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第三節 呼吸作用
第二章 植物體內的物質與能量的變化
人教版七年級下冊 第三單元 植物的生活
1
光合呼吸關系
2
呼吸作用的場所
3
實驗探究
4
概念與反應式
5
意義與調控
實踐應用
6
光合呼吸關系
1
代謝過程對比
光合作用產生的有機物為呼吸作用提供原料，呼吸作用產生的CO 和H O又可作為光合作用的原料，二者相互依存、循環聯動。比如白天植物光合作用旺盛，積累大量有機物，夜晚則通過呼吸作用分解部分有機物，維持生命活動并為光合作用的持續進行提供必要條件。
循環聯動機制
呼吸作用的場所
2
線粒體（呼吸作用的場所）的結構功能
線粒體中含有多種與呼吸作用相關的酶，它們分布在不同的部位。借助酶分布示意圖可以看到，在線粒體基質和內膜上都有特定的酶分布，這些酶參與了有氧呼吸不同階段的反應，對能量的產生起到關鍵作用。
線粒體具有雙層膜結構，外膜平整，內膜向內折疊形成嵴，極大地增加了內膜的表面積。如線粒體嵴膜結構顯微照片所示，這種獨特的結構為呼吸作用相關的化學反應提供了廣闊的場所。
酶在不同部位的分布
線粒體的基本結構
實驗探究
3
實驗一：探究種子在萌發過程中是否放出能量
甲
乙
甲
乙
實驗現象：甲瓶溫度計________,乙瓶溫度計________。
實驗結論：萌發的種子呼吸作用中產生 。
上升
不變
熱量
探究一：綠色植物呼吸作用的過程
種子萌發過程中釋放的能量來源于光合作用的時候貯存在有機物中的能量。
說明:萌發的種子進行呼吸作用分解了有機物。
想一想：
種子在萌發過程中釋放的能量是從哪里來的？
有趣的小實驗
A
B
用嘴吹氣
用注射器注射空氣
澄清的石灰水
澄清的石灰水
渾濁的石灰水
實驗結論：
二氧化碳氣體能使澄清的石灰水變渾濁
二氧化碳檢測實驗
通過石灰水渾濁度對比圖示可以發現，萌發種子瓶內石灰水變渾濁，煮熟種子瓶無變化。這一明顯差異直觀地表明了呼吸作用會產生二氧化碳，因為二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。
渾濁度對比分析
在二氧化碳檢測實驗中，向裝有萌發種子和煮熟種子的兩瓶分別注入澄清石灰水。注入過程要緩慢且均勻，確保石灰水與瓶內氣體充分接觸。
石灰水注入過程
01、
02、
二氧化碳的性質：
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁
實驗二：探究種子在萌發過程中是否釋放二氧化碳
探究二：探究種子在萌發過程中是否釋放二氧化碳
探究二：探究種子在萌發過程中是否釋放二氧化碳
煮熟并冷卻的種子
丁
萌發的種子
丙
丙瓶里的氣體使澄清的石灰水變得 。
說明丙瓶里的氣體中含有大量的 。
萌發的種子進行呼吸作用放出了 。
實驗現象：
實驗證明：
實驗結論：
種子呼吸作用產生了二氧化碳
渾濁
二氧化碳
二氧化碳
實驗三：探究種子在萌發過程中是否吸收氧氣
提示：氧氣可以助燃，缺氧會使燃燒的蠟燭熄滅
實驗材料: 萌發的種子和煮熟的種子
探究三：探究種子在萌發過程中是否吸收氧氣
實驗現象：甲瓶內蠟燭 ______,因為 被萌發的
種子吸收了。乙瓶蠟燭______。
實驗結論：種子在呼吸作用中消耗 。
熄滅
氧氣
繼續燃燒
氧氣
實驗結論
結論一：呼吸作用釋放出了熱量（能量）。
結論二：呼吸作用產生了二氧化碳。
結論三：呼吸作用消耗了氧氣。
概念與反應式
4
呼吸作用
綠色植物利用氧氣，將有機物分解成二氧化碳和水，并且將儲存在有機物中的能量釋放出來，供給生命活動的需要，這個過程叫做呼吸作用。
概念：
呼吸作用主要是在線粒體內進行的，其實質就是有機物分解，釋放能量。
（儲存能量）
呼吸作用的反應式
意義與調控
5
生物學意義
細胞分裂是生物體生長、發育和繁殖的基礎。在細胞分裂過程中，DNA復制、紡錘體形成、染色體分離等都需要大量能量。呼吸作用分解有機物釋放的能量，約40%儲存于ATP，為這些過程提供動力，保障細胞分裂順利進行。
為細胞分裂供能
細胞的物質運輸，無論是主動運輸還是胞吞胞吐，都離不開能量支持。例如，小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖等營養物質的主動運輸過程，需要呼吸作用產生的ATP水解供能，從而實現物質逆濃度梯度跨膜運輸。
助力物質運輸
生物學意義
呼吸作用產生的中間產物，如丙酮酸，是合成其他物質的重要原料。丙酮酸可以通過一系列反應轉化為氨基酸，進而合成蛋白質，滿足生物體生長、修復和調節生理功能的需求。
參與物質合成
多維影響因素
溫度對呼吸作用影響顯著。一般來說，在一定范圍內升高溫度能增強呼吸作用，因為溫度影響呼吸酶的活性。但過高溫度會使酶變性失活，抑制呼吸作用。低溫則抑制呼吸作用，如冷藏保鮮就是利用低溫降低果蔬呼吸速率，延長保鮮期。
水分含量對呼吸作用影響較大。當種子含水量＞13%時，呼吸作用顯著增強。這是因為充足的水分使種子中的酶活性增強，細胞代謝加快，呼吸作用隨之增強。所以儲存糧食時要保持干燥，降低呼吸消耗。
溫度的影響
水分的作用
降低溫度，減弱呼吸作用
減少水分含量，減弱呼吸作用
多維影響因素
氣體濃度的效應
氧氣與二氧化碳濃度影響呼吸作用。高氧環境促進呼吸作用，為生物體提供更多能量；而高二氧化碳濃度則抑制呼吸作用。例如地窖儲存生姜，地窖中二氧化碳濃度較高，可抑制生姜呼吸作用，減少有機物消耗，延長儲存時間。
中耕松土
農田澇災后及時排澇
實踐應用
6
農業調控實例
當出現澇災時，土壤中水分過多，會排擠空氣，導致根系缺氧。對比澇災區域和正常區域的根系，澇災區域的根系顏色變深，甚至出現腐爛現象。及時排澇能讓根系恢復正常呼吸，保證植株的健康生長，例如某地區遭遇暴雨后，及時進行排澇的稻田，水稻產量明顯高于未及時排澇的稻田。
在農業生產中，使用松土機具對農田進行松土作業十分關鍵。如在一片小麥田中，定期松土的區域，小麥根系更加發達，植株生長健壯。這是因為松土能增加土壤中的氧氣含量，保障根部的氧氣供應，促進根部的呼吸作用，為根系的生長和養分吸收提供充足能量。
排澇避免根系缺氧
松土促進根部呼吸
貯藏技術原理
氣調庫通過精確調節氧氣和二氧化碳的濃度來抑制呼吸作用。氣調庫參數儀表盤展示了各項氣體濃度的實時數據，當降低氧氣濃度、提高二氧化碳濃度時，果蔬的呼吸作用會顯著減弱。比如在氣調庫中貯藏的草莓，相比普通貯藏方式，保鮮期可延長數天，且能更好地保持口感和營養。
氣調貯藏調節氣體濃度
冷鏈物流在農產品貯藏中發揮著重要作用。以蘋果貯藏為例，通過冷鏈物流將溫度控制在適宜的低溫環境下，蘋果的呼吸作用會受到抑制，從而延長保鮮期。如在冷鏈物流剖面示意圖中可以看到，低溫環境能降低蘋果細胞內酶的活性，減緩有機物的分解速度。
低溫抑制呼吸作用
生態平衡作用
大氣成分數據可視化顯示，呼吸作用對維持大氣中氧氣和二氧化碳的比例至關重要。在生態系統中，各種生物的呼吸作用持續進行，與光合作用相互協調，使得大氣中氧氣含量約為21%，二氧化碳含量保持在相對穩定的水平，為地球上的生物提供了適宜的生存環境。
從碳氧循環動態模型可以清晰看到，呼吸作用與光合作用共同維持著碳氧平衡。呼吸作用將有機物分解，釋放二氧化碳到大氣中，而光合作用則吸收二氧化碳并釋放氧氣。例如，地球上的森林通過光合作用吸收大量二氧化碳，同時生物的呼吸作用又將部分二氧化碳返還到大氣中，保持了大氣成分的相對穩定。
維持大氣成分穩定
參與碳氧循環
呼吸作用 光合作用
場所
條件
原料
產物
物質變化 能量變化
所有活細胞
葉綠體
有光無光均可
必須有光
二氧化碳和水
有機物和氧氣
二氧化碳和水
有機物和氧氣
分解有機物
釋放能量
儲存能量
制造有機物

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