北师大版（2024）七年级上册生物第3单元4.2《呼吸作用》教学设计

第第页北师大版（2024）七年级上册生物第3单元4.2《呼吸作用》教学设计课题：《呼吸作用》科目：初中生物学年级：七年级上册版本：北师大版（2024）课时：1课时一、教学内容《呼吸作用》这篇课文包括呼吸作用的概念、反应式、过程、实质、意义以及呼吸作用与光合作用的关系，还涉及到呼吸作用在生产生活中的应用等方面。通过对这些内容的学习，学生将了解植物在进行生命活动时，通过呼吸作用分解有机物，释放能量的过程，以及呼吸作用对植物生长、发育和生存的重要性，同时理解呼吸作用与光合作用的相互依存关系，及其在生态系统中的作用。二、设计理念1.实验探究与理论学习相结合：通过设计简单的实验，让学生亲身体验和观察植物呼吸作用的现象，培养学生的实验操作能力和科学探究精神。同时，结合理论讲解，帮助学生深入理解呼吸作用的本质和过程。2.直观教学：运用多媒体、图片、模型等直观教学手段，展示呼吸作用的过程和相关概念，使抽象的知识变得更加直观、形象，便于学生理解和掌握。3.联系生活实际：将呼吸作用的知识与农业生产、日常生活中的现象相结合，让学生感受到生物学知识与生活的紧密联系，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力，培养学生关注生活、热爱生活的情感。4.对比分析：引导学生对比呼吸作用与光合作用的异同点，加深学生对这两个重要生理过程的理解和记忆，培养学生的比较分析能力和综合归纳能力。三、教学目标（一）知识目标1.描述呼吸作用的概念和反应式。2.阐明呼吸作用的过程和实质。3.举例说明呼吸作用的意义。4.说明呼吸作用与光合作用的关系。5.了解呼吸作用在生产生活中的应用。（二）能力目标1.通过观察实验现象，培养学生的观察能力和分析问题的能力。2.尝试设计实验探究呼吸作用的条件或产物，提高学生的科学探究能力和创新思维能力。3.运用对比分析的方法，总结呼吸作用与光合作用的异同点，培养学生的比较分析能力和归纳总结能力。（三）情感态度与价值观目标1.认同绿色植物在维持生态平衡中的重要作用，增强学生保护植物、保护环境的意识。2.培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学精神。3.关注呼吸作用与生产生活的联系，激发学生学习生物学的兴趣和对生命科学的探索欲望。四、教学重难点（一）教学重点1.呼吸作用的概念、过程和实质。2.呼吸作用与光合作用的关系。3.呼吸作用在生产生活中的应用。（二）教学难点1.理解呼吸作用过程中物质和能量的变化。2.探究呼吸作用的实验设计及原理分析。五、教学准备1.教师准备：多媒体课件、萌发的种子（如绿豆、黄豆等）、煮熟的种子、新鲜的植物叶片（如菠菜叶）、澄清石灰水、带单孔塞的玻璃瓶、塑料吸管、蜡烛、火柴、保温杯、温度计、实验装置（如验证呼吸作用释放二氧化碳、消耗氧气的装置等）、呼吸作用和光合作用过程的动画视频、相关图片等。2.学生准备：预习课文，收集有关呼吸作用在生产生活中应用的资料。六、教学过程（一）导入新课展示一些植物在不同环境下生长的图片，如在阳光下茁壮成长的植物和在黑暗中放置的植物。提问：“我们知道植物通过光合作用制造有机物，那么植物在没有光照的时候是如何维持生命活动的呢？它们也像动物一样需要呼吸吗？”引导学生思考植物的生命活动除了光合作用外还有其他的方式。教师讲述：“事实上，植物和动物一样，时刻都在进行着呼吸作用。呼吸作用是植物生活中非常重要的一个生理过程，它为植物的生命活动提供了必要的能量。今天，我们就一起来探究植物的呼吸作用。”从而引出本节课的主题——呼吸作用。设计意图：通过展示不同环境下的植物图片，创设问题情境，引发学生的好奇心和求知欲，让学生思考植物在不同条件下的生命活动方式，从而自然地导入新课。同时，让学生意识到呼吸作用是植物生命活动中不可或缺的一部分，为后续教学做好铺垫。（二）呼吸作用的概念实验一：种子呼吸作用释放二氧化碳教师展示实验装置：在一个带单孔塞的玻璃瓶中放入一些萌发的种子，用塑料吸管将瓶内的气体导入澄清石灰水中，瓶塞外的一端用夹子夹住。另准备一个同样的装置，里面放入等量的煮熟的种子作为对照。讲解实验步骤：引导学生观察实验装置，然后打开夹子，轻轻挤压玻璃瓶，使瓶内的气体通过吸管进入澄清石灰水中，观察澄清石灰水的变化。实验现象：装有萌发种子的装置中，澄清石灰水变浑浊；而装有煮熟种子的装置中，澄清石灰水不变浑浊。师生互动：教师提问：“为什么装有萌发种子的装置中澄清石灰水会变浑浊？这说明了什么？”学生思考后回答，教师进行点评和补充：澄清石灰水变浑浊是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀。这说明萌发的种子在呼吸过程中产生了二氧化碳。教师进一步提问：“煮熟的种子为什么没有使澄清石灰水变浑浊？”引导学生对比分析萌发种子和煮熟种子的区别，从而理解呼吸作用需要活细胞的参与。学生回答后，教师总结：煮熟的种子已经失去了生命活性，不能进行呼吸作用，而萌发的种子具有生命活力，能够进行呼吸作用并产生二氧化碳。实验二：种子呼吸作用消耗氧气教师展示另一个实验装置：将两个同样大小的保温杯分别装入等量的萌发种子和煮熟种子，密封好。一段时间后，分别将一根点燃的蜡烛迅速伸入两个保温杯中，观察蜡烛的燃烧情况。实验现象：装有萌发种子的保温杯中，蜡烛熄灭；装有煮熟种子的保温杯中，蜡烛继续燃烧。师生互动：教师提问：“为什么装有萌发种子的保温杯中蜡烛熄灭了？这又说明了什么？”学生讨论后回答，教师引导总结：蜡烛熄灭说明保温杯中的氧气含量减少了。这表明萌发的种子在呼吸过程中消耗了氧气。教师追问：“从这个实验中，我们还能得出什么结论？”引导学生思考呼吸作用与氧气的关系以及对环境中气体成分的影响。学生回答后，教师强调：呼吸作用需要消耗氧气，同时会改变周围环境中气体的成分。教师讲解：根据以上两个实验，引导学生总结呼吸作用的概念：呼吸作用是指细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放出能量的过程。写出呼吸作用的反应式：设计意图：通过两个简单直观的实验，让学生亲身体验和观察植物呼吸作用产生二氧化碳和消耗氧气的现象，培养学生的观察能力和实验分析能力。在师生互动过程中，引导学生思考实验现象背后的原因，逐步揭示呼吸作用的概念，使学生在实践中理解和掌握知识，同时培养学生的科学思维和探究能力。通过书写反应式，让学生对呼吸作用的物质变化有更清晰的认识。（三）呼吸作用的过程教师讲解：呼吸作用的过程主要包括有氧呼吸和无氧呼吸两种方式，绿色植物通常进行有氧呼吸。有氧呼吸的过程可以分为三个阶段：第一阶段：在细胞质基质中进行。葡萄糖被分解成丙酮酸和少量的[H]（还原氢），同时释放出少量的能量。第二阶段：在线粒体基质中进行。丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，同时释放出少量的能量。第三阶段：在线粒体内膜上进行。前两个阶段产生的[H]与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。展示呼吸作用过程的示意图或动画视频，结合讲解，让学生更直观地了解呼吸作用中物质和能量的变化过程。师生互动：教师提问：“在呼吸作用的过程中，有机物是如何逐步被分解的？能量是如何释放的？”引导学生跟随讲解和示意图，逐步理解呼吸作用的过程和能量变化。学生回答后，教师进行总结和强调，帮助学生梳理呼吸作用过程中的物质转化和能量释放的步骤。例如，学生可能会回答有机物先在细胞质基质中分解为丙酮酸，然后丙酮酸在线粒体中进一步分解为二氧化碳和水，能量在各个阶段逐步释放。教师可以进一步提问：“线粒体在呼吸作用中起到了什么重要作用？”引导学生认识到线粒体是呼吸作用的主要场所，是能量释放的关键部位。组织学生讨论：“呼吸作用和我们之前学过的光合作用有什么联系和区别？”让学生从物质和能量的转化角度进行思考。学生讨论后发言，教师进行总结和归纳：呼吸作用和光合作用是植物体内两个重要的生理过程，它们相互对立又相互依存。光合作用将光能转化为化学能，合成有机物并储存能量，同时释放氧气；呼吸作用则分解有机物，释放能量，同时消耗氧气并产生二氧化碳。光合作用为呼吸作用提供了有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供了能量和二氧化碳，二者共同维持了植物体内物质和能量的平衡。设计意图：通过详细讲解呼吸作用的过程，结合示意图和动画视频，帮助学生建立起对呼吸作用过程中物质和能量变化的清晰认识，突破教学难点。提问和讨论环节可以引导学生积极思考，加深对呼吸作用过程的理解，同时通过与光合作用的对比，培养学生的比较分析能力，使学生更好地理解植物体内这两个重要生理过程的关系，构建完整的知识体系。（四）呼吸作用的实质教师讲解：呼吸作用的实质是有机物的氧化分解，释放能量，供植物进行各项生命活动所需。在呼吸作用过程中，有机物中的化学能被逐步释放出来，一部分以热能的形式散失，另一部分则转化为ATP（三磷酸腺苷）中活跃的化学能，用于植物的生长、发育、繁殖等生命活动，如细胞分裂、物质运输、植株生长等。师生互动：教师提问：“为什么说呼吸作用是植物体内的能量转换器？”引导学生思考呼吸作用在能量转化方面的作用。学生回答后，教师进行补充和强调：呼吸作用将有机物中稳定的化学能转化为可以直接利用的能量形式（如ATP中的化学能），就像一个能量转换站，为植物的各种生命活动提供动力。所以说呼吸作用是植物体内重要的能量转换器。举例说明呼吸作用释放的能量在植物生命活动中的应用，如植物的根吸收水分和无机盐需要能量，这些能量就来自于呼吸作用；植物的叶片进行光合作用时，暗反应阶段需要能量，也是由呼吸作用提供的。设计意图：通过讲解呼吸作用的实质，让学生理解呼吸作用在植物能量代谢中的核心作用，即有机物的氧化分解和能量释放。提问和举例说明可以帮助学生进一步认识呼吸作用的实质，将抽象的概念与实际的生命活动联系起来，加深学生对知识的理解，同时培养学生运用知识解释生命现象的能力。（五）呼吸作用的意义教师讲解：为植物的生命活动提供能量：呼吸作用释放的能量是植物进行各项生命活动的动力源泉，如植物的生长、发育、繁殖、细胞分裂、物质运输等过程都需要能量的支持。没有呼吸作用，植物就无法进行正常的生命活动，生命将无法延续。维持植物体内物质代谢的平衡：呼吸作用不仅为植物提供能量，还在物质代谢中起着重要作用。通过呼吸作用，植物将体内的有机物分解为简单的无机物（如二氧化碳和水），这些无机物可以重新参与光合作用等生理过程，实现物质的循环利用，维持植物体内物质代谢的平衡。增强植物的抗病能力：在一定程度上，呼吸作用可以增强植物的抗病能力。当植物受到病原体侵袭时，呼吸作用会加强，产生更多的能量和中间产物，用于合成一些抗病物质，如植保素等，提高植物对病原体的抵抗能力。师生互动：教师提问：“如果植物的呼吸作用受到抑制，会对植物产生什么影响？”引导学生从能量供应和物质代谢等方面思考呼吸作用对植物生命活动的重要性。学生回答后，教师进行点评和拓展，例如，学生可能会说植物生长缓慢、发育不良、容易受到病虫害侵袭等。教师可以进一步提问：“在农业生产中，我们应该如何合理调控植物的呼吸作用？”引导学生思考呼吸作用在农业生产中的应用和调控措施。组织学生小组讨论：“在日常生活中，有哪些因素会影响植物的呼吸作用？我们可以采取哪些措施来延长水果、蔬菜的保鲜时间？”各小组讨论后派代表发言，教师进行总结和归纳：影响植物呼吸作用的因素主要有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度等。在日常生活中，为了延长水果、蔬菜的保鲜时间，可以采取降低温度（如放在冰箱中）、降低氧气浓度（如密封包装并充入氮气等惰性气体）、增加二氧化碳浓度（如使用保鲜膜等）等措施，这些措施都是通过抑制呼吸作用的强度来延长果蔬的保鲜期。设计意图：通过教师讲解，让学生全面了解呼吸作用对植物生命活动的重要意义，从能量供应、物质代谢和抗病能力等方面进行阐述，使学生认识到呼吸作用在植物生长、发育和生存过程中的关键作用。提问和小组讨论环节可以激发学生的思维，让学生将所学知识与实际生活联系起来，培养学生运用知识解决实际问题的能力和关注生活的意识。通过小组讨论和交流，拓宽学生的思路，促进学生之间的相互学习，提高学生的合作能力和综合分析能力。（六）呼吸作用与光合作用的关系教师讲解：展示光合作用和呼吸作用的过程示意图，对比讲解两者的关系：区别：光合作用是在叶绿体中进行的，利用光能将二氧化碳和水合成有机物，并储存能量；呼吸作用主要在线粒体中进行，分解有机物，释放能量。光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气；呼吸作用的原料是有机物和氧气，产物是二氧化碳和水。光合作用只在有光的条件下进行，而呼吸作用在有光和无光条件下都能进行。联系：光合作用为呼吸作用提供了有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供了能量和二氧化碳。光合作用和呼吸作用相互依存，共同维持了地球上的碳氧平衡。植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，而通过呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳，二者的相对平衡使得大气中的氧气和二氧化碳含量保持相对稳定。师生互动：教师提问：“如果地球上没有光合作用，呼吸作用还能进行吗？为什么？”引导学生深入思考光合作用和呼吸作用的相互关系。学生回答后，教师进行总结和强调：如果没有光合作用，地球上就没有有机物和氧气的来源，呼吸作用将无法持续进行，因为呼吸作用需要消耗有机物和氧气。这进一步说明了光合作用和呼吸作用的紧密联系和相互依存关系。组织学生绘制光合作用和呼吸作用的关系图表，包括物质和能量的转化方向、条件、场所等方面，然后让学生展示自己绘制的图表，并进行讲解。其他学生可以进行提问和评价，教师进行最后的总结和完善，通过这种方式加深学生对光合作用和呼吸作用关系的理解和记忆，同时培养学生的图表绘制能力和表达能力。设计意图：通过对比讲解和展示示意图，让学生清晰地了解光合作用和呼吸作用的区别与联系，帮助学生构建完整的知识体系，培养学生的综合分析能力。提问环节可以引导学生深入思考两者的关系，强化学生对知识的理解。组织学生绘制关系图表并展示讲解，能够充分调动学生的积极性和主动性，培养学生的自主学习能力、图表绘制能力和语言表达能力，同时让学生在互动中更好地掌握知识，加深印象。（七）课堂小结教师引导学生回顾本节课所学内容，包括呼吸作用的概念、过程、实质、意义，呼吸作用与光合作用的关系以及呼吸作用在生产生活中的应用等方面。强调呼吸作用是植物生命活动中非常重要的一个生理过程，它与光合作用相互协作，共同维持了植物的生长、发育和生态平衡。同时，鼓励学生在课后继续关注呼吸作用的相关知识，思考如何在生产生活中更好地应用呼吸作用的原理，提高农业生产效率，保护生态环境。提问学生：“通过本节课的学习，你对呼吸作用有了哪些新的认识和理解？你认为呼吸作用在生态系统中还有哪些重要作用？”让学生分享自己的学习收获和体会，了解学生对知识的掌握情况和对生物学知识的思考深度。设计意图：通过课堂小结，帮助学生梳理本节课的重点知识，形成知识网络，加深对呼吸作用的全面理解和记忆。强调呼吸作用的重要性和与其他知识的联系，培养学生的整体思维和综合运用知识的能力。提问学生可以促进学生的思考和总结，培养学生的语言表达