周泽昆
(山东省莱芜第一中学,山东莱芜 271100)
动植物呼吸系统的区别与研究
周泽昆
(山东省莱芜第一中学,山东莱芜 271100)
动植物的生命运动离不开氧气,而动植物均是通过呼吸系统吸进氧气,呼出二氧化碳,从而进行新陈代谢。呼吸系统是维持生物生命活动的重要生理活动之一,动植物呼吸系统之间存在着一定的联系,但其本质有所区别,本文就动植物的呼吸系统构造、功能以及区别和联系做出简单的论述,供广大读者阅读。
动植物 呼吸系统 器官 气体交换 光合作用 呼吸作用
完成机体内部与外界气体交换工作的所有器官,统称为呼吸系统,动物呼吸系统包括呼吸道和肺,植物呼吸系统“器官”和光合作用场所一样,就是光合作用的逆反过程(光线充足的情况下进行光合作用,无光或光线暗淡时进行呼吸作用)。
1.1动物呼吸系统的功能
空气中的氧气通过呼吸作用被吸入,进入肺泡,通过肺泡细胞壁,穿过毛细血管壁,与血液中的血红蛋白结合,以血红蛋白为载体,流动至全身细胞,最终至线粒体,供给新陈代谢作用,保证正常的生命运动。由此可见呼吸过程不仅依靠呼吸系统,还需要血液循环系统的配合,相互协作来完成。
(1)外呼吸过程:空气中的氧气进入肺部的肺泡,通过扩散,连续穿过肺泡细胞壁和毛细血管细胞壁,进入到动物体血液,这个过程即为外呼吸过程,又称肺换气和肺通气过程;(2)肺具有防御功能:在外界空气进入动物体内血液的过程中,要经过呼吸道,呼吸道通过鼻部加温过滤、咳嗽、喷嚏、支气管收缩、纤毛运动等一系列物理机制,对进入体内的空气进行过滤;在通过肺泡过程中要与动物体内的各种酶等化学物质紧密接触,进一步对空气中的有害物质进行过滤;同时肺泡中的各种吞噬细胞会将有害物质吞噬;其中细胞中的免疫物质会针对空气中的有害物质分泌相应的抗体,最终完成呼吸系统的防御功能。(3)对于体内的生理活性物质、脂质、蛋白、结缔组织及活性氧等物质,肺具有代谢功能。某些病理情况能导致肺循环的代谢异常,可能因此导致肺部疾病的恶化,或导致全身性疾病的发生。(4)神经内分泌功能:肺组织能够分泌一种细胞具有神经内分泌功能(为神经内分泌细胞或K细胞),与肠道的嗜银细胞相似,在肺部内分泌功能下降或丧失的情况系会出现皮质醇增多症、骨骼肥大病、甚至出现男性乳腺增生的病状。
1.2肺部结构介绍
肺部是受身体外部骨骼、肌肉、脂肪等保护的身体内部腔体,其面积大而且表面为潮湿状态。肺主要由支气管反复分支及其末端形成的肺泡共同组成,空气进入肺泡通过扩散穿过两层细胞壁,与血红蛋白结合,经血液循环最终到达细胞线粒体,供其所需,进行一系列氧化过程,提供代谢所需。代谢产物(二氧化碳等),经血液循环流回肺部,排除体外。整个胜利过程涉及到吸气时的膈肌收缩,使体内气压低于外界大气压,使空气流入体内,呼气过程膈肌舒张,缩小胸腔空间,将代谢废物排出体外。
2.1概述
植物在氧气充足的情况下,将光合作用产生的碳水化合物、脂肪、蛋白质等底物氧化,产生ATP、CO2和水为植物呼吸过程,与光合作用相反,会消耗植物体内的有机物,为有氧呼吸。在氧气不充足的条件下,进行的呼吸作用不彻底,有机物不彻底分解产生酒精等物质,成为无氧呼吸,俗称无氧呼吸,期间产生少量的二氧化碳和能量,供植物生命运转所需三碳植物中的绿色部分,将二磷酸核酮糖进行过氧化反应后的产物乙醇酸,以更加彻底的氧化反应,生成二氧化碳,此过程为光呼吸过程。
2.2呼吸过程介绍
呼吸过程化学式为:
此过程具体为植物的有氧呼吸、无氧呼吸和光呼吸过程,与光合作用过程相反,原料和产物亦相反,光合作用的产物为此过程的原料。植物绿色部分在有光的条件下通过光合作用产生有机物,但在其他部位(根部和处于无光环境下的绿色部位),将光合作用产生的有机物进行分解,释放出化学能,以ATP中高能键的形式供各种生理活动之用,其基本反应与动物及微生物的相似,而且电子传递和磷酸化也在线粒体上进行。
3.1“器官”不同
植物叶片扁而薄、气孔众多,与大气间气体交换方便,除沼泽植物如水稻有通气组织之外,没有肺鳃等呼吸器官。动物则有完整的呼吸系统,健全的各种呼吸系统器官。
3.2代谢产物不同
动物呼吸过程均为将有机物装换成水和二氧化碳,不受外界条件的影响,植物则不同,外界条件的不同,如氧气条件的变化,阳光照射条件的变化等,会发生不同的化学反应,所产生的代谢物也各不相同。
3.3其他区别
植物的呼吸速率与其种类、发育时期和生理状态有关,生长幼期、鼎盛期的呼吸速率高于成熟、衰老组织的呼吸速率;生殖器官的呼吸速率比营养器官要高。植物呼吸过程较容易受到外界条件的影响,如温度、光照、大气成分等。这些均为植物呼吸过程所特有的,与动物呼吸过程有着本质上的区别。
动植物呼吸系统有着本质上的区别,动物呼吸系统只产生二氧化碳,吸收氧气,不受外界条件、气候等因素的影响,而植物呼吸系统则不同,在有光条件下它以进行光合作用为主,呼吸作用减弱到最低程度,而当外界无光或光线十分黯淡的条件,则以呼吸作用为主,光合作用十分微弱,虽然表象看上去相似,但本质不同。
[1]王荣荣.贝壳堤岛3种灌木叶片光合作用的水分响应性研究[D].山东农业大学,2014.
[2]李勤.细胞中气体如何跨膜运输[J].新高考:理化生,2012(10).