關(guān)于綠色植物的呼吸作用的教學(xué)

趙明華

提出問(wèn)題：呼吸作用的原料和產(chǎn)物是什么？呼吸作用是植物獨(dú)有的特征嗎？綠色植物是如何維持生物圈中碳氧平衡的？對(duì)于綠色植物的呼吸作用，在本書(shū)始和第一課已經(jīng)略有提及，人們常常認(rèn)為綠色植物能通過(guò)光合作用吸收二氧化碳放出氧氣，能夠更新居室里的空氣，增加氧氣的含量，于是居室里擺放多盆綠色植物，同學(xué)們認(rèn)為這種做法科學(xué)嗎？為什么呢？

前面已經(jīng)提到，生命活動(dòng)需要能量的供應(yīng)，那么能量靠什么來(lái)供應(yīng)呢？綠色植物進(jìn)行光合作用制造的有機(jī)物，除了用于構(gòu)建植物體，還有另外一個(gè)重要作用為植物的生命活動(dòng)提供能量，那么綠色植物的光合作用是一個(gè)什么樣的過(guò)程呢？現(xiàn)在我們一起來(lái)探討這些問(wèn)題。

綠色植物呼吸作用的過(guò)程。種子的萌發(fā)，生命活動(dòng)活躍起來(lái)需要供給能量。展示昨天做的種子萌發(fā)的實(shí)驗(yàn)。用兩個(gè)暖水瓶裝種子，甲瓶中裝的是萌發(fā)的種子，乙瓶中裝的是煮熟的種子，往瓶中各插入一支溫度計(jì)，請(qǐng)同學(xué)們上來(lái)觀察兩支溫度計(jì)顯示的溫度各是多少。

觀察結(jié)果是甲瓶中溫度是55度，乙瓶中溫度是25度（室溫），大家可看出種子萌發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生了熱量。想想是什么原因?qū)е录灼恐袦囟壬吣?？原?lái)是種子萌發(fā)過(guò)程中其中的有機(jī)物發(fā)生了化學(xué)變化，釋放出了能量，一部分用于種子萌發(fā)，還有一部分以熱能的形式散失了，這就是能量的變化。也就是表現(xiàn)為溫度升高了。

那么種子萌發(fā)過(guò)程中有機(jī)物最終轉(zhuǎn)變成了什么物質(zhì)呢？在轉(zhuǎn)變過(guò)程中還需要哪些物質(zhì)的參與呢？帶著這些問(wèn)題我們來(lái)做下面的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)大家仔細(xì)觀察。演示幻燈片，并講解過(guò)程。第一瓶中的萌發(fā)種子，等一段時(shí)間后，將開(kāi)關(guān)打開(kāi)，氣體通入澄清石灰水中，觀察到澄清石灰水變渾濁了，這是什么物質(zhì)使其發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢？原來(lái)二氧化碳有使澄清石灰水變渾濁的特性，上述實(shí)驗(yàn)中澄清石灰水變渾濁了說(shuō)明生成了二氧化碳，通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)更進(jìn)一步證明，二氧化碳來(lái)自于種子里的有機(jī)物。事實(shí)上有機(jī)物在徹底分解時(shí)不僅產(chǎn)生二氧化碳還產(chǎn)生了水。

那么在種子萌發(fā)過(guò)程中到底還有什么物質(zhì)參加了反應(yīng)呢？將新鮮的綠豆放入甲瓶，將沸水燙過(guò)的綠豆放入乙瓶中，把甲乙兩瓶同時(shí)放在溫暖的地方。過(guò)24小時(shí)以后觀察蠟燭在甲乙兩瓶中燃燒的情況。現(xiàn)象是燃燒的蠟燭放進(jìn)甲瓶中火焰立即熄滅了，而乙瓶中的蠟燭保持原狀燃燒。這是什么原因呢？我們知道氧氣是讓蠟燭保持燃燒的必要條件，甲瓶子中燃著的蠟燭熄滅了，就是可能是瓶中氧氣少了的，也就是說(shuō)甲瓶中氧氣參與了呼吸作用了，而乙瓶中是放入的沸水燙過(guò)的綠豆芽沒(méi)有活力，也就不能進(jìn)行正常的生命活動(dòng)了，也就沒(méi)有氧氣的減少，所以蠟燭就不熄滅了。而乙瓶中的蠟燭沒(méi)有熄滅。為什么會(huì)這樣呢？原來(lái)綠豆在萌芽的過(guò)程中吸收了氧氣，而沸水處理過(guò)的結(jié)綠豆不能萌芽所以不能消耗氧氣?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)證明，有機(jī)物在徹底分解成二氧化碳和水時(shí)需要氧氣的參與。事實(shí)上這種變化不僅發(fā)生在種子萌發(fā)過(guò)程中也發(fā)生在所有生活細(xì)胞內(nèi)部。這種作用我們叫做呼吸作用。呼吸作用的概念是細(xì)胞利用氧，將有機(jī)物分解成二氧化碳和水，并且儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量放出來(lái)供給生命活動(dòng)的需要，這個(gè)過(guò)程叫做呼吸作用。這個(gè)過(guò)程主要線粒體內(nèi)進(jìn)行的其實(shí)質(zhì)就是分解有機(jī)物，釋放能量。

那么，在不同的細(xì)胞中，不同的生命時(shí)期，呼吸作用的強(qiáng)弱是有差別的。一般來(lái)講，生命活動(dòng)越強(qiáng)的時(shí)期，呼吸作用也就越強(qiáng)，所以呼吸作用的強(qiáng)弱影響著植物體的生長(zhǎng)的發(fā)育，關(guān)系到農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此在提高農(nóng)作用的產(chǎn)量時(shí)就要采取措施來(lái)提高農(nóng)作用的呼吸作用，以利于增產(chǎn)。但有時(shí)呼吸作用需要降低強(qiáng)度，如貯藏水果蔬菜時(shí)降低溫度或氧濃度來(lái)減弱呼吸作用。

是不是所有的生物都有呼吸作用呢？對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)進(jìn)行光合作用自由制造的有機(jī)物除了自身利用之外，還通過(guò)食物鏈進(jìn)入其他生物體內(nèi)參與構(gòu)建其他生物體并且為其他生物的生命活動(dòng)提供能量，而所有的生物體內(nèi)有機(jī)物的分解提供能量的方式是大致相似的，都是通過(guò)生物細(xì)胞進(jìn)行的呼吸作用來(lái)進(jìn)行。也就說(shuō)呼吸作用是生物的共同特征，其實(shí)質(zhì)就是有機(jī)物的分解釋放能量。對(duì)于所有生物來(lái)說(shuō)，如果呼吸作用一旦停止，那么意味著生命活動(dòng)的終結(jié)，也就是真正意義上的死亡，所以任何活細(xì)胞都在不停地進(jìn)行著呼吸作用。更進(jìn)一步說(shuō)所有呼吸作用是所有生物的共同的特征。

在自然界中，綠色植物不斷進(jìn)行著光合作用和呼吸作用。生物的進(jìn)行呼吸作用就會(huì)不斷消耗氧氣向生物圈中排放二氧化碳，但同時(shí)綠色植物不斷進(jìn)行著光合作用，將二氧化碳作為原料制造出有機(jī)物，這個(gè)過(guò)程必須保持相對(duì)的平衡才能使我們生活的地球有一個(gè)很好的環(huán)境。

現(xiàn)在回想我們當(dāng)初提出的問(wèn)題，在室內(nèi)放大量的綠色植物能來(lái)能改變室內(nèi)的空氣呢？事實(shí)上，白天植物生成的氧氣，到了晚上不能進(jìn)行光合作用，同樣進(jìn)行呼吸作用，消耗氧氣，這時(shí)就形成了植物與人爭(zhēng)奪氧氣的現(xiàn)象，所以到了晚上，反而覺(jué)得室內(nèi)空氣氧含量較低，特別是后半夜，氧含量會(huì)更低的，所以室內(nèi)放綠色植物能來(lái)改變室內(nèi)的空氣質(zhì)量的說(shuō)法并不是很正確。

編輯 王愛(ài)芳