初中八年级科学（浙教版）生物的呼吸与呼吸作用知识清单

初中八年级科学（浙教版）生物的呼吸与呼吸作用知识清单一、核心概念辨析：呼吸与呼吸作用（基石）（一）【基础】呼吸（肺通气）的定义呼吸是指人体或动物体与外界环境之间进行气体交换的整个过程。这个过程主要通过呼吸系统来完成，其结果是实现外界空气与肺部血液之间的气体交换，即摄入氧气，排出二氧化碳。需特别注意，日常生活中所说的“呼吸”，在生理学上特指这一系列与外界进行气体交换的动作与过程。（二）【基础】【难点】呼吸作用（细胞呼吸）的定义呼吸作用是指生物体细胞内的有机物（如葡萄糖）在氧气的参与下（或有其他无氧方式，本章主要讨论有氧呼吸），经过一系列酶促反应，被彻底氧化分解，最终生成二氧化碳和水或其他产物，同时将有机物中储存的化学能释放出来，供给生命活动需要的过程。这个过程发生在每一个活细胞中，是一种缓慢氧化。（三）【非常重要】【高频考点】“呼吸”与“呼吸作用”的辩证关系这是本章最核心的易混淆点，也是考试的必考点。二者既紧密联系，又有着本质区别：1、概念范畴不同：“呼吸”是一个宏观的、整体性的生理过程，描述的是生物体与外界的环境交换；而“呼吸作用”是一个微观的、细胞内的生化反应过程，描述的是物质和能量的转化。2、发生场所不同：“呼吸”主要在呼吸系统（尤其是肺）中进行；“呼吸作用”则在所有活细胞的线粒体等结构中完成。3、联系纽带：呼吸是呼吸作用的前提和基础。呼吸作用所需的氧气，必须依靠呼吸系统从外界吸入；呼吸作用产生的二氧化碳，也必须依靠呼吸系统排出体外。血液循环系统则是连接这两者的“运输线”，将氧气运送给细胞，将二氧化碳运回肺部。简言之，“呼吸”为“呼吸作用”提供了原料（O2），并排出了产物（CO2）；“呼吸作用”则是“呼吸”的生理意义所在，即为生命活动提供能量。二、人体的呼吸系统：结构与功能相适应（模型）（一）【基础】呼吸系统的组成人体的呼吸系统由呼吸道和肺两大部分组成。呼吸道是气体进出肺的通道，肺是气体交换的器官。（二）呼吸道：精心设计的“空气处理系统”【重要】呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管。它的作用不仅仅是通道，更在于对吸入的空气进行处理，使其变得温暖、清洁、湿润，从而保护肺这一娇嫩的器官。1、鼻：作为呼吸道的起点，内有鼻毛，能阻挡空气中的灰尘和异物（清洁）。鼻腔内表面的鼻黏膜富含毛细血管，能温暖吸入的冷空气（温暖）；同时鼻黏膜分泌的黏液能粘住灰尘和细菌，并增加空气的湿度（湿润、清洁）。此外，鼻黏膜内还有嗅觉细胞，能感受气味刺激。2、咽：食物和空气的共同通道。这里有一个重要的“交通指挥”——会厌软骨。【高频考点】吞咽时，会厌软骨会盖住喉口，防止食物误入气管。因此，边吃饭边说笑容易导致会厌软骨来不及盖住喉口，食物就可能进入气管，引发剧烈咳嗽甚至窒息。3、喉：不仅是空气通道，还是发声器官。4、气管与支气管：由C形软骨环作支架，保证了气流的畅通。管壁内表面覆盖着有纤毛的黏膜，能分泌黏液，粘住空气中的灰尘和细菌。纤毛不断地向喉部方向摆动，将粘液及其粘附的异物（形成痰液）推送至喉部，经咳嗽排出体外。【重要】所以，痰的形成部位是气管和支气管的黏膜，我们应养成良好的卫生习惯，不随地吐痰。（三）肺：气体交换的“核心主战场”【非常重要】【高频考点】肺是呼吸系统最重要的部分，是进行气体交换的场所。其基本结构和功能单位是肺泡。肺能够高效完成气体交换，依赖于其精妙的结构，这充分体现了生物学“结构与功能相适应”的生命观念。1、肺泡的结构特点：（1）数量多：人肺有数亿个肺泡，极大地增加了气体交换的总表面积。（2）壁薄：肺泡壁由一层扁平的上皮细胞构成，非常薄，有利于气体穿透。（3）丰富的毛细血管：肺泡外面紧紧地缠绕着丰富的毛细血管网，毛细血管壁同样由一层上皮细胞构成。肺泡壁和毛细血管壁这两层细胞膜，极大地缩短了气体交换的距离。（4）弹性纤维：肺泡外缠绕着弹性纤维，使肺具有良好的弹性。吸气时肺泡被动扩张，呼气时弹性纤维回缩，帮助肺泡恢复原状，排出气体。2、功能适应性归纳：肺泡的“多、薄、富、弹”四个特点，共同指向一个核心功能——最大限度地提高气体交换的效率。三、呼吸运动：实现肺与外界的气体交换（过程一）（一）【基础】呼吸运动的原理呼吸运动是指胸廓有节律地扩大和缩小的运动，包括吸气和呼气两个过程。其根本原理是呼吸肌（主要是肋间肌和膈肌）的收缩和舒张，改变了胸腔容积，进而导致肺内气压发生变化，形成与外界大气压之间的压力差，从而驱动气体进出肺部。这不是一个主动的“吸气”过程，而是一个被动的“气压差”过程。（二）【非常重要】【高频考点】吸气和呼气的具体过程这是一个极易混淆的考点，必须结合模型理解并准确记忆。1、吸气过程：（1）肌肉状态：肋间外肌收缩，肋间内肌舒张；膈肌收缩。（2）胸廓变化：肋间外肌收缩，使肋骨和胸骨向上、向外移动，胸廓前后径、左右径增大；膈肌收缩，膈顶部下降（变得扁平），胸廓上下径增大。两者协同作用，导致胸腔容积全面增大。（3）气压变化：胸腔容积增大，肺随之被动扩张，肺内气体容积增大，肺内气压减小，低于外界大气压。（4）气流方向：在压力差的作用下，外界空气进入肺部。2、呼气过程：（1）肌肉状态：肋间外肌舒张，肋间内肌收缩；膈肌舒张。（2）胸廓变化：肋间外肌舒张，肋骨和胸骨因重力作用下降、向内移动，胸廓前后径、左右径缩小；膈肌舒张，膈顶部回升至原来的拱形位置，胸廓上下径缩小。胸腔容积全面缩小。（3）气压变化：胸腔容积缩小，肺被挤压而回缩，肺内气体容积减小，肺内气压增大，高于外界大气压。（4）气流方向：在压力差的作用下，肺内气体被排出体外。3、记忆技巧：可以用“缩缩缩，吸吸吸”来辅助记忆。即收缩（肋间肌、膈肌）→胸廓扩大→气压减小→吸气。（三）【难点】【热点】肺内气压变化的曲线分析在考试中，经常出现肺内气压随时间变化的曲线图。理解曲线的关键点：1、AB段（吸气阶段）：肺内气压低于外界大气压，气体进入肺部。此时，肺内气压从较低点逐渐升高，但仍低于大气压，直至B点与大气压相等。2、B点（吸气结束瞬间）：肺内气压等于外界大气压，气流暂时停止。3、BC段（呼气阶段）：肺内气压高于外界大气压，气体排出肺部。此时，肺内气压从高点逐渐降低，但仍高于大气压，直至C点与大气压相等。4、C点（呼气结束瞬间）：肺内气压再次等于外界大气压。解题关键：只要肺内气压低于外界大气压，就处于吸气状态或其延续；高于外界大气压，就处于呼气状态或其延续。四、人体内的气体交换：扩散作用的体现（过程二）（一）【基础】气体交换的原理无论是肺泡内还是组织里的气体交换，其根本原理都是气体的扩散作用。即气体总是由高浓度（或高分压）的地方向低浓度（或低分压）的地方扩散，直到动态平衡。（二）【非常重要】肺泡内的气体交换1、交换场所：肺泡与肺泡周围毛细血管之间。2、交换过程：当来自肺动脉的静脉血流经肺泡毛细血管时，由于肺泡内氧气的浓度高于血液中氧气的浓度，而血液中二氧化碳的浓度高于肺泡内二氧化碳的浓度，因此，氧气透过肺泡壁和毛细血管壁扩散进入血液，而二氧化碳则从血液扩散进入肺泡。3、交换结果：血液成分发生显著变化，由含氧少、颜色暗红的静脉血，变成了含氧丰富、颜色鲜红的动脉血。这些动脉血将通过肺静脉流回心脏，再泵向全身。（三）【非常重要】组织里的气体交换1、交换场所：组织细胞与组织周围毛细血管之间。2、交换过程：当体循环的动脉血流经组织细胞间的毛细血管时，由于组织细胞进行呼吸作用不断消耗氧气，导致细胞内氧浓度低于血液中氧浓度；同时细胞产生的二氧化碳，使其浓度高于血液中二氧化碳浓度。因此，血液中的氧气迅速扩散进入组织细胞，而组织细胞中的二氧化碳则扩散进入血液。3、交换结果：血液成分再次发生逆转，由含氧丰富、颜色鲜红的动脉血，变成了含氧少、颜色暗红的静脉血。这些静脉血将通过上、下腔静脉流回心脏，开始下一轮循环。4、氧气最终去向：氧气进入组织细胞后，最终在线粒体中被用于呼吸作用，氧化分解有机物，释放能量。（四）【难点】【热点】吸入气、呼出气与肺泡气的成分比较1、核心结论：呼出的气体与吸入的空气相比，氧气含量减少，二氧化碳含量增加，水蒸气含量也明显增加。但氮气等稀有气体成分基本不变。2、原因分析：这种变化并非发生在呼吸道中，而是在肺泡内进行气体交换的结果。氧气被交换进入血液，而血液中的二氧化碳被交换出来排入肺泡。因此，呼出的气体实际上是肺泡气与呼吸道死腔中空气的混合气体，但成分已显著改变。3、实验验证：常用澄清石灰水来验证呼出气体中二氧化碳增多。向等量的空气和呼出气体中分别滴加等量澄清石灰水，会发现呼出气体能使石灰水明显变浑浊，且速度快。用温度计和湿度计也可以验证呼出气体的温度和湿度更高。五、呼吸作用：生命活动的能量源泉（本质）（一）【基础】呼吸作用的实质与表达式1、实质：分解有机物，释放能量。2、反应式（主要是有氧呼吸）：有机物（如葡萄糖，C6H12O6）+氧气（O2）——酶——→二氧化碳（CO2）+水（H2O）+能量3、发生场所：主要在细胞的线粒体内。4、特点：呼吸作用是所有活细胞（无论动物、植物、微生物）每时每刻都在进行的生命活动。它是一种缓慢氧化，与燃烧等剧烈氧化不同，能量是逐步释放的。（二）【非常重要】呼吸作用的意义呼吸作用对于生物体具有至关重要的意义，是生命存在的基础。1、提供能量：为生物体的各项生命活动提供直接能量来源（ATP）。如肌肉收缩、神经传导、物质合成、主动运输、细胞分裂、维持体温等，都需要呼吸作用释放的能量来驱动。2、物质转化：呼吸作用过程中产生的中间产物，可以作为原料，合成生物体所需的其他重要物质，是体内各种有机物代谢的枢纽。（三）动物的呼吸作用动物（包括人类）的呼吸作用与上述过程完全一致。它们通过呼吸系统获取氧气，通过循环系统运输氧气，最终在细胞内分解有机物，获得能量。这是动物维持一切生命活动的基础。（四）植物的呼吸作用【重要】【高频考点】这是一个容易与光合作用混淆的考点。1、特点：植物没有像动物一样专门的呼吸系统，没有明显的吸气和呼气过程。植物与外界的气体交换是通过气孔（叶片）、皮孔（茎）和根毛（根部）等结构，以扩散作用的方式进行的。2、部位：植物的每一个活细胞（无论是根、茎、叶、花、果实、种子的细胞）都无时无刻不在进行着呼吸作用。这是一个常被误解的地方，很多人误以为只有叶子才呼吸，其实不然。3、与光合作用的区别与联系【难点】【热点】：（1）场所不同：光合作用只在含有叶绿体的细胞中进行；呼吸作用在所有活细胞中进行。（2）条件不同：光合作用必须有光才能进行；呼吸作用有光无光都能进行（每时每刻）。（3）物质和能量转变不同：光合作用是合成有机物，储存能量；呼吸作用是分解有机物，释放能量。（4）联系：光合作用制造的有机物和释放的氧气，是呼吸作用的原料；呼吸作用释放的能量，可用于光合作用产物的运输和细胞的其他生命活动。二者相互依存，对立统一。4、农业生产中的应用：通过调控环境因素（如温度、湿度、氧气浓度）来影响植物的呼吸作用，以达到增产或保鲜的目的。例如，低温低氧储存果蔬是为了抑制呼吸作用，减少有机物消耗；而农田松土是为了增加土壤氧气含量，促进根部呼吸作用，有利于根的生长和对无机盐的吸收。（五）微生物等其他生物的呼吸作用与动植物一样，微生物（如细菌、真菌）也进行呼吸作用，分解有机物，获得能量。这是它们生长、繁殖的基础，也是它们在自然界物质循环中作为分解者的关键所在。六、实验探究与设计（能力提升）（一）【高频考点】探究种子呼吸作用的实验这是考查学生实验设计和分析能力的典型题目。1、实验一：种子萌发时吸收氧气。（1）装置：将萌发的种子和煮熟的种子（对照）分别放入两个广口瓶中，密封后置于温暖处。一段时间后，将燃烧的蜡烛分别放入两个瓶中。（2）现象：放入萌发种子瓶中的蜡烛立刻熄灭；放入煮熟种子瓶中的蜡烛继续燃烧一会儿。（3）结论：萌发的种子进行呼吸作用，吸收了瓶中的氧气。2、实验二：种子萌发时释放二氧化碳。（1）装置：如图，锥形瓶A中装有萌发的种子，锥形瓶B中装有等量煮熟的种子，分别通过导管与装有澄清石灰水的试管连接。实验前需检查装置气密性，种子需消毒以排除微生物干扰210。（2）现象：A装置中，澄清石灰水变浑浊；B装置中，澄清石灰水无明显变化。（3）结论：萌发的种子进行呼吸作用，释放了二氧化碳。3、实验三：种子萌发时释放能量（热量）。（1）装置：将萌发的种子和煮熟的种子（对照）分别放入保温瓶中，插入温度计，用棉花塞紧，置于温暖处。（2）现象：装有萌发种子的保温瓶内温度明显升高；装有煮熟种子的保温瓶内温度基本不变。（3）结论：萌发的种子进行呼吸作用，释放了能量（热量）。（二）【难点】对照实验的设计与分析在上述所有探究实验中，都必须设置对照实验。通常以“活的”生物材料（如萌发的种子）作为实验组，以“死的”生物材料（如煮熟的种子）作为对照组，有时还需要设置空白对照（如空瓶）。通过对比，排除无关变量的干扰，证明实验现象确实是由生物体的呼吸作用引起的。七、考点、考向与解题策略（实战指南）（一）【高频考点】汇总1、识图填空题：考查呼吸系统的组成（标注鼻、咽、喉、气管、支气管、肺）、肺泡的结构图、呼吸运动模型（膈肌变化与胸腔气压关系图）、气体交换示意图（肺泡和组织处的交换方向）。2、选择题与判断题：辨析“呼吸”与“呼吸作用”的概念；判断吸气/呼气时的肌肉状态、气压变化、胸廓变化；分析吸入气和呼出气的成分变化；选择正确的呼吸作用表达式。3、实验探究题：以种子呼吸作用的三个经典实验为背景，考查实验设计（对照原则、变量控制）、现象分析（为什么石灰水变浑浊？为什么蜡烛熄灭？）、结论推导。4、材料分析题：结合生活实际（如体育锻炼、吞咽与呼吸、煤气中毒、储藏果蔬、移栽植物等），考查运用呼吸和呼吸作用原理解决实际问题的能力。（二）【易错点】警示1、概念混淆：将“呼吸运动”等同于“呼吸作用”。解题时务必看题目语境，是讲气体进出肺的过程，还是讲细胞内有机物分解的过程。2、气体交换方向判断错误：在气体交换示意图中，常混淆氧气和二氧化碳的扩散方向。牢记氧气去哪儿，二氧化碳从哪儿来。3、气压分析不清：在呼吸运动过程中，误以为吸气是肺主动扩张。肺本身没有肌肉，是被动扩张和回缩的，动力来自呼吸肌引起的胸廓容积变化。4、植物呼吸作用的盲点：误以为植物只在夜间进行呼吸作用，或只有绿叶能呼吸。要记住呼吸作用是所有活细胞每时每刻都在进行的。（三）【解题步骤】与方法1、针对呼吸运动题：第一步找肌肉状态（收缩/舒张），第二步判胸廓大小（增大/减小），第三步定气压高低（低于/高于大气压），第四步得气流方向（进/出）。2、针对气体交换题：第一步定位置（肺泡处/组织处），第二步比浓度（比