什麼是呼吸作用？

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簡介

呼吸作用是指發生在生物體內的生化過程。這個過程導致生物分子的攝取和分解，從而為生物體內的細胞提供能量。然而，生化過程也被稱為新陳代謝，因為它包括放熱和吸熱化學反應。因此，可以理解，如果沒有生物體內的呼吸作用，生命將無法維持。

呼吸作用的定義

在定義呼吸作用時，我們注意到它是在多細胞生物體中單個細胞內發生的，從而提供生存所需的能量。這是一種代謝過程，導致ATP（腺苷三磷酸）的形成。這是透過生化過程發生的，其中葡萄糖分子被分解，從而支援在生物體中執行其他功能。有兩種主要的呼吸型別，包括在多個步驟中發生的需氧呼吸和厭氧呼吸。

呼吸作用的型別

圖 1：需氧呼吸和厭氧呼吸

在呼吸作用過程中，存在兩種型別的呼吸過程，涉及需氧呼吸和厭氧呼吸。

需氧呼吸	厭氧呼吸
需氧呼吸是在氧氣存在下產生能量的細胞呼吸。	厭氧呼吸發生在沒有氧氣的情況下。
在高等生物中，觀察到需氧呼吸，它發生在植物和動物的細胞中。	厭氧呼吸發生在低等生物中。
在需氧呼吸中，過程中會交換各種氣體。	在厭氧呼吸過程中沒有發現氣體交換。
需氧呼吸發生線上粒體和細胞質的兩個部位	厭氧呼吸僅發生在細胞質中。

表 1：需氧呼吸和厭氧呼吸的區別

然而，除此之外，呼吸作用可能包括外部、細胞和內部。

內呼吸和外呼吸

圖 2：內呼吸和外呼吸

生物體中存在內呼吸和外呼吸兩種方式，從外部環境中獲取氧氣的方法被稱為外呼吸或呼吸。然而，生物體從環境中攝取氧氣的方式有很多。

有些生物依賴特定的器官進行氣體交換或具有呼吸系統。在哺乳動物中，肺是存在的氣體交換呼吸器官。在哺乳動物中，外呼吸在多種機制的支援下進行。人類中橫膈膜的收縮和舒張有助於顯示呼吸速率。

圖 3：內呼吸

內呼吸是指血液和組織參與氣體運輸。肺部存在的氧氣傾向於擴散到包圍毛細血管的空氣囊中，這些毛細血管含有用過的氧氣，從而將其排出到相反的方向，而富含氧氣的血液組織透過迴圈系統在肺部運輸。

細胞呼吸

內呼吸導致細胞利用氧氣，這被稱為細胞呼吸。為了獲取能量，生物體攝取食物，構成食物的生物分子進一步被分解，以便身體能夠利用它。在這個過程中，葡萄糖被分解成ATP，為身體提供能量。

生物體內呼吸作用的階段

圖 4：需氧呼吸的階段

在需氧呼吸中，觀察到四個階段為生物體的身體提供能量。這四個階段包括糖酵解、三羧酸迴圈、連線反應和最後階段氧化磷酸化。所有這些都支援食物材料的分解和這些分子的正確利用。

呼吸作用的重要性

呼吸作用對生物體的生存至關重要，因為攝取氧氣對於分解食物是必要的。這進一步支援生物體中功能的進行，從而幫助地球上的生物體生存。

結論

在本教程中，重點放在對呼吸作用過程的全面解釋上。在高等和低等生物體中，都會發生呼吸作用。攝取氧氣是必要的，因為它為身體提供其他功能，導致食物材料的分解和ATP的產生。

常見問題

Q1. ATP 的定義是什麼？

A1. ATP 的全稱為腺苷三磷酸，它支援為細胞提供能量貨幣。它主要由多個基團組成，並且是一種由磷酸鹽、核糖和腺嘌呤組成的有機化合物。此外，它作為一種化合物為細胞提供能量，以進行各種生化過程。

Q2. 發酵是什麼意思？

A2. 術語“發酵”是指一系列化學反應或各種代謝過程，主要在細菌或酵母中觀察到，以獲取能量。這種能量是進行多種生物過程所必需的。然而，這也被稱為厭氧呼吸，用於生產許多食品，包括酸奶和酒精飲料。

Q3. 糖酵解的定義是什麼？

A3. 細胞呼吸的基本階段被稱為糖酵解。這通常遵循生化途徑，其中葡萄糖的氧化產生簡單的有機化合物。糖酵解反應發生在細胞的胞質溶膠區域。