关于绿色植物的呼吸作用的教学

赵明华

提出问题：呼吸作用的原料和产物是什么？呼吸作用是植物独有的特征吗？绿色植物是如何维持生物圈中碳氧平衡的？对于绿色植物的呼吸作用，在本书始和第一课已经略有提及，人们常常认为绿色植物能通过光合作用吸收二氧化碳放出氧气，能够更新居室里的空气，增加氧气的含量，于是居室里摆放多盆绿色植物，同学们认为这种做法科学吗？为什么呢？

前面已经提到，生命活动需要能量的供应，那么能量靠什么来供应呢？绿色植物进行光合作用制造的有机物，除了用于构建植物体，还有另外一个重要作用为植物的生命活动提供能量，那么绿色植物的光合作用是一个什么样的过程呢？现在我们一起来探讨这些问题。

绿色植物呼吸作用的过程。种子的萌发，生命活动活跃起来需要供给能量。展示昨天做的种子萌发的实验。用两个暖水瓶装种子，甲瓶中装的是萌发的种子，乙瓶中装的是煮熟的种子，往瓶中各插入一支温度计，请同学们上来观察两支温度计显示的温度各是多少。

观察结果是甲瓶中温度是55度，乙瓶中温度是25度（室温），大家可看出种子萌发过程中产生了热量。想想是什么原因导致甲瓶中温度升高呢？原来是种子萌发过程中其中的有机物发生了化学变化，释放出了能量，一部分用于种子萌发，还有一部分以热能的形式散失了，这就是能量的变化。也就是表现为温度升高了。

那么种子萌发过程中有机物最终转变成了什么物质呢？在转变过程中还需要哪些物质的参与呢？带着这些问题我们来做下面的实验，请大家仔细观察。演示幻灯片，并讲解过程。第一瓶中的萌发种子，等一段时间后，将开关打开，气体通入澄清石灰水中，观察到澄清石灰水变浑浊了，这是什么物质使其发生这样的现象呢？原来二氧化碳有使澄清石灰水变浑浊的特性，上述实验中澄清石灰水变浑浊了说明生成了二氧化碳，通过科学实验更进一步证明，二氧化碳来自于种子里的有机物。事实上有机物在彻底分解时不仅产生二氧化碳还产生了水。

那么在种子萌发过程中到底还有什么物质参加了反应呢？将新鲜的绿豆放入甲瓶，将沸水烫过的绿豆放入乙瓶中，把甲乙两瓶同时放在温暖的地方。过24小时以后观察蜡烛在甲乙两瓶中燃烧的情况。现象是燃烧的蜡烛放进甲瓶中火焰立即熄灭了，而乙瓶中的蜡烛保持原状燃烧。这是什么原因呢？我们知道氧气是让蜡烛保持燃烧的必要条件，甲瓶子中燃着的蜡烛熄灭了，就是可能是瓶中氧气少了的，也就是说甲瓶中氧气参与了呼吸作用了，而乙瓶中是放入的沸水烫过的绿豆芽没有活力，也就不能进行正常的生命活动了，也就没有氧气的减少，所以蜡烛就不熄灭了。而乙瓶中的蜡烛没有熄灭。为什么会这样呢？原来绿豆在萌芽的过程中吸收了氧气，而沸水处理过的结绿豆不能萌芽所以不能消耗氧氣。科学实验证明，有机物在彻底分解成二氧化碳和水时需要氧气的参与。事实上这种变化不仅发生在种子萌发过程中也发生在所有生活细胞内部。这种作用我们叫做呼吸作用。呼吸作用的概念是细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且储存在有机物中的能量放出来供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。这个过程主要线粒体内进行的其实质就是分解有机物，释放能量。

那么，在不同的细胞中，不同的生命时期，呼吸作用的强弱是有差别的。一般来讲，生命活动越强的时期，呼吸作用也就越强，所以呼吸作用的强弱影响着植物体的生长的发育，关系到农作物的产量和品质。因此在提高农作用的产量时就要采取措施来提高农作用的呼吸作用，以利于增产。但有时呼吸作用需要降低强度，如贮藏水果蔬菜时降低温度或氧浓度来减弱呼吸作用。

是不是所有的生物都有呼吸作用呢？对于绿色植物来说进行光合作用自由制造的有机物除了自身利用之外，还通过食物链进入其他生物体内参与构建其他生物体并且为其他生物的生命活动提供能量，而所有的生物体内有机物的分解提供能量的方式是大致相似的，都是通过生物细胞进行的呼吸作用来进行。也就说呼吸作用是生物的共同特征，其实质就是有机物的分解释放能量。对于所有生物来说，如果呼吸作用一旦停止，那么意味着生命活动的终结，也就是真正意义上的死亡，所以任何活细胞都在不停地进行着呼吸作用。更进一步说所有呼吸作用是所有生物的共同的特征。

在自然界中，绿色植物不断进行着光合作用和呼吸作用。生物的进行呼吸作用就会不断消耗氧气向生物圈中排放二氧化碳，但同时绿色植物不断进行着光合作用，将二氧化碳作为原料制造出有机物，这个过程必须保持相对的平衡才能使我们生活的地球有一个很好的环境。

现在回想我们当初提出的问题，在室内放大量的绿色植物能来能改变室内的空气呢？事实上，白天植物生成的氧气，到了晚上不能进行光合作用，同样进行呼吸作用，消耗氧气，这时就形成了植物与人争夺氧气的现象，所以到了晚上，反而觉得室内空气氧含量较低，特别是后半夜，氧含量会更低的，所以室内放绿色植物能来改变室内的空气质量的说法并不是很正确。

编辑 王爱芳