什么是呼吸(Respiration)？

"呼吸"一词是指两个独立的过程，它们都发生在生物中，都与能量的产生有关。一个是生理呼吸，即有机体吸收氧气并排出二氧化碳的过程；第二个过程是细胞呼吸，使细胞产生能量的一系列生化反应。呼吸作用发生在鱼鳃中生理呼吸在人类和其他哺乳动物中有四个阶段，他们还描绘了氧气从吸入肺部到被内脏和其他组织吸收的过程，还包括二氧化碳的呼出。植物通过光合作用产生氧气第一个阶段是通气，空气在肺泡中进出，这是纤维状胶原肺泡，肺泡在吸入时膨胀以吸收最大量的氧气；呼气时收缩并释放二氧化碳。肺泡只存在于哺乳动物的肺中；然而，类似的结构存在于其它脊椎动物，如爬行动物和鸟类中呼吸包括吸入氧气和呼出二氧化碳。肺气体交换在这个阶段，来自肺泡的氧气通过肺毛细血管进入循环系统，肺泡和肺毛细血管被一个只有两个细胞厚的屏障隔开；一旦越过这个屏障，氧分子就会与红细胞中的一种特殊蛋白质血红蛋白结合肺部肺泡在吸入时扩张，以吸收最大量的氧气。气体传输气体运输开始于肺毛细血管。在这一步中，与血红蛋白结合的氧气通过循环系统的血管，最终进入全身的毛细血管。毛细血管为器官、腺体和其他组织提供营养，它需要持续的氧气供应才能发挥作用。外周气体交换的最后一个阶段是外周气体交换，氧气从毛细血管进入细胞的过程同样的，当二氧化碳在肺泡和毛细血管之间释放时，二氧化碳也会通过肺泡和毛细血管排出其他的生理系统呼吸并不局限于有肺的有机体。例如，在大多数鱼类中，呼吸发生在鳃中，鳃使动物能够从水中提取氧气气体交换发生在皮肤上；肺作为氧气的第二来源，提供了控制身体氧气水平的手段。植物通过光合作用产生氧气，并通过扩散作用吸收更多的氧气。不管物理过程如何，所有这些生物吸收氧气并排出二氧化碳，就像哺乳动物一样，细胞呼吸通过生理呼吸带到组织中的氧气在所有细胞中用于细胞呼吸的生化过程。这个过程也被称为氧化代谢，是一系列的化学反应，其中许多涉及氧气，使身体将某些分子转化为可用的能量。在动植物细胞中，这些反应将营养物质转化为一种能量丰富的分子，称为三磷酸腺苷（ATP）细胞呼吸需要氧气，因为许多氧化还原反应，也称为氧化还原反应，发生在整个呼吸过程中。这种气体是一种强大的氧化剂，这意味着，在化学反应中，它可以很容易地提供它的可用电子。这使它在反应中非常有用发生的反应也被称为分解代谢，因为它们将大的营养分子分解成更小的分子。这些分子是糖，它们来自碳水化合物；脂肪酸来自膳食脂肪；和氨基酸，来源于蛋白质。当营养物质被分解时，电子就会释放出来，电子被用于产生ATP的反应，这种富含能量的分子被用于细胞内几乎所有的反应。无氧细胞呼吸在动物和植物以及许多细菌物种中，发生的细胞呼吸是有氧的，也就是说它使用氧气。在某些种类的细菌中，呼吸是无氧的，这意味着它不使用氧气。相反，这些有机体使用硝酸盐或硫等分子作为替代物，有些甚至进化到只能在无氧环境中生存的地步。呼吸是化学细胞转化的过程能量转化为ATP。