第二章 植物体内的物质与能量变化
第三节 呼吸作用
一、教学目标
(一)生命观念
通过分析呼吸作用的原料、产物及能量变化,理解生物通过呼吸作用实现有机物的分解与能量释放,明确呼吸作用是生物的共同特征,认同绿色植物在生物圈碳氧平衡中的重要作用,建立 “物质 — 能量 — 生命活动” 的关联认知。
(二)科学思维
通过分析种子萌发呼吸作用的实验现象(温度变化、石灰水浑浊、氧气消耗),推理呼吸作用的实质;对比光合作用与呼吸作用的异同,培养基于证据进行逻辑分析、归纳总结的能力。
(三)探究实践
参与呼吸作用实验的分析过程,学习 “控制变量(萌发种子 vs 煮熟种子)— 观察现象 — 推导结论” 的科学探究方法,提升实验分析与结论推导能力,增强探究意识。
(四)态度责任
了解呼吸作用原理在农业生产(如田间管理、粮食储存)中的应用,认识科学知识对提高作物产量、保障粮食安全的意义;结合 “太空种菜” 等拓展内容,感受生物学技术对人类探索未知、改善生活的价值,激发社会责任感。
二、教学重难点
(一)教学重点
阐明呼吸作用的原料、产物及实质;列举呼吸作用原理在农业生产中的应用。
(二)教学难点
通过实验现象推理呼吸作用的过程;对比光合作用与呼吸作用的异同,理解二者的联系。
教学准备
教具:多媒体课件。
四、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
情境导入 1. 创设生活情境:“有人认为在卧室摆放多盆植物能更新空气,这种做法科学吗?” 2. 引导学生结合已有知识(光合作用消耗 CO 、释放 O )思考:“植物仅进行光合作用吗?夜间没有光照时,植物的生命活动还需要能量吗?” 3. 引出课题:“植物获取能量的过程 —— 呼吸作用”。 1. 结合生活经验发表观点,产生认知冲突(“认为科学” vs “可能不科学”); 2. 思考夜间植物能量供应问题,初步意识到植物可能存在 “消耗能量” 的生理过程; 3. 带着疑问进入本节课学习。 以生活情境引发兴趣,通过问题打破 “植物只进行光合作用” 的认知误区,激发探究 “呼吸作用” 的欲望,自然导入课题。
探索新知1:呼吸作用的相关实验 1. 明确实验材料:“萌发的种子生命活动活跃,是观察呼吸作用的理想材料”,对比 “煮熟的种子” 作为对照; 2. 逐一分析实验现象: (1)温度实验:展示甲(萌发种子)、乙(煮熟种子)装置,提问 “两瓶温度差异说明什么?” 引导学生得出 “萌发种子释放能量”; (2)二氧化碳实验:展示 “萌发种子使澄清石灰水变浑浊” 的装置,结合 “石灰水遇 CO 变浑浊” 的常识,引导学生推理 “呼吸作用释放 CO ”; (3)氧气实验:展示 “萌发种子消耗氧气” 的实验结果,提问 “为什么萌发种子会消耗氧气?” 帮助学生理解 “氧气是呼吸作用的原料”; 3. 总结实验结论:“萌发种子呼吸作用需要氧气,分解有机物,产生 CO 和水,释放能量”。 1. 观察实验装置,明确 “萌发种子” 与 “煮熟种子” 的对照作用; 2. 针对每个实验现象小组讨论: (1)温度升高→种子释放能量; (2)石灰水浑浊→产生 CO ; (3)氧气减少→消耗氧气; 3. 结合讨论结果,归纳呼吸作用的原料(有机物、氧气)和产物(CO 、水)。 通过三个核心实验,引导学生从 “能量”“物质” 两个维度分析呼吸作用,将抽象的生理过程转化为直观的实验现象,降低理解难度,培养实验分析与推理能力。
探索新知2:呼吸作用的实质 1. 展示呼吸作用表达式:有机物(储能)+ 氧气→二氧化碳 + 水 + 能量(主要场所:线粒体); 2. 引导学生从 “物质转变” 和 “能量转化” 分析实质: (1)物质转变:有机物分解为 CO 和水; (2)能量转化:有机物中的化学能释放,供生命活动利用(部分以热能散失); 3. 强调 “呼吸作用是生物的共同特征”:“植物、动物、微生物都通过呼吸作用分解有机物获取能量”。 1. 结合表达式,总结呼吸作用的物质变化和能量变化; 2. 尝试用自己的话概括呼吸作用实质:“分解有机物,释放能量”; 3. 理解 “呼吸作用普遍存在”,建立生物共同生理特征的认知。 通过表达式直观呈现呼吸作用过程,引导学生分维度提炼实质,帮助学生构建清晰的概念框架;强调 “共同特征”,深化生命观念。
探索新知3:光合作用与呼吸作用的对比 1. 呈现对比表格(含场所、条件、原料、产物、能量转变、实质、联系),引导学生结合已有知识和本节课内容填写; 2. 重点讲解 “联系”:“呼吸作用的原料是光合作用的产物,呼吸作用的产物是光合作用的原料,二者相互依存,维持生物圈碳氧平衡”; 3. 纠正可能的误区(如 “呼吸作用只在夜间进行”):“呼吸作用有光无光都进行,光合作用仅在光下进行”。 1. 小组合作填写表格,梳理两个生理过程的异同; 2. 理解二者的物质循环关系,明确 “碳氧平衡” 的形成原因; 3. 区分两个过程的进行条件,消除认知误区。 通过对比归纳,帮助学生建立知识间的联系,形成系统的知识网络;纠正误区,确保知识的准确性,提升科学思维的严谨性。
探索新知4:呼吸作用原理的应用 1. 结合实例分析应用: (1)促进呼吸作用:农田适时松土(增加土壤氧气,利于根呼吸)、及时排涝(避免根缺氧窒息); (2)抑制呼吸作用:粮食储存(干燥、低温,降低呼吸作用消耗有机物); 2. 提问:“为什么甲地甜瓜含糖量高于乙地?(白天温度相同,夜间甲地温度低)” 引导学生用 “夜间呼吸作用弱,有机物消耗少” 解释。 1. 分析实例与呼吸作用原理的关联,理解 “控制氧气、温度、水分” 对呼吸作用的影响; 2. 用呼吸作用知识解释甜瓜含糖量差异,提升知识迁移能力。 将科学知识与农业生产实际结合,体现生物学的实用价值;通过实例分析,帮助学生掌握 “原理→应用” 的逻辑,落实科学思维素养。
板书设计
作业设计 基础作业:完成练习册P21-23。
教学反思 实验分析环节可增加学生自主设计 “验证呼吸作用产生水” 的微型方案,进一步提升科学探究素养;对比光合作用与呼吸作用时,可采用 “表格填空 + 小组展示” 的形式,增强学生的参与度;“太空种菜” 拓展内容可适当精简,避免占用过多核心知识学习时间,确保教学节奏合理。