關于綠色植物的呼吸作用的教學

趙明華

提出問題：呼吸作用的原料和產物是什么？呼吸作用是植物獨有的特征嗎？綠色植物是如何維持生物圈中碳氧平衡的？對于綠色植物的呼吸作用，在本書始和第一課已經略有提及，人們常常認為綠色植物能通過光合作用吸收二氧化碳放出氧氣，能夠更新居室里的空氣，增加氧氣的含量，于是居室里擺放多盆綠色植物，同學們認為這種做法科學嗎？為什么呢？

前面已經提到，生命活動需要能量的供應，那么能量靠什么來供應呢？綠色植物進行光合作用制造的有機物，除了用于構建植物體，還有另外一個重要作用為植物的生命活動提供能量，那么綠色植物的光合作用是一個什么樣的過程呢？現在我們一起來探討這些問題。

綠色植物呼吸作用的過程。種子的萌發，生命活動活躍起來需要供給能量。展示昨天做的種子萌發的實驗。用兩個暖水瓶裝種子，甲瓶中裝的是萌發的種子，乙瓶中裝的是煮熟的種子，往瓶中各插入一支溫度計，請同學們上來觀察兩支溫度計顯示的溫度各是多少。

觀察結果是甲瓶中溫度是55度，乙瓶中溫度是25度（室溫），大家可看出種子萌發過程中產生了熱量。想想是什么原因導致甲瓶中溫度升高呢？原來是種子萌發過程中其中的有機物發生了化學變化，釋放出了能量，一部分用于種子萌發，還有一部分以熱能的形式散失了，這就是能量的變化。也就是表現為溫度升高了。

那么種子萌發過程中有機物最終轉變成了什么物質呢？在轉變過程中還需要哪些物質的參與呢？帶著這些問題我們來做下面的實驗，請大家仔細觀察。演示幻燈片，并講解過程。第一瓶中的萌發種子，等一段時間后，將開關打開，氣體通入澄清石灰水中，觀察到澄清石灰水變渾濁了，這是什么物質使其發生這樣的現象呢？原來二氧化碳有使澄清石灰水變渾濁的特性，上述實驗中澄清石灰水變渾濁了說明生成了二氧化碳，通過科學實驗更進一步證明，二氧化碳來自于種子里的有機物。事實上有機物在徹底分解時不僅產生二氧化碳還產生了水。

那么在種子萌發過程中到底還有什么物質參加了反應呢？將新鮮的綠豆放入甲瓶，將沸水燙過的綠豆放入乙瓶中，把甲乙兩瓶同時放在溫暖的地方。過24小時以后觀察蠟燭在甲乙兩瓶中燃燒的情況。現象是燃燒的蠟燭放進甲瓶中火焰立即熄滅了，而乙瓶中的蠟燭保持原狀燃燒。這是什么原因呢？我們知道氧氣是讓蠟燭保持燃燒的必要條件，甲瓶子中燃著的蠟燭熄滅了，就是可能是瓶中氧氣少了的，也就是說甲瓶中氧氣參與了呼吸作用了，而乙瓶中是放入的沸水燙過的綠豆芽沒有活力，也就不能進行正常的生命活動了，也就沒有氧氣的減少，所以蠟燭就不熄滅了。而乙瓶中的蠟燭沒有熄滅。為什么會這樣呢？原來綠豆在萌芽的過程中吸收了氧氣，而沸水處理過的結綠豆不能萌芽所以不能消耗氧氣。科學實驗證明，有機物在徹底分解成二氧化碳和水時需要氧氣的參與。事實上這種變化不僅發生在種子萌發過程中也發生在所有生活細胞內部。這種作用我們叫做呼吸作用。呼吸作用的概念是細胞利用氧，將有機物分解成二氧化碳和水，并且儲存在有機物中的能量放出來供給生命活動的需要，這個過程叫做呼吸作用。這個過程主要線粒體內進行的其實質就是分解有機物，釋放能量。

那么，在不同的細胞中，不同的生命時期，呼吸作用的強弱是有差別的。一般來講，生命活動越強的時期，呼吸作用也就越強，所以呼吸作用的強弱影響著植物體的生長的發育，關系到農作物的產量和品質。因此在提高農作用的產量時就要采取措施來提高農作用的呼吸作用，以利于增產。但有時呼吸作用需要降低強度，如貯藏水果蔬菜時降低溫度或氧濃度來減弱呼吸作用。

是不是所有的生物都有呼吸作用呢？對于綠色植物來說進行光合作用自由制造的有機物除了自身利用之外，還通過食物鏈進入其他生物體內參與構建其他生物體并且為其他生物的生命活動提供能量，而所有的生物體內有機物的分解提供能量的方式是大致相似的，都是通過生物細胞進行的呼吸作用來進行。也就說呼吸作用是生物的共同特征，其實質就是有機物的分解釋放能量。對于所有生物來說，如果呼吸作用一旦停止，那么意味著生命活動的終結，也就是真正意義上的死亡，所以任何活細胞都在不停地進行著呼吸作用。更進一步說所有呼吸作用是所有生物的共同的特征。

在自然界中，綠色植物不斷進行著光合作用和呼吸作用。生物的進行呼吸作用就會不斷消耗氧氣向生物圈中排放二氧化碳，但同時綠色植物不斷進行著光合作用，將二氧化碳作為原料制造出有機物，這個過程必須保持相對的平衡才能使我們生活的地球有一個很好的環境。

現在回想我們當初提出的問題，在室內放大量的綠色植物能來能改變室內的空氣呢？事實上，白天植物生成的氧氣，到了晚上不能進行光合作用，同樣進行呼吸作用，消耗氧氣，這時就形成了植物與人爭奪氧氣的現象，所以到了晚上，反而覺得室內空氣氧含量較低，特別是后半夜，氧含量會更低的，所以室內放綠色植物能來改變室內的空氣質量的說法并不是很正確。

編輯 王愛芳