《植物通過呼吸作用為生命活動提供能量》教學設計-2024-2025學年濟南版（2024）初中生物學七年級下冊

《植物通過呼吸作用為生命活動提供能量》教學設計-2024-2025學年濟南版（2024）初中生物學七年級下冊一、教材分析（一）地位與作用本章節(jié)為新教材濟南版（2024）初中生物學七年級下冊第三單元《植物的生活》第一章《植物能進行光合作用等生命活動》的關鍵部分。植物的呼吸作用是植物生命活動的重要生理過程，與光合作用相互依存，共同維持著植物的生長、發(fā)育和繁殖。通過對本章節(jié)的學習，學生能夠深入理解植物如何獲取和利用能量，完善對植物生活全貌的認知，為后續(xù)學習生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)等知識奠定基礎。同時，有助于培養(yǎng)學生運用生物學知識解釋生活現(xiàn)象、解決實際問題的能力，在整個初中生物學知識體系中起著承上啟下的重要作用。（二）內(nèi)容編排教材開篇以生活中常見的植物呼吸現(xiàn)象引入，如潮濕的糧食堆會發(fā)熱、蘿卜放久了會空心等，引發(fā)學生對植物呼吸作用的好奇和思考。接著，詳細闡述了呼吸作用的概念，即細胞利用氧，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。通過實驗探究，展示了植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳、消耗氧氣以及釋放能量的過程，讓學生直觀地認識呼吸作用的本質(zhì)。教材還介紹了呼吸作用的場所是線粒體，以及呼吸作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應用，如中耕松土、糧食儲存等，設置了討論和實踐活動，如“討論呼吸作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要性”“設計實驗探究不同條件下植物呼吸作用的強度變化”，培養(yǎng)學生的科學探究能力和批判性思維。（三）與前后知識的聯(lián)系前面章節(jié)對植物細胞的結(jié)構(gòu)和功能、光合作用等知識的學習，為本節(jié)課理解植物呼吸作用提供了基礎。學生需要運用細胞結(jié)構(gòu)中線粒體的功能知識，來理解呼吸作用的場所；運用光合作用制造有機物和儲存能量的知識，對比呼吸作用分解有機物和釋放能量的過程。而本節(jié)課所學的呼吸作用知識，又與后續(xù)學習的生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循環(huán)緊密相連。例如，植物呼吸作用釋放的能量是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的一部分，呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳參與了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，從而構(gòu)建起從微觀植物生理到宏觀生態(tài)系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡。二、教學目標（一）知識目標闡明植物呼吸作用的概念、過程和意義，準確描述呼吸作用的原料、產(chǎn)物及反應式。解釋呼吸作用如何為植物的生命活動提供能量，說明呼吸作用在植物生長、發(fā)育和繁殖等過程中的作用。舉例說明呼吸作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應用，分析影響呼吸作用強度的環(huán)境因素。（二）能力目標通過觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生的觀察能力、實驗分析能力和邏輯思維能力。組織學生進行探究實驗設計和操作，提高學生的科學探究能力、動手實踐能力和團隊協(xié)作能力，能夠根據(jù)實驗目的設置對照組和實驗組，控制實驗變量。引導學生閱讀教材、收集資料，培養(yǎng)學生自主學習能力和信息獲取能力，運用所學知識解釋生活中與植物呼吸作用相關的現(xiàn)象。（三）情感態(tài)度與價值觀目標培養(yǎng)學生對植物生命活動的好奇心和探索欲，激發(fā)學生學習生物學的興趣。讓學生體會植物呼吸作用與人類生活的密切關系，認識到生物學知識在生產(chǎn)生活中的重要應用價值，增強學生對生活和自然的關注。通過實驗探究活動，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和勇于創(chuàng)新的精神，提高學生的科學素養(yǎng)。三、教學重難點（一）教學重點植物呼吸作用的概念、過程和意義，以及呼吸作用的原料、產(chǎn)物和反應式。呼吸作用為植物生命活動提供能量的原理，呼吸作用在植物生長、發(fā)育和繁殖過程中的作用。呼吸作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應用，影響呼吸作用強度的環(huán)境因素。（二）教學難點理解呼吸作用過程中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化，以及呼吸作用與光合作用的關系。設計并實施探究影響呼吸作用強度環(huán)境因素的實驗，分析實驗結(jié)果并得出合理結(jié)論。運用呼吸作用的知識解釋復雜的生活現(xiàn)象和解決實際問題，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的增產(chǎn)措施與呼吸作用的關系。四、教學過程（一）導入新課（5分鐘）展示現(xiàn)象：教師展示一組圖片和視頻資料，包括潮濕的種子堆發(fā)熱、萌發(fā)的種子使蠟燭熄滅、地窖中儲存的蔬菜時間久了會缺氧等現(xiàn)象。提問引導：“同學們，我們看到這些有趣的現(xiàn)象，大家想一想，為什么潮濕的種子堆會發(fā)熱呢？萌發(fā)的種子為什么能使蠟燭熄滅？地窖中儲存的蔬菜為什么會缺氧呢？這些現(xiàn)象背后可能隱藏著植物的什么生理活動呢？”鼓勵學生積極發(fā)言，分享自己對這些現(xiàn)象的初步猜測和想法。設計意圖：通過展示貼近生活且富有懸念的植物呼吸現(xiàn)象，引發(fā)學生的好奇心和探究欲望，讓學生主動思考這些現(xiàn)象背后的生物學原理，從而順利導入本節(jié)課關于植物呼吸作用的主題，為后續(xù)教學營造積極的學習氛圍。（二）呼吸作用的概念（8分鐘）教材內(nèi)容講解：引導學生閱讀教材中關于呼吸作用概念的段落，教師結(jié)合教材內(nèi)容，詳細講解呼吸作用的定義。強調(diào)呼吸作用是細胞層面的生理活動，細胞利用氧，將有機物分解成二氧化碳和水，并釋放出儲存在有機物中的能量。展示呼吸作用的反應式：有機物（儲存著能量）+氧氣\(\xrightarrow[]{酶}\)二氧化碳+水+能量，解釋反應式中各物質(zhì)的變化和能量的釋放過程。生活實例類比：以人呼吸為例，人通過呼吸吸入氧氣，呼出二氧化碳，同時消耗體內(nèi)的有機物來獲取能量，維持生命活動。類比植物的呼吸作用，讓學生理解植物呼吸作用也是為了獲取能量，只不過植物的呼吸作用發(fā)生在細胞內(nèi)。提問學生在生活中還能找到哪些類似通過氧化分解有機物獲取能量的例子，引導學生聯(lián)系生活實際，加深對呼吸作用概念的理解。設計意圖：通過引導學生閱讀教材和教師的詳細講解，讓學生準確掌握呼吸作用的概念和反應式。生活實例類比將抽象的細胞呼吸作用概念形象化，便于學生理解，同時鼓勵學生聯(lián)系生活，培養(yǎng)學生觀察生活、思考問題的能力，提高學生對知識的理解和應用能力。（三）呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的實驗探究（15分鐘）實驗展示：教師提前準備好實驗裝置，將萌發(fā)的種子和煮熟的種子分別放入兩個密閉的廣口瓶中，一段時間后，分別向兩個瓶中倒入澄清的石灰水，振蕩。展示實驗結(jié)果，讓學生觀察澄清石灰水的變化情況。現(xiàn)象分析：組織學生觀察實驗現(xiàn)象，提問：“同學們，我們看到裝有萌發(fā)種子的廣口瓶中倒入澄清石灰水后，石灰水變渾濁，而裝有煮熟種子的廣口瓶中石灰水沒有變渾濁，這說明了什么呢？”引導學生思考并回答，得出萌發(fā)的種子進行呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳，而煮熟的種子已死亡，不能進行呼吸作用的結(jié)論。講解二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁的特性，幫助學生理解實驗原理。實驗拓展：進一步提問學生，如果將實驗中的種子換成新鮮的蔬菜或水果，是否也會出現(xiàn)類似的現(xiàn)象呢？鼓勵學生大膽猜測，并簡單說明理由。然后，教師可以展示相關的拓展實驗視頻，驗證學生的猜測，拓寬學生的思維。設計意圖：通過實驗展示和現(xiàn)象分析，讓學生直觀地認識到植物呼吸作用會產(chǎn)生二氧化碳，培養(yǎng)學生的觀察能力和實驗分析能力。實驗拓展環(huán)節(jié)激發(fā)學生的思維，培養(yǎng)學生知識遷移和拓展的能力，讓學生認識到不同的植物器官都能進行呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。（四）呼吸作用消耗氧氣的實驗探究（15分鐘）實驗展示：教師展示另一個實驗裝置，將萌發(fā)的種子和煮熟的種子分別放入兩個透明的塑料瓶中，瓶口密封，各插入一根燃燒的蠟燭。一段時間后，觀察蠟燭的燃燒情況?，F(xiàn)象分析：組織學生觀察實驗現(xiàn)象，提問：“同學們，我們看到放入裝有萌發(fā)種子塑料瓶中的蠟燭很快熄滅了，而放入裝有煮熟種子塑料瓶中的蠟燭繼續(xù)燃燒，這是為什么呢？”引導學生思考并回答，得出萌發(fā)的種子進行呼吸作用消耗了氧氣，使瓶內(nèi)氧氣含量減少，蠟燭無法繼續(xù)燃燒，而煮熟的種子不能進行呼吸作用，瓶內(nèi)氧氣含量不變的結(jié)論。講解氧氣支持燃燒的特性，幫助學生理解實驗原理。小組討論：組織學生進行小組討論，討論話題為“在生活中，我們?nèi)绾卫弥参锖粑饔孟难鯕獾脑韥肀４媸澄锘蜻M行其他生產(chǎn)活動？”每個小組圍繞話題展開討論，提出具體的方法和應用場景，如利用保鮮膜包裹水果減少氧氣進入、地窖儲存蔬菜控制氧氣含量等。然后每個小組推選一名代表進行發(fā)言，分享小組討論的成果。教師對各小組的發(fā)言進行點評和補充，引導學生將所學知識與生活實際聯(lián)系起來。設計意圖：通過實驗展示和現(xiàn)象分析，讓學生直觀地認識到植物呼吸作用會消耗氧氣，培養(yǎng)學生的觀察能力和實驗分析能力。小組討論環(huán)節(jié)將所學知識與生活實際緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力，同時提高學生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新思維，讓學生體會生物學知識在生活中的廣泛應用。（五）呼吸作用釋放能量的實驗探究（15分鐘）實驗展示：教師準備兩個保溫瓶，一個瓶中裝有萌發(fā)的種子，另一個瓶中裝有煮熟的種子，分別插入溫度計，密封一段時間后，展示溫度計的示數(shù)變化?，F(xiàn)象分析：組織學生觀察實驗現(xiàn)象，提問：“同學們，我們看到裝有萌發(fā)種子的保溫瓶中溫度計示數(shù)升高，而裝有煮熟種子的保溫瓶中溫度計示數(shù)基本不變，這說明了什么呢？”引導學生思考并回答，得出萌發(fā)的種子進行呼吸作用釋放出能量，一部分能量以熱能的形式散失，導致溫度升高，而煮熟的種子不能進行呼吸作用，沒有能量釋放的結(jié)論。講解呼吸作用過程中能量轉(zhuǎn)化的原理，幫助學生理解實驗現(xiàn)象。生活應用講解：以冬季蔬菜大棚中增溫措施為例，講解人們利用植物呼吸作用釋放能量的原理，在大棚中堆放一些新鮮的有機肥，有機肥中的有機物被微生物分解，微生物的呼吸作用會釋放熱量，從而提高大棚內(nèi)的溫度，有利于蔬菜的生長。同時，提問學生在生活中還有哪些地方利用了呼吸作用釋放能量的原理，引導學生積極思考，如沼氣池的應用等。設計意圖：通過實驗展示和現(xiàn)象分析，讓學生直觀地認識到植物呼吸作用會釋放能量，培養(yǎng)學生的觀察能力和實驗分析能力。生活應用講解環(huán)節(jié)將所學知識與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活實際聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生運用知識解釋生活現(xiàn)象的能力，讓學生體會生物學知識在生產(chǎn)生活中的重要價值。（六）呼吸作用的場所（8分鐘）教材內(nèi)容講解：教師帶領學生學習教材中關于呼吸作用場所的內(nèi)容，利用細胞結(jié)構(gòu)示意圖，詳細講解呼吸作用主要在線粒體中進行。線粒體是細胞中的能量轉(zhuǎn)換器，它將細胞中的有機物當作燃料，使這些有機物與氧結(jié)合，經(jīng)過復雜的過程，轉(zhuǎn)變成二氧化碳和水，同時將有機物中的化學能釋放出來，供細胞利用。強調(diào)線粒體在呼吸作用中的關鍵作用，以及細胞呼吸作用對于維持細胞正常生命活動的重要性。對比思考：組織學生進行對比思考，將線粒體在呼吸作用中的功能與葉綠體在光合作用中的功能進行對比。提問學生：“線粒體和葉綠體在植物細胞中的作用有什么不同？它們之間又有什么聯(lián)系呢？”引導學生思考并回答，加深學生對線粒體功能以及呼吸作用與光合作用關系的理解。設計意圖：通過教材內(nèi)容講解，讓學生準確掌握呼吸作用的場所是線粒體。對比思考環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生的對比分析能力，讓學生深入理解呼吸作用與光合作用在能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)變化方面的關系，完善學生對植物生理活動的認知體系。（七）呼吸作用的意義及應用（15分鐘）對植物生命活動的意義講解：教師結(jié)合教材內(nèi)容，詳細講解呼吸作用對植物生命活動的重要意義。呼吸作用為植物的生命活動提供能量，這些能量用于植物細胞的分裂、生長、分化，以及植物對無機鹽的吸收和運輸、有機物的合成和運輸?shù)壬磉^程。以植物根細胞吸收無機鹽為例，根細胞吸收無機鹽需要消耗能量，這些能量來自呼吸作用。強調(diào)呼吸作用是植物生命活動的動力源泉，沒有呼吸作用，植物的生命活動將無法正常進行。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用講解：講解呼吸作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用，如中耕松土可以增加土壤中的氧氣含量，促進植物根的呼吸作用，有利于根對無機鹽的吸收；農(nóng)田排澇可以防止土壤中水分過多，導致根部缺氧，影響呼吸作用；糧食儲存時要保持干燥和低溫，降低呼吸作用強度，減少有機物的消耗，延長糧食儲存時間。展示一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際圖片和數(shù)據(jù)，讓學生直觀感受呼吸作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要應用。小組討論：組織學生進行小組討論，討論話題為“在家庭養(yǎng)花或種植蔬菜時，我們可以采取哪些措施來促進植物的呼吸作用，提高植物的生長質(zhì)量？”每個小組圍繞話題展開討論，提出具體的措施和方法，如合理澆水、定期施肥、適當通風等。然后每個小組推選一名代表進行發(fā)言，分享小組討論的成果。教師對各小組的發(fā)言進行點評和補充，引導學生將呼吸作用的知識應用到日常生活中的植物種植中。設計意圖：通過對呼吸作用對植物生命活動意義及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用的講解，讓學生全面認識呼吸作用的重要性。小組討論環(huán)節(jié)將所學知識與日常生活中的植物種植聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力，同時提高學生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新思維，讓學生體會生物學知識在生活中的實用性。（八）課堂總結(jié)（5分鐘）回顧重點：教師帶領學生回顧本節(jié)課所學的重點內(nèi)容，包括呼吸作用的概念、過程、場所、原料、產(chǎn)物、反應式，呼吸作用為植物生命活動提供能量的原理，呼吸作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應用，以及影響呼吸作用強度的環(huán)境因素等。通過提問的方式引導學生回顧，如“呼吸作用的概念是什么？呼吸作用的原料和產(chǎn)物分別是什么？呼吸作用的場所是哪里？呼吸作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有哪些應用？”等。強調(diào)聯(lián)系：強調(diào)呼吸作用與光合作用的相互關系，以及呼吸作用在整個植物生命活動和生態(tài)系統(tǒng)中的重要地位。鼓勵學生在日常生活中繼續(xù)觀察和思考與植物呼吸作用相關的現(xiàn)象，運用所學知識解釋和解決實際問題。設計意圖：通過課堂總結(jié)，幫助學生梳理知識框架，強化重點知識的記憶。強調(diào)聯(lián)系部分旨在讓學生構(gòu)建完整的知識體系，認識到生物學知識的系統(tǒng)性和連貫性，提高學生學習生物學的積極性和主動性，培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力。（九）課堂練習（7分鐘）題目展示：教師在多媒體上展示一些與本節(jié)課內(nèi)容相關的練習題，包括選擇題、填空題、簡答題和實驗分析題。選擇題如“植物呼吸作用的主要場所是（）A.葉綠體B.線粒體C.細胞核D.液泡”；填空題如“呼吸作用的原料是和，產(chǎn)物是和”；簡答題如“簡述呼吸作用對植物生命活動的意義”；實驗分析題如“某同學設計了一個探究溫度對植物呼吸作用強度影響的實驗，根據(jù)實驗裝置和結(jié)果分析回答問題”等。學生作答：讓學生在練習本上獨立完成練習題，教師巡視指導，及時發(fā)現(xiàn)學生在答題過程中出現(xiàn)的問題，對有困難的學生進行個別輔導。講解反饋：對學生的作答情況進行詳細講解和反饋，針對學生的錯誤進行分析，強調(diào)解題思路和知識點的運用。對于一些容易混淆的知識點，進行重點講解和辨析，幫助學生鞏固所學知識，提高解題能力。同時，選取一些學生的優(yōu)秀答案進行展示，讓其他學生學習借鑒。設計意圖：通過課堂練習，及時了解學生對本節(jié)課知識的掌握程度，發(fā)現(xiàn)學生存在的知識漏洞和薄弱環(huán)節(jié)，進行有針對性的講解和輔導。多樣化的題型有助于培養(yǎng)學生不同的思維能力和知識應用能力，提高學生的學習效果。五、教學反思在本節(jié)課的教學過程中，通過多種教學方法的運用，如展示現(xiàn)象、實驗探究、生活實例類比、小組