初中生物呼吸運動的難點解析

田華穎

（陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）

呼吸運動是人教版七年級生物學(xué)下冊第四單元第三章節(jié)第二節(jié)的重要知識點。《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求初中生在知識上要獲得有關(guān)人體結(jié)構(gòu)、功能以及衛(wèi)生保健的知識，促進(jìn)生理和心理的健康發(fā)展。呼吸運動是發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換的重要知識，也是難點知識。以下這塊內(nèi)容是學(xué)生比較容易混亂的部分。

一、區(qū)分呼吸、呼吸作用、呼吸運動

這三個概念相互聯(lián)系又相互區(qū)別。

我們通常所說的呼吸是指氣體呼吸，包括外界與肺的氣體交換和血液與肺泡的氣體交換兩個過程。

呼吸運動特指外界與肺的氣體交換過程，是通過胸廓的有節(jié)律的擴(kuò)張和收縮從而完成吸氣和呼氣的過程。

呼吸作用又稱細(xì)胞呼吸，是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳和其他產(chǎn)物，釋放能量的過程。包括有氧呼吸和無氧呼吸。

這三個概念的正確理解可以讓學(xué)生對后來線粒體以及細(xì)胞呼吸的學(xué)習(xí)更加清晰明確。

二、呼吸運動的具體過程

肌肉具有收縮和舒張的特性。在神經(jīng)系統(tǒng)的支配下肌肉的收縮與舒張牽拉骨骼使得運動得以完成。就初中生而言，掌握呼吸運動中肋間肌與膈肌的變化即可。

氣壓這個概念對初一年級學(xué)生而言理解比較困難。如果把氣體分子比喻成在一個密閉的空間里學(xué)生在各個方向推墻壁從而對外產(chǎn)生壓力。相同的人數(shù)在空間大的地方受到了各個墻面的壓力就小，在空間小的地方壓力就大。

呼吸運動分為吸氣與呼氣兩個過程。

簡單記的口訣就是“吸氣收縮大大小，呼氣舒張小小大”即，吸氣時肋間肌和膈肌收縮，胸廓體積變大，肺擴(kuò)張體積變大，肺內(nèi)壓小于外界氣壓吸氣；呼氣時肋間肌和膈肌舒張，胸廓體積變小，肺收縮體積變小，肺內(nèi)壓大于外界氣壓呼氣。

三、例題解析

1.下圖是某人在一次平靜呼吸中肺內(nèi)氣壓的變化曲線，試分析曲線BC 段的變化，胸廓的前后徑和左右徑的變化，正確的是（ ）

A.前后徑增大，左右徑縮小

B.前后徑縮小，左右徑增大

C.前后徑和左右徑均增大

D.前后徑和左右徑均減小

2.下圖是人體在平靜呼吸時肺內(nèi)氣體容量變化曲線，由B 到C 的過程表示 （ ）

A.吸氣，膈肌收縮，膈頂下降

B.呼氣，膈肌收縮，膈頂下降

C.吸氣，膈肌舒張，膈頂上升

D.呼氣，膈肌舒張，膈頂上升

在解答這類型圖形題時關(guān)鍵要看清楚橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的變量，變量不同，結(jié)果當(dāng)然不同。不可以憑借經(jīng)驗以前做過，不看變量一味沖動，造成錯誤。

在第1 題中縱軸為肺內(nèi)壓與外界氣壓的差，縱軸數(shù)值=肺內(nèi)壓-外界氣壓，在AB 段縱軸數(shù)值為負(fù)值。此時肺內(nèi)壓＜外界氣壓，外界氣體進(jìn)入肺，此時吸氣，肋間肌和膈肌收縮，胸廓的前后徑和左右徑增大，上下徑增大。在BC 段縱軸數(shù)值為負(fù)值。此時肺內(nèi)壓＞外界氣壓，肺內(nèi)氣體出肺，此時呼氣，肋間肌和膈肌舒張，胸廓的前后徑和左右徑減小，上下徑減小。同時要注意肋間肌與膈肌的收縮狀態(tài)是一致的，胸廓的前后左右上下徑變化也是一致的。本題答案為D。

在第2 題中縱軸為肺容量，其中A 和C 點表示肺容量的最小值，在B 和D 點表示肺容量最大值。因此有A 到B 肺容量由小變大，肺體積擴(kuò)大，肺內(nèi)壓減小，使得肺內(nèi)壓小于外界氣壓，而是氣體進(jìn)入肺，吸氣。因A 到B，表示吸氣，膈肌收縮，膈頂處于下降狀態(tài)。C 到D 相同。而在B 到C，由最大值到最小值，肺容量由大變小，肺內(nèi)壓增大，使得肺內(nèi)壓大于外界氣壓，于是氣體從肺內(nèi)壓出，呼氣。由B 到C，表示呼氣，膈肌舒張，膈頂處于上升狀態(tài)。此題答案為D。

四、氣體交換的過程與原理

氣體交換主要是人體獲得氧氣排出二氧化碳的過程。氣體交換分為肺泡與血液的氣體交換和血液與組織細(xì)胞的氣體交換。

氣體交換的原理是擴(kuò)散原理，在這里可以解釋為氧氣由濃度高的地方流向濃度低的地方，二氧化碳由濃度高的地方流向濃度低的地方。同時要注意的是在得到氧氣的同時給出二氧化碳，這兩種氣體的流動同時進(jìn)行，才可以稱之為交換。

通過呼吸運動氣體由外界進(jìn)入肺，這一步靠的是氣壓。在肺泡與血液的氣體交換中此時肺泡內(nèi)是剛得到的新鮮空氣，氧氣濃度比較高，而血液為氧氣濃度低的靜脈血，于是氧氣由濃度比較高的肺泡流向血管。在同一時刻，此時的血液二氧化碳濃度高，肺泡內(nèi)二氧化碳濃度較低，二氧化碳由濃度高的血液流向肺泡，肺泡內(nèi)的二氧化碳通過呼氣排除。這樣血液得到了氧氣，排除了二氧化碳，完成了氣體交換，含氧量少的靜脈血變成了含氧量豐富的動脈血。

動脈血流向全身的組織細(xì)胞完成血液與組織細(xì)胞的氣體交換。組織細(xì)胞要進(jìn)行呼吸作用消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳。在組織細(xì)胞中氧氣濃度低，二氧化碳濃度高，而此時的血液中氧氣濃度高，二氧化碳濃度低，氧氣由濃度高的血液進(jìn)入組織細(xì)胞，而二氧化碳由濃度高的組織細(xì)胞進(jìn)入血液，血液由含氧量高的動脈血變成含氧量低的靜脈血。

五、擴(kuò)展知識點

1.細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生能量的細(xì)胞器是“能量轉(zhuǎn)化站”——線粒體。

2.植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器是“動力車間”——葉綠體。

3.無論是植物還是動物都具有線粒體，因為它們都要進(jìn)行細(xì)胞呼吸。

4.運輸氧氣主要是靠紅細(xì)胞，紅細(xì)胞中的血紅蛋白可以在氧氣濃度高的地方與氧結(jié)合，在氧濃度低的地方與氧分離。注意血紅蛋白還可以與一氧化碳結(jié)合，結(jié)合能力大于氧氣。運輸二氧化碳主要是靠血漿。