3.2.3 呼吸作用学历案- 2025-2026学年人教版生物七年级下册

初中生物学学历案·绿色植物的呼吸作用 初中生物学学历案 呼吸作用 ——探究生命能量的释放过程 教材版本：2024人教版新教材 适用年级：七年级下册 单元章节：第三单元 第二章 第三节 建议课时：2课时 核心素养导向·新情境探究·互动式学习 一、学习主题与课时 （一）主题信息 学习主题 呼吸作用 教材版本 2024人教版《生物学》七年级下册 单元章节 第三单元 植物的生活 第二章 探究植物体内的物质与能量变化 第三节 呼吸作用 建议课时 2课时（第1课时：呼吸作用的探究实验；第2课时：呼吸作用原理与应用） （二）主题分析 呼吸作用是绿色植物生命活动的核心内容之一，是植物进行生命活动所需能量的来源。本节内容在学生已经学习了光合作用、水分的吸收与运输、有机物的制造等知识的基础上，进一步探究植物如何通过呼吸作用释放能量，维持生命活动。呼吸作用与光合作用相互联系、相互依存，共同构成了植物生命活动的能量转化体系，是理解植物生命活动整体性的关键环节。 本节内容主要包括三个核心探究实验：种子呼吸释放热量、种子呼吸消耗氧气、种子呼吸释放二氧化碳。通过这三个经典实验，学生能够全面理解呼吸作用的原料、产物和条件，归纳出呼吸作用的总反应式。同时，本节还涉及呼吸作用原理在农业生产和日常生活中的应用，如粮食储存、蔬菜保鲜、农田松土等，体现了生物学知识与实际生活的紧密联系。 2024年新版教材在本节内容上进行了优化和更新，更加注重探究过程的完整性和学生科学思维的培养。教材通过“探究·实践”栏目引导学生自主设计实验方案，通过“思考·讨论”栏目深化对呼吸作用本质的理解，通过“科学·技术·社会”栏目拓展知识的应用价值。这些设计体现了新课标对核心素养培养的重视，为学历案的设计提供了丰富的素材和思路。 二、学习目标 （一）核心素养目标 1. 生命观念 通过探究植物呼吸作用的过程，建立“生物体需要能量维持生命活动”的生命观念。理解呼吸作用是生物体分解有机物、释放能量的过程，认识到能量转化是生命活动的基本特征之一。能够用呼吸作用的原理分析植物生命活动中的能量供应问题，如种子萌发需要能量、植物生长需要能量等，形成结构与功能相适应、生物与环境相统一的观点。 2. 科学思维 通过分析呼吸作用的实验现象和数据，培养归纳与概括的科学思维能力。能够从多个实验结果中抽象出呼吸作用的本质特征，用科学的语言描述呼吸作用的过程和意义。学会运用比较、类比等方法分析呼吸作用与光合作用的异同点，理解两者之间的相互关系。能够运用呼吸作用的原理分析和解决实际问题，如解释为什么卧室不宜摆放过多植物过夜、为什么中耕松土有利于作物生长等。 3. 探究实践 通过参与呼吸作用的探究实验，掌握探究实践的基本方法。学会根据探究问题提出假设，设计合理的实验方案，包括设置对照实验、控制变量、选择合适的实验材料等。能够规范操作实验仪器，准确观察和记录实验现象，对实验结果进行分析和解释。在探究过程中培养合作意识，学会与他人交流分享探究成果，能够对实验方案进行评价和改进。 4. 态度责任 关注呼吸作用原理在农业生产和日常生活中的应用，理解科学知识对社会发展的促进作用。能够运用所学知识解释生活中的现象，如为什么新鲜水果蔬菜需要低温保存、为什么粮食需要干燥储存等。树立环境保护意识，理解绿色植物在维持碳氧平衡中的重要作用，增强热爱自然、保护环境的责任感。培养科学精神，养成实事求是的科学态度，形成运用科学知识解决实际问题的意识。 （二）具体学习目标 知识与技能目标： 1. 描述植物呼吸作用的过程，说出呼吸作用的原料、产物和条件。 1. 尝试探究种子萌发过程中的呼吸现象，完成三个经典探究实验。 1. 写出呼吸作用的反应式，理解呼吸作用的实质和意义。 1. 举例说明呼吸作用原理在农业生产和日常生活中的应用。 过程与方法目标： 1. 通过探究实验，学会设置对照实验和控制变量的方法。 1. 通过分析实验现象，培养归纳总结和逻辑推理能力。 1. 通过小组合作探究，提高合作学习和表达交流能力。 情感态度与价值观目标： 1. 形成实事求是的科学态度，养成严谨的科学思维习惯。 1. 增强对生命现象的好奇心和探究欲望，培养科学兴趣。 1. 认识绿色植物在生物圈中的重要作用，增强环保意识。 三、评价任务 （一）评价任务设计说明 本学历案采用“教-学-评”一体化的设计理念，将评价任务嵌入学习过程之中，实现以评促学、以评促教的目的。评价任务的设计遵循科学性、可操作性、发展性原则，既关注学生对知识的掌握程度，更重视学生核心素养的发展水平。评价方式多元化，包括实验操作评价、小组合作评价、课堂表现评价、作业评价等，力求全面、客观地反映学生的学习状况。 （二）评价任务清单 序号 评价任务 评价要点 对应目标 1 情境导入问题回答 能否提出合理的猜想和假设 科学思维、探究 2 探究实验一操作与记录 实验操作规范、记录准确完整 探究实践 3 探究实验二操作与记录 正确使用燃烧匙、观察细致 探究实践 4 探究实验三操作与记录 正确使用石灰水、现象描述准确 探究实践 5 实验结果分析与归纳 能归纳出呼吸作用的反应式 科学思维、生命观念 6 生活实例分析讨论 能用呼吸作用原理解释现象 态度责任 7 课后作业完成情况 知识应用能力、创新思维 综合评价 四、学习过程 第一课时：呼吸作用的探究实验 【情境导入】——“神秘的热量”（8分钟） 情境创设：展示一段新闻视频或图片：某粮仓在夏季高温天气发生自燃现象，造成重大经济损失。教师引导学生思考：为什么储存的粮食会自己燃烧起来？粮食在储存过程中发生了什么变化？这与植物的生命活动有什么关系？ 互动设计： 1. 学生分组讨论，每组提出一个可能的解释，记录在小白板上。 1. 各组代表分享讨论结果，教师引导归纳：可能涉及植物种子的某种生命活动。 1. 追问：种子在储存过程中是否还在进行生命活动？如何证明？ 设计意图：以真实的社会新闻创设问题情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望。通过小组讨论和分享，培养学生的合作意识和表达能力。问题的设置层层深入，引导学生从现象到本质进行思考，为后续的探究实验做好铺垫。 【探究活动一】种子呼吸释放热量（12分钟） 实验目的：探究萌发的种子是否释放热量，验证种子呼吸作用过程中能量的释放。 实验材料：萌发的绿豆种子（提前24小时浸泡）、煮熟的绿豆种子（对照组）、保温瓶（或暖水瓶）、温度计、标签纸、记录表。 实验步骤： 1. 准备两个相同的保温瓶，分别贴上标签甲、乙。 1. 甲瓶装入萌发的绿豆种子，乙瓶装入等量的煮熟的绿豆种子。 1. 分别插入温度计，记录初始温度。 1. 密封保温瓶，放置在室温环境下。 1. 每隔5分钟记录一次温度，连续观察20分钟。 实验记录表： 时间 0分钟 5分钟 10分钟 15分钟 20分钟 甲瓶温度 ____℃ ____℃ ____℃ ____℃ ____℃ 乙瓶温度 ____℃ ____℃ ____℃ ____℃ ____℃ 思考与讨论： 1. 甲瓶和乙瓶的温度变化有什么不同？说明了什么？ 1. 为什么要设置乙瓶（煮熟的种子）作为对照？ 1. 萌发的种子释放的热量来自哪里？ 实验结论：萌发的种子在呼吸过程中释放热量，说明种子呼吸作用过程中分解有机物，释放能量。煮熟的种子不能进行呼吸作用，不释放热量。 【探究活动二】种子呼吸消耗氧气（12分钟） 实验目的：探究萌发的种子是否消耗氧气，验证氧气是呼吸作用的原料。 实验材料：萌发的绿豆种子、煮熟的绿豆种子、广口瓶两个、燃烧匙、蜡烛、火柴、标签纸。 实验步骤： 1. 准备两个广口瓶，分别贴上标签甲、乙。 1. 甲瓶装入萌发的绿豆种子，乙瓶装入等量的煮熟的绿豆种子。 1. 密封瓶口，放置一昼夜（或课前提前准备）。 1. 点燃蜡烛，分别放入甲、乙两瓶中，观察火焰的变化。 实验现象： 1. 甲瓶（萌发的种子）：火焰立即熄灭。 1. 乙瓶（煮熟的种子）：火焰继续燃烧一段时间后熄灭。 思考与讨论： 1. 为什么甲瓶中的火焰会立即熄灭？ 1. 燃烧需要什么条件？这与呼吸作用有什么关系？ 1. 实验说明了萌发的种子在呼吸过程中消耗了什么物质？ 实验结论：萌发的种子在呼吸过程中消耗氧气，说明氧气是呼吸作用的原料。煮熟的种子不能进行呼吸作用，瓶内氧气含量基本不变。 【探究活动三】种子呼吸释放二氧化碳（10分钟） 实验目的：探究萌发的种子是否释放二氧化碳，验证二氧化碳是呼吸作用的产物。 实验材料：萌发的绿豆种子、煮熟的绿豆种子、广口瓶两个、导管、橡皮管、夹子、澄清石灰水、试管、标签纸。 实验步骤： 1. 准备两个广口瓶，分别贴上标签甲、乙。 1. 甲瓶装入萌发的绿豆种子，乙瓶装入等量的煮熟的绿豆种子。 1. 密封瓶口，连接导管，导管另一端通入装有澄清石灰水的试管中。 1. 放置一昼夜后，打开夹子，观察石灰水的变化。 实验现象： 1. 甲瓶（萌发的种子）：澄清石灰水变浑浊。 1. 乙瓶（煮熟的种子）：澄清石灰水无明显变化。 知识链接：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，这是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀。化学方程式：CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O。这是检验二氧化碳的常用方法。 实验结论：萌发的种子在呼吸过程中释放二氧化碳，说明二氧化碳是呼吸作用的产物。煮熟的种子不能进行呼吸作用，不释放二氧化碳。 【归纳总结】呼吸作用的本质（3分钟） 通过以上三个探究实验，引导学生归纳总结呼吸作用的过程和实质。教师引导学生思考：呼吸作用的原料是什么？产物是什么？条件是什么？能量是如何转化的？ 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，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。 呼吸作用的反应式： 有机物（储存能量）+ 氧气 → 二氧化碳 + 水 + 能量 呼吸作用的实质：分解有机物，释放能量。呼吸作用释放的能量一部分用于各项生命活动，一部分以热能的形式散失。 第二课时：呼吸作用原理与应用 【复习导入】知识回顾（5分钟） 通过问答形式复习上节课的内容：呼吸作用的原料、产物、条件和实质。让学生默写呼吸作用的反应式，检查学生对基础知识的掌握情况。 【探究活动四】呼吸作用与光合作用的比较（10分钟） 活动目的：通过比较呼吸作用与光合作用的异同，深化对两者关系的理解，建立知识网络。 活动形式：小组合作完成比较表格，然后全班交流讨论。 比较项目 光合作用 呼吸作用 场所 叶绿体 线粒体（主要） 条件 有光才能进行 有光无光都能进行 原料 二氧化碳、水 有机物、氧气 产物 有机物、氧气 二氧化碳、水 能量转化 光能→化学能（储存能量） 化学能→生命活动所需能量（释放能量） 实质 合成有机物，储存能量 分解有机物，释放能量 讨论问题： 1. 光合作用和呼吸作用有什么关系？ 1. 为什么说两者相互依存、相互联系？ 1. 绿色植物在维持生物圈碳氧平衡中起什么作用？ 【探究活动五】呼吸作用原理的应用（15分钟） 活动目的：将呼吸作用原理与生产生活实际相联系，培养学生的知识应用能力和态度责任感。 情境一：粮食储存 展示粮仓图片，介绍粮食储存的方法：干燥、低温、低氧环境。引导学生分析：为什么要创造这样的环境？这与呼吸作用有什么关系？学生讨论后得出结论：降低呼吸作用强度，减少有机物消耗，延长储存时间。 情境二：蔬菜水果保鲜 展示超市蔬菜水果保鲜柜图片，介绍保鲜方法：低温储存、气调包装等。引导学生思考：为什么新鲜蔬菜水果要放在冰箱里？气调包装是如何延长保鲜期的？学生分析得出：低温降低呼吸作用强度，气调包装通过调节氧气和二氧化碳浓度抑制呼吸作用。 情境三：农业生产 展示农田松土、排水图片，介绍中耕松土的作用。引导学生分析：为什么庄稼被水淹后要及时排水？为什么要给农田松土？学生讨论得出：松土增加土壤透气性，促进根系呼吸作用，有利于作物生长。 情境四：卧室养花 展示卧室摆放过多植物过夜的图片，提出问题：为什么卧室不宜摆放过多植物过夜？引导学生分析：夜间植物只进行呼吸作用，消耗氧气释放二氧化碳，与人争夺氧气，影响睡眠质量。 【拓展延伸】绿色植物与碳氧平衡（10分钟） 活动目的：认识绿色植物在维持生物圈碳氧平衡中的重要作用，增强环保意识。 活动内容： 1. 展示全球碳排放数据和温室效应的影响，引发学生对环境问题的关注。 1. 分析绿色植物光合作用和呼吸作用对碳氧平衡的影响。 1. 讨论：如何通过植树造林、保护植被来缓解温室效应？ 1. 学生分享自己的环保行动和计划。 【课堂小结】知识建构（5分钟） 引导学生用思维导图的形式总结本节课的知识要点，包括呼吸作用的概念、过程、实质、意义以及应用。强调呼吸作用与光合作用的相互关系，以及绿色植物在维持生物圈碳氧平衡中的重要作用。 五、检测与作业 （一）课堂检测 一、选择题（每题5分，共20分） 1. 植物进行呼吸作用的部位是（ ） A. 只在叶片 B. 只在根 C. 只在种子 D. 所有活细胞 2. 呼吸作用的实质是（ ） A. 合成有机物，储存能量 B. 分解有机物，释放能量 C. 吸收氧气，释放二氧化碳 D. 吸收二氧化碳，释放氧气 3. 下列现象中，与呼吸作用无关的是（ ） A. 粮堆发热 B. 水果腐烂 C. 植物生长 D. 光合作用 4. 为延长水果的保鲜期，储存环境应（ ） A. 高温、高氧 B. 低温、低氧 C. 高温、低氧 D. 低温、高氧 二、填空题（每空2分，共20分） 1. 呼吸作用是指细胞利用______，将______分解成______和______，并且将储存在有机物中的______释放出来的过程。 2. 呼吸作用的原料是______和______，产物是______、______和______。 3. 植物体进行呼吸作用的场所主要是______。 三、简答题（10分） 为什么农田被水淹后要及时排水？请用呼吸作用的知识加以解释。 （二）课后作业 基础作业（必做）： 1. 完成课后练习题第1-5题。 1. 绘制呼吸作用与光合作用的比较思维导图。 拓展作业（选做）： 1. 调查家中蔬菜水果的保鲜方法，分析其原理，写一份调查报告。 1. 设计一个探究实验：探究温度对植物呼吸作用强度的影响。 1. 查阅资料，了解温室效应对农业生产的影响，提出应对措施。 六、学后反思 （一）学生自我评价 评价项目 自我评价（A/B/C/D） 我能描述呼吸作用的过程和实质 （ ） 我能写出呼吸作用的反应式 （ ） 我能用呼吸作用原理解释生活中的现象 （ ） 我能独立完成探究实验并记录观察结果 （ ） 我能积极参与小组讨论并表达自己的观点 （ ） 我认识到绿色植物在维持碳氧平衡中的重要作用 （ ） （二）学习收获与困惑 通过本节课的学习，我最大的收获是：_________________________________________________________________________________________________________________________ 我仍然存在的困惑是：___________________________________________________________________________________________________________________________________ 我想进一步探究的问题是：________________________________________________________________________________________________________________________________ （三）教师评价与建议 教师根据学生的课堂表现、实验操作、作业完成情况等进行综合评价，并给出针对性的学习建议。评价内容包括：知识掌握程度、探究能力发展、合作学习表现、科学思维水平等方面。 第 页 / 共 页 学科网（北京）股份有限公司 $