关于初中教学中与呼吸相关的概念辨析

阮仙官

摘  要：在呼吸相关知识的教学中，我们会接触到许多新的概念，如呼吸、呼吸运动、呼吸作用与细胞呼吸，呼气与吸气，有氧呼吸与无氧呼吸，呼吸速率等。本文主要是梳理并比较这些概念的内涵和外延，供师生参考。

关键词：呼吸;呼吸运动;呼气吸气;呼吸作用;呼吸代谢;呼吸速率;概念辨析

生物部分的内容相对化学、物理部分难度不是很难，甚至都与我们的生活息息相关，但是失分率往往较高。这其中一个重要的原因，就是学生在生物部分的学习中对一些易混淆的知识概念辨别不清，就很容易出现错误，产生无谓的失分。生物学的概念之所以容易出现理解错误，这是因為生物学知识与学生自己本身及生活方面都有着密切联系，学生在平时生活中通过各种途径积累了对生物现象、概念似是而非、模棱两可的许多看法，并潜藏在自己的潜意识中。教师又限于教材难度安排及教学时间所限，对有些概念的内涵，外延没有深入。本文就自己对呼吸这部分的理解，尝试着对这部分内容出现的相关概念的理解作一些比较，希望能对学生的认识的提高有一定的帮助。

一、呼吸与呼吸运动等概念辨析

呼吸是指机体与外界环境之间进行气体交换的整个过程，它由三个连续且相互联系的环节组成：一是外界与肺泡间的气体交换（即肺通气）和肺泡与血液间的气体交换（即肺换气），二者合称内呼吸或肺呼吸;二是气体在血液中的运输;三是血液与组织细胞间的气体交换，称内呼吸或组织呼吸，它是一个宏观的过程。

但由于认知习惯与研究领域的不同等原因，对“呼吸”有着许多不同的认识：有的认为呼吸就是外界与肺泡间的气体交换，有的认为呼吸就是呼吸运动，有的认为呼吸就是呼吸作用。这些认知在生物学角度应该都是不严谨的、偏面的，使学生极易混淆。

呼吸运动是指胸廓在呼吸肌（主要指肋间肌与膈肌）的参与下节律性的扩大和缩小，它包括呼气与吸气两个过程。它的作用是为呼吸的肺通气提供了动力，从而实现了肺内气体与外界空气的交换，另外呼吸的反射性调节是通过刺激呼吸中枢来调节呼吸运动而实现的。可见，呼吸与呼吸运动明显不是同过程，不能对等。

二、呼气与吸气的过程辨析

至于呼吸运动的吸气与呼气的原理，是教学中的难点，学生一般难以理解各呼吸肌舒缩变化。在教学中我们可以从呼吸运动时胸廓与肋骨变化推导：首先我们向学生介绍胸廓、肋骨及肋间外肌与膈肌的位置

①横膈膜，它是一块肌肉薄膜，所以又称横膈肌。位于胸腹腔之间，放松（即肌肉处于舒张状态）时呈倒置的碗型，膈的外缘紧贴在胸廓内壁上。肋间外肌为联系上、下肋骨间的骨骼肌。

②课本上锥形罩内气球的变化模拟活动中，橡皮膜模拟膈肌，但事实上，自然状态下（即舒张状态）的膈肌成拱形，而不是水平的，这样在活动中学生向上推和向下拉时都用力了，就不清楚究竟是向上收缩还是向下收缩，所以在活动前介绍膈肌位置时应先强调下膈肌在自然状态下是呈拱形的。

然后让学生把手轻放在胸前，感知深吸气与深呼气时胸廓与肋骨的移动情况。这时我们就可以这样去解释呼吸运动吸气和呼气的过程：

1、关于肋间外肌的舒缩变化理解：吸气时，可以感受到胸廓扩大，肋骨向上向外移动（肋间外肌对肋骨产生了力，使肋骨向上向外移动，所以肋间外肌收缩）。

2、关于膈肌的舒缩变化：当吸气时，胸廓扩大，同时膈肌收缩（向下用力），使原来拱起的橫膈膜逐渐变扁，胸腔内体积变大，导致腔内气压变小，肺被动扩张（因肺内气压大于胸腔内气压），此时肺内压也降低且小于大气压，大气压就把空气压入肺内，肺吸气。此时肋间外肌和横膈肌的作用是一样的，都使胸腔体积变大。同时它们也都处于收缩状态，可以关联记忆。

三、呼吸与呼吸作用的关系辨析

对于呼吸作用的理解，我们也从概念出发，呼吸作用是指生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的过程，也称为细胞呼吸。所以细胞呼吸就是呼吸作用，它包括有氧呼吸与无氧呼吸，有氧呼吸指细胞在氧气的参与下，把葡萄糖等有机物彻底分解生成二氧化碳和水，同时放出大量能量的过程;而无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。另外初三科学把微生物的无氧呼吸称为发酵。但在不同的研究领域，发酵的定义也会不同。

呼吸与呼吸作用在不同的研究领域、它们的关系也不同。

对于单细胞生物的呼吸，我们就可以理解为细胞呼吸。

对于植物的呼吸，我们通常也可以理解为就是植物的呼吸作用，这是因为植物没有专门的呼吸器官，植物主要通过气孔和细胞间隙作为气体交换与运输的通道。但从呼吸的定义即广义层面来看，植物的呼吸是指植物体与外界环境之间进行气体交换的整个过程。由于植物光合作用的反应产物与植物有氧呼吸刚好相反，所以植物吸收的气体和释放气体的量肯定会与单纯的呼吸作用不同。

对于没有演化出呼吸器官的低等水生动物来说，依靠水中气体的扩散和渗透进行气体交换，所以呼吸也可以理解为呼吸作用。

对于已经演化出呼吸器官（鳃）的水生动物、陆生无脊椎动物（气管或书肺）及陆生脊椎动物（肺）来说，呼吸与呼吸作用就有明显的不同。这时，呼吸是呼吸作用的前提，没有呼吸过程吸收氧气和排出二氧化碳，就没有呼吸作用;同时呼吸作用为呼吸提供能量。

此外，还要补充两点平时非常容易忽视的内容，第一点：呼吸作用产生二氧化碳，但呼吸时呼出的气体主要成份却不是二氧化碳，而是氮气（75%）、氧气（16%）、水蒸气（4.06%），然后才是二氧化碳（4%）。第二点：呼吸作用产生二氧化碳，从化学平衡角度分析，二氧化碳浓度增加，呼吸速率也会下降。实验表明，在二氧化碳的体积分数升高到1%-10%以上时，呼吸作用明显受到抑制。但一定浓度的二氧化碳却是调节呼吸运动最重要的体液因素，所以临床上给病人输氧时，往往采用含5%左右的二氧化碳的混合气体，以达到刺激呼吸中枢的目的，但过高的二氧化碳也会对呼吸中枢产生毒害作用。

另外，在许多专业的文献和高等教育课本中，经常会出现呼吸代谢这一名词，查阅相关的资料使用情况，可以知道呼吸代谢内涵与呼吸作用相同，就像分解代谢即指异化作用。只是呼吸作用侧重于整体性，讲述时往往比较粗略、简单，呼吸代谢则更细化，强调的是细胞呼吸的生物化学变化过程及代谢过程中酶的调控。

四、呼吸速率与呼吸频率

呼吸速率（即呼吸强度）是指单位重量的的活细胞（组织）在单位时间内所释放的二氧化碳或吸收氧气的量，它能够反映呼吸作用的强弱，是呼吸作用最常用的生理指标，反映某生物体或生物体内某部分的代谢活动的强弱，同时它也受外界条件的影响，主要受温度、氧气和二氧化碳影响。而呼吸频率则是反映动物呼吸的快慢，它指每分钟呼吸的次数。它的快慢受呼吸的调节。

总之，在中学生物的教学中，概念繁多，并且许多概念内容相近或名称相似，又因为研究的领域与使用的习惯等原因，概念的内涵和外延相互交叉重叠，难以界定，极易混淆。在教学中，如果有需要，可适当的拓展课本的外延，这样反而更有利于学生对概念的理解，也有利于学生今后的学习。