談初中階段生物的呼吸作用

楊 偉

(廣東省惠州市惠陽區(qū)崇雅實驗學校 廣州惠州 516200)

一、植物的呼吸作用

初中生物教材（北師大版)中，植物的呼吸作用出現(xiàn)在七年級上冊，植物的呼吸作用對剛?cè)氤跻坏膶W生來說是一個不好接受的概念。植物的光合作用早已在小學階段先入為主，同學們都知道光合作用，但是對呼吸作用知之甚少。所以，教學中應結(jié)合生活給學生提供多樣的具有代表性的材料，讓學生從感性到理性、從具體到抽象、從宏觀到微觀，順利理解呼吸作用這一核心概念。

植物光合作用生產(chǎn)的有機物和氧氣，并不是單純地為動物提供，而是為了自己的生存。換句話說，植物造的有機物和氧氣是給自己用的。用來做什么，就是用來進行呼吸作用，呼吸作用可以利用氧氣將有機物分解，將儲存的能量釋放出來供植物利用。植物想獲得生活的能量，必須進行光合作用和呼吸作用兩個過程。

植物的呼吸作用與光合作用的場所、時間等并不相同，它們是兩個相對獨立的生命活動，但是兩者相輔相成、互為前提，互為依賴，對植物來說缺一不可。光合作用提供的有機物和氧氣是呼吸作用的原料，而呼吸作用釋放出的能量是光合作用的動力。但是兩者并不是單純的逆轉(zhuǎn)化過程，兩個過程中的有機物也并不相同，光合作用產(chǎn)生的有機物如淀粉和蔗糖等都需要在植物體內(nèi)發(fā)生一定的變化之后才能轉(zhuǎn)化為呼吸作用的原料如葡萄糖[1]。

二、人的呼吸作用

人的呼吸作用出現(xiàn)在七年級下冊，此時通過七年級上冊對植物呼吸作用的學習，學生對呼吸和呼吸作用有了初步的認識和理解，此時對呼吸作用的講解重點要放在引導學生感知體驗人的呼吸，理解氧氣、有機物與能量的關(guān)系，深化對呼吸作用的認識。人體的每個細胞都能利用氧氣將葡萄糖等有機物分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時伴有能量的釋放，這個過程就是人體細胞的呼吸作用。細胞通過呼吸作用釋放的能量，一部分用于維持體溫的恒定，另一部分用于推動各種生命活動。那么，人體細胞是如何獲得葡萄糖等有機物及氧氣的呢？

（一）消化與吸收為呼吸作用提供有機物

七年級下冊內(nèi)容會講人類的食物，在這里我們再次接觸到有機物這個概念，食物中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)是儲存能量的有機物。消化分為物理性消化和化學性消化，化學性消化主要是指食物中的大分子有機物分解成可吸收的小分子物質(zhì)的過程，如淀粉在小腸內(nèi)被分解為葡萄糖。吸收是指小分子可吸收物質(zhì)通過消化管壁上皮細胞進入血液的過程。消化和吸收這兩個過程為細胞的呼吸作用提供了有機物。

（二）肺通氣和肺換氣為呼吸作用提供氧氣

肺通氣就是呼吸，它完成了肺與外界的氣體交換，給肺內(nèi)提供了充足的氧氣，而肺并不是氧氣的終點，氧氣的終點是每一個細胞。所以氧氣到達肺之后下一步是進入血液。肺泡中的氧氣進入血液、血液中的二氧化碳進入肺泡，是通過肺換氣實現(xiàn)的。肺換氣的原理是氣體擴散，即氣體會從濃度高的一側(cè)向濃度低的一側(cè)運動。肺換氣的結(jié)果是血液流經(jīng)肺之后，血液中的氧氣含量增加，二氧化碳含量減少。

（三）血液運輸有機物和氧氣

消化和吸收的結(jié)果是葡萄糖等有機物進入血液，肺通氣和肺換氣的結(jié)果是氧氣進入血液，于是血液攜帶有機物和氧氣通過血液循環(huán)輸將其送至身體各處的毛細血管。毛細血管遍布全身組織細胞，管壁薄、血流速度最慢，所以在毛細血管處將會發(fā)生物質(zhì)交換。物質(zhì)交換的結(jié)果就是細胞終于獲得了呼吸作用的兩種原料：有機物和氧氣，同時細胞會將其產(chǎn)生的代謝廢物如呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳交換至血液。

三、呼吸與呼吸作用

通過以上講述，我們可以知道，呼吸和呼吸作用有著本質(zhì)的區(qū)別，但是很多同學把呼吸和呼吸作用混淆。所以我們再次闡述呼吸和呼吸作用的區(qū)別和聯(lián)系。

我們通常所說的人的呼吸，是指外界和肺泡之間的氣體交換，也叫肺通氣。而呼吸是通過呼吸運動實現(xiàn)的。呼吸運動是肉眼可見、能夠意識的到的宏觀過程。所謂的植物呼吸現(xiàn)象是植物活細胞進行呼吸作用的結(jié)果。

人和綠色植物的呼吸作用主要在有氧氣的條件下進行，細胞內(nèi)的細胞器線粒體是呼吸作用的場所，有機物分解后產(chǎn)生二氧化碳和水，同時伴有能量的釋放，這些能量可以推動生物體的各種生命活動。呼吸作用是細胞最直接的能量供應者。而呼吸作用不同于呼吸，它是一個微觀的過程，我們?nèi)梭w看不到、感受不到，更不能加以控制，但是確實存在并發(fā)生[2]。

四、有氧呼吸與無氧呼吸

本文以上所講的內(nèi)容中動植物的呼吸作用都屬于有氧呼吸。初中生物教材并沒有明確提出無氧呼吸的概念，但是在講解細菌、真菌等生物的生活方式時有所涉及。本文在這里作簡單闡述。此處的無氧呼吸為廣義的無氧呼吸，不再區(qū)分發(fā)酵和無氧呼吸的區(qū)別。

（一）什么是無氧呼吸

無氧呼吸是指細胞生活在無氧或缺氧的條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物不徹底地氧化分解成酒精或乳酸等，同時釋放出少量能量的過程。這個過程沒有氧參與，其產(chǎn)物主要是酒精或乳酸[3]。

（二）初中生物所涉及的細胞進行無氧呼吸的例子

1.人體骨骼肌細胞

人體內(nèi)的骨骼肌細胞在短暫缺氧（如短跑時）的情況下可進行無氧呼吸，因為此時對能量的要求極高，而有氧呼吸不能滿足需求，所以骨骼肌細胞進行無氧呼吸，以便提供更多能量。

2.厭氧細菌

細菌是最古老的單細胞生物之一，很多細菌屬于厭氧細菌。比如乳酸菌把牛奶變成酸奶、把蔬菜變成泡菜的過程、利用甲烷菌生產(chǎn)沼氣的過程都屬于厭氧細菌的發(fā)酵，在初中階段可以歸到無氧呼吸的范疇中。

3.酵母菌

酵母菌是一種單細胞真菌，它既能進行有氧呼吸也能進行無氧呼吸。其中有氧呼吸的產(chǎn)物是水和二氧化碳，無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳。

五、結(jié)束語

呼吸作用的進行需要有機物等原料，而獲得有機物等原料的過程又和其他生理過程關(guān)系密切，如植物需將光合作用生產(chǎn)的有機物通過篩管運輸至細胞，而人體需要將食物消化后的有機物通過血液運送至細胞。呼吸作用在整個初中生物教學中占重要地位，教師一定要重視呼吸作用這個核心概念的學習，讓學生更好地認識生物的生活原理，同時為學生以后高中階段的學習打下良好的基礎。