实验04 探究不同食物贮存的能量差异（讲义）生物新教材北师大版七年级下册

本初中生物学讲义聚焦“探究不同食物贮存的能量差异”核心实验，承接消化系统营养物质吸收知识，为后续呼吸作用学习铺垫，通过燃烧放热使水温升高的实验原理，构建“食物—能量—生命活动”的逻辑链，提供实验变量控制、数据计算等学习支架。 资料以探究实践为核心，融合科学思维与态度责任，通过跨学科渗透（关联化学燃烧、物理热学）、误差控制策略（保温装置减少热散失）及真题模拟提升，助力学生理解物质与能量观，课中辅助教师实验教学，课后帮助学生通过典例精讲与专练查漏补缺。

实验04 探究不同食物贮存的能量差异 ——北师大版初中生物七年级下册第8章第1节 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 课标解读 重点先知 本实验对应课标 “生物圈中的人 — 人体生命活动的能量供给” 要求，以探究式学习落实核心素养。通过测定食物燃烧放热使水温升高，比较不同食物能量差异，让学生理解食物有机物贮存化学能，生命活动能量源于食物。课标强调实验设计、变量控制、数据处理与误差分析，培养科学探究能力。引导学生建立 “能量来自有机物氧化分解” 的重要概念，将体外燃烧与体内呼吸作用建立联系，理解能量转化与生命活动的关系，树立合理膳食、均衡营养的健康观念，实现知识、能力、情感态度价值观协同发展。 核心重点：重点是掌握实验原理与操作，通过水温变化比较不同食物能量差异；理解食物热价概念，学会控制单一变量、重复实验、数据计算；建立食物能量与生命活动的关联，理解呼吸作用实质。以实验为载体，落实科学探究与生命观念，让学生直观感知能量存在与差异。 难点突破：难点为误差控制、能量转化理解、变量规范。突破策略：用保温装置减少热散失；用动画对比体外燃烧与体内氧化分解；明确质量、水量、初始温度等变量统一；分组讨论误差来源并优化方案；用公式推导把抽象能量转化为可测数据，降低理解难度。 （一）教材解析 本节是 “人体的能量供应” 开篇，承接消化吸收，为呼吸作用铺垫。教材以生活问题切入，用探究实验贯穿，突出 “做中学”。实验以常见食物为材料，操作简便、现象明显，符合初中生认知。教材强调控制变量、重复实验、误差分析，培养严谨思维。将实验现象与能量转化、热价计算结合，由感性到理性，帮助学生构建 “食物 — 能量 — 生命活动” 逻辑链，为后续学习细胞呼吸、能量供给打下基础，体现学科实践性与生活化。 （二）知识渗透 1．关联知识：关联消化系统营养物质吸收、有机物种类与作用；联系化学中燃烧放热、质量守恒、比热容计算；衔接物理热学与能量转化；对接呼吸作用概念，理解体外燃烧与体内氧化的共性与区别；结合健康生活，知晓不同食物能量差异对膳食搭配的意义；渗透实验探究通用方法，如控制变量、对照实验、数据处理、误差分析，为后续生物实验与理科学习奠定方法基础。 2．渗透拓展：拓展食物热价标准值与实测差异，分析误差原因；介绍不同人群能量需求与膳食指南，引导健康饮食；对比动植物能量来源，理解生态系统能量流动；引入数字化实验，用温度传感器提升精度；探讨食品加工对能量的影响；联系体育锻炼与能量消耗，树立健康生活方式。渗透节能环保、科学计量、跨学科应用，拓宽视野，提升科学素养与社会责任。 实验准备 干燥花生仁、核桃仁、大米、黄豆等等量食物样品；50mL 锥形瓶、温度计、量筒、铁架台、解剖针、酒精灯、火柴、电子天平、保温罩 / 易拉罐、清水。 实验步骤 1. 用量筒量取 30mL 清水注入锥形瓶，固定于铁架台，温度计浸入水中不触瓶底，测初始水温并记录。 2. 用天平称取等质量干燥食物样品，记录质量。 3. 用解剖针穿刺食物，酒精灯点燃，迅速移至锥形瓶正下方加热。 4. 食物完全燃烧后，搅拌水，测最高水温并记录。 5. 更换食物重复实验，计算能量值，比较差异。 6. 整理器材，处理残渣，分析数据得出结论。 注意事项 全程防火，实验桌铺防火垫，远离易燃物；温度计轻拿轻放，玻璃泡不碰瓶底与火焰；食物点燃后快速移至加热位，减少热散失；保证食物完全燃烧，未燃尽需重新实验；水量与食物质量严格等量，控制单一变量；用保温罩挡风减误差；水温稳定后再读数，重复实验取平均值；实验后及时熄灭火源，冷却器材再整理，遵守实验室安全规范，确保操作安全与数据可靠。 1．  实验操作核心依据：依据能量转化与守恒，食物中有机物化学能通过燃烧转化为热能，被水吸收使水温升高。1 克水升高 1℃吸收 4.2 焦热量，公式：能量（焦）= 水的体积（mL）× 温差（℃）×4.2。控制食物质量、水量、初始温度、装置相同，保证单一变量；完全燃烧与保温减少误差；重复实验提高可信度。以可测水温变化推导不可见能量，将抽象能量转化为定量数据，符合科学探究逻辑与初中生物实验要求。 2． 观察技巧：观察温度计示数变化，待稳定后读数，视线与液柱相平；观察食物燃烧状态，确保充分燃烧、火焰稳定；观察水温均匀性，轻轻搅拌再测最高温；对比不同食物燃烧时长与火焰大小，辅助判断能量差异；记录初始与最终温度、质量、燃烧情况；注意保温罩内温度变化，判断热散失程度；小组分工协作，专人观察、记录、计时，提高数据准确性，全面捕捉实验现象。 3． 易错提醒：易误点：用高倍镜观察导致视野过暗、尾鳍受损；小鱼干燥缺氧死亡致血流停止；尾鳍褶皱重叠看不清血管；把静脉、动脉搞反；误将较细静脉当毛细血管。提醒：必须全程低倍镜，保持鳃部与身体湿润；尾鳍务必平铺；判断血管先看血流方向与单行通过，不唯粗细；动作轻柔不挤压鱼体；实验后及时放生。规范操作、抓住特征，才能避免误判，保证实验成功。 【典例】（2023・四川成都）在 “测定某种食物中的能量” 实验中，下列说法错误的是（ ） A. 实验测得的能量值往往小于食物实际含有的能量 B. 实验中需要保证食物完全燃烧 C. 实验中水量越多，测得结果越准确 D. 重复实验取平均值可减小误差 · 中考真题感知练 1. （2022・湖南长沙）在测定花生仁和核桃仁所含能量的实验中，若不采取保温措施，可能导致的结果是（ ） A. 测得温度偏高 B. 测得能量值偏低 C. 食物燃烧不充分 D. 实验时间明显缩短 2.（2021・江苏苏州）在 “探究不同食物贮存能量的差异” 实验中，变量是（ ） A. 水的体积 B. 食物的种类 C. 初始水温 D. 实验装置 · 名校模拟提升练 1. （2023・山东济南）1mL 水每升高 1℃需吸收 4.2 焦热能。若 30mL 水从 20℃升至 40℃，则食物释放热量约为（ ） A. 1260 焦 B. 2520 焦 C. 3780 焦 D. 4200 焦 2.（2022・广东广州）下列关于 “测定食物中的能量” 实验操作，正确的是（ ） A. 温度计玻璃泡接触锥形瓶底部 B. 食物点燃后应缓慢移至水下加热 C. 读取最高水温时应轻轻搅拌水 D. 只需做一次实验即可得出结论 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验04 探究不同食物贮存的能量差异 ——北师大版初中生物七年级下册第8章第1节 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 课标解读 重点先知 本实验对应课标 “生物圈中的人 — 人体生命活动的能量供给” 要求，以探究式学习落实核心素养。通过测定食物燃烧放热使水温升高，比较不同食物能量差异，让学生理解食物有机物贮存化学能，生命活动能量源于食物。课标强调实验设计、变量控制、数据处理与误差分析，培养科学探究能力。引导学生建立 “能量来自有机物氧化分解” 的重要概念，将体外燃烧与体内呼吸作用建立联系，理解能量转化与生命活动的关系，树立合理膳食、均衡营养的健康观念，实现知识、能力、情感态度价值观协同发展。 核心重点：重点是掌握实验原理与操作，通过水温变化比较不同食物能量差异；理解食物热价概念，学会控制单一变量、重复实验、数据计算；建立食物能量与生命活动的关联，理解呼吸作用实质。以实验为载体，落实科学探究与生命观念，让学生直观感知能量存在与差异。 难点突破：难点为误差控制、能量转化理解、变量规范。突破策略：用保温装置减少热散失；用动画对比体外燃烧与体内氧化分解；明确质量、水量、初始温度等变量统一；分组讨论误差来源并优化方案；用公式推导把抽象能量转化为可测数据，降低理解难度。 （一）教材解析 本节是 “人体的能量供应” 开篇，承接消化吸收，为呼吸作用铺垫。教材以生活问题切入，用探究实验贯穿，突出 “做中学”。实验以常见食物为材料，操作简便、现象明显，符合初中生认知。教材强调控制变量、重复实验、误差分析，培养严谨思维。将实验现象与能量转化、热价计算结合，由感性到理性，帮助学生构建 “食物 — 能量 — 生命活动” 逻辑链，为后续学习细胞呼吸、能量供给打下基础，体现学科实践性与生活化。 （二）知识渗透 1．关联知识：关联消化系统营养物质吸收、有机物种类与作用；联系化学中燃烧放热、质量守恒、比热容计算；衔接物理热学与能量转化；对接呼吸作用概念，理解体外燃烧与体内氧化的共性与区别；结合健康生活，知晓不同食物能量差异对膳食搭配的意义；渗透实验探究通用方法，如控制变量、对照实验、数据处理、误差分析，为后续生物实验与理科学习奠定方法基础。 2．渗透拓展：拓展食物热价标准值与实测差异，分析误差原因；介绍不同人群能量需求与膳食指南，引导健康饮食；对比动植物能量来源，理解生态系统能量流动；引入数字化实验，用温度传感器提升精度；探讨食品加工对能量的影响；联系体育锻炼与能量消耗，树立健康生活方式。渗透节能环保、科学计量、跨学科应用，拓宽视野，提升科学素养与社会责任。 实验准备 干燥花生仁、核桃仁、大米、黄豆等等量食物样品；50mL 锥形瓶、温度计、量筒、铁架台、解剖针、酒精灯、火柴、电子天平、保温罩 / 易拉罐、清水。 实验步骤 1. 用量筒量取 30mL 清水注入锥形瓶，固定于铁架台，温度计浸入水中不触瓶底，测初始水温并记录。 2. 用天平称取等质量干燥食物样品，记录质量。 3. 用解剖针穿刺食物，酒精灯点燃，迅速移至锥形瓶正下方加热。 4. 食物完全燃烧后，搅拌水，测最高水温并记录。 5. 更换食物重复实验，计算能量值，比较差异。 6. 整理器材，处理残渣，分析数据得出结论。 注意事项 全程防火，实验桌铺防火垫，远离易燃物；温度计轻拿轻放，玻璃泡不碰瓶底与火焰；食物点燃后快速移至加热位，减少热散失；保证食物完全燃烧，未燃尽需重新实验；水量与食物质量严格等量，控制单一变量；用保温罩挡风减误差；水温稳定后再读数，重复实验取平均值；实验后及时熄灭火源，冷却器材再整理，遵守实验室安全规范，确保操作安全与数据可靠。 1．  实验操作核心依据：依据能量转化与守恒，食物中有机物化学能通过燃烧转化为热能，被水吸收使水温升高。1 克水升高 1℃吸收 4.2 焦热量，公式：能量（焦）= 水的体积（mL）× 温差（℃）×4.2。控制食物质量、水量、初始温度、装置相同，保证单一变量；完全燃烧与保温减少误差；重复实验提高可信度。以可测水温变化推导不可见能量，将抽象能量转化为定量数据，符合科学探究逻辑与初中生物实验要求。 2． 观察技巧：观察温度计示数变化，待稳定后读数，视线与液柱相平；观察食物燃烧状态，确保充分燃烧、火焰稳定；观察水温均匀性，轻轻搅拌再测最高温；对比不同食物燃烧时长与火焰大小，辅助判断能量差异；记录初始与最终温度、质量、燃烧情况；注意保温罩内温度变化，判断热散失程度；小组分工协作，专人观察、记录、计时，提高数据准确性，全面捕捉实验现象。 3． 易错提醒：易误点：用高倍镜观察导致视野过暗、尾鳍受损；小鱼干燥缺氧死亡致血流停止；尾鳍褶皱重叠看不清血管；把静脉、动脉搞反；误将较细静脉当毛细血管。提醒：必须全程低倍镜，保持鳃部与身体湿润；尾鳍务必平铺；判断血管先看血流方向与单行通过，不唯粗细；动作轻柔不挤压鱼体；实验后及时放生。规范操作、抓住特征，才能避免误判，保证实验成功。 【典例】（2023・四川成都）在 “测定某种食物中的能量” 实验中，下列说法错误的是（ ） A. 实验测得的能量值往往小于食物实际含有的能量 B. 实验中需要保证食物完全燃烧 C. 实验中水量越多，测得结果越准确 D. 重复实验取平均值可减小误差 答案：C 解析：水量过多会导致温度变化不明显，误差增大；水量过少易沸腾，一般取 30mL 左右为宜。A 正确，热量会散失；B 正确，不完全燃烧会导致数据偏小；D 正确，多次实验取平均值减小误差。 · 中考真题感知练 1. （2022・湖南长沙）在测定花生仁和核桃仁所含能量的实验中，若不采取保温措施，可能导致的结果是（ ） A. 测得温度偏高 B. 测得能量值偏低 B. 食物燃烧不充分 D. 实验时间明显缩短 答案：B 解析：无保温装置时，大量热量散失到空气中，水温升高幅度变小，计算出的能量值低于真实值。 2.（2021・江苏苏州）在 “探究不同食物贮存能量的差异” 实验中，变量是（ ） A. 水的体积 B. 食物的种类 C. 初始水温 D. 实验装置 答案：B 解析：本实验目的是比较不同食物能量差异，因此自变量为食物种类，其他如水的体积、初始温度、装置均为无关变量，需保持一致。 · 名校模拟提升练 1. （2023・山东济南）1mL 水每升高 1℃需吸收 4.2 焦热能。若 30mL 水从 20℃升至 40℃，则食物释放热量约为（ ） A. 1260 焦 B. 2520 焦 C. 3780 焦 D. 4200 焦 答案：B 解析：热量 = 水的体积 × 温差 ×4.2=30×(40−20)×4.2=2520 焦。 2.（2022・广东广州）下列关于 “测定食物中的能量” 实验操作，正确的是（ ） A. 温度计玻璃泡接触锥形瓶底部 B. 食物点燃后应缓慢移至水下加热 C. 读取最高水温时应轻轻搅拌水 D. 只需做一次实验即可得出结论 答案：C 解析：搅拌使水温均匀，测得最高温度更准确。A 错误，易损坏仪器、读数不准；B 错误，应在瓶底下方加热；D 错误，需重复实验。 / 学科网（北京）股份有限公司 $