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(xué)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(xué)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(xué)階段先入為主，同學(xué)們都知道光合作用，但是對呼吸作用知之甚少。所以，教學(xué)中應(yīng)結(jié)合生活給學(xué)生提供多樣的具有代表性的材料，讓學(xué)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(xué)習(xí)，學(xué)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(dǎo)學(xué)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(xué)性消化，化學(xué)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(xué)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(yīng)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(xué)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(xué)習(xí)，讓學(xué)生更好地認識生物的生活原理，同時為學(xué)生以后高中階段的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。