初中生物 22 绿色植物的呼吸作用

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呼吸作用的概念

细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。呼吸作用是生物的共同特征，其实质是分解有机物，释放能量。

呼吸作用的实验

种子萌发时吸收氧气：

实验装置：取甲、乙两个广口瓶，甲瓶中放入萌发的种子，乙瓶中放入煮熟的种子，将两瓶密封后放在温暖的地方。

实验现象：一段时间后，将燃烧的蜡烛分别放入甲、乙两瓶中，发现甲瓶中的蜡烛立即熄灭，而乙瓶中的蜡烛继续燃烧。

实验结论：萌发的种子呼吸作用旺盛，吸收了瓶中的氧气，导致蜡烛熄灭，说明种子萌发时需要吸收氧气。

种子萌发时释放二氧化碳：

实验装置：取两个透明的塑料袋，分别装入等量的萌发的种子和煮熟的种子，密封好后放在温暖的地方。一段时间后，将塑料袋上的导管分别插入盛有澄清石灰水的两个试管中。

实验现象：装有萌发种子的塑料袋所连接的试管中的澄清石灰水变浑浊，而装有煮熟种子的塑料袋所连接的试管中的澄清石灰水不变浑浊。

实验结论：萌发的种子呼吸作用释放了二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，从而证明了种子萌发时会释放二氧化碳。

种子萌发时释放能量：

实验装置：取一个保温杯，在保温杯的底部铺上一层湿棉花，将萌发的种子和温度计分别放入保温杯内，密封好后观察温度计的示数变化。

实验现象：一段时间后，可观察到温度计的示数升高。

实验结论：萌发的种子在呼吸作用过程中释放了能量，一部分能量以热能的形式散失，导致温度升高，说明呼吸作用释放能量。

呼吸作用的场所和过程

场所：呼吸作用主要在细胞的线粒体中进行。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其具有双层膜结构，内膜向内折叠形成嵴，增大了膜面积，有利于有氧呼吸相关酶的附着和化学反应的进行。

过程：呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放大量能量的过程。无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，如酒精和二氧化碳或乳酸，同时释放少量能量的过程。在一般情况下，植物进行有氧呼吸，但在某些特殊情况下，如植物长期水淹时，根部细胞会进行无氧呼吸产生酒精，酒精对细胞有毒害作用，会导致植物烂根。

呼吸作用的意义

为生命活动提供能量：呼吸作用释放的能量一部分以热能的形式散失，维持生物体的体温；另一部分能量则用于生物体的各项生命活动，如细胞的分裂、生长、物质运输、肌肉收缩等。没有呼吸作用提供能量，生物体的各项生命活动就无法正常进行。

为其他物质合成提供原料：呼吸作用产生的二氧化碳是植物进行光合作用的原料之一，而呼吸作用过程中产生的一些中间产物可以为其他有机物的合成提供原料，如丙酮酸等，这些物质在植物体内的物质代谢和能量代谢中起着重要的桥梁作用。

影响呼吸作用的因素

温度：温度对呼吸作用的影响较为明显，在一定范围内，随着温度的升高，呼吸作用强度增强；但当温度过高时，酶的活性会下降，呼吸作用强度减弱。一般来说，植物在最适温度下呼吸作用最强，有利于植物的生长发育。

氧气浓度：氧气是有氧呼吸的原料，在一定范围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸强度增强；但当氧气浓度过高时，会抑制某些酶的活性，从而使呼吸作用强度不再增强。当氧气浓度过低时，植物会进行无氧呼吸，无氧呼吸产生的酒精或乳酸对细胞有毒害作用，不利于植物的生长。

水分：细胞中的水分含量会影响呼吸作用的强度，一般来说，在一定范围内，细胞的含水量增加，呼吸作用强度增强，因为水分是细胞内许多生化反应的溶剂，同时也参与一些化学反应。但当细胞含水量过高时，会导致细胞缺氧，从而使呼吸作用强度减弱。

呼吸作用与光合作用的关系

区别：光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并释放氧气的过程，其场所是叶绿体，条件是光，原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气，实质是合成有机物，储存能量；而呼吸作用是细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并释放能量的过程，其场所主要是线粒体，条件是有光无光均可，原料是有机物和氧气，产物是二氧化碳和水，实质是分解有机物，释放能量。

联系：光合作用和呼吸作用是相互对立又相互依存的关系。光合作用合成有机物，将光能转化为化学能储存在有机物中；呼吸作用分解有机物，将有机物中的化学能释放出来，供给生命活动的需要。呼吸作用所分解的有机物正是光合作用的产物，所释放的能量正是光合作用储存在有机物中的能量，而呼吸作用产生的二氧化碳和水又为光合作用提供了原料。

绿色植物的呼吸作用是植物生命活动的重要组成部分，它与光合作用共同维持着植物的生长、发育和繁殖，以及整个生态系统的物质循环和能量流动，对于理解植物的生理功能和生态系统的平衡具有重要意义。