關于“呼吸”的咬文嚼字

摘 要 呼吸是指機體與外界環境之間氣體交換的過程；呼吸運動是指在呼吸肌的帶動下，胸廓有節律地擴大和縮小；呼吸作用，是生物活細胞中有機物的氧化分解與釋放能量并且生成ATP的過程。呼吸、呼吸運動與呼吸作用三者概念相近但并不完全等同。

關鍵詞 呼吸作用 呼吸運動 呼吸

中圖分類號：H15 文獻標識碼：A

在日常生活中，學生通過各種渠道對生物學現象、概念無形中形成了自己的看法，然而準確理解并掌握概念的內涵、外延是學好生物學的重要環節，所以有些容易混淆的概念需要引起師生的注意。①以呼吸、呼吸運動、呼吸作用三者為例，學生常常一般性地把呼吸運動歸入呼吸，呼吸作用也簡單地認為是只有植物才能進行。本文把三者加以區分鑒別，供師生參考。

1 呼吸

提到呼吸，人們往往會想到與生命的關系，有呼吸生命繼續，沒有呼吸生命終止。 給呼吸下一個科學定義，即呼吸是一個機體與外界環境之間氣體交換的過程。機體活動所需的能量和維持體溫所需的熱量，都來自體內營養物質的氧化。人、動物、植物、微生物等所有活體生物在生命過程中始終不斷從外界攝取氧氣且及時排除機體產生的二氧化碳，這樣才能保證體內新陳代謝的正常進行和內環境的相對穩定。一旦呼吸停止，代謝中斷，生命也將終止。呼吸全過程包括四個連續的步驟：外界和肺泡內的氣體交換、肺泡內和血液間的氣體交換、氣體在血液里的運輸、血液與組織細胞間的氣體交換。

呼吸的主要功能是給機體細胞提供氧氣和從機體細胞排除多余的二氧化碳。不同物種以不同方式完成這一功能，單細胞機體從其周圍的液體中通過彌散獲得氧氣，并以同樣的方式排出二氧化碳。多細胞生物呼吸方式依進化程度不同有多種。植物的呼吸分為有氧呼吸， 無氧呼吸。魚類主要的呼吸方式是腮呼吸，進行呼吸的部位主要在鰓片（硬骨魚為鰓絲）支持的鰓小片上。兩棲動物不僅能用肺呼吸，還能通過皮膚呼吸。它們的皮膚很薄，光滑且濕潤，上面覆蓋一薄層叫黏液的物質。皮表下還有許多血管。氧氣在黏液外衣中溶解，并從這里進入皮下血管。高等動物包括人，則是利用兩個系統來完成呼吸，血液循環系統攜帶必需的物質進出組織細胞，呼吸系統則是氣體交換器，把氧氣輸入血液，同時把血液中多余的二氧化碳帶出。這兩個系統相互合作，以供組織的需要。一個系統供應血液，另一個則供應氧氣，共同作用是完成氧氣同所有組織細胞之間的氣體交換，完成呼吸。②由于研究領域不同，提到呼吸，有人將呼吸作用認為是呼吸，也有人把呼吸運動認為是呼吸，外界和肺泡內的氣體交換主要靠胸廓的活呼吸運動，即胸廓有節律地擴大和縮小的活動（吸氣活動、呼氣活動）認為是呼吸。

2 呼吸運動

學生在初中生物課中正式接觸呼吸運動這一概念，受思維、學識水平所限，對呼吸運動概念內涵的理解不準確。在神經系統的控制下，呼吸肌（主要是肋間肌和膈肌）有節律地收縮，使胸廓運動，從而完成肺泡與外界氣體交換的這一過程，叫做呼吸運動。③而學生通常會簡單認為呼吸運動就是呼吸，引起概念的混淆。

吸氣呼氣與胸廓的擴大和縮小有關。胸廓擴大說明在吸氣，反之，是呼氣。肋間外肌不停地收縮和舒張，不斷地牽引著肋骨運動，引起胸廓前后徑和左右徑不停的變化，從而引起胸廓有節律的擴大和縮小。呼吸肌屬于骨胳肌，沒有自動節律性，而呼吸運動卻表現出節律性的特點，并且其頻率和深度隨機體代謝水平而變化，這種節律性及其相適應的改變，是通過調節作用實現的。正常的呼吸運動有賴于呼吸中樞之間的相互協調以及對各種傳入沖動的整合。當做呼吸運動的時候，能感受到甚至看到胸廓、腹部的起伏變化，這一運動是受神經支配、肌肉帶動的，所以并不是所有的生物都能進行呼吸運動。受人為意志的控制，可以自由地短暫性地增強或減弱呼吸，也就是我們日常的憋氣或者是急促喘息。呼吸運動的原理為呼吸肌的收縮和舒張，使胸腔擴大和縮小，引起肺被動的張縮，促使肺泡與外界氣體交換。根據這一原理，可用人工方法讓胸廓有節律地擴大和縮小，以幫助呼吸運動減弱或暫時停止呼吸的患者維持肺部通氣功能，即人工呼吸，使患者被動呼吸。

3 呼吸作用

呼吸作用是生物活細胞中有機物的氧化分解與釋放能量并且生成ATP的過程，在所有的活細胞內進行。④所以當我們想到呼吸作用是時候，我們想到的是一種自動的、隨意的活動，而不需加以任何思考或關心，不論我們是在休息中或是在從事強烈的體力活動，或處于任何中間狀態，這種自動的活動總在默默進行著，不分物種、不分部位，時時刻刻為生命活動提供能量。生物的呼吸作用包括有氧呼吸和無氧呼吸兩種。有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機物徹底氧化分解，產生出二氧化碳和水，同時釋放出大量能量（ATP）的過程。有氧呼吸是高等動物和植物進行呼吸作用的主要形式，我們通常所說的呼吸作用就是指有氧呼吸。細胞有氧呼吸的主要場所是線粒體，一般說來，葡萄糖是細胞進行有氧呼吸時最常利用的物質，細胞有氧呼吸釋放出的大量能量供給各個生命活動所需。無氧呼吸指細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物質分解成為不徹底的氧化產物，同時釋放出少量能量的過程。這個過程對于高等動物和人來說，稱為無氧呼吸；如果用于微生物（如乳酸菌、酵母菌），則習慣上稱為發酵。細胞進行無氧呼吸的場所是細胞質基質。儲藏久了的蘋果會有酒味、植物在水淹的情況下長時間會爛根，就是因為其進行了短時間的無氧呼吸，將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳，并且釋放出少量的能量，以適應缺氧的環境條件。高等動物和人體在劇烈運動時，盡管呼吸運動大大加強了，但是仍然不能滿足骨骼肌對氧的需要，這時骨骼肌內就會出現無氧呼吸，產生乳酸，人體會有酸痛感。

綜上所述，呼吸與呼吸運動、呼吸作用三者之間語詞相近，但概念不等同。呼吸是呼吸作用的前提和基礎，沒有呼吸過程吸入的氧氣就不能進行呼吸作用（有氧呼吸）。生命體在進行呼吸時會伴有呼吸運動和呼吸作用的發生。教師一般會簡單地說植物進行呼吸作用而把動物有機體的呼吸作用稱為呼吸，導致學生認知結構上的混亂。受日常生活的影響，學生對生物學概念內涵理解不準確，擁有的例證不恰當，從而形成這樣一些前科學概念，⑤這就要求教師在教學過程中嚴謹認真對待，幫助學生進行概念的轉變。

注釋

① 黃東方.生物學前概念對生物教學的啟示.中學生物學，2007（7）：16-18.

② 康姆羅.呼吸生理學.北京科學出版社，1981：27-28.

③ 郭偉真.“呼吸運動與肺通氣”的教學設計.生物學通報，2010（10）：45-46.

④ 朱正威，趙占良.生物必修 1 分子與細胞.人民教育出版社，2004：91-94.

⑤ 李高峰.初中生物學前科學概念研究.北京：北京師范大學出版社，2011：132.