5.2 植物的呼吸作用（教学设计）生物沪教版2024七年级上册

该初中生物学教学设计聚焦植物呼吸作用核心知识，涵盖概念、表达式、场所及实质，通过超市蔬果保鲜、小麦种子播种等生活现象导入，关联光合作用，搭建前后知识学习支架，引导学生探究植物代谢奥秘。 以种子萌发实验为核心，通过碳酸氢盐指示剂变色、蜡烛燃烧等现象检测气体与能量变化，培养探究实践能力；结合阿克苏苹果案例分析昼夜温差对呼吸作用的影响，渗透物质与能量观（生命观念），设计对照实验提升科学思维，助力学生直观理解，便于教师教学实施，提升课堂效率。

第五章 植物的生命活动与碳氧平衡 第2节　植物的呼吸作用 年级 七年级 授课时间 1课时 课题 第2节　植物的呼吸作用 教材分析 本节课选自初中生物学教材第五章"植物的生命活动与碳氧平衡"第二节，核心内容是植物呼吸作用。作为植物代谢活动的关键环节，呼吸作用与光合作用共同构成物质循环与能量转换的核心链条。教材以"探究种子萌发时物质与能量变化"的实验为主线，通过碳酸氢盐指示剂检测二氧化碳、温度计测量能量释放等直观现象，引导学生理解呼吸作用的过程与实质。在知识结构上，本节既是光合作用的延续（明确两者区别与联系），也为后续学习生态系统能量流动奠定基础。通过对"晾晒种子""低温储藏果蔬""农田松土排涝"等生产实践的分析，强化生物学原理在农业中的应用价值，体现科学知识源于生活、服务社会的特点。 教学目标 【知识目标】 1.描述呼吸作用过程： ◦ 准确复述呼吸作用表达式：有机物 + 氧气 → 二氧化碳 + 水 + 能量； ◦ 阐明呼吸作用实质：分解有机物、释放能量，明确能量转换形式（化学能→热能/生命活动能）； ◦ 识别呼吸作用发生的场所（线粒体） 和普遍性（所有活细胞）。 2.分析实验现象与结论： ◦ 解释种子萌发实验中碳酸氢盐指示剂变色（黄→红→紫）、温度升高、蜡烛熄灭等现象的本质原因； ◦ 归纳实验结论：种子萌发消耗氧气和有机物，产生二氧化碳、水并释放能量。 3.应用呼吸作用原理： ◦ 解释农业生产措施（晒干种子、低温储藏、松土排涝）与抑制或促进呼吸作用的关系； ◦ 结合阿克苏苹果案例，分析昼夜温差大时呼吸作用弱对糖分积累的影响。 【素养目标】 1.科学探究与实证意识： ◦ 通过设计"检测呼吸作用产物"的对照实验（如干燥种子vs萌发种子），培养控制变量、观察记录、分析现象的能力； ◦ 基于实验数据（温度变化、气体成分变化）推导结论，强化"证据→结论"的科学思维模式。 2. 生命观念渗透： ◦ 建立能量守恒观：理解光合作用储能与呼吸作用释能的能量转化闭环； ◦ 形成结构与功能观：阐释线粒体作为能量转换器的角色与细胞生命活动的关联。 3. 态度责任与实践应用： ◦ 讨论合理利用呼吸作用原理（如冷链物流、粮食储存）对减少资源浪费的意义； ◦ 针对区域农业生产（如新疆苹果种植），提出基于呼吸作用的科学管理建议。 教学重、难点 【教学重点】 1.植物呼吸作用的概念、表达式、场所和实质； 2.呼吸作用在植物不同器官细胞中的普遍性； 3.呼吸作用与光合作用的区别； 4.呼吸作用在农业生产和蔬果保鲜中的应用。 【教学难点】 1.设计实验探究种子萌发时物质与能量的变化； 2.分析新疆阿克苏地区地理条件对苹果生长的影响及“冰糖心”苹果甜度高的原因； 3.理解呼吸作用强弱与植物生命活动、农作物质量品质的关系。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 展示超市蔬果保鲜和秋天收获小麦种子，要等到春天才播种的现象，引发学生兴趣。 问题引入与初步引导 提问 超市里的蔬果，它们采用了密封、冷藏等保鲜方法；秋天收获的小麦种子，要等到春天才播种。大家思考一下，为什么超市里的蔬果要这样保鲜呢？秋天收获的小麦种子为什么不能马上播种，而要等到春天呢？ 进一步引导 从生物学的角度来看，蔬果保鲜和种子播种与植物的生理作用有没有关系呢？我们之前学过植物的光合作用，那在绿色开花植物的其他器官中还会发生什么生理作用呢？ 引导思考方向 我们知道种子的萌发需要合适的温度、湿度和营养物质，那在种子萌发过程中会不会有物质和能量的变化呢？这和我们看到的这些现象又有什么联系呢？带着这些问题，我们今天来探究植物的呼吸作用。 我们之前学习了光合作用，其反应式是二氧化碳 + 水在光能和叶绿体的作用下生成（储存化学能）有机物 + 氧气。那在绿色开花植物的其他器官中还会发生什么生理作用呢？秋天收获的小麦种子为什么要等到春天再播种呢？ 展示光合作用反应式“二氧化碳 + 水→光能→光能叶绿体（储存化学能）有机物 + 氧气”，提问 在绿色开花植物的其他器官中还会发生什么生理作用呢？秋天收获的小麦种子为什么要等到春天再播种呢？ 进一步引导 那种子的萌发需要哪些条件呢？ 种子的萌发需要合适的温度、湿度和营养物质。 引导学生深入思考，回顾植物的光合作用相关知识，为后续讲解植物的呼吸作用做铺垫。 新知探究 一、 探究种子萌发时物质与能量的变化 我们要探究种子萌发时物质与能量的变化，已知二氧化碳气体含量上升时，碳酸氢盐指示剂会呈现相应颜色变化，那如何利用这些知识来探究种子萌发时是否产生二氧化碳、水，是否消耗氧气以及是否释放能量呢？ 介绍相关资料并提问 展示资料 二氧化碳气体含量上升时，碳酸氢盐指示剂呈；二氧化碳气体含量下降时，碳酸氢盐指示剂呈”以及碳酸氢盐指示剂在不同二氧化碳含量下的颜色变化表格，提问 我们如何利用碳酸氢盐指示剂来检测种子萌发时是否产生二氧化碳呢？将碳酸氢盐指示剂与种子放在一起观察颜色变化。 展示“干燥的种子、碳酸氢盐指示剂、萌发的种子”的实验装置，提问 瓶壁上的小液滴用什么方法检验呢？种子萌发时需要消耗什么物质呢？选择带火星的木条还是燃烧的木条/蜡烛比较好来检测氧气是否被消耗呢？用氯化钴试纸检验小液滴，种子萌发可能消耗氧气，选择燃烧的木条/蜡烛比较好。 引导学生观察实验现象并得出结论 展示实验现象的表格，提问 根据这些实验现象，我们能得出什么结论呢？种子（植物）呼吸时，吸入氧气，放出二氧化碳和水，种子在萌发过程中释放出能量。 观察实验现象并得出结论，思考并回答问题。 二、呼吸作用的概念、表达式、场所和实质 通过前面的探究，我们知道了种子萌发时的物质与能量变化情况，那什么是呼吸作用呢？它的表达式、场所和实质又是什么呢？ 结合前面种子萌发的实验结果，给大家讲解呼吸作用的概念：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，供给生命活动需要的过程叫呼吸作用。 那呼吸作用的表达式怎么写呢？大家根据概念来尝试写一下。有机物 + 氧气→二氧化碳 + 水 + 能量（储存着能量） 那呼吸作用的场所是哪里呢？提示一下，和一种能量转换器有关。是线粒体。线粒体是动植物细胞都有的能量转换器。 那呼吸作用的实质是什么呢？从物质转变和能量转变两方面来思考。物质转变是有机物变成无机物，能量转变是有机物中的化学能变成生命需要的能量（热能）。呼吸作用就是有机物分解，释放能量的过程。 我们知道种子细胞时刻进行着呼吸作用，那构成植物其他器官的细胞是否都能进行呼吸作用呢？呼吸作用在不同的细胞、不同的生命时期又有什么特点呢？ 展示植物根茎叶、花、果实种子的图片， 提问 组成植物体的六种器官都是由细胞构成的，种子细胞能进行呼吸作用，那其他器官的细胞呢？大家结合生活中吃萝卜等情况来思考。萝卜放久了会变糠，推测是细胞进行呼吸作用消耗了有机物。 萝卜细胞进行呼吸作用消耗了细胞内贮存的有机物。 那呼吸作用在不同的细胞、不同的生命时期是一样的强度吗？呼吸作用在不同的细胞、不同的生命时期，强弱是有差别的。呼吸作用的强弱常常是生命活动强弱的标志，影响着植物体的生长发育，关系到农作物的质量和品质。大家能举例说明生活中哪些现象和呼吸作用的强弱有关吗？水果放久了会变蔫等。 学习呼吸作用的条件和概念及表达式，思考并回答问题。 三、 结合光合作用与呼吸作用分析实际问题 在生活和农业生产中，很多场景都和植物的呼吸作用有关，比如超市里的蔬果保鲜方法、晾晒小麦、农田松土等，这些都是为什么呢？ 展示超市里蔬果保鲜的图片， 提问 大家在超市里常见的蔬果保鲜方法有哪些呢？为什么要采用这些方法呢？有密封、冷藏等方法。 引导学生思考这些方法和呼吸作用的关系，讲解密封和冷藏主要是为了抑制呼吸作用，降低有机物消耗。那刚收获的小麦、水稻种子为什么要尽快晒干呢？是为了减少水分，和呼吸作用有关。也是为了抑制呼吸作用，降低有机物消耗。 那农田适时松土、遇到涝害时排水又是为什么呢？ 是为了让土壤中有充足的空气，是为了促进根的呼吸作用。我们学习了光合作用和呼吸作用，现在阅读材料，分析新疆阿克苏地区的地理条件为什么有利于苹果的生长，并且结合植物的光合作用与呼吸作用的关系，分析阿克苏“冰糖心”苹果甜度较高的原因。 提供关于新疆阿克苏地区地理条件的材料，让学生阅读。提问 大家从材料中能看出哪些地理条件有利于苹果的生长呢？ 有光照充足、昼夜温差大等。 那结合光合作用和呼吸作用的关系，为什么这些条件会让阿克苏“冰糖心”苹果甜度较高呢？大家先思考一下光合作用和呼吸作用的区别。 部位、条件、原料、产物、能量转变等方面的区别。 引导学生根据这些区别，分析阿克苏地区的光照和昼夜温差对光合作用和呼吸作用的影响。分析得出光照充足有利于光合作用制造更多的有机物，昼夜温差大，夜晚温度低，呼吸作用弱，有机物消耗少，所以苹果甜度较高。 思考密封、冷藏等方法和呼吸作用的关系，及原理，学习结合光合作用与呼吸作用分析实际问题。 【针对练习】 1.植物呼吸作用的实质是（ ） A. 合成有机物，释放能量 B. 合成有机物，储存能量 C. 分解有机物，释放能量 D. 分解有机物，储存能量  答案：C  解析：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，供给生命活动需要的过程。所以其实质是分解有机物，释放能量，C选项正确。 2.呼吸作用的场所是（ ） A. 叶绿体 B. 线粒体 C. 细胞核 D. 液泡  答案：B  解析：线粒体是动植物细胞都有的能量转换器，是呼吸作用的主要场所，细胞通过呼吸作用在线粒体中分解有机物释放能量，B选项正确；叶绿体是光合作用的场所；细胞核是细胞的控制中心；液泡内含有细胞液。 3.下列关于植物呼吸作用的说法，正确的是（ ） A. 只在白天进行 B. 只在晚上进行 C. 只在有光的条件下进行 D. 有光无光都能进行  答案：D  解析：呼吸作用的条件是有光无光均可，只要是活细胞都在时刻进行呼吸作用，为生命活动提供能量，D选项正确。 4.晾晒刚收获的小麦、水稻种子，主要目的是（ ） A. 促进种子的呼吸作用 B. 抑制种子的呼吸作用 C. 促进种子的光合作用 D. 抑制种子的光合作用  答案：B  解析：刚收获的种子含有较多水分，呼吸作用旺盛，消耗的有机物多。晾晒种子可以减少水分，从而抑制呼吸作用，降低有机物的消耗，有利于种子的储存，B选项正确。 检测学生课堂上的学习情况 课堂小结 本节课先回顾光合作用，引出植物其他生理作用的探究。通过种子萌发实验，得出种子（植物）呼吸时吸入氧气，放出二氧化碳和水并释放能量。明确呼吸作用概念，其表达式为有机物 + 氧气→二氧化碳 + 水 + 能量，场所是线粒体，实质是有机物分解、释放能量。呼吸作用发生在所有植物细胞内部，不同细胞和时期呼吸作用强弱有差别。还介绍了抑制呼吸作用的蔬果保鲜方法及促进根呼吸作用的农业生产措施，最后对比了光合作用与呼吸作用的区别。 板书设计 第2节 植物的呼吸作用 一、种子萌发实验 检测二氧化碳：碳酸氢盐指示剂变色 检测水：瓶壁有小水珠 检测氧气：蜡烛燃烧情况 检测能量：温度计温度变化 二、呼吸作用 概念：细胞利用氧分解有机物释放能量 表达式：有机物（储存着能量） + 氧气→二氧化碳 + 水 + 能量 场所：线粒体 实质：有机物分解，释放能量 物质转变：有机物→无机物 能量转变：化学能→生命所需能量 三、呼吸作用特点 所有植物细胞内部 不同细胞、时期强弱有差别 四、应用 蔬果保鲜：密封、冷藏 农业生产：松土、排涝 五、光合作用与呼吸作用对比 生理过程 光合作用 呼吸作用 部位 含叶绿体细胞 所有活细胞 条件 光 有光无光均可 原料 二氧化碳、水 有机物、氧气 产物 有机物、氧气 二氧化碳、水 能量转变 制造储存能量 分解释放能量 课后作业 1．下图①和②分别表示某植物的两种生理过程，有关分析正确的是（    ） A．①过程表示呼吸作用 B．②过程表示光合作用 C．白天①和②过程都能进行 D．夜晚①和②过程都能进行 【答案】C 【解析】A．①过程释放氧气，根据光合作用的定义，这是光合作用，并非呼吸作用，A不符合题意。 B．②过程吸收氧气，符合呼吸作用吸收氧气分解有机物的特点，是呼吸作用，不是光合作用，B不符合题意。 C．白天有光照，植物能进行光合作用（①过程）制造有机物并释放氧气；同时植物的所有活细胞时刻都要进行呼吸作用（②过程）来获取能量维持生命活动，所以白天①和②过程都能进行，C符合题意。 D．夜晚没有光照，①光合作用无法进行；但植物的②呼吸作用不受光照影响，在夜晚依然能进行，D不符合题意。 故选C。 2．“大树底下好乘凉”，其原因是树进行（　　） A．光合作用 B．蒸腾作用 C．遮光作用 D．呼吸作用 【答案】B 【解析】A．光合作用吸收二氧化碳释放氧气，主要改善空气质量，不是导致大树下温度降低的主要原因，A不符合题意。 B．蒸腾作用过程中，水分蒸发会吸收热量，大树通过蒸腾作用，大量水分散失，带走热量，使树下温度降低，同时增加空气湿度，这是“大树底下好乘凉”的主要原因，B符合题意。 C．遮光作用虽能使树下温度有所降低，但相比蒸腾作用，其降温效果不显著，不是主要原因，C不符合题意。 D．呼吸作用释放能量，会使周围温度升高，D不符合题意。 故选B。 3．如果连续出现阴雨天，大棚蔬菜的产量会下降．主要是因为阴雨天不利于大棚蔬菜的（　　） A．光合作用 B．蒸腾作用 C．呼吸作用 D．花的传粉 【答案】A 【解析】A．连续阴雨天，光照不足。而光合作用需要光，光照弱会使光合作用强度降低，制造的有机物减少，从而导致大棚蔬菜产量下降，A符合题意。 B．阴雨天空气湿度大，蒸腾作用会减弱，但蒸腾作用减弱对蔬菜产量影响不大，不是产量下降的主要原因，B不符合题意。 C．呼吸作用分解有机物释放能量供植物生命活动，在一定范围内，温度等条件变化对呼吸作用影响较大，阴雨天对呼吸作用影响相对较小，不是产量下降的主要原因，C不符合题意。 D．大棚蔬菜传粉可以通过人工辅助授粉等方式保证，阴雨天对其传粉影响不大，并且不是产量下降的主要因素，D不符合题意。 故选A。 4．“小草依依，踏之何忍”设置这些提示语提醒人们不要践踏小草，因为经常在草坪上行走会造成土壤板结，从而影响草的生长，土壤板结影响植物生长的主要原因是（　　） A．植物缺少无机盐，影响生长 B．气孔关闭，影响蒸腾作用 C．土壤缺少氧气，影响根的呼吸 D．植物缺少水，影响光合作用 【答案】C 【解析】A．土壤板结并不直接导致植物缺少无机盐，所以该选项不符合土壤板结影响植物生长的主要原因，A不符合题意。 B．土壤板结主要影响的是根的环境，而不是叶片气孔，与气孔关闭影响蒸腾作用关系不大，B不符合题意。 C．土壤板结后，土壤缝隙变小，空气减少，根无法获得充足的氧气，从而影响根的呼吸作用，呼吸作用受影响会导致根不能正常生长和吸收，进而影响植物生长，这是土壤板结影响植物生长的主要原因，C符合题意。 D．土壤板结一般不会直接导致植物缺少水，所以该选项不是土壤板结影响植物生长的主要原因，D不符合题意。 故选C。 5．如图是绿色植物生理活动示意图，①②表示绿色植物体内进行的两项生理活动，a、b代表两种不同的物质。下列有关叙述正确的是（　　）    A．生理活动①、②只能在有光的条件下进行 B．植物体内的细胞都能进行生理活动② C．生理活动①所需的a物质和水都由生理活动②提供 D．生理活动②的作用为生命活动提供能量 【答案】D 【解析】A．由图可知，①过程在叶绿体进行，利用光能，是光合作用，需要在有光条件下进行；②过程释放能量，是呼吸作用，有光无光都能进行，并非只能在有光条件下进行，A错误。 B．活的植物体内，只有活细胞才能进行呼吸作用（②），像导管细胞是死细胞，不能进行呼吸作用，B错误。 C．光合作用（①）所需的a二氧化碳，主要来自大气，水主要通过根从土壤吸收，并非由呼吸作用（②）提供，C错误。 D．呼吸作用（②）分解有机物，释放能量，为生命活动提供能量，D正确。 故选D。 教学反思 在教学过程中，通过实验探究种子萌发时物质与能量的变化，能有效激发学生的学习兴趣和主动性，让学生直观地理解呼吸作用的现象。但在实验操作环节，部分学生可能因操作不熟练影响实验效果，后续应加强实验指导。在对比光合作用与呼吸作用时，学生理解两者区别有一定难度，可结合生活实例进一步讲解。在引导学生分析阿克苏苹果甜度高的原因时，学生的分析能力参差不齐，今后要注重培养学生综合运用知识和分析问题的能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $