生物为什么进化的需要氧气

A. 氮气占空气含量78%，为什么生物进化到今天是呼吸氧气而不是氮气

氮气占空气含量78%，为什么生物进化到今天是呼吸氧气而不是氮气？下面就我们来针对这个问题进行一番探讨，希望这些内容能够帮到有需要的朋友们。

由于宛如海面不可以使车辆运作一样，我们不能借助氮气存活。地球只“创造发明出了”靠氧气可以健身运动起来的生命体，而人类迄今也只创造发明出了燃气轮机和电动式推动机。将来怎样，谁都不清楚，但要始终保持求知欲和希望，因为进化从来没终止过！

B. 人生存为什么需要氧气，氧气对于碳基生命的意义是什么

我们每个人每时每刻都离不开空气，就像鱼儿离不开水一样，空气仿佛是上天赐予我们的一件珍贵的礼物，但是我们都知道空气中含量最多的是氮气，占到空气的78%，氧气只占到空气的21%，我们却只呼吸其中少量的氧气，却不是氮气。地球生命都是碳基生命，离不开水，氧气对于碳基生命的意义。今天小编就从不同的角度给大家分析一下。

写在最后：其实我们人类利用氧气，在享受了它提供的便利的同时，也是深受其害，有点饮鸩止渴的意味。相对于原始生命的长生不老而言，人类的不足百年生命真的是不值一提。因为氧气在体内参与化学反应提供能量的同时，也会燃烧我的身体，会产生氧自由基，会破坏我们的DNA，让我们的身体衰老和死亡。曾经有学者说过：可以这样比喻，氧气就是一种毒品，人类一吸上就上瘾了，这一上瘾就持续了24亿年，而且还将持续下去，永远也戒不了。人类接受了氧气这种慢性毒药，牺牲了长生不老，换取了活着的时候的辉煌。人生路漫漫，氧气且吸且珍惜。

C. 为何大部分生物一定要吸氧气，不能吸空气含量最多的氮气

回答LZ的第二个追问。

因为一定质量的糖类物质，有氧分解产生和能够供生物体使用的能量，比无氧分解来得多得多。

具体来说，1 mol葡糖糖彻底氧化分解后的能量为2870kJ，可使1161kJ左右的能量储存在38个ATP中（其余的能量则以热能的形式散失掉了）。
而无氧呼吸分解不彻底，1 mol葡糖糖在分解后，只释放196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在2个ATP中（近69%的能量都以热能的形式散失了）。

即，1 mol葡萄糖氧化分解，产生的ATP，有氧：无氧=19:1。

换句话说，就产生能量（或者说ATP）这方面而言，有氧呼吸比无氧呼吸效率更高。

生物尤其是动物的生命活动，需要大量的能量，只有有氧呼吸才能提供如此高效且大量的能量。
而诸如厌氧菌使用的无氧呼吸，无法提供足够的能量，来保证生物体进行诸如合成大量蛋白质，甚至维持体温这样的行为。

试想，如果我们纯粹依靠无氧呼吸来提供能量，糖类的进食量至少要相当于现在的19倍，才能够维持正常的生命活动。这还不算要分解这么多糖而需要额外合成酶的过程中消耗的能量。要是真吃那么多糖，齁都齁死了吧= =b

我认为，这或许也是，为什么进行有氧呼吸的物种，有机会进化成了相对高级的植物、动物，而无氧呼吸的仍旧只能停留在厌氧菌阶段的原因之一吧。

这是我的理解，请指教。

PS：数据引用了参考资料里的知道答案，如有误，望海涵。

D. 为什么生物在进化过程中需要氧气而不是氮气

只有氧气才可以发生氧化还原反应提供能量，氮气化学性质比较稳定，不容易发生反应，所以常用作保护气

E. 为什么所有东西都需要氧气

机体需要能量来维持正常的代谢活动。
比如细胞膜上的Na-K-ATP酶的功能的维持就消耗掉机体大量的能量，如果能量不足，会导致该酶的活性下降，细胞内Na升高，细胞就会水肿坏死。
其他的代谢反应绝大多数都需要能量
但机体产生能量的过程中，是要将有机物代谢成水及二氧化碳并释放能量，这个过程最终的实现，是需要氧气的参与的。
所以没有氧气，组织缺氧，机体无法产生足够的能量、代谢无法维持而生物死亡
这也是漫长的进化的结果

F. 为什么生物需要氧气

人诞生后，不间断地呼吸空气，这是为什么？

人们走路、说话、写字和劳动，都要消耗热能，即使人们休息的时间，心脏也仍在跳动，肺仍在呼吸，这些都需要消耗热能。一般脑力劳动者每天约需消耗2400kcal热能，体力劳动者每天约需消耗3000kcal以上的热能。这些人体所需要的能量，都来源于人每天吃进的食物。食物中的糖、脂肪和蛋白质在生物酶的作用下，进行一系列的化学反应，产生了大量的能量和人体所需的营养物。在这些生物体内进行的缓慢氧化反应中，氧是必不可少的。例如，葡萄糖和血液输送来的氧气作用，产生二氧化碳和水，同时释放大量的热。

1g葡萄糖氧化能放出4.1g的热量，1g脂肪氧化能产生9.3kcal热量。人体中的氧化过程，因为有一群氧化酶参与，能使糖类和脂肪的氧化有条不紊地缓慢地释放热能。各种营养物的缓慢氧化所需的氧气，全靠人在呼吸时从空气中吸入的。

氧气是如何参加人体里的缓慢氧化过程呢？

当氧气被吸入后，由肺的主气管经支气管到小气管末端的肺泡（每个人的肺里约有7000多万个细胞）。氧气透过肺泡膜弥散入肺毛血管，大部分和血液中红细胞的血红蛋白相结合，载满氧气的动脉血液从肺部流出，流经全身和身体组织中的营养物质进行反应，消耗细胞中的氧气，排泄二氧化碳。细胞中积累起来的二氧化碳又与血红蛋白结合成还原血红蛋白，此时鲜红的动脉血就变成了紫色的静脉血，又流回肺里，释放二氧化碳，重新结合氧气。呼气时，含有较多的二氧化碳的空气，由肺泡经气管排出。这一过程不断重复进行，使生命得以延续。

在一般环境中，人们吸进的空气，按体积计算，氧气占20.93%，二氧化碳占0.03%；呼出的气体中，二氧化碳上升到约占3.5%，氧气下降到约占17%。据统计，成年人在静息状态下，每分钟吸入空气6.5L左右，那么每天则需吸入近万升的空气。

在人体中，中枢神经（包括脑组织和脊髓）对缺氧最每感。轻度缺氧会使人注意力不集中，智力减退；随缺氧的加重，就会烦躁不安，神志恍惚；如突然中断供氧，只吸入纯氮，二十秒内可出现深昏迷和全身抽搐。还会引起脑水肿而压迫血管，使血流量减少，供氧更加不足。一旦中枢神经停止工作，生命也随之结束。而人的四肢肌肉组织，在停止氧气供应后，还能耐受几小时，这就为断肢再植手术，争得了时间。

动、植物也在日夜不停地呼吸着。呼吸的方式，各有千秋。鱼在水里是用鳃来吸取溶解在水中的氧气；蚯蚓呼吸是靠它的表皮；牛、马等动物都是通过肺部进行呼吸的。植物也是吸氧气，吐二氧化碳。在菜窖里，由于蔬菜的呼吸作用仍在继续，窖内氧气被大量消耗，而二氧化碳却越积越多。因此进入菜窖应先通风，否则有使人窒息的危险。

自然界中一切生物都在不停地呼吸，所以没有氧气，也就没有生命。

G. 为什么科学家总说水，氧气是诞生生命的必要条件

首先，在人类目前已知的元素中，碳基生命是最易形成的，碳元素存在广泛，且易形成复杂且稳定的大分子有机物，所以从概率上，找到碳基生命的可能更大。

其次，根据第一条，在有可能诞生碳基生命的基础上，水又几乎是必备的。因为水大量提供了碳基有机物必备的氢氧元素，进一步提升了形成生命甚至复杂生命的概率。我们要在茫茫宇宙中寻找外星生命，必须要遵循一定的框架和前提，因为人类的探测资源是有限的，宇宙中可观测的或可能观测的恒星，行星数量几乎无限，我们必须选取其中最有价值的目标进行探测，以提高命中概率。硅基生命，或其他种种大家提到的极端生命，并不排除它们存在的可能。但它们存在的概率则要小的多，且对于人类完全未知，是无法进行准确预测的，探测难度和成本必然很大。水环境下的碳基生命才是人类已知的最易形成的生命形式，且人类已知的有且仅有一个地球样本。我们所有的研究肯定是以地球为基础来进行的。所以，没有人排除其他的生命形式，只是在目前所掌握的科学知识情况下，如果人类发现了10个不同的外星智慧体，可能碳基生命会有8个，水环境碳基生命会有6个。那么在目前资源有限的情况下，自然会把目光放在寻找水环境的碳基生命上，这样才最有可能成功。且除了概率问题，我们对其他生命形式几乎一无所知，科学不能仅凭想象进行，对于这种完全未知的存在，探测工作是几乎无法展开的。

H. 动物为什么需要氧气，细胞如何运作

从生物化学角度来讲，氧气是一切呼吸作用的电子移动最终的对象。
因为氧气的原子核，它束缚电子能力非常强，所以生物体就选择它为电势能最低的地方，
然后就像水从高处留到低处带动了风车，风车可以干活。
而生物体就电子从高电子势能的地方留到了低处。然后也给生物体产生了活力，让动物能活蹦乱跳。这个就是呼吸作用。就是生物体内线粒体内膜上的导电现象..
所以就是，除了极个别蓝藻细菌和自养菌能不以氧气作为电子移动最终对象。
所。有需要分解糖的，生物，都需要氧气，然后氧气被电子还原生成水

细胞如何运作：咳咳，这个是很复杂的，那个主要是因为有能量来源
和一系列的化学反应，还有各种非常大的，复杂的分子
相互之前非常非常非常精确的相互作用，非常的微妙的调节。
但每个分子都有自己的职责，或功能吧，所以它们还是可以研究和讨论的。
如之前说得那个电子流动会产生一种高能分子，
这种高能分子继续帮助细胞构建一些需要能量的过程，比如合成细胞的骨架了..
细胞也是要有骨架支持的
总之还有一大堆很精妙的反应，但这些反应数量是有限的，是可能全都知道的，
但我们目前还不能全知道：因为不止一种细胞，每个细胞都有些不一样，
而且我们很难看到分子，即使用最尖端的科技都要非常繁琐才能看清每个原子。
而且这些分子的相互作用太微妙了，没法直接全都交给计算机用物理公式计算，
变量太多了，但计算机能给我们一个大概的结果。
而还原细胞的真实过程只好通过大量的想象和间接实验的验证。
相关的知识科学家已经进步很多了在近些年，但离完美还很远。
总得来讲细胞运作是个非常动态平衡的系统，离不开系统的任何一部，
少了任何东西都会出问题。

但有个定律，就是能量守恒是非常非常万能的。
能量是可以用数学算出来，也可以是实验测出来的，
但分子层面纯算算得并不是很准，所以一般都是测量，
通过一系列的推理就能算出各种分子的能量还有某个过程所需要的能量。
知道这些其实是很有助于我们宏观理解一些分子上复杂的机理的。

还有个真理，就是细胞为甚么要运作：因为它们很想复制一种叫DNA的分子。
DNA是遗传物质，并不是这个分子想复制它们自己，而是上边的信息想复制。
这种信息和所有有潜质可以取代它们的信息相互竞争，这个竞争持续了上亿年。
最终生存下来的这种终极遗传信息，甚至能制造出非常复杂的细胞和生物体。
来保证这种遗传信息的复制和传递，当然有时生存也是最应急之选。。

就像一个作者想提高自己书的销量一样，
在遗传信息中，最畅销的，最持久的idea就是最强的赢家。
这些信息会不断的产生随机错误，然后经过无法想象次数的失败，
和不同信息间的相互竞争，利用，合作，背叛。
所以在当前环境下，所有能有效复制的信息本身，大多都已经编码了复杂的机制。
少数是系统bug.
地球的化学环境非常特殊，它可以提供一个舞台，
纵容这种非常复杂的系统的出现, 纵容这种自私遗传信息的出现和发展。
信息一旦出现，而且能有效自我复制，那它就已经进入进化的轮回中了。
因为一些非常着名的分子的存在，如氨基酸，糖类，脂质。
至于它们一开始时是怎么组装起来的，还是个迷。

I. 为什么地球上绝大多数生物呼吸离不开氧气

因为绝大多数生物要进行有氧呼吸 有氧呼吸能够产生大量能量供细胞生命活动利用。有的生物是进行无氧呼吸的，无氧呼吸产生少量能量，但是它们不需要进行太多的细胞代谢活动，比如说一些寄生在生物体内的寄生虫。在生命出现之前（距今约40亿年前）在地球的古大气层中，是不存在氧气的。 古大气层只含有氢气、氦气（大爆炸后所形成的轻元素），还有地球冷凝而从地壳上释放出的甲烷、二氧化碳等气体。所以，在地球生命起源之初，生命体的存活是不需要氧气，也不可能有氧气参与的。如今地球的大气层中氧气所占体积比约为21%。这些氧气都是在原始生物（如蓝藻）进化到具有光合作用能力后所产生积累出来的。所以在生命起源的初期，生物都是只能进行无氧呼吸来维持生命。且即使在有一些生物学会了光合作用并能释放氧气之初，氧气对于一些生物是有毒的。随着进化和大气中氧气所占比例的不断上升，那些不能接受氧气的生物由于环境改变而灭绝，而那些能够利用氧气的生物发现进行有氧呼吸所释放的能量要比进行无氧呼吸所释放出的能量要多许多。（有氧呼吸每分解1mol葡萄糖，可以释放2870kJ的能量。而无氧呼吸分解1mol葡萄糖，只能释放196.65kJ的能量——网络）正因为如此，愈来愈多的生物演化出能使用氧气来更有效地产生能量的方法。所以时至今日，大多数生物都是营有氧呼吸，而无氧呼吸对于这些生物仅仅成为了一种在极端情况下依旧能够存活一段时间的应急手段。

J. 地球上的生物为什么需要氧气

因为绝大多数生物要进行有氧呼吸
，有氧呼吸能够产生大量能量供细胞生命活动利用。
有的生物是进行无氧呼吸的，无氧呼吸产生少量能量，
但是它们不需要进行太多的细胞代谢活动，比如说一些寄生在生物体内的寄生虫。