周澤昆
(山東省萊蕪第一中學,山東萊蕪 271100)
動植物呼吸系統的區別與研究
周澤昆
(山東省萊蕪第一中學,山東萊蕪 271100)
動植物的生命運動離不開氧氣,而動植物均是通過呼吸系統吸進氧氣,呼出二氧化碳,從而進行新陳代謝。呼吸系統是維持生物生命活動的重要生理活動之一,動植物呼吸系統之間存在著一定的聯系,但其本質有所區別,本文就動植物的呼吸系統構造、功能以及區別和聯系做出簡單的論述,供廣大讀者閱讀。
動植物 呼吸系統 器官 氣體交換 光合作用 呼吸作用
完成機體內部與外界氣體交換工作的所有器官,統稱為呼吸系統,動物呼吸系統包括呼吸道和肺,植物呼吸系統“器官”和光合作用場所一樣,就是光合作用的逆反過程(光線充足的情況下進行光合作用,無光或光線暗淡時進行呼吸作用)。
1.1動物呼吸系統的功能
空氣中的氧氣通過呼吸作用被吸入,進入肺泡,通過肺泡細胞壁,穿過毛細血管壁,與血液中的血紅蛋白結合,以血紅蛋白為載體,流動至全身細胞,最終至線粒體,供給新陳代謝作用,保證正常的生命運動。由此可見呼吸過程不僅依靠呼吸系統,還需要血液循環系統的配合,相互協作來完成。
(1)外呼吸過程:空氣中的氧氣進入肺部的肺泡,通過擴散,連續穿過肺泡細胞壁和毛細血管細胞壁,進入到動物體血液,這個過程即為外呼吸過程,又稱肺換氣和肺通氣過程;(2)肺具有防御功能:在外界空氣進入動物體內血液的過程中,要經過呼吸道,呼吸道通過鼻部加溫過濾、咳嗽、噴嚏、支氣管收縮、纖毛運動等一系列物理機制,對進入體內的空氣進行過濾;在通過肺泡過程中要與動物體內的各種酶等化學物質緊密接觸,進一步對空氣中的有害物質進行過濾;同時肺泡中的各種吞噬細胞會將有害物質吞噬;其中細胞中的免疫物質會針對空氣中的有害物質分泌相應的抗體,最終完成呼吸系統的防御功能。(3)對于體內的生理活性物質、脂質、蛋白、結締組織及活性氧等物質,肺具有代謝功能。某些病理情況能導致肺循環的代謝異常,可能因此導致肺部疾病的惡化,或導致全身性疾病的發生。(4)神經內分泌功能:肺組織能夠分泌一種細胞具有神經內分泌功能(為神經內分泌細胞或K細胞),與腸道的嗜銀細胞相似,在肺部內分泌功能下降或喪失的情況系會出現皮質醇增多癥、骨骼肥大病、甚至出現男性乳腺增生的病狀。
1.2肺部結構介紹
肺部是受身體外部骨骼、肌肉、脂肪等保護的身體內部腔體,其面積大而且表面為潮濕狀態。肺主要由支氣管反復分支及其末端形成的肺泡共同組成,空氣進入肺泡通過擴散穿過兩層細胞壁,與血紅蛋白結合,經血液循環最終到達細胞線粒體,供其所需,進行一系列氧化過程,提供代謝所需。代謝產物(二氧化碳等),經血液循環流回肺部,排除體外。整個勝利過程涉及到吸氣時的膈肌收縮,使體內氣壓低于外界大氣壓,使空氣流入體內,呼氣過程膈肌舒張,縮小胸腔空間,將代謝廢物排出體外。
2.1概述
植物在氧氣充足的情況下,將光合作用產生的碳水化合物、脂肪、蛋白質等底物氧化,產生ATP、CO2和水為植物呼吸過程,與光合作用相反,會消耗植物體內的有機物,為有氧呼吸。在氧氣不充足的條件下,進行的呼吸作用不徹底,有機物不徹底分解產生酒精等物質,成為無氧呼吸,俗稱無氧呼吸,期間產生少量的二氧化碳和能量,供植物生命運轉所需三碳植物中的綠色部分,將二磷酸核酮糖進行過氧化反應后的產物乙醇酸,以更加徹底的氧化反應,生成二氧化碳,此過程為光呼吸過程。
2.2呼吸過程介紹
呼吸過程化學式為:
此過程具體為植物的有氧呼吸、無氧呼吸和光呼吸過程,與光合作用過程相反,原料和產物亦相反,光合作用的產物為此過程的原料。植物綠色部分在有光的條件下通過光合作用產生有機物,但在其他部位(根部和處于無光環境下的綠色部位),將光合作用產生的有機物進行分解,釋放出化學能,以ATP中高能鍵的形式供各種生理活動之用,其基本反應與動物及微生物的相似,而且電子傳遞和磷酸化也在線粒體上進行。
3.1“器官”不同
植物葉片扁而薄、氣孔眾多,與大氣間氣體交換方便,除沼澤植物如水稻有通氣組織之外,沒有肺鰓等呼吸器官。動物則有完整的呼吸系統,健全的各種呼吸系統器官。
3.2代謝產物不同
動物呼吸過程均為將有機物裝換成水和二氧化碳,不受外界條件的影響,植物則不同,外界條件的不同,如氧氣條件的變化,陽光照射條件的變化等,會發生不同的化學反應,所產生的代謝物也各不相同。
3.3其他區別
植物的呼吸速率與其種類、發育時期和生理狀態有關,生長幼期、鼎盛期的呼吸速率高于成熟、衰老組織的呼吸速率;生殖器官的呼吸速率比營養器官要高。植物呼吸過程較容易受到外界條件的影響,如溫度、光照、大氣成分等。這些均為植物呼吸過程所特有的,與動物呼吸過程有著本質上的區別。
動植物呼吸系統有著本質上的區別,動物呼吸系統只產生二氧化碳,吸收氧氣,不受外界條件、氣候等因素的影響,而植物呼吸系統則不同,在有光條件下它以進行光合作用為主,呼吸作用減弱到最低程度,而當外界無光或光線十分黯淡的條件,則以呼吸作用為主,光合作用十分微弱,雖然表象看上去相似,但本質不同。
[1]王榮榮.貝殼堤島3種灌木葉片光合作用的水分響應性研究[D].山東農業大學,2014.
[2]李勤.細胞中氣體如何跨膜運輸[J].新高考:理化生,2012(10).