《植物通过呼吸作用为生命活动提供能量》教学设计-2024-2025学年济南版（2024）初中生物学七年级下册

《植物通过呼吸作用为生命活动提供能量》教学设计-2024-2025学年济南版（2024）初中生物学七年级下册一、教材分析（一）地位与作用本章节为新教材济南版（2024）初中生物学七年级下册第三单元《植物的生活》第一章《植物能进行光合作用等生命活动》的关键部分。植物的呼吸作用是植物生命活动的重要生理过程，与光合作用相互依存，共同维持着植物的生长、发育和繁殖。通过对本章节的学习，学生能够深入理解植物如何获取和利用能量，完善对植物生活全貌的认知，为后续学习生态系统中的能量流动和物质循环等知识奠定基础。同时，有助于培养学生运用生物学知识解释生活现象、解决实际问题的能力，在整个初中生物学知识体系中起着承上启下的重要作用。（二）内容编排教材开篇以生活中常见的植物呼吸现象引入，如潮湿的粮食堆会发热、萝卜放久了会空心等，引发学生对植物呼吸作用的好奇和思考。接着，详细阐述了呼吸作用的概念，即细胞利用氧，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。通过实验探究，展示了植物呼吸作用产生二氧化碳、消耗氧气以及释放能量的过程，让学生直观地认识呼吸作用的本质。教材还介绍了呼吸作用的场所是线粒体，以及呼吸作用在农业生产和日常生活中的应用，如中耕松土、粮食储存等，设置了讨论和实践活动，如“讨论呼吸作用在农业生产中的重要性”“设计实验探究不同条件下植物呼吸作用的强度变化”，培养学生的科学探究能力和批判性思维。（三）与前后知识的联系前面章节对植物细胞的结构和功能、光合作用等知识的学习，为本节课理解植物呼吸作用提供了基础。学生需要运用细胞结构中线粒体的功能知识，来理解呼吸作用的场所；运用光合作用制造有机物和储存能量的知识，对比呼吸作用分解有机物和释放能量的过程。而本节课所学的呼吸作用知识，又与后续学习的生态系统中能量流动和物质循环紧密相连。例如，植物呼吸作用释放的能量是生态系统中能量流动的一部分，呼吸作用产生的二氧化碳参与了生态系统的物质循环，从而构建起从微观植物生理到宏观生态系统的知识网络。二、教学目标（一）知识目标阐明植物呼吸作用的概念、过程和意义，准确描述呼吸作用的原料、产物及反应式。解释呼吸作用如何为植物的生命活动提供能量，说明呼吸作用在植物生长、发育和繁殖等过程中的作用。举例说明呼吸作用在农业生产和日常生活中的应用，分析影响呼吸作用强度的环境因素。（二）能力目标通过观察实验现象、分析实验数据，培养学生的观察能力、实验分析能力和逻辑思维能力。组织学生进行探究实验设计和操作，提高学生的科学探究能力、动手实践能力和团队协作能力，能够根据实验目的设置对照组和实验组，控制实验变量。引导学生阅读教材、收集资料，培养学生自主学习能力和信息获取能力，运用所学知识解释生活中与植物呼吸作用相关的现象。（三）情感态度与价值观目标培养学生对植物生命活动的好奇心和探索欲，激发学生学习生物学的兴趣。让学生体会植物呼吸作用与人类生活的密切关系，认识到生物学知识在生产生活中的重要应用价值，增强学生对生活和自然的关注。通过实验探究活动，培养学生严谨的科学态度和勇于创新的精神，提高学生的科学素养。三、教学重难点（一）教学重点植物呼吸作用的概念、过程和意义，以及呼吸作用的原料、产物和反应式。呼吸作用为植物生命活动提供能量的原理，呼吸作用在植物生长、发育和繁殖过程中的作用。呼吸作用在农业生产和日常生活中的应用，影响呼吸作用强度的环境因素。（二）教学难点理解呼吸作用过程中物质和能量的转化，以及呼吸作用与光合作用的关系。设计并实施探究影响呼吸作用强度环境因素的实验，分析实验结果并得出合理结论。运用呼吸作用的知识解释复杂的生活现象和解决实际问题，如农业生产中的增产措施与呼吸作用的关系。四、教学过程（一）导入新课（5分钟）展示现象：教师展示一组图片和视频资料，包括潮湿的种子堆发热、萌发的种子使蜡烛熄灭、地窖中储存的蔬菜时间久了会缺氧等现象。提问引导：“同学们，我们看到这些有趣的现象，大家想一想，为什么潮湿的种子堆会发热呢？萌发的种子为什么能使蜡烛熄灭？地窖中储存的蔬菜为什么会缺氧呢？这些现象背后可能隐藏着植物的什么生理活动呢？”鼓励学生积极发言，分享自己对这些现象的初步猜测和想法。设计意图：通过展示贴近生活且富有悬念的植物呼吸现象，引发学生的好奇心和探究欲望，让学生主动思考这些现象背后的生物学原理，从而顺利导入本节课关于植物呼吸作用的主题，为后续教学营造积极的学习氛围。（二）呼吸作用的概念（8分钟）教材内容讲解：引导学生阅读教材中关于呼吸作用概念的段落，教师结合教材内容，详细讲解呼吸作用的定义。强调呼吸作用是细胞层面的生理活动，细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并释放出储存在有机物中的能量。展示呼吸作用的反应式：有机物（储存着能量）+氧气\(\xrightarrow[]{酶}\)二氧化碳+水+能量，解释反应式中各物质的变化和能量的释放过程。生活实例类比：以人呼吸为例，人通过呼吸吸入氧气，呼出二氧化碳，同时消耗体内的有机物来获取能量，维持生命活动。类比植物的呼吸作用，让学生理解植物呼吸作用也是为了获取能量，只不过植物的呼吸作用发生在细胞内。提问学生在生活中还能找到哪些类似通过氧化分解有机物获取能量的例子，引导学生联系生活实际，加深对呼吸作用概念的理解。设计意图：通过引导学生阅读教材和教师的详细讲解，让学生准确掌握呼吸作用的概念和反应式。生活实例类比将抽象的细胞呼吸作用概念形象化，便于学生理解，同时鼓励学生联系生活，培养学生观察生活、思考问题的能力，提高学生对知识的理解和应用能力。（三）呼吸作用产生二氧化碳的实验探究（15分钟）实验展示：教师提前准备好实验装置，将萌发的种子和煮熟的种子分别放入两个密闭的广口瓶中，一段时间后，分别向两个瓶中倒入澄清的石灰水，振荡。展示实验结果，让学生观察澄清石灰水的变化情况。现象分析：组织学生观察实验现象，提问：“同学们，我们看到装有萌发种子的广口瓶中倒入澄清石灰水后，石灰水变浑浊，而装有煮熟种子的广口瓶中石灰水没有变浑浊，这说明了什么呢？”引导学生思考并回答，得出萌发的种子进行呼吸作用产生了二氧化碳，而煮熟的种子已死亡，不能进行呼吸作用的结论。讲解二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性，帮助学生理解实验原理。实验拓展：进一步提问学生，如果将实验中的种子换成新鲜的蔬菜或水果，是否也会出现类似的现象呢？鼓励学生大胆猜测，并简单说明理由。然后，教师可以展示相关的拓展实验视频，验证学生的猜测，拓宽学生的思维。设计意图：通过实验展示和现象分析，让学生直观地认识到植物呼吸作用会产生二氧化碳，培养学生的观察能力和实验分析能力。实验拓展环节激发学生的思维，培养学生知识迁移和拓展的能力，让学生认识到不同的植物器官都能进行呼吸作用产生二氧化碳。（四）呼吸作用消耗氧气的实验探究（15分钟）实验展示：教师展示另一个实验装置，将萌发的种子和煮熟的种子分别放入两个透明的塑料瓶中，瓶口密封，各插入一根燃烧的蜡烛。一段时间后，观察蜡烛的燃烧情况。现象分析：组织学生观察实验现象，提问：“同学们，我们看到放入装有萌发种子塑料瓶中的蜡烛很快熄灭了，而放入装有煮熟种子塑料瓶中的蜡烛继续燃烧，这是为什么呢？”引导学生思考并回答，得出萌发的种子进行呼吸作用消耗了氧气，使瓶内氧气含量减少，蜡烛无法继续燃烧，而煮熟的种子不能进行呼吸作用，瓶内氧气含量不变的结论。讲解氧气支持燃烧的特性，帮助学生理解实验原理。小组讨论：组织学生进行小组讨论，讨论话题为“在生活中，我们如何利用植物呼吸作用消耗氧气的原理来保存食物或进行其他生产活动？”每个小组围绕话题展开讨论，提出具体的方法和应用场景，如利用保鲜膜包裹水果减少氧气进入、地窖储存蔬菜控制氧气含量等。然后每个小组推选一名代表进行发言，分享小组讨论的成果。教师对各小组的发言进行点评和补充，引导学生将所学知识与生活实际联系起来。设计意图：通过实验展示和现象分析，让学生直观地认识到植物呼吸作用会消耗氧气，培养学生的观察能力和实验分析能力。小组讨论环节将所学知识与生活实际紧密联系，培养学生运用知识解决实际问题的能力，同时提高学生的团队协作能力和创新思维，让学生体会生物学知识在生活中的广泛应用。（五）呼吸作用释放能量的实验探究（15分钟）实验展示：教师准备两个保温瓶，一个瓶中装有萌发的种子，另一个瓶中装有煮熟的种子，分别插入温度计，密封一段时间后，展示温度计的示数变化。现象分析：组织学生观察实验现象，提问：“同学们，我们看到装有萌发种子的保温瓶中温度计示数升高，而装有煮熟种子的保温瓶中温度计示数基本不变，这说明了什么呢？”引导学生思考并回答，得出萌发的种子进行呼吸作用释放出能量，一部分能量以热能的形式散失，导致温度升高，而煮熟的种子不能进行呼吸作用，没有能量释放的结论。讲解呼吸作用过程中能量转化的原理，帮助学生理解实验现象。生活应用讲解：以冬季蔬菜大棚中增温措施为例，讲解人们利用植物呼吸作用释放能量的原理，在大棚中堆放一些新鲜的有机肥，有机肥中的有机物被微生物分解，微生物的呼吸作用会释放热量，从而提高大棚内的温度，有利于蔬菜的生长。同时，提问学生在生活中还有哪些地方利用了呼吸作用释放能量的原理，引导学生积极思考，如沼气池的应用等。设计意图：通过实验展示和现象分析，让学生直观地认识到植物呼吸作用会释放能量，培养学生的观察能力和实验分析能力。生活应用讲解环节将所学知识与农业生产和日常生活实际联系起来，培养学生运用知识解释生活现象的能力，让学生体会生物学知识在生产生活中的重要价值。（六）呼吸作用的场所（8分钟）教材内容讲解：教师带领学生学习教材中关于呼吸作用场所的内容，利用细胞结构示意图，详细讲解呼吸作用主要在线粒体中进行。线粒体是细胞中的能量转换器，它将细胞中的有机物当作燃料，使这些有机物与氧结合，经过复杂的过程，转变成二氧化碳和水，同时将有机物中的化学能释放出来，供细胞利用。强调线粒体在呼吸作用中的关键作用，以及细胞呼吸作用对于维持细胞正常生命活动的重要性。对比思考：组织学生进行对比思考，将线粒体在呼吸作用中的功能与叶绿体在光合作用中的功能进行对比。提问学生：“线粒体和叶绿体在植物细胞中的作用有什么不同？它们之间又有什么联系呢？”引导学生思考并回答，加深学生对线粒体功能以及呼吸作用与光合作用关系的理解。设计意图：通过教材内容讲解，让学生准确掌握呼吸作用的场所是线粒体。对比思考环节培养学生的对比分析能力，让学生深入理解呼吸作用与光合作用在能量转化和物质变化方面的关系，完善学生对植物生理活动的认知体系。（七）呼吸作用的意义及应用（15分钟）对植物生命活动的意义讲解：教师结合教材内容，详细讲解呼吸作用对植物生命活动的重要意义。呼吸作用为植物的生命活动提供能量，这些能量用于植物细胞的分裂、生长、分化，以及植物对无机盐的吸收和运输、有机物的合成和运输等生理过程。以植物根细胞吸收无机盐为例，根细胞吸收无机盐需要消耗能量，这些能量来自呼吸作用。强调呼吸作用是植物生命活动的动力源泉，没有呼吸作用，植物的生命活动将无法正常进行。在农业生产中的应用讲解：讲解呼吸作用在农业生产中的应用，如中耕松土可以增加土壤中的氧气含量，促进植物根的呼吸作用，有利于根对无机盐的吸收；农田排涝可以防止土壤中水分过多，导致根部缺氧，影响呼吸作用；粮食储存时要保持干燥和低温，降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗，延长粮食储存时间。展示一些农业生产中的实际图片和数据，让学生直观感受呼吸作用在农业生产中的重要应用。小组讨论：组织学生进行小组讨论，讨论话题为“在家庭养花或种植蔬菜时，我们可以采取哪些措施来促进植物的呼吸作用，提高植物的生长质量？”每个小组围绕话题展开讨论，提出具体的措施和方法，如合理浇水、定期施肥、适当通风等。然后每个小组推选一名代表进行发言，分享小组讨论的成果。教师对各小组的发言进行点评和补充，引导学生将呼吸作用的知识应用到日常生活中的植物种植中。设计意图：通过对呼吸作用对植物生命活动意义及在农业生产中应用的讲解，让学生全面认识呼吸作用的重要性。小组讨论环节将所学知识与日常生活中的植物种植联系起来，培养学生运用知识解决实际问题的能力，同时提高学生的团队协作能力和创新思维，让学生体会生物学知识在生活中的实用性。（八）课堂总结（5分钟）回顾重点：教师带领学生回顾本节课所学的重点内容，包括呼吸作用的概念、过程、场所、原料、产物、反应式，呼吸作用为植物生命活动提供能量的原理，呼吸作用在农业生产和日常生活中的应用，以及影响呼吸作用强度的环境因素等。通过提问的方式引导学生回顾，如“呼吸作用的概念是什么？呼吸作用的原料和产物分别是什么？呼吸作用的场所是哪里？呼吸作用在农业生产中有哪些应用？”等。强调联系：强调呼吸作用与光合作用的相互关系，以及呼吸作用在整个植物生命活动和生态系统中的重要地位。鼓励学生在日常生活中继续观察和思考与植物呼吸作用相关的现象，运用所学知识解释和解决实际问题。设计意图：通过课堂总结，帮助学生梳理知识框架，强化重点知识的记忆。强调联系部分旨在让学生构建完整的知识体系，认识到生物学知识的系统性和连贯性，提高学生学习生物学的积极性和主动性，培养学生运用知识解决实际问题的能力。（九）课堂练习（7分钟）题目展示：教师在多媒体上展示一些与本节课内容相关的练习题，包括选择题、填空题、简答题和实验分析题。选择题如“植物呼吸作用的主要场所是（）A.叶绿体B.线粒体C.细胞核D.液泡”；填空题如“呼吸作用的原料是和，产物是和”；简答题如“简述呼吸作用对植物生命活动的意义”；实验分析题如“某同学设计了一个探究温度对植物呼吸作用强度影响的实验，根据实验装置和结果分析回答问题”等。学生作答：让学生在练习本上独立完成练习题，教师巡视指导，及时发现学生在答题过程中出现的问题，对有困难的学生进行个别辅导。讲解反馈：对学生的作答情况进行详细讲解和反馈，针对学生的错误进行分析，强调解题思路和知识点的运用。对于一些容易混淆的知识点，进行重点讲解和辨析，帮助学生巩固所学知识，提高解题能力。同时，选取一些学生的优秀答案进行展示，让其他学生学习借鉴。设计意图：通过课堂练习，及时了解学生对本节课知识的掌握程度，发现学生存在的知识漏洞和薄弱环节，进行有针对性的讲解和辅导。多样化的题型有助于培养学生不同的思维能力和知识应用能力，提高学生的学习效果。五、教学反思在本节课的教学过程中，通过多种教学方法的运用，如展示现象、实验探究、生活实例类比、小组