七年级生物学上册第五章“绿色植物的呼吸作用”教学设计（人教版）

七年级生物学上册第五章“绿色植物的呼吸作用”教学设计（人教版）

一、教材与学情分析

（一）【基础】教材定位与内容解构

本节课“绿色植物的呼吸作用”是七年级生物学上册第三单元生物圈中的绿色植物第五章的核心内容。本章是在学生学习了绿色植物的光合作用之后，进一步探究植物的另一个重要生理功能。呼吸作用与光合作用既相互对立又相互依存，共同构成了植物物质代谢和能量代谢的核心。本节课的学习不仅是对细胞生理知识的深化，更是为学生后续学习生态系统的碳氧平衡、生物圈中的水循环以及绿色植物对生物圈的重大作用奠定坚实基础。教材从生活现象入手，通过演示实验引导学生观察、思考，从而理解呼吸作用的过程、实质和意义。内容编排遵循从现象到本质、从宏观到微观的认知规律，体现了探究性学习的理念。

（二）【重要】学情分析

认知基础：七年级学生正处于形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。他们已经学习了植物细胞的结构、种子的萌发以及绿色植物的光合作用，具备了初步的观察、实验和归纳能力。对植物的生活现象有一定的感性认识，但对于植物体也能进行呼吸作用这一微观、动态的生理过程，普遍存在认知模糊或误解，常认为植物在白天只进行光合作用，不进行呼吸作用。

心理特征：学生对生物实验充满好奇心和探索欲，喜欢动手操作和观察现象。但同时，他们的注意力容易分散，对抽象概念的理解需要依赖直观的实验现象和生动的比喻。

学习障碍：呼吸作用的概念、实质以及与光合作用的区别与联系是本节的难点。学生容易将呼吸作用简单理解为“呼吸”，或混淆其与光合作用的原料、产物和条件。

二、【核心素养导向】教学目标设计

（一）生命观念

阐明呼吸作用的过程和实质，理解呼吸作用是生物体（植物）生命活动的基本特征，是生物体获得能量的主要方式，从而建立“生物体是物质、能量和信息的统一体”的生命观念。

（二）科学思维

1.通过观察和分析演示实验，运用归纳、概括的方法，得出呼吸作用的原料、产物和条件，培养逻辑推理能力。

2.运用对比的方法，分析呼吸作用与光合作用的区别与联系，发展辩证思维能力。

（三）科学探究

通过参与演示实验的设计讨论、观察记录和结果分析，体验科学探究的一般过程，培养合作学习能力和实验操作能力。

（四）社会责任

1.关注呼吸作用在生产、生活中的应用（如：田间松土、低温储藏果蔬、植物移栽等），能够运用所学知识解释生活现象，解决实际问题。

2.理解绿色植物在维持生物圈碳氧平衡中的重要作用，增强爱护植被、保护环境的社会责任感。

三、【难点】教学重难点

（一）教学重点

1.【基础】呼吸作用的过程及其实质（有机物分解，释放能量）。

2.【高频考点】呼吸作用的原料、产物、条件和场所。

（二）教学难点

1.【难点】呼吸作用的实质（细胞内有机物分解，释放能量）的理解。

2.【难点】呼吸作用与光合作用的区别与联系。

四、教学方法与准备

（一）教学方法

采用“引导—探究”教学法，结合实验演示、问题驱动、小组合作学习。以实验现象引发认知冲突，以问题串引导学生深度思考，以图解分析突破难点。

（二）教学准备

教师：准备新鲜的菠菜叶、烫过的菠菜叶、黑色塑料袋、广口瓶、软管、澄清石灰水、温度计、火柴、蜡烛等实验器材；制作多媒体课件（含实验步骤示意图、微观过程动画、生活应用图片）。

学生：预习教材，分组设计实验方案。

五、【核心环节】教学实施过程

（一）【基础】情境导入，唤醒前概念（约3分钟）

教师通过多媒体展示一组对比图片：左边是堆放在通风处的蔬菜，右边是密闭塑料袋中的蔬菜，两天后，塑料袋内壁出现水珠，蔬菜略有腐烂。同时播放一段视频：地窖中蜡烛熄灭的惊险片段。

教师提出问题：“为什么密闭袋中的蔬菜更容易腐烂？为什么地窖中的蜡烛会熄灭？这些现象与植物的哪种生命活动有关？难道植物也会像人和动物一样‘呼吸’吗？”学生根据生活经验可能回答：“植物也需要呼吸，消耗氧气，产生二氧化碳。”教师顺势引导：“大家的猜测是否正确？植物是怎样呼吸的？今天我们就一起来探究绿色植物的呼吸作用。”板书课题，并引出本节课的第一个探究点：植物呼吸作用产生什么？

（二）【核心】实验探究，建构概念（约22分钟）

此环节分为三个递进的探究活动，层层深入，揭开呼吸作用的面纱。

1.探究一：【重要】植物呼吸作用释放二氧化碳（演示实验）

教师展示预先准备好的实验装置：两个相同的广口瓶，瓶内分别装有新鲜的菠菜叶和用开水烫过的菠菜叶。两瓶口均塞入插有玻璃管的橡皮塞，玻璃管另一端分别伸入盛有等量澄清石灰水的试管中。

教师介绍装置原理：“澄清石灰水有什么特性？它对什么气体敏感？”（学生回顾：遇二氧化碳变浑浊）。随后请两位学生助手协助操作，利用黑色塑料袋罩住装置，避免光照干扰（引出“呼吸作用与光无关”的潜在条件）。几分钟后，请学生观察并描述现象。

现象描述：连接新鲜菠菜叶瓶子的澄清石灰水明显变浑浊；而连接烫过菠菜叶瓶子的石灰水变化不明显。

问题驱动：为什么会出现这种差异？（学生讨论：新鲜叶片进行生命活动，产生了二氧化碳；烫过的叶片细胞死亡，不能产生二氧化碳。）

【难点突破】教师追问：“这个实验说明了什么？为什么要设置烫过的叶片？”（学生归纳：植物呼吸作用产生二氧化碳；设置对照，证明只有活细胞才能进行呼吸作用。）教师板书初步结论：活细胞+有机物?→二氧化碳。

2.探究二：【难点】植物呼吸作用消耗氧气（演示实验）

教师展示另一组装置：同样两个广口瓶，分别放入新鲜菠菜叶和烫过的菠菜叶，密封后放置于暗处一昼夜（或更长时间）。

第二天课堂上，教师请学生打开瓶塞，迅速将点燃的蜡烛伸入两个瓶中，观察燃烧情况。

现象描述：放入新鲜菠菜叶瓶中的蜡烛火焰立刻熄灭；而放入烫过菠菜叶瓶中的蜡烛继续燃烧一段时间。

问题驱动：为什么蜡烛在新鲜叶片瓶里会熄灭？这说明了什么？（学生回答：瓶中缺少氧气，说明新鲜叶片呼吸作用消耗了氧气。）

教师引导归纳：“结合上一个实验，现在我们可以完善一下呼吸作用的原料和产物。呼吸作用需要什么？产生什么？”（学生补充：呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳。）板书补充：氧气+有机物?→二氧化碳。

3.探究三：【核心概念】呼吸作用释放能量（分组体验实验）

教师提出问题：“呼吸作用消耗有机物，那么有机物中的能量去哪里了？是消失了，还是转化了？”引导学生联系生活：运动后身体会发热，那么植物呼吸时，会不会也释放出热量？

教师展示提前处理的装置：两个保温瓶，一个装有萌发的种子，一个装有等量煮熟的种子，均插入温度计，初始温度相同。请一位学生朗读前一天记录的温度数据。

数据分析：装有萌发种子的保温瓶温度明显升高，而煮熟种子的保温瓶温度变化不大。

【难点突破】教师启发学生思考：“温度升高说明了什么？能量从何而来？”（学生讨论后回答：说明呼吸作用释放了能量，这些能量储存在有机物中，被分解释放出来变成了热能。）

教师进一步引导：“释放的能量只有热能吗？植物体进行各项生命活动，比如细胞分裂、物质运输、吸收无机盐等，都需要能量。这些能量就来自于呼吸作用。”通过微观动画演示，展示线粒体将有机物中的化学能释放出来，一部分供生命活动利用，另一部分以热能形式散失。

至此，学生已从宏观现象深入到微观实质。教师引导学生完整归纳出呼吸作用的概念、原料、产物、条件和实质。

【基础】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，供给生命活动需要的过程。

【高频考点】表达式：有机物+氧气→二氧化碳+水+能量（条件：活细胞；场所：线粒体）

（三）【重要】系统梳理，构建知识网络（约10分钟）

1.场所的明确

教师提问：“呼吸作用是在细胞的哪个结构中进行的？”引导学生回忆动植物细胞结构，指出线粒体是呼吸作用的主要场所。强调：所有活的细胞（无叶绿体的细胞、根尖细胞等）都能进行呼吸作用，呼吸作用是所有生物的共同特征。

2.【高频考点】实质的深化

教师用简洁的语言点明实质：呼吸作用是一个分解反应，它将复杂的有机物（如淀粉）分解成简单的无机物（二氧化碳、水），同时将储存在有机物中的化学能释放出来。简单概括为“有机物分解，释放能量”。并与光合作用进行对比，帮助学生理解两者的关系。

光合作用：制造有机物，储存能量。

呼吸作用：分解有机物，释放能量。

教师强调：二者相互对立，又相互依存。光合作用为呼吸作用提供了有机物，呼吸作用为光合作用及其他生命活动提供了能量。

3.【高频考点】意义阐述

教师引导学生阅读教材，结合生活实例，归纳呼吸作用的意义：

【重要】（1）为植物体的各项生命活动提供能量（细胞分裂、生长、开花、结果、吸收和运输无机盐等）。

（2）呼吸作用过程中的中间产物，是合成其他有机物（如蛋白质、脂肪、核酸）的原料。

（3）对于整个生物圈来说，呼吸作用与光合作用共同维持了大气中氧气和二氧化碳的平衡。

（四）【重要】联系生活，迁移应用（约7分钟）

教师展示一系列生活场景图片或视频片段，组织学生分组讨论，运用呼吸作用原理解释现象，提出合理建议。

1.现象：农田淹水后，要及时排涝。（为什么？）

【高频考点】解析：水淹导致土壤中缺氧，抑制了根细胞的呼吸作用，无法为生命活动提供能量，及时排涝是为了保证根的呼吸。

2.现象：刚收获的粮食，需要尽快晒干才入库储存；水果、蔬菜常放在冰箱冷藏室中。（为什么？）

【难点】解析：晒干和低温都是为了降低种子的呼吸作用，减少有机物的消耗，从而延长保存时间。呼吸作用需要水作为反应环境，适宜的温度。

3.现象：卧室里，夜间不宜摆放过多植物。（为什么？）

【易错点】解析：夜间植物主要进行呼吸作用，吸收氧气，释放二氧化碳，可能造成室内氧气浓度降低，影响人体健康。

4.现象：在农业生产中，为了促进作物生长，除了合理施肥，还要经常松土。（为什么？）

解析：松土增加土壤颗粒间隙，增加氧气含量，促进根细胞呼吸作用，释放更多能量，有利于根吸收无机盐和水分。

通过以上讨论，让学生深刻体会到生物知识源于生活，又服务于生活。

（五）【基础】课堂小结与作业布置（约3分钟）

1.课堂小结

教师引导学生以思维导图的形式回顾本节课核心内容：以一个关键词“呼吸作用”为中心，发散出概念、原料（有机物、氧气）、产物（二氧化碳、水）、条件（活细胞）、场所（线粒体）、实质（分解有机物、释放能量）、意义（供能、物质合成原料）、应用（排涝、松土、低温储藏等）。强调呼吸作用与光合作用的区别与联系是后续学习的关键，也是期末【高频考点】。

2.布置作业

（1）【基础】必做题：完成课后练习题，绘制本节课的呼吸作用过程概念图。

（2）【拓展】选做题：设计一个家庭小实验，验证种子在萌发过程中是否产生热量。写一份简短的实验报告。

（3）【跨学科】探究作业：结合化学知识，查阅资料，了解“碳中和”与绿色植物呼吸作用及光合作用的关系，以“绿色植物与碳氧平衡”为主题，制作一份手抄报。

六、【基础】板书设计

板书设计力求简洁、重点突出，展现知识逻辑结构。

七年级生物学上册第五章绿色植物的呼吸作用

一、探究过程

1.产生二氧化碳：澄清石灰水变浑浊

2.消耗氧气：蜡烛熄灭

3.释放能量：温度计示数升高

二、概念与实质

【核心概念】

1.概念：活细胞在氧的参与下，将有机物分解成二氧化碳和水，并释放能量的过程。

2.表达式：

有机物+氧气—(线粒体)→二氧化碳+水+能量

3.【高频考点】实质：分解有机物，释放能量

三、意义与应用

1.意义：为生命活动供能；物质合成原料；维持碳氧平衡。

2.应用：田间松土（促根呼吸）、低温储存（抑呼吸）、及时排涝（防缺氧）。

七、【重要】教学反思

本节课的设计力求体现“以学生发展为本”的课程理念，通过三个层层递进的演示实验，将抽象的呼吸作用过程转化为直观的现象，符合七年级学生的认知特点。在教学中，始终以问题为驱动，引导学生观察、分析、归纳，将科学思维能力的培养贯穿始终。联系生产生活实际的部分