为什么动物没有进化成氮气呼吸？

　　动物呼吸氧气本质上跟燃烧是类似的，就是用氧气跟某些物质的化学反应释放能量来让动物可以有能量活动。如下图所示就是动物呼吸作用的过程。
　　而我们知道，氮气实际上是一种非常稳定的气体，用专业属于来说，就是氮原子与氮原子之间的化学键键能较高，所以这不是一种容易参加氧化还原反应的气体。所以氧气可以很容易跟各种物质发生反应，尤其碳氢化合物，很容易被用来提供能量，而氮气就做不到这一点【如下图所示，为氮气的化学分子式】。
　　事实上，氧气不是动物体内唯一的供能方式，还有一种被称为＂无氧呼吸＂的功能方式，这种供能方式甚至于都不用氧气的参与，只要有酶的催化作用，动物体内的有机物就可以分解并生成少量的能量。两种呼吸作用的区别如下图所示。
　　所以说，动物体内哪怕让有机物自己分解生成能量，也比让氮气这种很难发生反应的气体参与其中效率要更高一些。这下你知道为什么动物不会呼吸氮气来供能了吧。
　　当动物或人呼吸的时候，氧气和氮气都被吸入体内，并没有分离。
　　氮气不仅进入了肺，还进入了血液和组织液中。因此，动物的确呼吸了氮气。只不过因为氮气的化学性质十分稳定，不易和其它物质发生化学反应，因此动物无法利用它来干点什么，而氧气的化学性质十分活泼 ，容易和别的物质之间发生一些不得不说的故事，写在一本又一本厚厚的专著中，让学生尤其是医学生背得十分痛苦。
　　怎样证明，在呼吸的时候，氮气真的进入了动物身体之内呢？
　　让我们来了解一种疾病——减压症。
　　当深潜者 急速上升的时候，很容易产生一种疾病，最初被笼统的称为潜水病，。直到生理学家搞清楚原因之后，才被称为减压症。严重的潜水病患者会发生瘫痪甚至死亡。这种疾病的特征是，患者的身体会出现许多奇怪的鼓胀之处，用针抽吸出来部分进行检验，会发现鼓胀之处的主要成分是氮气 。
　　了解到这一点后，生理学家们迅速认定，这是因为氮气在血液和组织液中的溶解度发生急速变化所导致的疾病，一般来说气体在高压下的溶解度高，在低压下的溶解度低。当压力骤然降低时，气体从液体中冒着泡的逸出。
　　图示：减压病就像这冒泡的可乐。可乐的生产过程中，通过高压将大量二氧化碳溶解在水中，一旦打开可乐罐子，伴随着压力的骤降，失去高压束缚的二氧化碳，现在重新转变为气体，以气泡的形式冒出来。
　　潜水员在水下通常呼吸的是高压空气，大量的氮气进入潜水员身体，并溶解在潜水员的血液和体液中。当潜水员急速上升的时候，水压骤然降低，导致血液和组织液中本来处于溶解状态的大量氮气，现在开始从血液和组织液中冒着泡的钻出来，又无路可走，于是就积累在人体的肌肉和关节中，压迫肌肉和关节，让人痛疼难忍，严重情况下甚至会破坏神经，造成瘫痪或死亡。
　　呼吸过程中氧气浓度的变化，标志着动物对氧气的利用
　　虽然氧气和氮气都被吸入肺中，但在呼气的时候，呼出的气体中氧气却明显变少了，这是动物利用氧气的一条重要线索。以人类为例，在我们处于平静状态时，吸入的空气中大约含21%的氧气，但在我们呼出的空气中，却只剩下大约16%的氧气，按照物质守恒定律，我们可以合理的推论，氧气不会无缘无故失踪，它一定是通过化学反应转变成了其它物质。
　　仔细检查我们呼出的气体，我们会发现呼出的气体中会有许多二氧化碳，大约4%，可是在吸入的普通空气中，通常二氧化碳的浓度很少，可以忽略不计，另外，哪怕空气中没有水分，在我们呼出的气体中也会含有一些水分。看看二氧化碳和水的元素组成，它们都有一个共性，它们都含有氧。
　　图示：石灰水定性检测吸入和呼出气体中的二氧化碳。这是利用了一个化学反应，当石灰水中的钙离子遇到二氧化碳后，会生成碳酸钙沉淀，碳酸钙在生活中很常见，比如鸡蛋壳、贝壳等的主要成分就是碳酸钙。
　　在体外燃烧糖类、酒精、天然气、蜡烛时，这些物质和空气中的氧气发生化学反应，释放出光和热，同时生成二氧化碳和水。因此，我们可以大胆地猜测，动物吸入氧气的目的，同样是用于燃烧 ，燃烧可以产生热，还可以产生其它生命可以利用的能量 。而氮气无法简单地用于燃烧过程，这就是动物利用氧气不利用氮气的原因呀。
　　虽然氮气难以发生化学反应，但是生命的存在和维持却需要氮元素。
　　生命世界中两大核心物质都含有氮：
　　1、在一线干活的蛋白质，生命现象大多由蛋白质来完成和体现
　　2、储存遗传信息的核酸
　　它们都富含氮元素。只不过，只有很少的生命能直接使用空气中的氮气，来让氮元素进入生命流程，这就是大名鼎鼎的固氮菌。除了固氮菌之外，就得靠天吃饭了，天空的雷电让氮气和氧气发生化学反应，产生亚硝酸或硝酸，但这部分的产量并不高。
　　图示：空气中的氮气，通过豆科植物和土壤中的固氮菌，转变成氨，进入生命大循环。
　　植物从固氮菌处得到发生了化学反应后可以利用的氮元素，动物吃植物，也就得到了这部分可利用的氮，动物吃动物，自然也得到了这部分氮，主要是以氨基酸的形式来得到的，即肉肉。实际上，由于氮气的惰性，让氮元素在生命世界中成为一种奢侈品。直到，化学家发明了人工合成氨的工业化流程，人类才摆脱了靠天吃饭的宿命。因此炼钢大法和合成氨大法都被视为穿越必备宝典呢。
　　如果动物能直接利用空气中的氮气，世界和平就到来了。
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　　氮气分子N三N键能941.69kJ/mol，氧气分子O=O键能为498 kJ/mol。
　　要分解氮气分子所需要的键能将近氧气分子的两倍，这可不是吃饭吃双倍那么简单。氮气是性质很稳定的气体，不会很容易地与其他物质发生反应，所以在工业领域经常作为保护气氛气体使用。当然也有使用氮气的生物，但仅限于细菌，比如固氮细菌，能够打断氮氮三键。
　　氧气与氮气相比，键能低，性质更活泼，可以参与许多生物化学过程，可以支持地球上的生命。这就是为什么氧气成为生命的支持者，虽然它不是地球上最丰富的气体。
　　当然并非所有的地球生命都依赖于氧气。固氮细菌以氮气为食，厌氧菌需要无氧环境，其他菌类及所有动植物才是以氧气呼吸。
　　动物由于他的体型决定了他只能以性质更活泼的氧气来呼吸。
　　空气中氧气占21％，而氮气占78%也是有原因的，因为氧气浓度高了会造成氧中毒。
　　高浓度的氧摄入会导致呼吸中枢的麻痹，体内过多的氧会导致氧自由基增多，引起核酸、脂肪等组织成分的改变、变性，引起细胞功能损害，最终是脏器功能的损害。特别是孕妇和新生儿危害更大，吸入高浓度的氧会导致婴儿的视网膜的损伤、失明。这就是为什么在医院吸氧不能长时间吸的原因。
　　氮气键能过高，断键所需能量太大，成本太高。
　　氮气呼吸应该是这效果吧
　　因为氮气太稳定
　　氮气的化学性质比氧气稳定太多了，拆开两个氮原子比拆开两个氧原子难得多。氮气、氧气、氟气的化学键能分别是945、498、157。氟气太活泼，空气里基本没有游离态的氟气。氮气又太稳定了，很难被利用，所以氧气是目前物理条件下的最佳选择。
　　不能光看含量高低，还要看谁更容易利用。就像1张100块钱和20张1块钱的钞票，相信不傻的人都会去拿100块的那张。
　　在回答这个问题之前，札记哥希望大家先思考一下生命的本质或者说生物最重要和基本的特征是什么？
　　根据当前比较公认的说法是，生物最重要和基本的特征在于生物会进行新陈代谢及遗传这两点。对于新陈代谢可以将之分为物质代谢与能量代谢两个方面，代谢过程则是由同化作用和异化作用这两个过程组成的。以植物的光合作用为例，通过吸收太阳光中的能量，结合其从环境中获得的水、二氧化碳等物质，植物制造出了淀粉、纤维素等物质用于自身的生长，这就是同化作用；而当没有太阳提供能量的时候，植物仍然需要消耗能量，此时就需要通过分解淀粉等大分子形成二氧化碳等小分子排出体外，同时释放储存在其中的能量，这就是异化作用。因此，对于生物而言，通过新陈代谢实现能量与物质的利用是其生存的关键。
　　那么对于生命的新陈代谢过程而言，呼吸氧气是不是必须的呢？答案是否定的。事实上生命诞生之初，在地球上是没有游离的氧气的，氧原子由于化学性质比较活泼，都是以氧化物的形式存在的。因此，当时的生命要进行新陈代谢并不需要氧气，甚至对于大部分生物而言氧气是有剧毒的。直到现在我们的地球上仍能发现不少的厌氧性微生物（Anaerobe），他们在有氧气的地方就变得非常不活泼，甚至发生死亡。
　　厌氧菌
　　甚至于于我们人类或者说绝大部分生物都仍然保留了部分厌氧呼吸的特征。人类在剧烈运动的时候，身体对能量的需求会比正常有氧条件下高很多，以至于单靠有氧呼吸无法满足能量的供给。当这种情况发生时，身体会采用无氧方式分解体内的储能物质释放能量，而无氧产能方式的主要副产物就是乳酸。相信很多进行过剧烈运动的朋友都有在第二天体会过乳酸在肌肉内富集的酸爽感觉。
　　有氧呼吸与无氧呼吸
　　既然人类可以进行部分的无氧呼吸，那么为什么人类不能干脆进化出无氧呼吸的能力了呢，这样不就不会窒息而死了么？这是因为无氧呼吸的产能效率太低了，同样一份的葡萄糖，有氧呼吸可以产生30份的能量，而无氧呼吸只能产生2份的能量。这种能量利用效率方面指数级的差距，使得绝大部分生物抛弃了无氧代谢的方式，转而投向了氧气妈妈的怀抱，毕竟再豪华的马车也比不上兰博基尼香啊。这就是绝大多数生物进化出有氧呼吸的根本原因，因为无氧呼吸的弱鸡基本都被他们消灭了啊。
　　现在让我们回到题主的问题，即为什么不呼吸氮气。因为这已经不是开马车还是兰博基尼的问题了。如果说普通的无氧呼吸是用两条腿走路的话，在代谢过程中强行加入氮气这种超级稳定，且光是将其分解就需要消耗大量的物质，那就相当于把腿砍掉，然后用手爬行了啊。如果真有生物产生了类似的变异，面对着周围手脚健全的同类，下场可想而知了。
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　　其实这个问题可以猜测一下:
　　首先氮气N2与氧气反应条件复杂。
　　然后C物质与氧气反应条件比较简单，加热点燃即可。
　　因此:我们可以说，正是因为C类物质与氧气发生反应的条件简单，所以生命由碳水化合物组成的概率更高。
　　而与N类物质发生反应的物质就没那么容易，不仅条件复杂，而且形式并不是很好找，因此要构成吸入N2的生命就比较困难。
　　所以上述问题，其实问的是生命组成的物质为什么是含炭类物质，而是由其他物质组成的概率比较小的原因。
　　因此，我们可以推断生命的形成过程是由于碳水化合物与氧气容易发生反应，所以在原始地球的早期，由于空气中含有很多甲烷，与水和氧气发生反应，最后形成了部分碳水化合物，为组成原始生命创造了条件。
　　而且，目前来说，动物与植物形成了互补，正是由于动物吸入氧气呼出二氧化碳为植物的肥料形成条件，而植物又是吸入二氧化碳，呼出氧气，为动物的呼吸提供了可能。这样的相互补充，让整个生物系统繁荣茂盛，生生不息。
　　所以，我们很多时候看上去觉得这个世界就是像是被某种规则设计好的一样，其实也是由于地球的特殊物质组成条件在某种形式下，组成生命的概率更高的结果。
　　这其实也是自然形成的法则，因此，生命才会在这么多年后如此地繁荣昌盛。
　　所以:我们才会选择吸入含量更低的氧气而不是氮气。
　　以上回复，希望对你有所帮助。
　　氮的化学键，外电子表明其性质不活泼，无法在地球温度气压下与碳基生命进行能量结合分解的氧化还原反应循环。