樂逍遙172850939

地球大氣是由78%的氮氣，21%的氧氣以及其他的一些氣體混合而成的，地球上大部分生命活動都離不開氧氣的作用，而適合的氧氣比例也是地球上生命得以旺盛發展的原因之一。

當人類深呼吸時，就會吸入大量空氣，其中吸入的氧氣匯合肺部的血紅細胞結合，進入體內循環，可參與各種人體的生理活動，而呼氣時，則會排出氮氣，二氧化碳等。氮氣是惰性氣體，不參與體內的生理活動，可以起到配比例稀釋氧氣濃度的作用。

而氧氣進入體內，會參加新陳代謝過程，和酶共同作用將攝入的營養物質氧化，從而釋放能量給我們提供動力。氧氣也直接參與人體微循環代謝，人體在缺氧的情況下，相應的器官會很快受損，產生昏厥直至死亡。

地球上的氧氣也是隨著藍藻類的繁盛而增加，它們的光合作用使得地球上氧氣濃度增大，一度地球上的氧氣濃度較高，在遠古時代出現了恐龍等巨型動物，但高濃度的氧氣也會對生物體氧化損傷，加速老化。所以當前地球上這個合適的21%的氧氣含量，是人類得以生存的重要因素。

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量子實驗室

雖然空氣中成分最多的是氮氣，但人類的生存依賴於第二多的氧氣，而與氮氣無關。這背後的原因在於氮氣和氧氣的不同化學性質。

與氧氣相比，氮氣的化學性質非常穩定，因為組成氮氣分子的兩個氮原子形成了十分穩定的共價三鍵。由於氮氮三鍵的存在，使得氮原子的3p軌道被全部填滿，所以這種共價鍵具有極高的鍵能，這使氮氣分子成為最穩定的雙原子分子。因此，氮氮三鍵很難斷裂而參與化學反應。

相比之下，氧氣分子中的兩個氧原子形成的是雙鍵，鍵能較低，容易被打斷而參與化學反應，所以氧氣要比氮氣更為活潑。

人類想要生存，就必須消耗能量進行新陳代謝，這就需要發生化學反應。由於氧氣比較活潑，很容易參與化學反應，並且反應後能夠釋放出能量，所以人類呼吸氧氣用於體內的化學反應。而氮氣太穩定了，並且它們參與的反應往往會吸收能量，所以人類不會利用氮氣。

不過，地球上有少數生物並不依賴於氧氣，固氮細菌可以利用氮氣。事實上，早期地球生物都是微生物，並且它們都是厭氧的，那時地球上幾乎沒有氧氣。

上圖為藍藻細菌。

到了大約26億年前，地球上出現了大量的藍藻細菌，它們通過光合作用製造出了大量的氧氣，導致當時的厭氧微生物大量滅絕，因為氧氣對於它們而言是有毒氣體，這就是大氧化事件。在此之後，地球上出現的生物大多依賴於氧氣。

火星一號

大氣中有78%的氮，只有21%的氧。那麼，當有更多的氮需要時，為什麼動物進化為呼吸氧氣呢？有些樹是通過根部固定氮的，但是有沒有依賴氮的動物？

我們所有（人類，動物和植物）都依賴於氮，因為每種蛋白質都含有氮作為構成元素之一。

人類從植物和/或動物來源獲取氮來製造蛋白質。 即使是能夠固氮的植物（和細菌）也不能直接利用空氣中的氮來建造蛋白質，而是以氨的形式或以硝酸鹽的形式存在。

為什麼是氧氣？氧氣可以通過放熱反應與碳水化合物反應，從而提供能量。 氮沒有成分的類似反應。

氮是一種相當惰性的化學物質（它確實會發生反應，但不會像氧氣那麼多——這就是為什麼它在大氣中相當穩定，而氧氣必須通過光合作用不斷地再生）。

更有趣的是，生命是否可以用氯作為氧化劑形成？ 需要一種非常不同的光合作用才能從氯化鈉或其他氯化物中生成氯; 但是，如果存在這樣的光合作用，那麼通過使用遊離的遊離氯來逆轉光合作用過程，正如當今動物逆轉植物的氧基光合作用過程一樣，某些生命形式可以發展為提取能量似乎並不可能。

有微生物可以利用氮氣（它們負責植物如豆類的固氮能力。）但如上所述，（氮氣的化學式）N2氣體的反應性較低。 打破N-N鍵需要更多的能量。

生物從涉及電子轉移的化學反應中獲得能量，稱為氧化還原反應。 可以使用各種物質作為電子給體，並且可以使用各種物質作為電子受體。

在動物中，O2是電子受體。 有些生物可以使用硝酸鹽（NO3）亞硝酸鹽（NO2）硫酸鹽（SO4），二氧化碳和三價鐵作為電子受體。

為什麼我們進化為使用氧氣，我不確定，但我猜它會與O2，葡萄糖和水等相對豐富的東西有關，最後會產生能量支出，因為並非所有的氧化還原反應都會產生 相同的能量。

這是一個有趣的小事實。 每重量，巧克力曲奇餅乾含有比TNT更多的能量。 這似乎不對，因為我不能用巧克力餅乾炸掉汽車，即使我用打火機點燃它。 兩者之間的差異與能量釋放的速率有關。 而且我懷疑某些化學反應可能會對某些生物過快或過慢釋放能量。

真正的秘密在於，氧氣是吸入空氣的生物想要利用的化學能的主要來源。

物理化學家的觀點（我在生理學或醫學方面幾乎沒有知識，也沒有專業知識）：

氧氣是一種非常高能量的化學物質。 氮氣是一種非常低能量的化學物質。

目前存在於地球大氣中的氧氣是一種生物氣體。這是20億年光合作用的盈餘：陽光能+水+二氧化碳（或海洋碳酸氫根離子）->碳水化合物+氧氣+化學能。化學能分佈在碳水化合物和氧氣之間。 其中大部分必須與氧氣相關，因為你可以通過碳水化合物的厭氧（無氧）降解獲得最多的能量

碳水化合物->石墨+水

當氧氣可用時，只有大約15％的可用能量

碳水化合物+氧氣->二氧化碳+水。

氮氣不僅不起反應，而且還缺乏化學能。因此，任何涉及氮氣的反應可獲得的唯一能量是來自其他反應物的化學能。

生物都需要其他形式的氮作為蛋白質的基礎，而蛋白質是其功能的核心。 但是“低化學能”的原因是固氮生物通常（如果不總是）存在於與其他生物的共生排列中：“如果你能提供我的能源需求，我將從大氣氮氣中提供氮氣需求 化學，以及我自己的繼續存在和複製“。

科學先馳

地球上氮氣佔78%，為什麼人類卻只能吸收到氧氣而生存？

主要是人類的紅血球在肺泡內只與氧氣結合並且將其帶到全身各個臟器參與新陳代謝工作，而其它諸如氮氣則不參與生理活動，還有諸如稀有氣體等屬於惰性氣體，在人類的肺部只是一圈遊而已，最終又被肺部的呼氣運動排出體外！

攜帶了氧氣的新鮮血液從紅色主動脈到達全身各個角落，包括毛細血管，然後再從靜脈彙總回到心臟，然後再無限循環，永不停息......也許大家都希望永不停息，但事實上都做不到哈！

儘管我們只需要氧氣，但氧氣濃度過高卻不是一件好事，因為長期在高含氧量的環境生活會導致醉氧，如果更高那麼有可能會氧中毒，另外兒童吸氧過度會導致失明等嚴重的後遺症！因此氧濃度過高並不是一件好事！

另外有一個要提醒一下的是，理論上大氣中只有氧氣參與了人體內的新陳代謝工作，但二氧化碳和一氧化碳等一樣喜歡湊熱鬧，特別是一氧化碳，它與紅血球的結合能力比氧氣要強，因此人體在一氧化碳濃度過高的條件下工作是十分危險的，比如將煤爐帶到室內燃燒取暖，燃氣熱水器排風口在室內等等都是極其要不得的！

人體在吸入過高一氧化碳缺氧的情況下會四肢無力，頭疼欲裂，嚴重這昏迷直至死亡！而二氧化碳中毒則稍稍有些區別，頭疼頭暈記憶力減退以及濃度過高的會突發呼吸驟停而死亡！

冬季正是取暖的季節，各位千萬要注意了！！

星辰大海路上的種花家

答：氧氣的化學性質比氮氣活潑很多，生物利用氧氣作為呼吸氣體時效率更高，也更容易實現。

在地球大氣中，氮氣的體積含量為78%，氧氣為21%，其他氣體只佔1%，地球上的生物基本都選擇了氧氣作為呼吸氣體，而不是氮氣，比如植物在白天可以進行光合作用，同時植物會消耗氧氣進行呼吸作用，只有少數的厭氧菌不需要氧氣生存。

其中的原因，與氧氣和氮氣的化學性質有關，我們先來看兩者的基本性質：

氧氣（O2）：無色無味，熔點-218.4℃，沸點-182℃，微溶於水，化學性質活潑，能與絕大部分元素髮生氧化反應，幾乎能與所有的有機化合物反應。

氮氣（N2）：無色無味，熔點-210℃，沸點-195.8℃，難溶於水，化學性質非常穩定，常溫常壓下只能與極少數活潑物質反應，比如與活潑金屬鋰生成氮化鋰（Li3N）。

氮氣分子擁有三個化學鍵，並且鍵能很大，而氧氣分子只有兩個化學鍵，鍵能相對小，所以氮氣分子比氧氣分子穩定很多。

生物的呼吸作用，本質上就是利用了氣體的化學反應，如果使用氮氣作為呼吸氣體，那麼對儲能物質的要求非常高；相反使用氧氣作為呼吸氣體時，能夠利用的儲能物質更多，也更容易實現呼吸作用，這樣能大大提高生物體的化學能量利用率。

如果從地球生物進化歷程來看，地球生物起源於海洋，氧氣在水中的溶解度更高，氮氣在水中的溶解度非常差，即便還有二氧化碳、氨氣等可供生物選擇，但是氧氣在各方面的化學性質是最容易利用的，所以人類祖先還在海洋中時，就把氧氣作為了呼吸氣體。

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艾伯史密斯

人類利用氧氣而不利用氮氣，主要是利用氧氣有很強的氧化性。

自然界中，我們來看看氧氣是怎樣的一個"角色"，鐵器動不動就生鏽，氧氣極易和鐵在常溫下發生化學反應，生成三氧化二鐵。氧氣和鋁反應生成三氧化二鋁，氧氣和銅反應生成氧化銅或鹼式碳酸銅等等，人類真是煩惱之極，想盡方法來對付氧氣，利用合金(不鏽鋼)來對付它，利用塗油膜的方法阻礙它，利用真空的方法來排除它。

但是人類也需要它，誰都知道，缺氧就會窒息身亡，這是因為體內缺氧，所有的組織器官就會"嗷嗷待哺"，沒有了能量，它們就漸漸地停止了"工作″，首先是大腦的"反抗"。人體內的能量最終來源是葡萄糖，其它的物質都要先轉化為葡萄糖才能為人體提供能量。

葡萄糖釋放能量的過程，就是氧化反應，葡萄糖和氧氣反應後，生成二氧化碳和水，並釋放出能量，這也是人體內水的來源之一。而氮氣性質非常不活動，不能與葡萄糖等其它物質發生化學反應的。

人體內如果接觸到比氧氣性質更活潑的物質，就會排斥氧氣，主要是氧氣的運輸和貯備，人體也會發生缺氧窒息。如亞硝酸鹽中毒、一氧化碳(煤氣)中毒，其中，亞硝酸鹽主要是使血紅細胞的亞鐵離子變成三價鐵離子，使紅細胞失去運輸氧氣的能力，一氧化碳主要是與氧氣競爭與血紅蛋白亞鐵離子的結合，而且"競技"是氧氣的幾十倍，有CO存在，氧氣就靠邊站了。氮氣不能與血紅蛋白結合的。

溫馨提示:嚴寒的冬天已經到了，大家一定要在有高濃度氧的情況下才能烤碳火，這時生成物是二氧化碳，低氧情況下生成物是一氧化碳，CO是無色無味，會使你在不知不覺中去見上帝，每年冬天有多少人因此而悲劇！第二個提醒:亞硝酸鹽就存在於我們的食物和工業鹽中，是一種防腐劑，食品添加劑。所以，不能吃隔夜的綠葉菜類，不能食用工業鹽。

理性科普者

地球上的大氣中，氮氣佔了78.09%,氧氣佔20.95%,其它微量氣體佔0.96%。因為氮氣性質遠遠沒有氧氣活躍，難以被生物吸收利用。就像地球有71%的水源，但人卻生存在陸地上一樣。

從化學角度看，氮氣N2性質非常穩定。它由2個氮原子構成，每個氮原子有5個電子，這樣的單分子組合就形成了堅固的共價三鍵。這種十分穩定堅固的性質讓氮氣很難被生物利用吸收。

本人認為人類或動物呼吸空氣時，是將氮氣和氧氣都呼進了身體，但活躍的氧氣吸入更多，極易與人體這個有機體發生反應，促進新陳代謝，將反應後生成的二氧化碳排出。穩定的氮氣雖隨著空氣一起呼入，但一部分被留在血管和肺部，另一部分與廢氣二氧化碳一起排出呼吸道。

地球上因為有氧氣才會出現豐富多彩的萬物生長，才有紛紛擾擾的精彩世界！這是其它星球是不具備的。

弄潮科學

這個問題說來話長了，為什麼不光是人類，包括地球上大多數的生物的新陳代謝都離不開氧氣？，地球上存在不需要氧氣就能生存的生物嗎？地球上的氮氣和氧氣是怎麼來的呢？

圖示：露出海面呼吸的鯨魚

其實，地球形成之初，地球的原始大氣是沒有氮氣和氧氣的。地球最原始的大氣主要成分是氫氣及氦氣這兩種宇宙中普遍存在氣體。後來隨著地球的不斷冷卻，地球開始了排氣過程，地球內部的二氧化碳、氨氣和甲烷等被排到地表形成了新的地球大氣，氫氣和氦氣則逃逸到了太空中。此時的地球大氣稱為次生大氣。這時的大氣仍然沒有氧氣和氮氣。

圖示：原始的大氣

大約在38億年前，地球上的第一批生命出現了。這時的地球生命都是一些低等的單細胞微生物。而且這些微生物的代謝不需要氧氣的參與就可以獲取生命所需要的能量。這些微生物至今還存在著。科學家把它們統稱為“厭氧生物”。大家知道，氨基酸是生命的重要組成部分，而氮元素又是氨基酸的基本元素之一。而這些厭氧生物在死亡後，它們的屍體就會被分解，氮氣就這樣產生了。另外當時大氣層中的氨氣也會通過化學反應產生部分氮氣。這樣氮氣就先於氧氣在地球大氣中產生了。

在距今大約33億年前，一種在當時來講極為致命的單細胞生物出現了。它的大量繁殖給當時的厭氧生物帶來了滅頂之災。它是藍藻。藍藻的危險之處在於它能夠釋放出一種有“毒性”的氣體——氧氣。看上去很不可思議，氧氣怎麼會有毒呢？對於當時地球上的主流生物厭氧生物來說，氧氣是有毒的。厭氧生物大批死去，藍藻大量的繁殖成為地球新的霸主。海洋裡面的氧氣飽和了就釋放到大氣中。地球大氣也開始出現了氧氣。

圖示：藍藻
不過後來的生物發現通過氧氣和體內葡萄糖發生氧化反應會釋放出更多的能量，更加有利於自身的發展壯大。因此氧氣成為了地球生物呼吸新陳代謝必須的氣體。而且地球上的含有葉綠素的植物能夠通過光合作用把水和二氧化碳轉化為葡萄糖和氧氣。大多數生物（動物和植物）則利用氧氣和體內獲取的葡萄糖進行氧化反應產生二氧化碳和水以及生命所需的能量。植物產生動物需要的葡萄糖和氧氣，動物則產生了植物光合作用所需要的二氧化碳，地球上的植物和動物之間形成了一種完美的默契。

圖示：產生氧氣的植物

地球上的生物一直遵循著這種能量的轉化方式，一代又一代的傳承下來，直到現代包括人類在內都離不開氧氣。而氮氣的化學性質不活潑，不容易與葡萄糖發生反應產生生命所需要的能量。因而氮氣在漫長的歲月中不斷地從動植物腐爛過程中積累下來，越積越多成為地球大氣含量最多的氣體了。

雖然氮元素是生命不可缺少的元素，然而大氣中的氮氣只是生命最終分解產生的廢氣罷了。這就是我對這個問題的看法，如果對大家有所幫助的話就點個贊吧！

兔斯基聊科學

氮氣的化學性質太穩定了，參與不了體內的化學反應啊。

空氣當中確實是氮氣佔了一多半，氧氣佔比大概21%左右，不過我們人類生存不能缺少的氣體還是還是氧氣。氧氣對我們獲取能量，維持體內細胞正常運作都是很重要的。依靠氧氣和葡萄糖發生化學反應釋放的能量，我們才能夠生存下來。

我們呼吸時，氧氣會進入肺部，和血紅細胞結合，然後這些攜帶氧氣的血液會被輸送到達心臟，然後通過血液循環到身體其他部位，最後返回肺部，排出二氧化碳。

當然氮氣也會被在呼吸的時候也會被一起吸入，但是氮氣是一種非常穩定的氣體，氮原子之間的化學鍵不像氧氣那樣容易斷裂，當然也就不會和葡萄糖發生化學反應釋放能量，所以氮氣最後又會隨著呼吸排出人體外。

另外呢，雖然氮氣無法為人體供能，但是如果空氣中沒有這麼多的氮氣來稀釋氧氣濃度，也是不行的。

很多人可能聽說過氧中毒，就是如果在氧氣濃度過高的環境中超過一定時間，反而會造成人體內的細胞和器官的正常代謝出現問題。高濃度的氧氣會讓肺泡表面的活性物質減少，可能會導致肺炎、肺水腫、肺出血，嚴重了是會影響呼吸功能的。有研究結果表明，如果是一個大氣壓的純氧環境，人大概只能存活1天。

而且吸氧過量也會加速人體細胞衰老，所以氧氣的濃度真的不是越高越好。

希望我的回答能夠幫助到你，覺得有用的話就點個贊吧~

不吃腸的大腸

因為先有氧氣後有生物，所以在氧氣環境中進化出來的生物大都依賴氧氣。

氧氣環境怎麼出現的

其實地球最初大氣成分裡面幾乎是沒有氧氣的。也就是說，最早的生命體進化出來的時候，一定是厭氧的。這些生命體都是低級的單細胞生物，依靠地熱等能量維生。

隨後有一種藻類叫藍藻。它為了生存，進化出了光合作用，只靠太陽的照射就能獲取能量。依賴於厭氧代謝的消費者，在能量利用率方面，已經無法跟得上新時代的擁有光合作用的生產者的步伐了，所以才導致了大氧化事件。這使得地球大氣從厭氧環境變成了一個富氧環境，因為氧氣對於絕大多數厭氧生物來說，是如同毒素般的存在。因此，這次事件堪稱進化史上最大的汙染事件。

氮氣和氧氣有著完全不同的化學性質。與氧氣相比，氮氣的化學性質非常穩定。

人類想要生存，就必須消耗能量進行新陳代謝，這就需要發生化學反應。

碳水化合物和脂類徹底釋放能量的方式就是氧化。

由於氧氣比較活潑，很容易參與化學反應，並且反應後能夠釋放出能量，所以人類呼吸氧氣用於體內的化學反應。而氮氣太穩定了，並且它們參與的反應往往會吸收能量，所以人類不會利用氮氣。

結論

因為有氧代謝能更高效率的利用能量，使得個體內不同細胞之間的功能分化成為可能---一部分專注於產生能量，而另一部分專注於利用能量做更多的事情（運動、捕獵、防禦、繁殖等等）。所以目前常見的多細胞物種中，基本上都是依賴有氧代謝的（大部分植物也都會進行有氧呼吸），越是大型越是高級就越是這樣。

氧氣使我們能轉化能量，讓我們生存，同時也是人類衰老的幫兇。

人的新陳代謝也像是氧化作用，亦即人體每天都在生鏽，所產生的鏽在醫學裡就叫自由基。

我們的身體每一瞬間都在燃燒著能量，而負責傳遞能量的搬運工就是自由基。但如果自由基的活動失去控制，超過一定的量，生命的正常秩序就會被破壞，疾病可能就會隨之而來。已知有許多疾病皆因於自由基作祟，如類風溼性關節炎、急性呼吸窘迫症候群、艾滋病以及牙周病等。自由基除會對細胞產生傷害外，最惡劣的伎倆在於能發動自由基連鎖反應，進一步惡化、傷害體內組織。這種連鎖反應相當驚人：正常的化學物質系由原子與分子構成且需攜帶二個成對電子來維持化學狀態的安定；而自由基即是含有不成對電子的分子或原子，因此它極須搶奪其它分子或原子的電子湊對，才能安撫它的野性，保持安定。然而，如果自由基豪奪的對象是蛋白質、碳水化合物、醣類、脂肪等人體必須物質，則這些失去電子的營養成分，不僅因為遭氧化而面目全非，更會進一步利用其自由基的新身份，再去搶奪其它電子由此形成惡性循環的自由基連鎖反應；人體的功能也會因此逐漸損傷敗壞。

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關鍵字: 氮氣 科學 氧氣