5.3.3 植物在生物圈碳氧平衡中的作用 教学设计-2026-2027学年冀少版生物八年级上册

《植物在生物圈碳氧平衡中的作用》教案-2026-2027学年冀少版（新教材）初中生物八年级上册 一、学情分析 学生已经掌握光合作用、呼吸作用的完整过程，知道光合作用吸收二氧化碳释放氧气，呼吸作用消耗氧气释放二氧化碳。但是学生难以从生物圈宏观尺度看待气体循环，分不清生物圈中二氧化碳的多种来源；对于碳‑氧平衡动态平衡的本质理解不到位，容易误以为碳氧平衡是氧气和二氧化碳数量绝对相等；对于人类活动破坏平衡、保护生物圈的措施缺少系统认知。本节课依托课本示意图，从宏观生物圈视角整合前面所学知识，建立生态整体观念。 二、教材分析 本课是新教材冀少版2026‑2027学年八年级上册第五单元第三章第三节。教材从生物圈大气气体成分切入，先梳理生物圈中二氧化碳产生的来源：生物呼吸、微生物分解、化石燃料燃烧；再阐述绿色植物光合作用消耗二氧化碳、释放氧气；引出碳‑氧平衡课本概念；讲解绿色植物作为天然碳氧平衡器的地位；接着介绍人类活动对碳氧平衡的破坏；最后给出维持生物圈碳氧平衡的可行措施，联系碳中和、植树造林现实情境。本课是第三章的总结提升课，把植物生理过程上升到生物圈生态层面，落实新课标“绿色植物有助于维持生物圈碳氧平衡”学业要求。 三、核心素养教学目标 1.生命观念：说出生物圈中二氧化碳来源与消耗途径，理解碳‑氧平衡的动态含义；认识绿色植物在生物圈当中维持碳氧平衡的重要作用，建立生物圈整体稳态观念。 2.科学思维：分析课本生物圈碳氧循环示意图，推理光合作用、呼吸作用、分解作用、人类活动对大气气体成分的影响；辩证分析人类活动对生物圈的影响，训练模型分析与逻辑推理能力。 3.探究实践：读懂课本生物圈碳氧平衡模式图，能够依据课本文本梳理气体循环路径，解释碳氧平衡被破坏的原因。 4.态度责任：认同植树造林、保护植被对生物圈的意义；理性看待碳排放问题，树立低碳生活意识，建立爱护生物圈环境的责任意识。 四、教学重难点 教学重点：生物圈二氧化碳来源和消耗途径；碳‑氧平衡概念；绿色植物维持碳氧平衡的作用；维持碳氧平衡的措施。 教学难点：理解碳氧平衡是动态相对平衡；区分各个生理过程在生物圈气体循环当中的不同功能。 五、教学过程 （1） 情境导入新课 教师投影课本生物圈大气成分示意图。 师：同学们，前面两节课，我们学习光合作用与呼吸作用。大家回忆，光合作用气体上发生怎样变化？呼吸作用气体发生怎样变化？ 生：光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；呼吸作用消耗氧气，释放二氧化碳。 师：很好。生物圈当中不只有植物，动物、微生物时时刻刻也在进行呼吸。还有人类大量燃烧煤炭、石油。这么多生命活动不断消耗氧气，释放二氧化碳，为什么大气当中氧气、二氧化碳含量没有彻底失衡？是什么力量在调节大气气体成分？今天我们学习课本《植物在生物圈碳氧平衡中的作用》，翻开课本阅读开篇段落。 生（默读课本开篇） 师：课本抛出核心问题：绿色植物如何影响整个生物圈大气成分？这就是本节课我们要解决的核心问题。 设计意图：复习光合作用、呼吸作用旧知，把课堂视角从单个植物体拓展到整个生物圈，设置驱动性问题，开启新课。 （2） 生物圈中二氧化碳的主要来源 师：请同学们阅读课本文本，找一找生物圈当中，二氧化碳有哪些产生来源，请大家在课本勾画关键词。我们一个一个梳理。 师：第一类来源是什么？ 生：生物圈各类生物的呼吸作用。 师：包括植物、动物、人，所有生物活细胞呼吸，分解有机物，释放二氧化碳。那第二个来源？ 生：动植物遗体被微生物分解，分解过程释放二氧化碳。 师：微生物分解生物遗体，本质也是呼吸作用，同样释放二氧化碳。课本写第三个重要人为来源是什么？ 生：煤、石油等化石燃料的燃烧。 师：人类生产生活大量燃烧化石燃料，向大气排放大量二氧化碳。教师黑板板书三大来源：①生物的呼吸作用；②微生物分解作用；③化石燃料燃烧。 师：老师提问，如果只有这几个来源不断向大气排放二氧化碳，大气中二氧化碳浓度会怎样变化？ 生：二氧化碳浓度持续升高。 师：但是现实生物圈不会无限积累二氧化碳，因为存在消耗二氧化碳的途径，这个最主要途径是什么？ 生：绿色植物光合作用。 设计意图：精读课本文本，梳理二氧化碳全部来源，区分生物过程和人类活动，制造矛盾，引出光合作用的调节作用。 （3） 解读课本碳氧循环示意图，理解碳‑氧平衡概念 教师投影课本生物圈碳氧平衡模式图，引导学生跟随图中箭头梳理气体流动。 师：大家看图，绿色植物光合作用，吸收大气当中二氧化碳，利用二氧化碳制造有机物，同时释放氧气进入大气。动物直接间接吃植物获取有机物，动物呼吸消耗氧气释放二氧化碳；动植物死亡遗体交给微生物分解，释放二氧化碳回到大气。人类燃烧化石燃料，释放二氧化碳。 师：现在请同学朗读课本上碳‑氧平衡的定义。 生：生物圈中氧气和二氧化碳的浓度维持相对稳定的状态，称为碳‑氧平衡。 师：这里有一个非常关键易错点，请大家注意课本表述，碳‑氧平衡不是氧气和二氧化碳数量相等，而是二者含量保持相对动态稳定。一边有多种途径释放二氧化碳，一边绿色植物光合作用持续消耗二氧化碳，释放氧气，二者速率大体维持平衡。课本把绿色植物称作生物圈天然的“碳氧平衡器”。 师：我们梳理课本循环链条：光合作用消耗CO₂，释放O₂；呼吸、分解、化石燃料燃烧消耗O₂，释放CO₂。植物光合作用是整个生物圈当中消耗二氧化碳最主要途径。 师：老师提问，如果地球上绿色植物大量被破坏砍伐，会对碳氧平衡带来什么影响？小组简短思考。 生：光合作用消耗二氧化碳变少，二氧化碳不断积累，碳氧平衡被打破。 设计意图：依托课本模式图，一步步拆解循环箭头，落实课本概念，着重纠正学生对碳氧平衡字面误解，突破本课难点。 （4） 人类活动破坏生物圈碳氧平衡 师：继续向下阅读课本正文，哪些人类活动会破坏碳氧平衡？ 生：乱砍滥伐森林植被，植物减少，光合作用能力下降；大量燃烧化石燃料，二氧化碳排放急剧增多。 师：课本描述，当二氧化碳排放远远超过植物光合作用消耗能力，大气中二氧化碳浓度升高，会带来温室效应加剧等环境问题。 师：大家思考，是不是只要有植物，碳氧平衡就永远不会被破坏？ 生：不是，如果排放二氧化碳远远超过植物吸收能力，平衡依旧会被打破。 师：课本强调，碳氧平衡是动态平衡，是有一定限度的。人类过度干预，就会打破这种稳态。 设计意图：基于课本文本分析人类活动带来的影响，深化动态平衡观念，避免学生形成片面认知。 （5） 维持生物圈碳氧平衡的措施 师：既然人类活动会打破碳氧平衡，阅读课本，找一找维持碳氧平衡有哪些可行措施？请同学逐条梳理课本给出的对策。 生：保护现有森林植被，大力植树造林，增加绿色植物；减少化石燃料燃烧，开发清洁能源；倡导低碳生活，降低二氧化碳排放。 师：课本还联系现实，简单介绍碳中和概念，通过植树造林、节能减排抵消二氧化碳排放，维持碳的收支平衡。 师：老师提问，植树造林为什么能够助力维持碳氧平衡？ 生：树木光合作用，大量吸收二氧化碳，释放氧气。 师：我们个体日常生活当中，低碳出行、节约纸张，节约能源，也可以减少二氧化碳排放，助力维持生物圈碳氧平衡。绿色植物不仅仅维持气体平衡，课本补充，绿色植物制造有机物，是生物圈其他生物食物来源，还为动物提供栖息生存环境。 设计意图：立足课本文本，梳理保护措施，联系学生现实生活，落实态度责任素养。 （6） 课堂小结 师：回顾本节课课本全部知识点。生物圈二氧化碳来源有生物呼吸、微生物分解、化石燃料燃烧；绿色植物光合作用消耗二氧化碳释放氧气；氧气、二氧化碳相对稳定叫碳‑氧平衡，绿色植物是天然碳氧平衡器；乱砍滥伐、大量燃烧化石燃料会破坏碳氧平衡；保护植被、植树造林、减少碳排放、使用清洁能源，维持生物圈碳氧平衡。 2 学科网（北京）股份有限公司 $