内容正文:
3.2.3呼吸作用(教学设计)——人教版生物学七年级下册
一、基本信息
课时安排:1课时
授课对象:七年级学生
二、教学目标
(一)生命观念
1. 通过实验观察和知识点梳理,理解呼吸作用的概念、过程,明确呼吸作用是植物(所有活细胞)的基本生命活动,建立“细胞是生命活动的基本单位”的观念。
2. 认同呼吸作用过程中“物质转化(有机物→二氧化碳+水)”和“能量转化(化学能→热能+生命活动能量)”的规律,树立“生命活动离不开物质和能量”的辩证生命观念,理解生命的统一性(所有生物都能进行呼吸作用)。
(二)科学思维
1. 能通过分析三个核心演示实验的现象,推理得出呼吸作用的原料、产物、能量变化,培养观察分析、逻辑推理的能力。
2. 能对比光合作用与呼吸作用的区别与联系,构建完整的知识体系,学会归纳总结、对比分析的科学思维方法,对标中考高频对比题型。
3. 能运用呼吸作用原理,解释生活、生产中的相关现象(如粮食储存、农田松土等),培养知识迁移、应用推理的能力。
(三)探索实践
1. 参与课堂演示实验的操作、观察和记录,掌握实验的基本思路(控制变量、设置对照),提升实验观察和动手协作能力。
2. 结合实验现象和生活实例,主动思考、合作讨论,尝试设计简单的探究实验(如探究植物不同器官的呼吸作用),培养科学探究的基本素养。
(四)态度责任
1. 认识到呼吸作用对植物生长、人类生产生活的重要意义,养成实事求是的科学态度,尊重科学实验事实。
2. 结合呼吸作用原理在农业生产、生活中的应用,树立“科学服务于人类”的意识,培养节约粮食、合理利用生物知识改善生活的责任意识,渗透生态保护理念(理解植物在碳氧平衡中的作用)。
三、教学重难点
(一)教学重点
呼吸作用的概念(细化:明确主体——所有活细胞、条件——有光无光均可、原料——有机物和氧气、产物——二氧化碳和水、能量变化——释放能量)。
呼吸作用的表达式(细化:各物质的名称、箭头含义、能量的释放形式,牢记表达式写法,对标中考填空题)。
呼吸作用的原理在生活、生产中的应用(细化:每一种应用对应原理,如粮食储存——抑制呼吸作用,农田松土——促进呼吸作用,中考常以选择题、简答题形式考查)。
呼吸作用与光合作用的区别与联系(细化:从场所、条件、原料、产物、能量变化5个维度对比,牢记二者相互依存的关系,中考高频考点)。
(二)教学难点
理解呼吸作用的过程(微观层面:主要在细胞的线粒体中进行,有机物的分解过程,突破“微观过程抽象”的难点,结合动画辅助讲解)。
实验设计中“控制变量、设置对照”的原则应用(如三个演示实验中,对照组的作用、变量的判断,对标中考实验探究题的考查方向)。
运用呼吸作用原理解释具体现象(如“为什么卧室不能摆放过多植物”“潮湿的种子堆会发热”,培养知识迁移能力,应对中考材料分析题)。
四、教学准备
教具:多媒体课件(包含呼吸作用微观动画、实验视频、中考真题、生活实例图片)、演示实验器材(萌发的黄豆种子、煮熟的黄豆种子、保温瓶、温度计、澄清石灰水、广口瓶、燃烧的蜡烛、玻璃导管、橡皮塞等)。
学具:实验观察记录表、知识点对比表格(提前打印,供学生填写)。
预习任务:提前让学生观察生活中“植物呼吸”的相关现象(如萝卜空心、种子发热),预习教材中呼吸作用的实验内容,带着疑问走进课堂。
五、教学过程
(一)导入新课
1. 情境提问(师生互动1):“同学们,我们人类和动物每时每刻都在呼吸,吸入氧气,呼出二氧化碳,那么植物会呼吸吗?”“有人说‘卧室里摆放多盆植物能净化空气’,这种做法科学吗?为什么?”(引导学生自由发言,结合生活经验猜测,教师不急于给出答案,埋下伏笔)。
2. 衔接旧知:“上节课我们学习了光合作用,植物通过光合作用制造有机物、储存能量,那么这些储存能量的有机物,最终会被植物利用吗?如何利用?”(引导学生回忆光合作用的表达式和意义,引出本节课主题——呼吸作用,明确呼吸作用与光合作用的关联,为后续对比学习铺垫)。
3. 板书课题:第三节 呼吸作用
(二)探究新知
环节1:实验探究——呼吸作用的现象(落实探索实践、科学思维,对标中考实验探究考点)
教师引导:“要判断植物是否能进行呼吸作用,我们可以通过实验观察呼吸作用过程中产生的现象(能量变化、物质变化),接下来我们共同完成三个演示实验,大家认真观察、记录现象,并思考背后的原因。”
1. 实验一:种子萌发过程中能量的变化(演示实验,师生协作)
实验准备:提前1天准备两个保温瓶,甲瓶放入萌发的黄豆种子,乙瓶放入等量煮熟并晾凉的黄豆种子,两瓶中各插入一支温度计,保证初始温度一致。
师生互动2:邀请2名学生上台,分别观察并读出甲、乙两瓶中温度计的示数,向全班汇报,教师引导全班学生记录实验现象(甲瓶温度升高,乙瓶温度不变)。
提问引导(科学思维):“为什么甲瓶温度会升高,乙瓶不变?”“萌发的种子和煮熟的种子有什么区别?”(学生分组讨论1分钟,自由发言,教师补充总结)。
知识点细化讲解:煮熟的种子细胞死亡,无法进行生命活动;萌发的种子是活细胞,能进行呼吸作用,将有机物分解,释放出能量,一部分能量用于种子萌发,另一部分能量以热能的形式散失,导致保温瓶温度升高。(强调:呼吸作用释放能量,能量的两种形式——热能+生命活动所需能量,对标中考填空题)。
板书:一、实验探究:1. 能量变化:有机物→能量(热能+生命活动能量)
2. 实验二:种子萌发过程中物质的变化(释放二氧化碳)(演示实验,师生协作)
实验准备:广口瓶中放入萌发的黄豆种子,用带玻璃导管的橡皮塞密封,导管另一端连接盛有澄清石灰水的试管(提前告知学生:二氧化碳具有使澄清石灰水变浑浊的特性,这是中考常考的实验知识点)。
师生互动3:教师操作实验(向广口瓶中注入少量清水,打开阀门,使瓶内气体进入试管),邀请学生上台观察试管中澄清石灰水的变化,全班记录现象(澄清石灰水变浑浊)。
提问引导(科学思维):“澄清石灰水变浑浊,说明瓶内产生了什么气体?”“这种气体来自哪里?”(学生自由发言,教师引导:气体来自萌发种子的呼吸作用,是有机物分解产生的二氧化碳)。
知识点细化讲解:呼吸作用过程中,有机物不仅会释放能量,还会分解产生二氧化碳和水,其中二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,这是检验二氧化碳的常用方法(中考实验题常考查该知识点,如探究植物呼吸作用是否产生二氧化碳)。
板书:2. 物质变化(1):有机物→二氧化碳+水
3. 实验三:种子萌发过程中物质的变化(消耗氧气)(演示实验,师生协作)
实验准备:两个广口瓶,甲瓶放入萌发的黄豆种子,乙瓶放入等量煮熟的黄豆种子,密封后放置在温暖处24小时,准备两支燃烧的蜡烛。
师生互动4:邀请2名学生上台,分别将燃烧的蜡烛伸入甲、乙两瓶中,观察蜡烛燃烧情况,全班记录现象(甲瓶蜡烛立即熄灭,乙瓶蜡烛正常燃烧一段时间)。
提问引导(科学思维):“为什么甲瓶蜡烛会熄灭,乙瓶不会?”“甲瓶中的氧气去哪里了?”(学生分组讨论1分钟,代表发言,教师补充总结)。
知识点细化讲解:萌发的种子进行呼吸作用时,会消耗瓶内的氧气,氧气被消耗后,蜡烛无法燃烧,说明呼吸作用需要消耗氧气(强调:呼吸作用的原料之一是氧气,所有活细胞都需要氧气进行呼吸作用,即使是植物的根、茎等器官,也能进行呼吸作用)。
补充说明(对标中考):特殊情况下,细胞中的有机物在没有氧气的参与下也能分解,但分解不彻底,释放的能量较少(如植物根部缺氧时的无氧呼吸,中考偶尔以选择题选项形式考查)。
板书:3. 物质变化(2):有机物+氧气→二氧化碳+水
环节2:总结呼吸作用的概念、表达式(落实生命观念、科学思维,细化知识点,对标中考)
1. 师生互动5:结合三个实验现象,引导学生自主总结呼吸作用的概念(教师引导:呼吸作用的主体、原料、产物、能量变化、场所),学生自由发言,教师补充完善,最终明确概念。
知识点细化讲解(对标中考,重点强调):
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,供生命活动利用的过程,叫作呼吸作用。
关键细节:① 场所:主要在细胞的线粒体中(强调“主要”,线粒体是“能量转换器”,中考常考查呼吸作用的场所,与光合作用的场所——叶绿体对比);② 主体:所有活细胞(死细胞不能进行呼吸作用,如煮熟的种子、枯萎的叶片);③ 条件:有光、无光均可进行(与光合作用的“需要光”形成对比,中考高频对比点);④ 能量变化:释放能量(与光合作用的“储存能量”对比)。
2. 呼吸作用的表达式(板书重点,对标中考填空题):
师生互动6:教师引导学生根据呼吸作用的原料、产物、能量变化,尝试书写表达式,邀请1名学生上台书写,全班订正,教师强调表达式的规范写法(箭头方向、各物质的名称、能量的标注)。
规范表达式:有机物(储存着能量)+ 氧气 →[线粒体] 二氧化碳 + 水 + 能量
细化说明:箭头上方标注“线粒体”(场所),有机物必须注明“储存着能量”,能量不能遗漏,中考填空题常考查该表达式,写错场所、遗漏能量均会扣分。
3. 呼吸作用的实质(知识点细化):分解有机物,释放能量(核心,中考常以选择题形式考查,如“呼吸作用的实质是?”)。
4. 生命观念渗透:“所有生物(植物、动物、微生物)都能进行呼吸作用,呼吸作用是生物的共同特征,是生命活动的动力来源,没有呼吸作用,生物就无法生存”,引导学生树立“生命活动离不开物质和能量”的生命观念。
板书:二、呼吸作用的概念与表达式1. 概念(细化关键词)2. 表达式(规范书写)3. 实质:分解有机物,释放能量4. 场所:主要在线粒体5. 主体:所有活细胞
环节3:呼吸作用与光合作用的区别与联系(对标中考高频考点,落实科学思维)
1. 师生互动7:发放提前准备的对比表格,学生分组合作(4人一组),结合之前所学的光合作用知识和本节课的呼吸作用知识,填写表格(从场所、条件、原料、产物、能量变化5个维度对比),时间3分钟,每组派代表上台展示表格,全班订正。
2. 知识点细化对比(板书表格,对标中考):
比较项目
光合作用
呼吸作用
场所
含有叶绿体的细胞(如叶肉细胞)
所有活细胞(主要在线粒体)
条件
需要光(有光才能进行)
有光、无光均可(每时每刻进行)
原料
二氧化碳、水
有机物、氧气
产物
有机物、氧气
二氧化碳、水
能量变化
储存能量(光能→化学能)
释放能量(化学能→热能+生命活动能量)
3. 联系(细化讲解,对标中考简答题):
师生互动8:提问“光合作用和呼吸作用之间有什么联系?”(学生自由发言,教师补充总结),明确二者相互依存、相互制约:
光合作用为呼吸作用提供原料:光合作用制造的有机物和氧气,是呼吸作用的原料;
呼吸作用为光合作用提供动力:呼吸作用释放的能量,是光合作用进行(如叶绿体合成有机物)的能量来源;
两者共同维持生物圈中的碳-氧平衡(渗透态度责任,为后续生态部分学习铺垫,中考常以简答题形式考查二者的联系)。
板书:三、与光合作用的区别与联系(表格+核心联系)
环节4:呼吸作用原理的应用(落实态度责任、科学思维,对标中考应用题)
1. 师生互动9:展示生活、生产中的实例图片(粮食储存、农田松土、水果保鲜、涝害排涝等),提问“这些做法的依据是什么?”,引导学生结合呼吸作用原理,分组讨论2分钟,每组派代表发言,教师补充完善,细化原理与应用的对应关系(对标中考材料分析题、选择题)。
2. 知识点细化讲解(每个应用对应原理,中考高频考点):
抑制呼吸作用的应用(减少有机物消耗):① 粮食储存:保持干燥(减少水分,抑制呼吸作用)、低温(降低温度,抑制呼吸作用)、通风(排出二氧化碳,避免缺氧导致无氧呼吸);② 水果、蔬菜保鲜:低温、低氧(抑制呼吸作用,延长保鲜时间);③ 中考常考点:“为什么粮食储存前要晒干?”“为什么冰箱能延长水果保鲜期?”
促进呼吸作用的应用(为生命活动提供充足能量):① 农田松土:增加土壤透气性,为植物根部提供充足氧气,促进根的呼吸作用,利于根吸收无机盐;② 及时排涝:避免植物根部缺氧,防止无氧呼吸产生有害物质,导致根部腐烂;③ 中考常考点:“农田被淹后为什么要及时排涝?”“松土对植物生长有什么好处?”
3. 态度责任渗透:“我们了解了呼吸作用的原理,在生活中要学会合理利用这些知识,比如节约粮食(理解粮食储存的原理,减少浪费)、科学养护花草树木(避免浇水过多导致根部缺氧),树立科学利用生物知识、爱护植物、节约资源的责任意识”。
板书:四、呼吸作用的应用1. 抑制呼吸作用:粮食储存、水果保鲜2. 促进呼吸作用:农田松土、及时排涝(标注对应原理)
(三)巩固练习
1. 基础题(对标中考填空题、选择题,巩固知识点):
(1)植物进行呼吸作用的场所是______,原料是______和______,产物是______和______,释放______。(答案:线粒体、有机物、氧气、二氧化碳、水、能量)
(2)下列关于呼吸作用的说法,正确的是( )(对标中考选择题)A. 只有植物的叶片能进行呼吸作用 B. 呼吸作用需要光才能进行 C. 呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量 D. 呼吸作用不消耗氧气(答案:C,讲解错误选项的原因,强化知识点)
2. 应用题(对标中考材料分析题、简答题):
(3)为什么卧室里不能摆放过多的植物?请结合呼吸作用的原理说明。(师生互动10:学生自由发言,教师补充总结:夜间植物不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,消耗氧气,释放二氧化碳,摆放过多植物会导致卧室氧气减少、二氧化碳增多,影响人体呼吸,呼应导入环节的问题)。
(4)农民伯伯在储存小麦种子时,会将种子晒干后放在低温、通风的仓库里,请说明这样做的原理。(答案:晒干减少种子水分,低温降低温度,通风排出二氧化碳,都是为了抑制呼吸作用,减少有机物消耗,防止种子发霉、发热)。
3. 拓展题(对标中考实验探究题):
(5)请设计一个实验,探究“植物的叶片是否能进行呼吸作用”,写出实验思路、变量和预测结果。(师生互动11:学生分组讨论,代表发言,教师指导实验设计的关键——控制变量(叶片是否为活细胞)、设置对照(活叶片和死叶片),预测结果(活叶片能使澄清石灰水变浑浊,死叶片不能),培养科学探究能力)。
4. 反馈总结:针对学生答题情况,重点讲解易错点(如呼吸作用的场所、表达式的书写、光合作用与呼吸作用的区别),查漏补缺,强化中考高频考点。
(四)课堂小结
师生互动12:教师引导学生回顾本节课核心知识点,按照“实验探究→呼吸作用概念→表达式→与光合作用的区别联系→应用”的顺序,自主梳理,学生自由发言,教师补充完善,结合板书,帮助学生构建完整的知识体系,强化记忆。
小结重点:牢记呼吸作用的概念、表达式、场所、实质,掌握与光合作用的区别与联系,能运用原理解释生活中的相关现象,对标中考高频考点。
(五)布置作业
基础作业(必做):① 默写呼吸作用的表达式,标注场所、原料、产物;② 完成教材课后习题,巩固基础知识点(对标中考基础题)。
提升作业(选做):① 观察家中的粮食、水果储存方式,结合呼吸作用原理,判断是否科学,并提出改进建议;② 完成拓展题(实验设计),写出完整的实验方案(对标中考实验探究题)。
六、板书设计
第三节 呼吸作用
一、实验探究(核心现象)
1. 能量变化:有机物→能量(热能+生命活动能量)
2. 物质变化:有机物 + 氧气 → 二氧化碳 + 水
3. 关键:活细胞才能进行,需要氧气
二、呼吸作用的概念与表达式
1. 概念:活细胞利用氧,分解有机物,释放能量供生命活动利用
2. 表达式:有机物(储存能量)+ 氧气 →[线粒体] 二氧化碳 + 水 + 能量
3. 实质:分解有机物,释放能量
4. 场所:主要在线粒体
三、与光合作用的区别与联系
项目
光合作用
呼吸作用
场所
叶绿体
线粒体(活细胞)
条件
需光
无光均可
能量
储存
释放
联系:相互依存,共同维持碳-氧平衡
四、呼吸作用的应用
1. 抑制:粮食储存(干燥、低温)、水果保鲜(低温、低氧)
2. 促进:农田松土、及时排涝(提供氧气)
五、核心素养总结
生命观念:物质与能量观、生命统一性;科学思维:推理、对比;探索实践:实验探究;态度责任:科学应用、节约资源
七、教学反思
学生对实验现象的观察和分析能力是否达标,是否能通过实验推理得出呼吸作用的核心知识点,实验互动环节的参与度如何。
核心素养目标是否落实,尤其是科学思维和探索实践素养,学生能否运用呼吸作用原理解释生活现象、设计简单实验。
中考考点的讲解是否到位,学生对易错点(如呼吸作用的场所、表达式、与光合作用的区别)的掌握情况如何,后续需要加强哪些知识点的巩固。
师生互动环节的设计是否合理,是否充分调动了学生的积极性,是否存在互动流于形式的情况,如何优化。
实验准备和操作过程中出现的问题(如实验现象不明显),后续如何改进,确保实验效果,帮助学生更好地理解知识点。
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