第1节 食物中能量的释放 教案-2024-2025学年北师大版生物七年级下册

我们开始学习一个非常有趣且与生活息息相关的话题——食物中能量的释放。在正式开始之前,老师想先问大家一个问题:你们有没有这样的经历?在冬天特别冷的时候,肚子饿得咕咕叫,整个人感觉特别没力气,但是吃了热腾腾的饭菜后,身体就暖和起来,精神也变好了。有没有同学能告诉我,这是为什么呢? 学生A:老师,是不是因为食物给我们提供了能量? 教师:非常棒!这位同学说得很对,食物确实为我们提供了能量。那么,大家有没有想过,这些能量是从哪里来的?又是如何被我们的身体利用的呢?今天,我们就一起来探究食物中能量的释放过程。 设计意图:通过日常生活中的常见现象导入新课,引发学生的好奇心和求知欲,让学生意识到生物学知识与生活的紧密联系,从而激发学生的学习兴趣,自然地引出本节课的主题——食物中能量的释放。 【新授内容一:能量的来源——食物】 教师:我们都知道,人类生命活动所需要的能量主要来自食物。食物中含有多种营养物质,比如糖类、脂肪、蛋白质等,这些营养物质中都储存着能量。那同学们想一想,在这几种营养物质中,哪种营养物质是人体最主要的供能物质呢? 学生B:老师,我觉得是糖类,因为我们平时吃的米饭、馒头等主食主要成分就是糖类,而且吃了这些后很快就感觉有力气了。 教师:这位同学回答得非常准确!糖类确实是人体最主要的供能物质。人体进行各项生命活动,比如呼吸、运动、思考等,都需要消耗能量,而糖类在人体内经过一系列的化学反应,能够快速地释放出能量,供人体使用。除了糖类,脂肪也是人体重要的储能物质。当人体摄入的能量超过消耗的能量时,多余的能量就会以脂肪的形式储存起来。当人体在长时间饥饿或者进行剧烈运动,糖类供应不足时,脂肪就会分解,为人体提供能量。蛋白质也能为人体提供能量,但它的主要作用是构成人体细胞的基本物质,是人体生长发育、组织更新和修复的重要原料,一般情况下,人体不会大量分解蛋白质来供能。 设计意图:引导学生回顾已学的食物中营养物质的知识,通过提问的方式,让学生主动思考不同营养物质在供能方面的作用,强化对糖类是人体最主要供能物质这一知识点的理解,同时明确脂肪和蛋白质在能量供应中的角色,为后续学习能量的释放过程做铺垫。 习题1: 下列营养物质中,人体最主要的供能物质是( ) A. 糖类 B. 脂肪 C. 蛋白质 D. 维生素 答案:A 解析:糖类是人体最主要的供能物质,人体进行各项生命活动所消耗的能量主要来自于糖类的氧化分解,约占人体能量供应量的70%。脂肪是重要的储能物质,蛋白质是构成人体细胞的基本物质,维生素不是构成细胞的主要原料,不为人体提供能量。 【新授内容二:探究实验——测定某种食物中的能量】 教师:既然我们知道食物中含有能量,那如何来测定食物中到底含有多少能量呢?接下来,我们通过一个探究实验来测定某种食物中的能量。首先,我们来明确一下实验的目的:测定花生种子(或其他食物种子)中含有多少能量。在实验开始之前,大家先思考一下,我们需要用到哪些实验材料和用具呢? 学生C:老师,我觉得需要花生种子,因为我们要测定它的能量。 学生D:还需要酒精灯,用来点燃花生种子。 学生E:还有温度计,用来测量水温的变化,通过水温的变化来计算食物释放的能量。 教师:同学们说得都非常好!除了这些,我们还需要易拉罐、锥形瓶、铁架台、量筒、解剖针等。下面,我们一起来看一下实验的步骤: 1. 在锥形瓶中注入30毫升水,并插入一支温度计(温度计的下端要浸入水中,但不要接触锥形瓶的瓶底)。 2. 参照下图安装好实验装置,并测定水温。 3. 用天平称取一粒干燥的花生种子,放到火焰上点燃。 4. 将刚刚燃烧的花生种子尽快放到锥形瓶底部,待这粒花生种子完全燃烧后,测量水温。 教师:在实验过程中,有几个注意事项需要大家牢记: 1. 花生种子要充分燃烧,尽量减少热量的散失。 2. 测量水温时,要等温度计的示数稳定后再读数。 3. 为了减少实验误差,我们可以重复实验几次,取平均值。 教师:现在,同学们以小组为单位,开始进行实验操作。在实验过程中,大家要相互配合,注意安全。 (学生进行实验操作,教师巡视指导) 教师:好,大部分小组都已经完成了实验。现在,我们请每个小组的代表来汇报一下你们的实验数据和计算结果。 (小组代表汇报数据) 教师:通过实验,我们发现不同小组测定的花生种子中含有的能量可能存在一定的差异,这是由于实验过程中存在热量散失等因素导致的。但总体来说,我们通过这个实验成功地测定了花生种子中含有的能量。那同学们思考一下,这个实验的原理是什么呢? 学生F:老师,是不是花生种子燃烧时释放的热量被水吸收了,水温升高,我们通过测量水温升高的值,就可以计算出花生种子释放的能量。 教师:非常正确!这个实验的原理就是食物燃烧时释放的热量使水温升高,通过测量水温升高的值,再结合水的比热容等相关数据,就可以计算出食物中含有的能量。 设计意图:通过探究实验,让学生亲身体验科学探究的过程,培养学生的动手操作能力、观察能力和分析问题的能力。在实验过程中,引导学生思考实验材料和用具的选择、实验步骤的设计以及注意事项,加深学生对实验原理和方法的理解。同时,通过小组合作学习,培养学生的团队协作精神。 习题2:在“测定某种食物中的能量”实验中,老师准备了一些植物的种子:花生种子、小麦种子、玉米种子、黄豆种子,其中一小组同学测量的结果是花生种子含能量最多,你认为他们应是( ) A. 用天平测量了燃烧后花生种子的质量 B. 测量时温度计未接触锥形瓶底部 C. 点燃种子后立即将它放到锥形瓶底部 D. 计算错误 答案:C 解析:用天平测量燃烧后花生种子的质量,只能得到种子燃烧后剩余物质的质量,无法测定种子中的能量,A错误;测量时温度计未接触锥形瓶底部,会导致测量的水温不准确,但不一定使测量结果偏大,B错误;点燃种子后立即将它放到锥形瓶底部,会使种子燃烧释放的热量更多地被水吸收,从而使测量结果偏大,C正确;计算错误可能会导致结果偏大或偏小,不能确定一定是使测量结果偏大,D错误。 【新授内容三:呼吸作用的概念和实质】 教师:通过刚才的实验,我们知道了食物中含有能量,并且可以通过燃烧的方式释放出来。但是,在我们人体内,食物并不是像在实验中那样直接燃烧来释放能量的。那么,食物中的能量在人体内是如何被释放出来的呢?这就涉及到一个重要的生理过程——呼吸作用。 教师:呼吸作用是指细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程。我们可以用一个简单的化学方程式来表示呼吸作用:有机物(储存着能量)+ 氧 二氧化碳 + 水 + 能量。从方程式中我们可以看出,呼吸作用的原料是有机物和氧,产物是二氧化碳和水,同时释放出能量。那呼吸作用的实质是什么呢?其实,呼吸作用的实质就是分解有机物,释放能量。这些能量一部分以热能的形式散失,用于维持体温;另一部分则以化学能的形式储存在ATP(三磷酸腺苷)中,供人体各项生命活动利用。 教师:同学们思考一下,呼吸作用和我们在实验中看到的燃烧现象有什么相同点和不同点呢? 学生G:相同点是它们都能释放能量。不同点是燃烧是一种剧烈的氧化反应,会发光、发热;而呼吸作用是一种缓慢的氧化反应,在细胞内进行,不会发光。 教师:这位同学总结得非常全面!燃烧和呼吸作用确实都能释放能量,但它们的反应剧烈程度和表现形式不同。燃烧是剧烈的氧化反应,而呼吸作用是缓慢的氧化反应。 设计意图:在学生对食物中能量测定有一定认识的基础上,引入呼吸作用的概念和实质,帮助学生理解食物中能量在人体内的释放方式。通过化学方程式的展示,让学生更直观地了解呼吸作用的过程。引导学生比较呼吸作用和燃烧现象的异同,加深学生对呼吸作用特点的理解,培养学生的比较分析能力。 习题3:下列关于呼吸作用的叙述,正确的是( ) A. 呼吸作用只在白天进行 B. 呼吸作用的实质是合成有机物,储存能量 C. 呼吸作用为生物的生命活动提供能量 D. 呼吸作用产生的二氧化碳主要来自空气 答案:C 解析:呼吸作用是生物的基本特征,无论白天还是黑夜都能进行,A错误;呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量,B错误;呼吸作用释放出的能量一部分为生物体的各项生命活动提供动力,一部分以热能的形式散发掉,C正确;呼吸作用产生的二氧化碳来自于组织细胞中有机物的氧化分解,D错误。 【新授内容四:呼吸作用的意义】 教师:我们已经了解了呼吸作用的概念和实质,那么呼吸作用对于生物体来说有什么重要意义呢?首先,呼吸作用为生物体的各项生命活动提供了能量。就像我们前面提到的,无论是简单的细胞分裂,还是复杂的运动、思考等活动,都需要能量的支持,而这些能量主要来自于呼吸作用。其次,呼吸作用释放的能量中,有一部分以热能的形式散失,这对于维持生物体的体温非常重要。特别是在寒冷的环境中,呼吸作用产生的热量可以帮助我们保持身体的温暖。 教师:大家再想一想,如果呼吸作用停止了,生物体会怎样呢? 学生H:老师,如果呼吸作用停止了,生物体就不能获得能量,生命活动就无法进行,生物体就会死亡。 教师:非常正确!呼吸作用是生物体生存的基本生理过程,一旦停止,生物体就会因为缺乏能量而无法维持正常的生命活动,最终导致死亡。 设计意图:在学生对呼吸作用有了较深入理解的基础上,进一步探讨呼吸作用的意义,让学生明白呼吸作用对生物体生存的重要性,使学生认识到生物学知识与生命现象之间的紧密联系,培养学生珍爱生命的意识。通过提问的方式,引导学生深入思考呼吸作用与生物体生命活动的关系,加深对呼吸作用意义的理解。 【课堂小结】 教师:今天我们一起学习了食物中能量的释放,谁能来总结一下我们这节课都学了哪些主要内容呢? 学生I:老师,我们学习了食物中的能量来源,知道了糖类是人体最主要的供能物质,还通过实验测定了食物中的能量。然后学习了呼吸作用的概念、实质和意义,呼吸作用是细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程,实质是分解有机物,释放能量,为生物体的生命活动提供能量并维持体温。 教师:这位同学总结得非常全面!通过这节课的学习,我们了解了食物中能量的来源、测定方法以及在人体内通过呼吸作用释放能量的过程和意义。希望大家在今后的生活中,能够更加关注食物与能量、健康之间的关系。 设计意图:通过课堂小结,帮助学生梳理本节课所学的主要内容,形成知识体系,加深学生对重点知识的记忆和理解,同时培养学生的归纳总结能力。 【课后作业】 1. 完成课