)。也可用發(fā)現(xiàn)者的名子命名為克雷布斯循環(huán)。在循環(huán)開始時，一個乙?；砸阴?CoA的形式，與一分子四碳化合物草酰乙酸縮合成六碳三羧基化合物檸檬酸。檸檬酸然后轉變成另一個六碳三羧酸異檸檬酸。異檸檬酸脫氫并失去CO2，生成五碳二羧酸-酮戊二酸。后者再脫去1個CO2，產(chǎn)生四碳二羧酸琥珀酸。最后琥珀酸經(jīng)過三步反應，脫去2對氫又轉變成草酰乙酸。再生的草酰乙酸可與另一分子的乙酰CoA反應，開始另一次循環(huán)。循環(huán)每運行一周，消耗一分子乙?；ǘ迹?，產(chǎn)生2分子CO2和4對氫。草酰乙酸參加了循環(huán)反應，但沒有凈消耗。如果沒有其他反應消除草酰乙酸，理論上一分子草酰乙酸可以引起無限的乙?；M行氧化。環(huán)上的羧酸化合物都有催化作用，只要小量即可推動循環(huán)。凡能轉變成乙酰CoA或三羧酸循環(huán)上任何一種催化劑的物質，都能參加這循環(huán)而被氧化。所以此循環(huán)是各種物質氧化的共同機制，也是各種物質代謝相互聯(lián)系的機制。三羧酸循環(huán)必須在有氧的情況下進行。環(huán)上脫下的氫進入呼吸鏈，最后與氧結合成水并產(chǎn)生ATP，這個過程是生物體內能量的主要來源。呼吸鏈由一系列按特定順序排列的結合蛋白質組成。鏈中每個成員，從前面的成員接受氫或電子，又傳遞給下一個成員，最后傳遞給氧。在電子傳遞的過程中，逐步釋放自由能，同時將其中大部分能量，通過氧化磷酸化作用貯存在ATP分子中。不同生物，甚至同一生物的不同組織的呼吸鏈都可能不同。有的呼吸鏈只含有一種酶，也有的呼吸鏈含有多種酶。但大多數(shù)呼吸鏈由下列成分組成，即：煙酰胺脫氫酶類、黃素蛋白類、鐵硫蛋白類、輔酶Q和細胞色素類。這些結合蛋白質的輔基（或輔酶）部分，在呼吸鏈上不斷地被氧化和還原，起著傳遞氫（遞氫體）或電子（遞電子體）的作用。其蛋白質部分，則決定酶的專一性。為簡化起見，書寫呼吸鏈時常略去其蛋白質部分。上圖即是存在最廣泛的NADH呼吸鏈和另一種FADH呼吸鏈。圖中用MH2代表任一還原型代謝物，如蘋果酸。可在專一的煙酰胺脫氫酶（蘋果酸脫氫酶）的催化下，脫去一對氫成為氧化產(chǎn)物M（草酰乙酸）。這類脫氫酶，以NAD+（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）或NADP+（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）為輔酶。這兩種輔酶都含有煙酰胺（維生素PP）。在脫氫反應中，輔酶可接受1個氫和1個電子成為還原型輔酶，剩余的1個H+留在液體介質中。NAD+2H(2H+2e)NADH+H+NADP+2H(2H+2e)NADPH+H+黃素蛋白類是以黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）或黃素單核苷酸（FMN）為輔基的脫氫酶，其輔基中含核黃素（維生素B2）。NADH脫氫酶就是一種黃素蛋白，可以將NADH的氫原子加到輔基FMN上，在NADH呼吸鏈中起遞氫體作用。琥珀酸脫氫酶也是一種黃素蛋白，可以將底物琥珀酸的1對氫原子直接加到輔基FAD上，使其氧化生成延胡索酸。FADH2繼續(xù)將H傳遞給FADH2呼吸鏈中的下一個成員，所以FADH2呼吸鏈比NADH呼吸鏈短，伴隨著呼吸鏈產(chǎn)生的ATP也略少。鐵硫蛋白類的活性部位含硫及非卟啉鐵，故稱鐵硫中心。其作用是通過鐵的變價傳遞電子：Fe³+=e+Fe²+。這類蛋白質在線粒體內膜上，常和黃素脫氫酶或細胞色素結合成復合物。在從NADH到氧的呼吸鏈中，有多個不同的鐵硫中心，有的在NADH脫氫酶中，有的和細胞色素b及c1有關。輔酶Q是一種脂溶性醌類化合物，因廣泛存在于生物界故又名泛醌。其分子中的苯醌結構能可逆地加氫還原成對苯二酚衍生物，在呼吸鏈中起中間傳遞體的作用。細胞色素是一類以鐵卟啉（與血紅素的結構類似）為輔基的紅色或棕色蛋白質，在呼吸鏈中依靠鐵的化合價變化而傳遞電子：Fe³+=e+Fe²+。發(fā)現(xiàn)的細胞色素有 b、c、c1、aa3等多種。這些細胞色素的蛋白質結構、輔基結構及輔基與蛋白質部分的連接方式均有差異。在典型的呼吸鏈中，其順序是bc1caa3O。還不能把a和a3分開，而且只有aa3能直接被分子氧氧化，故將a和a3寫在一起并稱之為細胞色素氧化酶。生物界各種呼吸鏈的差異主要在于組分不同，或缺少某些中間傳遞體，或中間傳遞體的成分不同。如在分枝桿菌中用維生素K代替輔酶Q；又如許多細菌沒有完整的細胞色素系統(tǒng)。呼吸鏈的組成雖然有許多差異，但其傳遞電子的順序卻基本一致。生物進化越高級，呼吸鏈就越完善。與呼吸鏈偶聯(lián)的ATP生成作用叫做氧化磷酸化。NADH呼吸鏈每傳遞1對氫原子到氧，產(chǎn)生3個ATP分子。FADH2呼吸鏈則只生成2個ATP分子。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(chǎn)物，同時釋放出少量能量的過程。這個過程對于高等植物、高等動物和人來說，稱為無氧呼吸。如果用于微生物（如乳酸菌、酵母菌），則習慣上稱為發(fā)酵。細胞進行無氧呼吸的場所是細胞質基質。蘋果儲藏久了會有酒味；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，并且釋放出少量的能量，以適應缺氧的環(huán)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(huán)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(xiàn)無氧呼吸。高等動物和人體的無氧呼吸產(chǎn)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(chǎn)生乳酸，如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等。植物的呼吸作用無氧呼吸的全過程，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后，共放出196.65kJ的能量，其中有61.08kJ的能量儲存在ATP中，其余的能量都以熱能的形式散失了。二者的區(qū)別無氧呼吸：指生活細胞對有機物進行的不完全的氧化。這個過程沒有分子氧參與，其氧化后的不完全氧化產(chǎn)物主要是酒精?？偡磻剑篊6H12O62CH5OH+2CO+226千焦耳（54千卡）在高等植物中常將無氧呼吸稱為發(fā)酵。其不完全氧化產(chǎn)物為酒精時，稱為酒精發(fā)酵；為乳酸則稱為乳酸發(fā)酵。在缺氧條件下，只能進行無氧呼吸，暫時維持其生命活動。無氧呼吸最終會使植物受到危害，其原因，一方面可能是由于有機物進行不完全氧化、產(chǎn)生的能量較少。于是，由于巴斯德效應，加速糖酵解速率，以補償?shù)偷腁TP產(chǎn)額。隨之又會造成不完全氧化產(chǎn)物的積累，對細胞產(chǎn)生毒性；此外，也加速了對糖的消耗，有耗盡呼吸底物的危險。有氧呼吸：有氧呼吸是指細胞在氧氣的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生出二氧化碳和水，同時釋放出大量的能量的過程。有氧呼吸是高等動植物進行呼吸作用的主要形式。無氧呼吸公式：酒精發(fā)酵：C6H12O62CH5OH+2CO+能量（箭頭上標：酶）乳酸發(fā)酵：C6H12O62CH6O+能量（箭頭上標：酶）有氧呼吸公式：C6H12O6+6HO+6O酶6CO+12HO+38ATP有氧呼吸主要在線粒體內，而無氧呼吸主要在細胞基質內.有氧呼吸需要分子氧參加，而無氧呼吸不需要分子氧參加有氧呼吸分解產(chǎn)物是二氧化碳和水，無氧呼吸分解產(chǎn)物是：酒精和CO或者乳酸有氧呼吸釋放能量較多，無氧呼吸釋放能量較少.歷史發(fā)展過程在遠古時期，地球的大氣中沒有氧氣，那時的微生物適應在無氧的條件下生活，所以這些微生物（專性厭氧微生物）體內缺乏氧化酶類，至今仍只能在無氧的條件下生活。隨著地球上綠色植物的出現(xiàn)，大氣中出現(xiàn)了氧氣，于是也出現(xiàn)了體內具有有氧呼吸酶系統(tǒng)的好氧微生物?？梢姡醒鹾粑窃跓o氧呼吸的基礎上發(fā)展而成的。盡管現(xiàn)今生物體的呼吸形式主要是有氧呼吸，但仍保留有無氧呼吸的能力。由上述分析可以看出，無氧呼吸和有氧呼吸有明顯的不同。無氧呼吸和有氧呼吸的過程雖然有明顯的不同，但是并不是完全不同。從葡萄糖到丙酮酸，這個階段完全相同，只是從丙酮酸開始，它們才分別沿著不同的途徑形成不