内容正文:
3.2.3 呼吸作用
一、教学目标
1.通过实验探究,描述植物呼吸作用的过程,阐明呼吸作用的实质;
2.联系生活实际,举例说明呼吸作用原理的应用;
3.归纳比较光合作用和呼吸作用的区别与联系。
二、教学重点
探究呼吸作用实质的实验设计与分析;呼吸作用的过程;呼吸作用的应用。
三、教学难点
对照实验的设计及变量的控制;探究呼吸作用原料和产物相关实验的实施与结果分析;结合呼吸作用的实质,在生活中进行应用。
四、教学准备
航天“在轨水生生态研究项目”视频素材;呼吸作用的应用相关视频,生物课件等。
五、教学设计
教学环节
教师活动
学生活动
活动意图
新课导入
[视频]解释2024年中国航天“在轨水生生态研究项目”,其中金鱼藻能够为斑马鱼提供氧气,这涉及到植物的哪项生命活动呢?
[讲述]植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转为有机物,并释放出氧气。
[思考]引导学生观察并思考:在晚上,仪器会根据水中含氧量打开灯,氧气为什么比白天消耗快呢?
引导学生找到答案:在这一生态系统中,除了斑马鱼,还有什么生物?在晚上,植物的光合作用停止,植物一直进行的呼吸作用显现出来,耗氧量增加。
学生观看视频,了解“在轨水生生态研究项目”,思考金鱼藻进行的生理活动——光合作用。
跟着老师的思路回答:金鱼藻进行呼吸作用。
引导学生回顾植物的光合作用,从而引入本节课的主题——植物的呼吸作用。
呼吸作用的过程
呼吸作用的过程
[讲述]生命活动需要能量的供应,植物在生活过程中,除了进行光合作用制造有机物储存能量,还会进行什么生理活动来满足自身生命活动对能量的需求呢?从而引出本节课主题——呼吸作用。
[讲述]种子萌发时,生命活动比较旺盛,这就需要很多能量的供应。下面我们以种子的萌发为例,探究植物通过呼吸作用分解有机物释放能量的过程。
[动图]展示燃烧花生种子产生光能和热能的动态图,表示我们要学习的“呼吸”是“一个缓慢的燃烧过程”。
实验一:种子萌发时的能量变化
[过渡]种子的呼吸作用会释放能量吗?会产生二氧化碳吗?会消耗氧气吗?
[演示]在上课前一天,老师将种子分为两组:甲组中为萌发的种子,乙组中为等量煮熟并晾凉的种子,提前插入温度计,引导学生思考种子萌发过程中能量的变化。
[分析]种子在萌发的过程中,有机物减少,释放出能量,一部分能量用于种子萌发,还有一部分能量以热量的形式散失了,也就是被我们捕捉到的温度的升高。
[引导]哪位同学愿意以“现象”+“原理”+“结论”的方式,来分享你在实验过程中得出的结论?
[总结]甲瓶中温度远高于乙瓶,能量以热能的形式呈现,所以,种子在萌发过程在释放了能量。
实验二:种子萌发时产生的气体
[过渡]种子在萌发过程中会消耗氧气,产生二氧化碳吗?我们可以借助实验进行验证。
[提示]二氧化碳会使澄清的石灰水变浑浊。请两位同学,用吸管向澄清石灰水中吹气进行验证。
[演示]将两支注射器中吸入等量澄清石灰水,从瓶中吸入气体,观察实验现象,思考实验结论。
[总结]吸入甲瓶中气体的澄清石灰水变浑浊,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,说明在此过程中产生了二氧化碳。
实验三:种子萌发时消耗的气体
[过渡]我们证明了植物呼吸产生二氧化碳,那是否也消耗氧气呢?
上一节课我们知道,氧气具有助燃的作用,可使带火星的卫生香复燃;如果没有氧气,会出现什么情况呢?
[演示]将点燃的蜡烛分别放入甲瓶和乙瓶中,观察实验现象。
(注意:放下去时一定要慢)
[提问]为什么煮熟的种子中,蜡烛能继续燃烧?说明什么问题?
[讲解]煮熟的种子中是死亡的细胞,只有活体细胞才能呼吸。
甲瓶中,蜡烛很快熄灭;乙瓶中蜡烛继续燃烧。根据燃烧需要氧气的原理,种子在呼吸时消耗了氧气。
[归纳]通过以上实验探究的学习和实践,相信大家已经初步了解呼吸作用,下面我们总结以上实验,尝试阐明呼吸作用的过程。
学生预习并尝试进行回答。
学生观看并思考。
记录实验现象,回顾实验原理,思考实验结论,最终按照:“现象”+“原理”+“结论”的方式进行说明。
小组汇报合作探究的结果,与学生一起分析实验现象,找出出现不同现象的原因,得出实验结论。
小组按照老师给定的实验器材,验证二氧化碳的产生和氧气的消耗,讨论并进行设计,班级同学可进行补充和质疑。
引导学生分析本质的变量。
引导学生了解实验的基本框架,帮助学生构建系统的知识体系。
加深学生对“能量”的认识。
引导学生以“现象”+“原理”+“结论”的方式进行说明,培养逻辑思维能力。
引导学生通过实验现象说明本质。
通过完整的探究实验过程,让学生亲身体验科学探究的方法和步骤,培养学生的科学探究能力和思维能力。
呼吸作用的过程
种子萌发的过程
[归纳]总结以上实验,尝试说明呼吸作用的过程。
实验一:萌发的种子呼吸时释放能量;
实验二:种子萌发时产生二氧化碳;
实验三:萌发的种子呼吸时吸收氧气。
[总结]综合以上实验中,我们知道呼吸作用是:细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供生命活动利用,这个过程叫作呼吸作用,主要是在线粒体内进行的。
呼吸作用的过程,可以借助式子进行简单表示:
有机物+氧气→二氧化碳+水+能量(储存着能量)
[分析]植物在进行呼吸作用时:
原料:有机物、氧气
产物:二氧化碳、水
条件:有光无光均可
场所:线粒体
[讲解]有机物的这种变化不仅发生在种子萌发过程中,发生在所有植物活细胞的内部;植物制造的有机物除了被自身利用,还直接或间接地进入其他生物体内,参与构建其他生物体,并为其他生物的生命活动提供能量。
[总结]所以,呼吸作用是生物的共同特征;其实质是分解有机物,释放能量。能量一部分以热能形式散失,一部分供细胞生命活动利用。
学生综合上述实验,由此推测呼吸作用的过程。
学生观看并尝试回答:由一粒种子变为一株小苗。
学生理解记忆。
由一般到整体,归纳呼吸作用的实质:分解有机物,释放能量。
引导学生进行归纳整理。
引导学生学以致用。
通过对式子的分析,引导学生理解呼吸作用的过程,帮助学生形象地理解抽象的知识,加深记忆。
呼吸作用原理的应用
[提问]在其他条件相近的情况下,甲地夜间气温低于乙地,为什么甲地的甜瓜比较甜?
[分析]两地的甜瓜通过光合作用制造的有机物的量是基本相同的。
甲地含糖量比乙地高,说明甲地消耗有机物较少。
呼吸作用消耗有机物,所以甲地甜瓜呼吸作用弱。
因为甲地的夜间温度比乙地的低,说明气温对植物的呼吸作用有影响。在一定范围内,气温越低,植物的呼吸作用就越弱。
[提问]在农业生产过程中,我们还能用什么方法让水果变甜?
[视频]呼吸作用原理在农业生产上的应用,观看视频,并思考实践活动中所应用的呼吸作用原理。
[讲解]在保证农业生产时,多要促进呼吸作用:如农田松土、太空中用注射器在根附近提供氧气(充足的氧气);种子吸水促进萌发(适量的水);温水会促进种子发芽(适宜的温度)。
在储存粮食蔬菜时,多要抑制呼吸作用:如晾晒玉米(减少水分);冰箱储存(低温);密封储存、充入氮气(降低氧气浓度)。
[总结]促进呼吸作用的原理:保温、保水、保氧;抑制呼吸作用的原理:低温、低水、低氧。
学生从现象入手,进行推理分析。
结合生活实际和呼吸作用的原理进行回答。
结合生活实际和呼吸作用的原理,归纳总结其在生活中的应用原理。
引导学生从现象倒推问题本质。
由理论到实践,深化教材知识。
引导学生学以致用。
课堂小结
按照“现象—原理—应用”的顺序,引导学生综合实验,描述呼吸作用的过程;以式子简单表示呼吸作用的过程及实质;结合生活实例说明对呼吸作用的原理。
学生进行回答和巩固。
引导学生在生活中运用生物学知识,对知识进行巩固。
梳理本节课的知识要点,强化学生对重点知识的记忆和理解,培养学生的归纳总结能力。
课后作业
[实践检验]请你依据本节课所学知识,设计合理的实验,探究在植物的其他器官中也在进行呼吸作用。
学生结合自身能力进行完成。
培养科学思维能力。
六、板书设计
呼吸作用
1、 过程:有机物+氧气→二氧化碳+水+能量(储存着能量)
2、 实质: 消耗有机物,释放能量
三、应用: 温度、水分、氧气浓度
学科网(北京)股份有限公司
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