谈初中阶段生物的呼吸作用

杨 伟

(广东省惠州市惠阳区崇雅实验学校 广州惠州 516200)

一、植物的呼吸作用

初中生物教材（北师大版)中，植物的呼吸作用出现在七年级上册，植物的呼吸作用对刚入初一的学生来说是一个不好接受的概念。植物的光合作用早已在小学阶段先入为主，同学们都知道光合作用，但是对呼吸作用知之甚少。所以，教学中应结合生活给学生提供多样的具有代表性的材料，让学生从感性到理性、从具体到抽象、从宏观到微观，顺利理解呼吸作用这一核心概念。

植物光合作用生产的有机物和氧气，并不是单纯地为动物提供，而是为了自己的生存。换句话说，植物造的有机物和氧气是给自己用的。用来做什么，就是用来进行呼吸作用，呼吸作用可以利用氧气将有机物分解，将储存的能量释放出来供植物利用。植物想获得生活的能量，必须进行光合作用和呼吸作用两个过程。

植物的呼吸作用与光合作用的场所、时间等并不相同，它们是两个相对独立的生命活动，但是两者相辅相成、互为前提，互为依赖，对植物来说缺一不可。光合作用提供的有机物和氧气是呼吸作用的原料，而呼吸作用释放出的能量是光合作用的动力。但是两者并不是单纯的逆转化过程，两个过程中的有机物也并不相同，光合作用产生的有机物如淀粉和蔗糖等都需要在植物体内发生一定的变化之后才能转化为呼吸作用的原料如葡萄糖[1]。

二、人的呼吸作用

人的呼吸作用出现在七年级下册，此时通过七年级上册对植物呼吸作用的学习，学生对呼吸和呼吸作用有了初步的认识和理解，此时对呼吸作用的讲解重点要放在引导学生感知体验人的呼吸，理解氧气、有机物与能量的关系，深化对呼吸作用的认识。人体的每个细胞都能利用氧气将葡萄糖等有机物分解，产生二氧化碳和水，同时伴有能量的释放，这个过程就是人体细胞的呼吸作用。细胞通过呼吸作用释放的能量，一部分用于维持体温的恒定，另一部分用于推动各种生命活动。那么，人体细胞是如何获得葡萄糖等有机物及氧气的呢？

（一）消化与吸收为呼吸作用提供有机物

七年级下册内容会讲人类的食物，在这里我们再次接触到有机物这个概念，食物中的糖类、脂肪、蛋白质是储存能量的有机物。消化分为物理性消化和化学性消化，化学性消化主要是指食物中的大分子有机物分解成可吸收的小分子物质的过程，如淀粉在小肠内被分解为葡萄糖。吸收是指小分子可吸收物质通过消化管壁上皮细胞进入血液的过程。消化和吸收这两个过程为细胞的呼吸作用提供了有机物。

（二）肺通气和肺换气为呼吸作用提供氧气

肺通气就是呼吸，它完成了肺与外界的气体交换，给肺内提供了充足的氧气，而肺并不是氧气的终点，氧气的终点是每一个细胞。所以氧气到达肺之后下一步是进入血液。肺泡中的氧气进入血液、血液中的二氧化碳进入肺泡，是通过肺换气实现的。肺换气的原理是气体扩散，即气体会从浓度高的一侧向浓度低的一侧运动。肺换气的结果是血液流经肺之后，血液中的氧气含量增加，二氧化碳含量减少。

（三）血液运输有机物和氧气

消化和吸收的结果是葡萄糖等有机物进入血液，肺通气和肺换气的结果是氧气进入血液，于是血液携带有机物和氧气通过血液循环输将其送至身体各处的毛细血管。毛细血管遍布全身组织细胞，管壁薄、血流速度最慢，所以在毛细血管处将会发生物质交换。物质交换的结果就是细胞终于获得了呼吸作用的两种原料：有机物和氧气，同时细胞会将其产生的代谢废物如呼吸作用产生的二氧化碳交换至血液。

三、呼吸与呼吸作用

通过以上讲述，我们可以知道，呼吸和呼吸作用有着本质的区别，但是很多同学把呼吸和呼吸作用混淆。所以我们再次阐述呼吸和呼吸作用的区别和联系。

我们通常所说的人的呼吸，是指外界和肺泡之间的气体交换，也叫肺通气。而呼吸是通过呼吸运动实现的。呼吸运动是肉眼可见、能够意识的到的宏观过程。所谓的植物呼吸现象是植物活细胞进行呼吸作用的结果。

人和绿色植物的呼吸作用主要在有氧气的条件下进行，细胞内的细胞器线粒体是呼吸作用的场所，有机物分解后产生二氧化碳和水，同时伴有能量的释放，这些能量可以推动生物体的各种生命活动。呼吸作用是细胞最直接的能量供应者。而呼吸作用不同于呼吸，它是一个微观的过程，我们人体看不到、感受不到，更不能加以控制，但是确实存在并发生[2]。

四、有氧呼吸与无氧呼吸

本文以上所讲的内容中动植物的呼吸作用都属于有氧呼吸。初中生物教材并没有明确提出无氧呼吸的概念，但是在讲解细菌、真菌等生物的生活方式时有所涉及。本文在这里作简单阐述。此处的无氧呼吸为广义的无氧呼吸，不再区分发酵和无氧呼吸的区别。

（一）什么是无氧呼吸

无氧呼吸是指细胞生活在无氧或缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解成酒精或乳酸等，同时释放出少量能量的过程。这个过程没有氧参与，其产物主要是酒精或乳酸[3]。

（二）初中生物所涉及的细胞进行无氧呼吸的例子

1.人体骨骼肌细胞

人体内的骨骼肌细胞在短暂缺氧（如短跑时）的情况下可进行无氧呼吸，因为此时对能量的要求极高，而有氧呼吸不能满足需求，所以骨骼肌细胞进行无氧呼吸，以便提供更多能量。

2.厌氧细菌

细菌是最古老的单细胞生物之一，很多细菌属于厌氧细菌。比如乳酸菌把牛奶变成酸奶、把蔬菜变成泡菜的过程、利用甲烷菌生产沼气的过程都属于厌氧细菌的发酵，在初中阶段可以归到无氧呼吸的范畴中。

3.酵母菌

酵母菌是一种单细胞真菌，它既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸。其中有氧呼吸的产物是水和二氧化碳，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。

五、结束语

呼吸作用的进行需要有机物等原料，而获得有机物等原料的过程又和其他生理过程关系密切，如植物需将光合作用生产的有机物通过筛管运输至细胞，而人体需要将食物消化后的有机物通过血液运送至细胞。呼吸作用在整个初中生物教学中占重要地位，教师一定要重视呼吸作用这个核心概念的学习，让学生更好地认识生物的生活原理，同时为学生以后高中阶段的学习打下良好的基础。