氮气占空气含量78但为什么生物呼吸氧气而不是氮气呢,大气中为什么氮气比氧气多

众所周知,氧气是几乎所有高等生物(如人类)唯一的电子受体。有意思的是,很多微生物,如地杆菌( Geobacter )和希瓦氏菌。

( Shewanella ),可以选择多种氧化物°作为电

子受体,如 Fe ( III )、 Co ( IlI )、 U ( VI )、 Tc ( VIl )、延胡索酸°、腐殖质等。不同的电子受体接受生物代谢产生的电子的方式往往不同。例如,当以水溶性的柠檬酸铁作为电子受体时(三价铁负责接受电子),有的地杆菌因细胞膜上缺少铁离子运输通道,致使铁离子主要在细胞壁和细胞膜之间的周质接受菌体代谢产生的电子;当以水难溶性的水铁矿(三价铁负责接受电子)作为电子受体时,由于水铁矿的分子量比较大而难以进入细胞,致使其主要在细

接受菌体代谢产生的电子。也有一些水溶_氧化物(如延胡索酸等)或者小分子氧化物(如氧气),可以进入细胞内,因而主要在细胞内接受菌体代谢产生的电子。

一般情况下,电子受体越适合接受生物代谢产生的电子,就越容易驱动电子的流动,也就越有利于电子供体释放能量和传递电子,进而越适合环境向能量均衡状态转变的需求。此外,电子受体越有利于驱动电子在细胞内的流动,细胞中的“能量货币( ATP 等)”就越充足,细胞也就越有充足的能量来驱动自身能量传递能力的提升。总之,对于生物而言,电子受体越合适,就越有利于生物能量传递能力的发挥,也就越有利于生物自然价值的呈现。对于电子受体而言,越容易接受生物代谢产生的电子,以其作为电子受体的生物的数量和种类就会越多,进而表现为各生物之间对电子受体。

水难溶性的电子受体主要存在于地球表面的土壤或淤泥中。这类电子受体的空间流动性(扩散能力)相对比较差,但在一个特定环境中的位置却相对比较稳定。水溶性的电子受体或分子量较小的电子受体主要分布在水环境或大气环境中。这类电子受体的空间流动性相对比较强,这使得其在一个特定环境中的分布相对更容易实现均衡。以难溶于水的铁矿石和分子量相对较小的氧气为例,铁矿石在地球表面的分布是不均匀的,而且自然因素(如风)难以影响其在地球表面的分布,这使得其在特地区域的分布又是相对稳定的。相比较而言,氧气分子的流动性就比较强,而且自然因素(如风)很容易带动氧气分子的流动,不过由于氧气分子的分子量相对比较小,氧气分子的布朗动又使得其在空气中的分布很容易的再次平衡。

细胞复杂的结构组成说明,生物的起源过程需要在一个相对稳定的环境中发生。环境越稳定,组成生物的各种组分之间的联系就越不容易被破坏,也就越有利于生物的形成。由此可进一步推测,生物的起源过程及形成初期,所在特定环境内的电子受体也应该是稳定存在的。难溶性电子受体在特定环境中分布的均衡性和稳定性,使得其更利于非生物系演变成生物。相比较而言,空间流动性更好的电子受体,因其在大空间尺度上分布更加均匀且更容易利用,因而更利于生物的增殖和传播。

可能有人会问,为什么现在大多数的生物,特别是陆生生物,会选择氧气作为电子受体,而不是其它氧化物?为什么这些生物只能以一ー作为唯一的电子受体?

既然这是已经发生实,推测这一事实出现的原因主要有以下几点:

1)氧气可以通过自由扩散的方式进入细胞,使得其可以相对更容易的接受生物代谢产生的电子;

2)氧气接受电子的能力相对于其它氧化物而言更强,同时,对细胞造成的氧化毒害又相对较小;

3)“自养型”生物在二氧化碳等物质的固定过程中,实现了氧元素以分子形式从化合物中的分离(如植物的光合作用等),导致自然界中氧气含量的增加;

4)自然因素(如火山、雷电等)致使氧テ中以分子形式从其化合物中分离,同样导到界中氧气含量的增加;

5)氧元素以分子的形式从化合物中脱离出来,也是降低其原来所在化合物能量的过程,符合自然界在能量流动方面的需求;

6)氧元素是地球表面含量最多的元素之一,为氧气的大量出现及更多的生物选择氧气作为电子受体提供了可能。

总之,氧气含量高、分布广、流动性好及其易于接受电子的属性,是越来越多的生物选择以其作为电子受体的根本原因,这同样也为生吻的进化提供了驱动力。

氮气占空气含量78%，为什么地球上的生物只能靠氧气生存，而不是氮气?

众所周知，大家的生存主要是依靠地球上的氧气，要知道氮气占空气含量的78%，不仅要比氧气高的多，同时氮气比氧气的应用范围更广，但是地球上的生物只能靠氧气生存，这是有一定原因的，接下来小编就为大家介绍一下。

一、为什么地球上的生物只能靠氧气生存，而不是氮气?

首先要知道，氮气的空气含量虽然非常的高，但是氮气不能够被我们人体所转化和吸收，氮气是一个自然的气体，氧化性也非常的薄弱，不会和其他的物质反应，如果长时间的吸入氮气，那么就会导致我们的身体出现一定的问题，另外氮气的代谢效率也会非常的缓慢，这样就会导致身体出现很多的疾病，甚至还会威胁到生命。其次氮气吸入人体当中，并不会循环到全身的各个地方，只会停留在我们的肺部进行循环，既不会进入到细胞当中，同时也不会跟身体的一些血液发生化学反应，因此氮气吸入身体是不能够被身体所消化吸收的，长时间的吸入氮气，就会导致肺部的氮气过多，从而影响到我们的呼吸。

二、氧气可以参与反应

但是氧气不一样，氧气可以参与很多的反应，同时从鼻孔或者是嘴巴吸入到的氧气，会通入全身的各个部位，既不会停留在肺部，同时也会通过一些管道或者是神经细胞进入到血液当中，从而和血液当中的细胞进行反应，维持身体所需要的氧气。

三、结语

最后小编想说，氧气对于我们来说是非常重要的，要知道很多人都会去一些青藏或者是新疆的地区进行旅游，但是他们的高原反应会非常的严重，这就是因为缺少了氧气的存在，所以氧气对于人体的意义是非常重大的，不仅和日常生活当中所吃的食物，喝的水一样，另外也能够保证生命。

地球上氮气占78%，为什么人类却只能吸收氧气而生存？

地球大气由78%的氮、21%的氧和一些其他气体组成。地球上的大多数生命活动都离不开氧的作用，合适的氧比也是地球上生命蓬勃发展的原因之一。

当人深呼吸时，会吸入大量空气，吸入的氧气与肺中的红细胞汇合进入内循环，内循环可以参与人体的各种生理活动，而呼气时则是氮气、二氧化碳等。会被释放。

氮气是一种惰性气体，不参与体内的生理活动，并能起到按比例稀释氧气浓度的作用。然而，当氧气进入体内时，它将参与代谢过程，并与酶一起氧化摄入的营养物质，从而释放能量为我们提供能量。

氧气也直接参与人体微循环代谢。当人体缺氧时，相应的器官会迅速受损，导致昏厥甚至死亡。

地球上的氧气也随着蓝藻的爆发而增加。它们的光合作用增加了地球上的氧气浓度。曾经，地球上的氧浓度相对较高。在古代，恐龙和其他巨型动物出现了。然而，高浓度的氧气也会对生物体造成氧化损伤，加速老化。

氮气在日常生活中很少被提及，因为它的化学性质不活跃，而且它与人们的日常生活没有氧气、二氧化碳等那么密切相关。我们平时吃的膨化食品富含氮，也是因为它的化学性质不活跃，而且空气含量更高吸入的氮气较少呼出，因为呼出的气体含有比空气多得多的水蒸气，但是呼出气体的体积大于吸入气体的体积，因此尽管氮气总量不变，氮气的体积分数最终随着气体总量的增加而降低。

氮气在正常情况下是无色无味的气体，其密度一般低于空气。氮占总大气的78.08%体积分数，是空气的主要成分。在正常大气压下，当冷却到-195.8℃时，它变成无色液体，当冷却到-209.8℃时，液氮变成雪状固体。氮在化学性质上是惰性的，在常温下很难与其他物质反应，所以它经常被用来做防腐剂。然而，在高温和高能条件下，它会与某些物质发生化学变化，从而产生对人类有用的新物质。

因此，地球上适宜的21%氧含量是人类生存的重要因素。