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呼吸は、生物が食べる食物に蓄積されたエネルギーを、生物の生命を維持する代謝プロセスに使用できるエネルギーに変換します。呼吸器系の重要性は非常に重要です。生物は食物なしで何日も、時には水なしで数日耐えることができますが、呼吸が止まると数分以上生きることができません。
植物は呼吸しますが、主に光合成と呼ばれるプロセスに関与します。これは、逆方向に実行される関連する化学反応を除き、呼吸と特性を共有します。呼吸と光合成は惑星の生態系全体で互いに補完するため、呼吸は、呼吸に直接依存している生物にとってと同様に、間接的に植物にとって重要です。
呼吸器系器官
人間や他の脊椎動物では、酸素と二酸化炭素を含む空気が鼻と口から体内に出入りします。咽頭または口腔に入った後、空気は喉頭蓋を通過して喉頭に入り、最終的に気管または気管に流れ込みます。気管は2つの主な気管支に分かれ、左右の肺に入ります。最終的に、空気は肺の機能単位である肺胞に到達します。これらは小さな、薄壁の嚢で、二酸化炭素と酸素が表面全体に拡散します。二酸化炭素は肺を流れる血液から肺胞に移動し、酸素は血流に移動します。
ワームなどの特殊な生物では、呼吸器系の機能はより単純です。気体は、単に体の外面に拡散する場合があります。呼吸器系の部分は動物によって異なります。水生生物には、ガスと水を交換するためのgの切れ目がありますが、昆虫には、体の表面から個々の細胞に直接ガスを運ぶ単純な気管のネットワークが含まれています。
呼吸のステップ
細胞レベルでは、タンパク質、炭水化物、脂肪は解糖を受けるグルコースなどの小分子に分解されます。このプロセスでは、各6炭素グルコース分子が一連のステップで2つの3炭素ピルビン酸分子に分解され、2つのATP分子と2つのNADHの形で少量のエネルギーが生成されます。この一連の反応は酸素を必要としないため、嫌気性呼吸と呼ばれます。
2つのピルビン酸分子は、酸素の存在下で別の一連の反応を受ける可能性があり、これにより、電子輸送チェーンを介して著しく多くのATPが放出されます。この好気性呼吸により、二酸化炭素と水蒸気が放出され、これらは両方とも呼気されるか、または環境に排出されます。これらのプロセスは、生体を維持し、基本的な代謝プロセスを正常に展開できるようにするために、生体全体で継続的に発生しています。
呼吸と光合成
呼吸は酸素とグルコースを取り、それらを水と二酸化炭素に変換します。光合成は二酸化炭素と水を使用して植物の必要に応じてグルコースを合成し、酸素を放出します。世界中の植物と動物の両方の膨大な量を考えると、植物がすべて今日消滅した場合、動物はすぐに死んでしまい、逆もまた然りです。
植物は呼吸に従事することができ、光合成が休眠している暗闇で呼吸を行うことができます。これらの時点で、植物は成長や他のプロセスを促進するために作ったグルコースの一部を分解します。その後、太陽光が再び利用可能になると、植物はグルコースの正味の蓄積に戻り、光合成を介して酸素を放出します。