呼吸作用是什麼意思

呼吸作用(Respiration)是生物體內的一種代謝過程,它將有機物(如葡萄糖)分解成較小的分子,同時釋放出能量,這些能量用於細胞的生長、維持和各種生理活動。呼吸作用分為有氧呼吸(Aerobic Respiration)和無氧呼吸(Anaerobic Respiration)兩種類型。

有氧呼吸是指在有氧氣存在的條件下進行的呼吸作用,它發生在細胞質中的粒線體內。有氧呼吸的過程較為複雜,分為三個階段:

  1. 糖酵解(Glycolysis):在細胞質中進行,將葡萄糖分解成丙酮酸,並釋放出少量的能量。
  2. 丙酮酸氧化(Transition Reaction):丙酮酸進入粒線體,被轉化為乙醯輔酶A(Acetyl CoA),並與氧氣結合生成水。
  3. 電子傳遞鏈(Electron Transport Chain)和氧化磷酸化(Oxidative Phosphorylation):在粒線體內膜上進行,通過一系列的酶促反應,將電子從高能分子(如NADH和FADH2)傳遞給氧氣,同時生成ATP(三磷酸腺苷),ATP是細胞可以直接利用的能量貨幣。

無氧呼吸是指在沒有氧氣存在的條件下進行的呼吸作用,它通常發生在細胞質中。無氧呼吸的過程較為簡單,可以分為兩個階段:

  1. 糖酵解:與有氧呼吸的第一階段相同,將葡萄糖分解成丙酮酸,並釋放出少量的能量。
  2. 丙酮酸的轉化:在無氧條件下,丙酮酸進一步轉化為乳酸(在動物和人類中)或酒精和二氧化碳(在植物和酵母菌中),並釋放出少量的能量。

呼吸作用不僅僅是為了提供能量,它還參與了細胞內的氫離子(質子)和電子平衡,以及細胞內外的物質交換。呼吸作用的速率可以通過呼吸商(RQ,Respiratory Quotient)來測量,呼吸商是指一定時間內組織消耗的氧氣量和釋放的二氧化碳量的比值。