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第7章能量的釋放與呼吸一、能量的釋放和利用1、人的呼吸⑴我們通常所說的呼吸是指人體或動(dòng)物吸入氧氣,呼出二氧化碳的生理現(xiàn)象。⑵呼吸頻率:每分鐘的呼吸次數(shù)。成人平靜時(shí)的呼吸頻率為16~18次/每分鐘,少年平靜時(shí)的呼吸頻率大約為20次/分鐘。2、植物體的呼吸⑴植物沒有專門的呼吸器官,植物體所有活著的部位都能進(jìn)行呼吸。⑵在萌發(fā)的種子、幼小的果實(shí)和生長(zhǎng)旺盛的葉片里呼吸作用最強(qiáng)。⑶大氣中的氧和植物體內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳主要從葉片的氣孔進(jìn)出,植物的根毛可以與土壤中的空氣進(jìn)行氣體交換。3、呼吸作用的概念、公式、實(shí)質(zhì)⑴生物的活細(xì)胞利用氧氣分解有機(jī)物,生成二氧化碳和水,并釋放能量過程稱為呼吸作用。⑵公式:活細(xì)胞氧氣+有機(jī)物二氧化碳+水+能量(釋放)⑵實(shí)質(zhì):把有機(jī)物分解成無機(jī)物(二氧化碳和水);把儲(chǔ)存在有機(jī)物里的能量釋放出來。⑶自然界里,絕大部分生物體細(xì)胞內(nèi),有機(jī)物氧化分解的過程都是在有氧條件下才能完成。缺少氧,呼吸作用不能正常進(jìn)行。⑷英國化學(xué)家法拉第把呼吸比喻為“生命現(xiàn)象的燃燒過程”。儲(chǔ)存在生物體內(nèi)的有機(jī)物在氧的參與下,“燃燒”釋放的能量主要表現(xiàn)形式有:熱能、發(fā)光、電能等。4、體驗(yàn)?zāi)芰酷尫排c呼吸的關(guān)系⑴提出問題:有機(jī)物中能量的釋放與呼吸有關(guān)系嗎?⑵作出假設(shè):有機(jī)物中能量的釋放與呼吸有關(guān)系。⑶制定計(jì)劃并實(shí)施計(jì)劃:測(cè)量在平靜時(shí)的呼吸頻率;伴隨音樂節(jié)奏,每人迅速起蹲1分鐘;迅速起蹲結(jié)束后,立即測(cè)量呼吸頻率;結(jié)果記錄在表中,計(jì)算各表中平均值,比較人體在三種狀態(tài)下的呼吸次數(shù)是否有差異。⑷結(jié)論:能量的釋放與呼吸密切相關(guān)⑸想一想:這三種狀態(tài)哪一種消耗能量多?消耗能量多少與呼吸頻率有關(guān)系?(答案:劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),所消耗的能量要比平靜狀態(tài)下多,消耗能量的多少與呼吸頻率成正比。)5、驗(yàn)證植物呼吸產(chǎn)生二氧化碳⑴實(shí)驗(yàn)步驟:①取兩只保鮮袋,密封袋口。A袋內(nèi)裝入新鮮蔬菜;B袋內(nèi)裝入空氣。②將兩只袋子都放到黑暗處,一天后取出。③把A、B袋內(nèi)的氣體分別通入裝有澄清石灰水的兩個(gè)錐形瓶中。⑵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:A袋內(nèi)氣體能使澄清石灰水變渾濁;B袋內(nèi)氣體不能使澄清石灰水變渾濁。⑶原理:二氧化碳具有使澄清石灰水變渾濁的特性。⑷結(jié)論:植物呼吸產(chǎn)生二氧化碳。⑸實(shí)驗(yàn)中B袋的作用是什么?實(shí)驗(yàn)中為何要把袋子放在“黑暗”處24小時(shí)?(答案:設(shè)置對(duì)照組,起對(duì)照作用。植物黑暗處,只能進(jìn)行呼吸作用,不能進(jìn)行光合作用。)6、驗(yàn)證植物呼吸需要消耗氧氣⑴實(shí)驗(yàn)步驟:①取兩只廣口瓶,裝入蔬菜后,密封瓶口。甲瓶裝入用沸水處理過的蔬菜;乙瓶取等量的新鮮的蔬菜。②放在溫暖處,并封閉、遮光處理24h。③分別將點(diǎn)燃的蠟燭迅速伸入到甲、乙兩瓶中。⑵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:甲瓶里蠟燭燃燒很好,乙瓶里蠟燭火焰明顯變小或趨于熄滅。⑶實(shí)驗(yàn)原理:氧氣可以助燃。燃燒的物體在有氧的情況下,能夠繼續(xù)燃燒,而在二氧化碳較多、氧氣量不足的情況下,就會(huì)熄滅。⑷實(shí)驗(yàn)結(jié)論:植物呼吸需要消耗氧氣。⑸實(shí)驗(yàn)中甲瓶的作用是什么?為何要把兩瓶放在溫暖處,并封閉、遮光處理24h?(答案:設(shè)置對(duì)照組,起對(duì)照作用。植物放在黑暗處,不能進(jìn)行光合作用,不產(chǎn)生氧氣;只進(jìn)行呼吸作用消耗掉氧氣。)7、能量的釋放形式和利用⑴生物體在呼吸作用過程中產(chǎn)生的能量,一部分以熱能的形式釋放出來,用于維持體溫(能夠使生物體內(nèi)或者周圍溫度升高);另一部分以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在ATP中,直接提供維持生物體各項(xiàng)生命活動(dòng)的能量,如睡覺、胃腸蠕動(dòng)、肌肉收縮、植物開花都需要ATP。⑵ATP是存在于生物體細(xì)胞內(nèi)的一種含高能量的物質(zhì);ATP是一個(gè)能量“貯存庫”,又像一個(gè)能量“傳遞員”,直接提供生物體各項(xiàng)生命活動(dòng)能量。8、呼吸作用與光合作用的區(qū)別呼吸作用光合作用所有生活細(xì)胞都能進(jìn)行只在含有葉綠體的細(xì)胞中進(jìn)行有光無光都能進(jìn)行在光下才能進(jìn)行吸入氧氣,呼出二氧化碳吸入二氧化碳、呼出氧氣分解有機(jī)物,釋放能量合成有機(jī)物,釋放能量9、“探究種子呼吸過程中釋放熱量”實(shí)驗(yàn):⑴提出問題:萌發(fā)的種子呼吸作用能產(chǎn)生熱量嗎?⑵作出假設(shè):萌發(fā)的種子呼吸作用產(chǎn)生熱量。⑶制定計(jì)劃并實(shí)施計(jì)劃:①提前一周準(zhǔn)備一些干種子:A浸泡種子,讓種子萌發(fā);B煮熟的種子。②上課前兩天,將萌發(fā)的種子、干種子、煮熟的種子,分別裝在保溫瓶中,插入溫度計(jì),用棉花封口,記下起始溫度、⑷實(shí)驗(yàn)記錄:萌發(fā)種子呼吸作用產(chǎn)生了熱量,死亡種子無法呼吸,不能產(chǎn)生熱量。⑸結(jié)論:萌發(fā)的種子呼吸作用釋放能量。⑹想一想:潮濕種子產(chǎn)生的熱量是從哪里來的?(答案:來源于綠色植物光合作用時(shí),貯存在有機(jī)物中的能量;潮濕的種子在呼吸作用過程中分解有機(jī)物,釋放出的能量,以熱能形式表現(xiàn)出來。)10、種子曬干、冰箱儲(chǔ)藏是降低呼吸作用;農(nóng)田雨后排水、松土是增加土壤中氧氣。二、人體的呼吸1、呼吸系統(tǒng)由呼吸道和肺兩部分組成。呼吸道使空氣溫暖、濕潤(rùn)、清潔,是氣體進(jìn)出肺的通道,它包括鼻、咽、喉、氣管、支氣管;肺是呼吸系統(tǒng)主要器官,是氣體交換場(chǎng)所。2、肺位于胸腔,呈半圓錐形,左肺2葉,右肺3葉,成人平靜時(shí)呼吸頻率16-18次/分鐘。3、肺泡適宜氣體交換的特點(diǎn):肺泡多;肺泡壁??;肺泡外有毛細(xì)血管,與肺泡壁一樣,都由一層上皮細(xì)胞構(gòu)成。4、人體的呼吸是指外界的氣體和肺泡內(nèi)的氣體進(jìn)行交換,這個(gè)過程依靠呼吸運(yùn)動(dòng)來完成的,其包括吸氣和呼氣兩個(gè)生理活動(dòng)的過程。5、呼吸運(yùn)動(dòng)由人體胸廓和呼吸肌完成;胸廓由脊柱、肋骨和胸骨組成;呼吸肌由肋間肌和膈肌組成;肋間肌包括肋間外肌、肋間內(nèi)肌;膈肌是人和哺乳動(dòng)物體內(nèi)分割胸腔和腹腔的肌肉。6、模擬胸部呼吸運(yùn)動(dòng)的裝置:⑴玻璃鐘罩代表胸廓,氣球代表肺,橡皮膜代表膈,玻璃管代表氣管和支氣管。⑵用手頂橡皮膜,使膈頂部上升,代表膈肌舒張,胸廓容積減小,氣體排出氣球。⑶松開橡皮膜時(shí),使膈頂部下降,代表膈肌收縮,胸廓容積增大,氣體進(jìn)入氣球。7、人體呼吸運(yùn)動(dòng)的過程:肺容積的變化導(dǎo)致了吸氣和呼氣。吸氣時(shí):肋間外肌收縮,肋骨上升;膈收縮,膈頂部下降,胸廓變大,外界氣體入肺。呼氣時(shí):肋間外肌舒張,肋骨下降;膈舒張,膈頂部上升,胸廓變小,肺內(nèi)氣體排出9、分析吸入氣體和呼出氣體的成分變化⑴吸氣時(shí)用夾子夾住B管目的是什么?試管甲中石灰水有無變化?答案:夾緊B管,空氣只能進(jìn)入甲試管,由A管進(jìn)入人體。甲試管石灰水不變渾濁,能驗(yàn)證吸入的氣體是氧氣。⑵呼氣時(shí),用夾子夾住A管目的是什么?試管乙中石灰水有無變化?答案:夾緊A管,空氣只能進(jìn)入乙試管,由B管進(jìn)入人體。乙試管石灰水不變渾濁,能驗(yàn)證呼出的氣體是二氧化碳。⑶根據(jù)P121“人體吸入氣體、呼出氣體成分比較表”,分析人體吸入氣體和呼出氣體成分含量發(fā)生怎樣變化?分析原因。答案:人體吸入氣體中含氧氣多,呼出氣體含二氧化碳增多,因?yàn)槿梭w細(xì)胞在有氧條件下,利用氧把有機(jī)物徹底分解成二氧化碳和水,釋放能量。10、氣體交換⑴人體內(nèi)的氣體交換是通過氣體的氣體擴(kuò)散來完成的。⑵氣體都能從濃度大的地方向濃度小的地方擴(kuò)散,直到兩邊濃度平衡為止,這就是氣體的擴(kuò)散作用。⑶由于肺泡壁和毛細(xì)血管壁都只有一層細(xì)胞組成,所以氣體從肺泡進(jìn)入毛細(xì)血管內(nèi),要穿過二層細(xì)胞。⑷人體內(nèi)氣體交換包括肺泡里的氣體交換和組織里的氣體交換。⑶氣體交換過程:A肺泡處氣體交換:氧氣由肺
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