一、绿色植物中的呼吸作用的概述

　　一、概述

　　呼吸作用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(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。

　　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。

　　呼吸作用

　　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。

二、绿色植物中的呼吸作用的过程

　　一、过程

　　呼吸作用植物的呼吸作用主要细胞的线粒体进行。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

三、绿色植物中的呼吸作用的意义

　　意义

　　第一，呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。呼吸作用释放出来的能量，一部分转变为热能而散失，另一部分储存在 ATP中。当ATP在酶的作用下分解时，就把储存的能量释放出来，用于生物体的各项生命活动，如细胞的分裂，植株的生长，矿质元素的吸收，肌肉的收缩，神经冲动的传导等。

　　第二，呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。在呼吸过程中所产生的一些中间产物，可以成为合成体内一些重要化合物的原料。例如，葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。同时，保持大气中二氧化碳和氧气的含量保持平衡。

　　应用

　　发酵工程： 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物，主要是微生物的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或者直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造 啤酒、果酒、工业酒精，利用乳酸菌发酵制造 奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产 青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微 生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，利用DNA重组技术有目的地改造原有的菌种并且提高其产量;利用 微生物发酵生产药品，如人的 胰岛素、 干扰素和生长素等。

四、绿色植物中的呼吸作用

　　一、应用

　　发酵工程： 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物，主要是微生物的呼吸作用某些功能，为人类生产有用的生物产品，或者直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，利用乳酸菌发酵制造 奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产 青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，利用DNA重组技术有目的地改造原有的菌种并且提高其产量;利用 微生物发酵生产药品，如人的 胰岛素、 干扰素和生长素等。