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第三节 呼吸作用
第二章 植物体内的物质与能量的变化
人教版七年级下册 第三单元 植物的生活
1
光合呼吸关系
2
呼吸作用的场所
3
实验探究
4
概念与反应式
5
意义与调控
实践应用
6
光合呼吸关系
1
代谢过程对比
光合作用产生的有机物为呼吸作用提供原料，呼吸作用产生的CO 和H O又可作为光合作用的原料，二者相互依存、循环联动。比如白天植物光合作用旺盛，积累大量有机物，夜晚则通过呼吸作用分解部分有机物，维持生命活动并为光合作用的持续进行提供必要条件。
循环联动机制
呼吸作用的场所
2
线粒体（呼吸作用的场所）的结构功能
线粒体中含有多种与呼吸作用相关的酶，它们分布在不同的部位。借助酶分布示意图可以看到，在线粒体基质和内膜上都有特定的酶分布，这些酶参与了有氧呼吸不同阶段的反应，对能量的产生起到关键作用。
线粒体具有双层膜结构，外膜平整，内膜向内折叠形成嵴，极大地增加了内膜的表面积。如线粒体嵴膜结构显微照片所示，这种独特的结构为呼吸作用相关的化学反应提供了广阔的场所。
酶在不同部位的分布
线粒体的基本结构
实验探究
3
实验一：探究种子在萌发过程中是否放出能量
甲
乙
甲
乙
实验现象：甲瓶温度计________,乙瓶温度计________。
实验结论：萌发的种子呼吸作用中产生 。
上升
不变
热量
探究一：绿色植物呼吸作用的过程
种子萌发过程中释放的能量来源于光合作用的时候贮存在有机物中的能量。
说明:萌发的种子进行呼吸作用分解了有机物。
想一想：
种子在萌发过程中释放的能量是从哪里来的？
有趣的小实验
A
B
用嘴吹气
用注射器注射空气
澄清的石灰水
澄清的石灰水
浑浊的石灰水
实验结论：
二氧化碳气体能使澄清的石灰水变浑浊
二氧化碳检测实验
通过石灰水浑浊度对比图示可以发现，萌发种子瓶内石灰水变浑浊，煮熟种子瓶无变化。这一明显差异直观地表明了呼吸作用会产生二氧化碳，因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
浑浊度对比分析
在二氧化碳检测实验中，向装有萌发种子和煮熟种子的两瓶分别注入澄清石灰水。注入过程要缓慢且均匀，确保石灰水与瓶内气体充分接触。
石灰水注入过程
01、
02、
二氧化碳的性质：
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊
实验二：探究种子在萌发过程中是否释放二氧化碳
探究二：探究种子在萌发过程中是否释放二氧化碳
探究二：探究种子在萌发过程中是否释放二氧化碳
煮熟并冷却的种子
丁
萌发的种子
丙
丙瓶里的气体使澄清的石灰水变得 。
说明丙瓶里的气体中含有大量的 。
萌发的种子进行呼吸作用放出了 。
实验现象：
实验证明：
实验结论：
种子呼吸作用产生了二氧化碳
浑浊
二氧化碳
二氧化碳
实验三：探究种子在萌发过程中是否吸收氧气
提示：氧气可以助燃，缺氧会使燃烧的蜡烛熄灭
实验材料: 萌发的种子和煮熟的种子
探究三：探究种子在萌发过程中是否吸收氧气
实验现象：甲瓶内蜡烛 ______,因为 被萌发的
种子吸收了。乙瓶蜡烛______。
实验结论：种子在呼吸作用中消耗 。
熄灭
氧气
继续燃烧
氧气
实验结论
结论一：呼吸作用释放出了热量（能量）。
结论二：呼吸作用产生了二氧化碳。
结论三：呼吸作用消耗了氧气。
概念与反应式
4
呼吸作用
绿色植物利用氧气，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。
概念：
呼吸作用主要是在线粒体内进行的，其实质就是有机物分解，释放能量。
（储存能量）
呼吸作用的反应式
意义与调控
5
生物学意义
细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。在细胞分裂过程中，DNA复制、纺锤体形成、染色体分离等都需要大量能量。呼吸作用分解有机物释放的能量，约40%储存于ATP，为这些过程提供动力，保障细胞分裂顺利进行。
为细胞分裂供能
细胞的物质运输，无论是主动运输还是胞吞胞吐，都离不开能量支持。例如，小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖等营养物质的主动运输过程，需要呼吸作用产生的ATP水解供能，从而实现物质逆浓度梯度跨膜运输。
助力物质运输
生物学意义
呼吸作用产生的中间产物，如丙酮酸，是合成其他物质的重要原料。丙酮酸可以通过一系列反应转化为氨基酸，进而合成蛋白质，满足生物体生长、修复和调节生理功能的需求。
参与物质合成
多维影响因素
温度对呼吸作用影响显著。一般来说，在一定范围内升高温度能增强呼吸作用，因为温度影响呼吸酶的活性。但过高温度会使酶变性失活，抑制呼吸作用。低温则抑制呼吸作用，如冷藏保鲜就是利用低温降低果蔬呼吸速率，延长保鲜期。
水分含量对呼吸作用影响较大。当种子含水量＞13%时，呼吸作用显著增强。这是因为充足的水分使种子中的酶活性增强，细胞代谢加快，呼吸作用随之增强。所以储存粮食时要保持干燥，降低呼吸消耗。
温度的影响
水分的作用
降低温度，减弱呼吸作用
减少水分含量，减弱呼吸作用
多维影响因素
气体浓度的效应
氧气与二氧化碳浓度影响呼吸作用。高氧环境促进呼吸作用，为生物体提供更多能量；而高二氧化碳浓度则抑制呼吸作用。例如地窖储存生姜，地窖中二氧化碳浓度较高，可抑制生姜呼吸作用，减少有机物消耗，延长储存时间。
中耕松土
农田涝灾后及时排涝
实践应用
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农业调控实例
当出现涝灾时，土壤中水分过多，会排挤空气，导致根系缺氧。对比涝灾区域和正常区域的根系，涝灾区域的根系颜色变深，甚至出现腐烂现象。及时排涝能让根系恢复正常呼吸，保证植株的健康生长，例如某地区遭遇暴雨后，及时进行排涝的稻田，水稻产量明显高于未及时排涝的稻田。
在农业生产中，使用松土机具对农田进行松土作业十分关键。如在一片小麦田中，定期松土的区域，小麦根系更加发达，植株生长健壮。这是因为松土能增加土壤中的氧气含量，保障根部的氧气供应，促进根部的呼吸作用，为根系的生长和养分吸收提供充足能量。
排涝避免根系缺氧
松土促进根部呼吸
贮藏技术原理
气调库通过精确调节氧气和二氧化碳的浓度来抑制呼吸作用。气调库参数仪表盘展示了各项气体浓度的实时数据，当降低氧气浓度、提高二氧化碳浓度时，果蔬的呼吸作用会显著减弱。比如在气调库中贮藏的草莓，相比普通贮藏方式，保鲜期可延长数天，且能更好地保持口感和营养。
气调贮藏调节气体浓度
冷链物流在农产品贮藏中发挥着重要作用。以苹果贮藏为例，通过冷链物流将温度控制在适宜的低温环境下，苹果的呼吸作用会受到抑制，从而延长保鲜期。如在冷链物流剖面示意图中可以看到，低温环境能降低苹果细胞内酶的活性，减缓有机物的分解速度。
低温抑制呼吸作用
生态平衡作用
大气成分数据可视化显示，呼吸作用对维持大气中氧气和二氧化碳的比例至关重要。在生态系统中，各种生物的呼吸作用持续进行，与光合作用相互协调，使得大气中氧气含量约为21%，二氧化碳含量保持在相对稳定的水平，为地球上的生物提供了适宜的生存环境。
从碳氧循环动态模型可以清晰看到，呼吸作用与光合作用共同维持着碳氧平衡。呼吸作用将有机物分解，释放二氧化碳到大气中，而光合作用则吸收二氧化碳并释放氧气。例如，地球上的森林通过光合作用吸收大量二氧化碳，同时生物的呼吸作用又将部分二氧化碳返还到大气中，保持了大气成分的相对稳定。
维持大气成分稳定
参与碳氧循环
呼吸作用 光合作用
场所
条件
原料
产物
物质变化 能量变化
所有活细胞
叶绿体
有光无光均可
必须有光
二氧化碳和水
有机物和氧气
二氧化碳和水
有机物和氧气
分解有机物
释放能量
储存能量
制造有机物

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