12.2 植物维持生物圈中的碳氧平衡 教学设计-2024-2025学年苏科版生物七年级下册

第12章　植物维持生物圈的稳定 第2节　植物维持生物圈中的碳氧平衡 第1课时　光合作用 1.通过对光合作用探索的过程,理解光合作用的原料及产物,初步确立严谨求实的科学态度,乐于探索生命的精神。 2.举例说明光合作用原理在农业生产上的应用,认同农作物增产的一些措施。 重点:1.通过科学家们发现光合作用的实验,分析实验原理,明确光合作用的原料、条件和产物。 2.光合作用原理在农业生产上的应用。 难点:设计实验,探究光合作用的原料及产物。 教学活动 设计意图 一、创设情境　导入新课 教师:“神舟十八号”载人飞船的成功归来不仅带回了重要科学实验样品,还让“太空养鱼”成了热议话题。在太空中,科学家们打造了一个微型生态缸——天宫水族箱,实现了斑马鱼和金鱼藻的共生。 太空中没有自然的昼夜循环,“天宫水族箱”配备了LED光源,为金鱼藻提供了光合作用所需的能量。在太空生态缸中,需确保每天10小时光照、14小时黑暗,模拟地球上的昼夜节律。如果生态缸中不放金鱼藻,斑马鱼是否能够长久的活着? 通过前沿科技激发学生的学习兴趣,引入本节内容 二、问题引导　探究新知 (一)普里斯特利的实验 结合课件讲述普里斯特利的实验过程,让学生解释普里斯特利的实验现象。 学生回答时适时引导,让学生了解绿色植物不仅为小鼠提供了氧气,也满足了自己对氧气的需要;同时密闭玻璃罩内的二氧化碳也是有限的,小鼠的呼吸为植物产生氧气提供了原料。 教师:后来,人们纷纷重复普里斯特利的实验,有的能成功,有的却不能成功。荷兰科学家简·英恩豪斯得出了什么结论? 学生回答:荷兰科学家简·英恩豪斯证明,只有植物的绿色部分在光下才能更新空气。 教师:实际上,普里斯特利的实验是在光照下进行的,他并不知道植物更新了空气中的哪种成分,也没有发现光在这个过程中所起到的作用。后来,几位科学家又对光合作用进行了相关探索。 直观了解普里斯特利的实验,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力 (二)光合作用吸收二氧化碳放出氧气 教师:普里斯特利的实验不能说明植物的光合作用消耗二氧化碳,释放氧气。如何证明植物的光合作用消耗二氧化碳,释放氧气呢? 1.探究光合作用吸收二氧化碳 (1)让学生阅读实验方法及溴麝香草酚蓝溶液的特性。 教师:二氧化碳使溴麝香草酚蓝溶液变色,推测三支试管内溴麝香草酚蓝溶液的变化。 师生共同回答: 甲试管内有吹入的二氧化碳+植物呼吸作用产生的二氧化碳,所以二氧化碳很多,溴麝香草酚蓝溶液变黄。 乙试管内吹入的二氧化碳被植物吸收用作光合作用的原料了,所以二氧化碳没有了,溴麝香草酚蓝溶液呈淡蓝色。 丙试管内只有吹入的二氧化碳,溴麝香草酚蓝溶液还呈黄色。(颜色浅些) (2)从这个实验得出的结论是绿色植物进行光合作用时,需要吸收二氧化碳作为原料。 2.探究光合作用产生氧气 (1)向学生展示演示实验(金鱼藻释放氧气),并进行说明,之后出示问题进行讨论:光合作用产生了什么气体?带余烬的卫生香遇到金鱼藻在光下释放的气体,会有什么变化? 学生回答:光合作用产生了氧气。带余烬的卫生香复燃。 教师提示:氧气具有助燃作用。 (2)教师说明:这个实验如果在黑暗环境中进行,则看不到这一现象,说明金鱼藻只有在光下才能产生氧气。可见,光合作用的产物除了有机物,还有氧气。 (三)光合作用的实质 1.回顾旧知,思考以下问题: (1)结合“探究绿叶在光下制造淀粉”得出了什么结论? (2)金鱼藻实验能说明什么问题? (3)海尔蒙特实验说明什么问题? 学生结合所学知识,回答问题: (1)光是光合作用的必要条件,淀粉是光合作用的产物。 (2)氧气是光合作用的产物。 (3)光合作用需要水。 大家既然知道了光合作用的原料、产物和条件,那么我们来写一下光合作用的表达式。 学生结合教材写出光合作用表达式: 二氧化碳+水有机物(储存能量)+氧气 2.教师引导学生总结出光合作用的概念 学生结合教材总结:植物可以通过叶绿体,利用太阳能(光能),将二氧化碳和水合成有机物,同时把光能转变成化学能储存在所合成的有机物里,并且释放氧气的过程。 教师拓展:光合作用包括两方面的变化:一是物质转变,即二氧化碳和水等无机物合成为有机物;二是能量转化,即将光能转化为储存在有机物中的化学能。 分析实验步骤,了解实验过程,培养学生的观察能力以及分析实验现象的能力 启发学生思考,在讨论的过程中不断激发学生思维 温故而知新,通过联系旧知,突破新知,起到承上启下的作用 (四)光合作用的原理在农业生产中的应用 1.多媒体展示种植农作物植株过密、植株过稀、合理密植三种情况下的植物生长情况,教师提问:三种不同的种植方法,植物生长状况会怎样呢? 学生思考后回答:植株过密会使叶片互相遮挡,影响光合作用;植株过稀会浪费光照,也达不到增产的目的;合理密植的植株长势最好。 2.知识拓展:如果想要提高大棚蔬菜的产量,可以采取哪些措施呢? 学生思考、讨论后,师生总结:冬季提高大棚温度、通风、施加气肥,延长光照时间,适当提高光照强度等。 结合生产实际,让学生理解农作物增产的措施 三、巩固运用　拓展提升 1.持续干旱天气导致农作物大幅减产,从光合作用的角度看是因为缺少重要原料中的什么物质? 2.我国最早的农书《齐民要术》记载有“正其行,通其风”,其蕴含的生物学原理是什么? 学生思考后回答: 1.水。 2.为光合作用提供了二氧化碳和光照。 第2节　植物维持生物圈中的碳氧平衡 第1课时　光合作用 一、普里斯特利的实验 结论:植物可以更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变污浊的空气 二、光合作用吸收二氧化碳放出氧气 1.实验:探究光合作用吸收二氧化碳 2.实验:探究光合作用产生氧气 3.光合作用的概念:植物可以通过叶绿体,利用太阳能(光能),将二氧化碳和水合成有机物,同时把光能转变成化学能储存在所合成的有机物里,并且释放氧气的过程 4.光合作用的表达式:二氧化碳+水有机物(储存能量)+氧气 三、光合作用原理在农业生产中的应用:合理密植 见课件 　　本节课通过探究性实验,增加了学生的学习兴趣和好奇心,引导学生积极主动地获取生物科学知识和科学探究的方法。通过一系列的问题,使学生温故上一节课的学习内容,理解光合作用的原料及产物,将光合作用的原理应用到生产实践中,将学生的认知水平引向更高的高度,从而进行情感态度教育。 第2课时　呼吸作用及植物在生物圈碳氧平衡中的作用 1.探究植物的呼吸作用,说出呼吸作用的原料及产物,培养学生求实、严谨、团结协作的精神。 2.举例说出呼吸作用的原理在农业生产和生活中的应用,认同抑制和促进呼吸作用的一些措施。 3.概述植物在生物圈碳氧平衡中的作用,认同植树造林的重要意义。 重点:1.有关呼吸作用的演示实验的观察及分析。 2.呼吸作用的原理在农业生产和日常生活中的应用。 3.植物在生物圈碳氧平衡中的作用。 难点:探究植物呼吸过程中热量释放与气体变化。 教学活动 设计意图 一、创设情境　导入新课 教师出示家中卧室摆放绿色植物的图片,提出问题:有人认为,绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,能够更新房间内的空气,于是在卧室里摆放多盆绿色植物。你认为这种做法科学吗?为什么? 通过生活实例和图片激发学生的学习兴趣,引入本节内容 二、问题引导　探究新知 (一)呼吸作用分解有机物放出二氧化碳 1.教师:呼吸作用是生物界非常普通的现象,是一切生物细胞的共同特征。呼吸作用有什么意义呢? 学生回答:光合作用制造的有机物中储存的能量,是植物自身以及动物和人的生活所必需的能量来源。有机物只有被分解,储存其中的能量才能被利用。有机物的分解要通过呼吸作用完成。 2.实验:探究种子呼吸释放热量 (1)教师指导学生参照教材,合作完成实验。 (2)学生观察盛有萌发的种子的保温杯和盛有煮熟后冷却至室温的种子的保温杯内温度计示数,在学生认真观察和比较的基础上,重点引导学生思考盛有萌发的种子的保温杯温度升高的原因是什么? 师生总结:种子萌发过程中,其中的有机物发生了变化,释放出能量,一部分能量以热能的形式散失。 (3)提出问题:是否只有萌发的种子才进行呼吸作用?干燥的种子能否进行呼吸作用呢? 学生思考后回答:呼吸作用是生物的基本特征,萌发的种子呼吸作用旺盛,干燥的种子呼吸作用不明显。 (4)教师:煮熟的种子,细胞已经死亡,不能进行呼吸作用。 3.探究植物呼吸过程中的气体变化 (1)指导学生阅读教材相关内容,分析实验现象。 教师提示:澄清石灰水中的氢氧化钙遇到二氧化碳时,会发生反应,生成白色碳酸钙沉淀。即二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊。 通过直接参与实验,可以让学生直观地观察种子的呼吸现象 让学生更直观地了解植物进行呼吸作用时不但吸收氧气,释放二氧化碳,而且会产生热量 　(2)组织学生分析讨论以下问题: ①实验时为什么要把植物在黑暗处放置24 h? ②将塑料袋中的气体通入盛有澄清石灰水的锥形瓶,观察澄清石灰水有什么变化? ③分析实验现象,你得出的结论是什么? 学生分析讨论,回答问题: ①黑暗处植物只进行呼吸作用,不进行光合作用。 ②将A袋内的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水会变浑浊;将B袋内的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水无变化。 ③植物细胞呼吸能够产生二氧化碳。 (3)实验二甲、乙两个广口瓶中分别有什么现象?原因是什么? 学生思考后回答: 现象:若将点燃的蜡烛放到甲广口瓶中,蜡烛继续燃烧;若将点燃的蜡烛放到乙广口瓶中,火焰趋于熄灭。 原因:植物呼吸作用吸收了氧气,瓶里缺少氧气。 教师:通过上述实验,你得出的结论是什么? 学生:植物在呼吸时能吸收氧气,同时放出二氧化碳。 教师提出:通过一系列实验,我们知道植物进行呼吸作用时,细胞能分解有机物,生成二氧化碳和水,并将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动需要。哪位同学能在黑板上写出呼吸作用的表达式? 学生结合教材写出呼吸作用的表达式: 有机物(储存能量)+氧气→二氧化碳+水+能量 4.教师提出:植物会进行呼吸作用,动物也会进行呼吸作用吗?呼吸作用是在哪里进行的? 学生回答:任何活细胞都在不停地进行呼吸作用。呼吸作用是在细胞的线粒体内进行的。 5.教师总结:呼吸作用是生物的共同特征,我们生物体内的每一个活细胞都在不停地进行呼吸作用,一旦呼吸作用停止,就意味着生命的终结。 (二)呼吸作用的原理在生产、生活中的应用 1.展示有关促进呼吸作用的图片 教师:有些措施能促进根的呼吸作用,有利于农作物生长。你能说出几种促进呼吸作用的措施吗? 学生结合教材回答:农田适时松土,遇到涝害时及时排水等。 2.多媒体展示冰箱内的食物 教师:在冰箱内的冷藏室存放蔬菜和水果,可以延长其保鲜时间,这是为什么呢? 学生小组讨论,教师引导学生回答:低温能抑制细胞的呼吸作用,减少有机物的消耗,故能延长蔬菜和水果的保鲜时间。 3.教师追问:日常生活中还有哪些措施能抑制呼吸作用? 学生结合日常所见所闻回答:种子晒干保存;夜晚降低蔬菜大棚的温度,降低氧气浓度等。 4.教师总结:当光合作用大于呼吸作用时,植物体内的有机物得以积累,才能使植物表现出生长现象。所以,在农业生产中,有经验的菜农常常会在白天促进植物的光合作用,夜晚抑制植物的呼吸作用,来达到增产的目的。 引导学生分析实验现象、总结呼吸作用的原料和产物,突破重点、难点 理解呼吸作用的概念 通过问题链,让学生积极思考、发言,培养学生积极思考的能力和语言表达能力等 引导学生学以致用,会利用呼吸作用原理来解释生产生活中的实例 (三)植物在生物圈碳氧平衡中的作用 1.一个人平均一天吸入25千克的空气(约含5千克的氧气),消耗其中约1千克的氧气,当空气中氧气的含量下降到7%~8%时,人就会昏迷、窒息,甚至死亡。可是,自然界中并没有出现这样的现象。这是为什么呢? 学生思考,讨论,并回答:植物通过光合作用能吸收二氧化碳,同时释放氧气。 教师讲述:光合作用的过程很复杂,但至少我们知道它需要二氧化碳,产生氧气。植物的存在才使得其他生物繁衍生息、生机勃勃成为可能。植物的光合作用维持了这样美好和谐的一种平衡。 2.教师:如果大气中二氧化碳不断增加,会导致全球变暖,进而引发一系列环境问题。自2020年9月开始,我国就多次表态,要在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。为了实现碳中和,最有效的措施是什么? 学生自主学习教材后回答: 通过植树造林消耗大气中的二氧化碳,推动低碳的生活方式减少二氧化碳的排放。 追问:在实现碳中和过程中,作为一名中学生,我们可以做些什么? 学生思考、讨论,尝试回答问题: 绿色出行、节水节电、节约用纸、拒绝使用一次性筷子等。 从生活中的小事入手,使学生认同低碳生活的重要价值,形成保护环境的责任感和使命感 让学生认识低碳生活的方式 三、巩固运用　拓展提升 1.种植花卉的花盆底部为什么要留有小洞呢? 2.《国家粮油仓储管理办法》中明确规定:在常规储存条件下,粮油正常储存年限一般为小麦5年,稻谷和玉米3年。超过规定年限后,不能再作为粮食出售。其原因是什么? 学生思考后回答: 1.花盆底部留有小洞可以排水通风,有利于根细胞的呼吸作用,促进盆栽花卉生长。 2.种子的呼吸作用消耗了大量有机物,发芽率大大降低。 第2课时　呼吸作用及植物在生物圈碳氧平衡中的作用 一、呼吸作用分解有机物放出二氧化碳 1.探究种子呼吸释放热量 2.探究植物呼吸过程中的气体变化 3.表达式:有机物(储存能量)+氧气→二氧化碳+水+能量 4.概念及意义 二、呼吸作用的原理在生产、生活中的应用 1.促进呼吸作用 2.抑制呼吸作用 三、植物在生物圈碳氧平衡中的作用 1.植物通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气 2.维持碳氧平衡的措施 见课件 　　本节课主要采用演示实验的方法来突破重难点,同时在实验中,学生形成了良好的分析能力。分析理解呼吸作用在生产生活中的应用,指导学生联系生活实际来分析问题。采用图片直观呈现的方式,有效地将抽象的知识直观化,同时增强了学生的学习兴趣。 学科网（北京）股份有限公司 $$