342呼吸作用教学设计-生物七年级上册北师大版

第3单元植物的生活第4章绿色开花植物的生活方式第2节呼吸作用教材分析一、教材分析“呼吸作用”是初中生物学教材中植物生理活动的重要组成部分，与光合作用共同构建了植物新陈代谢的核心内容。教材在编排上先介绍呼吸作用的概念，再详细阐述呼吸作用的过程，包括有氧呼吸和无氧呼吸，以及呼吸作用在农业生产、日常生活和生态系统中的应用和意义。这部分内容不仅是对植物细胞生理知识的深化，也为学生理解生物体内能量转换、物质循环以及生物与环境的相互关系提供了关键的理论基础，同时与后续学习动物的呼吸作用等知识有着紧密的联系，起到了承上启下的作用。学情分析二、学情分析学生在之前已经学习了植物的光合作用、细胞结构等相关知识，对植物的生理活动有了一定的基础认知，并且在日常生活中对呼吸现象有直观的感受，如人、动物的呼吸等。然而，对于植物呼吸作用的具体过程、场所、物质和能量的变化以及与光合作用的关系等深层次的知识，学生尚未形成系统的理解。初中学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们需要通过直观的实验现象、生动的教学演示以及深入的讨论分析来逐步构建抽象的生物学概念，理解呼吸作用这一复杂的生理过程。教学目标三、教学目标1.知识目标准确描述呼吸作用的概念，包括呼吸作用的原料、产物、条件和场所。详细阐述有氧呼吸和无氧呼吸的过程，比较两者的异同点。理解呼吸作用在能量转换和物质循环中的作用，以及呼吸作用与光合作用的相互关系。举例说明呼吸作用在农业生产、食品保存和生态系统中的应用。2.能力目标通过设计并实施探究呼吸作用的实验，如探究种子呼吸作用消耗氧气、产生二氧化碳等实验，培养学生的科学探究能力，包括提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、分析结果和得出结论等环节。培养学生观察实验现象、分析实验数据的能力，以及运用所学知识解释实际生活现象的能力，如解释水果保鲜、粮食储存等问题。引导学生通过对比有氧呼吸和无氧呼吸的过程，培养学生的逻辑思维能力和归纳总结能力。3.情感态度与价值观目标让学生在探究呼吸作用的过程中，体验科学研究的乐趣，培养学生严谨的科学态度和勇于创新的精神。使学生认识到呼吸作用在生物界和生态系统中的普遍性和重要性，增强学生保护环境、合理利用资源的意识。教学重难点四、教学重难点1.教学重点呼吸作用的概念、过程和实质，特别是有氧呼吸的三个阶段。探究呼吸作用的实验设计与实施，以及对实验结果的分析。呼吸作用在农业生产、生活中的应用原理，如种子储存、果蔬保鲜等。2.教学难点理解有氧呼吸过程中物质和能量的逐步变化以及各阶段的反应场所和相互联系。区分有氧呼吸和无氧呼吸的不同特点和适应意义，以及在不同环境条件下植物呼吸作用方式的转变。从物质循环和能量流动的角度理解呼吸作用与光合作用的相互关系，以及它们在生态系统平衡中的协同作用。教法学法五、教法学法1.教法讲授法：系统讲解呼吸作用的基本概念、过程、类型以及相关应用知识，使学生形成完整的知识体系框架。实验法：组织学生进行多个探究呼吸作用的实验，如萌发的种子呼吸作用消耗氧气的实验（利用蜡烛熄灭实验）、萌发的种子呼吸作用产生二氧化碳的实验（利用澄清石灰水变浑浊实验）、植物呼吸作用释放能量的实验（利用温度计测量温度变化实验）等，让学生在实践操作中直观感受呼吸作用的发生，培养学生的实验技能和科学思维。讨论法：针对呼吸作用的过程、实验结果分析、与光合作用的关系以及在实际生活中的应用等问题，组织学生进行小组讨论，促进学生之间的思想交流和碰撞，培养学生的合作学习能力和批判性思维。直观演示法：运用图片、动画、视频等多媒体资源展示呼吸作用的过程、实验现象以及在农业生产中的应用实例等，将抽象的知识形象化，帮助学生更好地理解和记忆复杂的生理过程和概念。2.学法自主学习法：布置学生预习相关知识，课后进行知识总结和拓展阅读，培养学生的自主学习习惯和自我管理能力，引导学生主动探索呼吸作用的奥秘。合作学习法：在实验探究和小组讨论环节，鼓励学生分组合作，共同完成实验任务、分析问题和解决问题，培养学生的团队协作精神和人际交往能力。观察法：学生通过观察实验现象、图片、动画等直观素材，获取感性认识，为深入理解呼吸作用的抽象概念和原理奠定基础，同时培养学生敏锐的观察力和对细节的把握能力。教学过程六、教学过程（一）导入新课（5分钟）1.生活实例引入：教师提问学生：“同学们，我们每天都要呼吸，那么大家想一想，我们为什么要呼吸呢？呼吸对我们的身体有什么作用呢？”引导学生回答出呼吸是为了获取氧气，排出二氧化碳，并且呼吸能够为我们的生命活动提供能量。然后教师接着说：“其实，不仅我们人类需要呼吸，植物也同样需要呼吸。那么植物的呼吸作用是怎样进行的呢？它又有什么意义呢？”2.引发思考与讨论：让学生结合自己对植物的了解以及之前学过的生物学知识，对植物呼吸作用进行初步的思考和讨论，激发学生的学习兴趣和探究欲望，从而引出本节课的主题——呼吸作用。设计意图：从学生熟悉的自身呼吸现象入手，迁移到植物的呼吸作用，引发学生的好奇心和求知欲，使学生迅速进入学习状态，同时也让学生意识到呼吸作用在生物界的普遍性，为后续深入学习植物呼吸作用知识做好铺垫。（二）呼吸作用的概念（10分钟）1.实验现象展示：教师展示萌发的种子呼吸作用消耗氧气的实验装置。在一个密封的广口瓶中放入萌发的种子，将燃烧的蜡烛放入瓶中，观察蜡烛的燃烧情况。学生可以看到蜡烛很快熄灭。教师提问：“为什么蜡烛会熄灭呢？”引导学生思考并回答出是因为萌发的种子消耗了瓶中的氧气。2.实验结果分析：接着教师展示萌发的种子呼吸作用产生二氧化碳的实验结果。将萌发的种子放在一个密封的容器中，连接一个装有澄清石灰水的试管，过一段时间后，学生可以观察到澄清石灰水变浑浊。教师提问：“澄清石灰水变浑浊说明了什么？”引导学生回答出是因为萌发的种子产生了二氧化碳。3.概念讲解：教师在学生分析完实验结果后，结合实验现象讲解呼吸作用的概念。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。强调呼吸作用的原料是有机物和氧气，产物是二氧化碳和水，条件是有酶的催化，场所是细胞内（主要是线粒体）。设计意图：通过直观的实验现象展示和结果分析，让学生亲身体验呼吸作用的发生过程，从感性认识上升到理性认识，自然地引出呼吸作用的概念，使学生更容易理解和接受。（三）有氧呼吸的过程（20分钟）1.过程概述：教师利用动画演示有氧呼吸的三个阶段，同时进行详细讲解。有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中，葡萄糖被分解成丙酮酸和少量[H]，释放少量能量；第二阶段发生在线粒体基质中，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和大量[H]，释放少量能量；第三阶段发生在线粒体内膜上，前两个阶段产生的[H]与氧结合生成水，释放大量能量。2.物质和能量变化分析：在讲解过程中，教师在黑板上绘制表格，对比有氧呼吸三个阶段的物质变化（反应物、生成物）、场所和能量释放情况，引导学生分析有氧呼吸过程中物质和能量的逐步转化过程，强调有氧呼吸是一个逐步放能的过程，并且能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中，用于生命活动的直接供能。3.互动提问与小组讨论：教师在讲解完有氧呼吸过程后，进行互动提问，如“有氧呼吸三个阶段中哪个阶段释放的能量最多？为什么？”“有氧呼吸过程中氧气的作用是什么？”等，让学生巩固所学知识。然后组织学生进行小组讨论，讨论有氧呼吸过程中物质和能量变化的意义，以及有氧呼吸与细胞生命活动的关系。每个小组派代表发言，教师进行总结和补充。设计意图：利用动画演示将有氧呼吸这一抽象的过程直观地展示给学生，便于学生理解。通过表格对比和互动提问，加深学生对有氧呼吸过程中物质和能量变化细节的掌握。小组讨论能够培养学生的逻辑思维能力和合作学习能力，让学生深入思考有氧呼吸在细胞生命活动中的重要性。（四）无氧呼吸的过程（15分钟）1.实例引入：教师提问学生：“同学们，我们知道在有氧的情况下，植物进行有氧呼吸。那么在无氧的环境中，植物还能进行呼吸作用吗？”然后教师举例，如在酿酒过程中，酵母菌在无氧条件下可以将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳；在人剧烈运动时，肌肉细胞在无氧条件下会将葡萄糖分解成乳酸。2.过程讲解：教师利用示意图讲解无氧呼吸的过程。无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖分解成丙酮酸和少量[H]，释放少量能量。在无氧条件下，丙酮酸会根据不同的生物种类和细胞类型进一步转化成酒精和二氧化碳（如酵母菌、植物根细胞等）或者乳酸（如动物肌肉细胞等）。强调无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。3.有氧呼吸与无氧呼吸对比：教师在黑板上绘制表格，对比有氧呼吸和无氧呼吸的场所、条件、产物、能量释放等方面的异同点，引导学生进行对比分析，帮助学生更好地理解两种呼吸方式的特点和区别，以及它们在不同生物和环境条件下的适应性。4.小组讨论与总结：组织学生进行小组讨论，讨论无氧呼吸在生物进化和适应环境中的意义，如在无氧环境中为生物提供能量，保证生命活动的暂时进行等。每个小组派代表发言，教师进行总结和评价。设计意图：通过实例引入，让学生认识到无氧呼吸在实际生活中的存在和重要性。利用示意图和表格对比，清晰地展示无氧呼吸的过程以及与有氧呼吸的异同，便于学生理解和记忆。小组讨论能够培养学生的综合分析能力和批判性思维，使学生深入理解无氧呼吸的生物学意义。（五）呼吸作用的意义（10分钟）1.能量转换角度：教师引导学生回顾呼吸作用的过程，从能量转换的角度阐述呼吸作用的意义。呼吸作用将有机物中的化学能释放出来，一部分以热能形式散失，维持生物体的体温恒定，另一部分储存在ATP中，为生物体的各种生命活动提供能量，如细胞分裂、物质合成、主动运输、肌肉收缩等。强调呼吸作用是生物体内能量转换的枢纽，是生命活动的动力源泉。2.物质循环角度：从物质循环的角度讲解呼吸作用的意义。呼吸作用产生的二氧化碳释放到大气中，参与了碳循环，为光合作用提供了原料；呼吸作用分解有机物产生的水等物质也参与了生物体内的物质循环。同时，呼吸作用消耗氧气，维持了大气中氧气和二氧化碳的相对平衡，对整个生态系统的稳定运行起着重要作用。3.实际应用举例：教师结合农业生产和日常生活中的实例，进一步说明呼吸作用的意义。在农业生产中，了解呼吸作用的原理可以指导种子的储存（如降低种子含水量、低温储存等抑制呼吸作用，减少有机物消耗）、果蔬的保鲜（如控制温度、湿度、氧气和二氧化碳浓度等，调节呼吸作用强度）；在酿酒、发酵等食品工业中，利用微生物的呼吸作用生产各种食品和饮料。设计意图：从能量转换和物质循环两个角度深入剖析呼吸作用的意义，使学生全面理解呼吸作用在生物体内和生态系统中的重要地位。结合实际应用举例，让学生认识到呼吸作用知识的实用性，培养学生将理论知识应用于实际生活的能力。（六）课堂小结（5分钟）1.教师引导回顾：教师引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括呼吸作用的概念、有氧呼吸和无氧呼吸的过程、呼吸作用的意义以及在农业生产和生活中的应用等，通过提问的方式让学生回答，如“呼吸作用的概念是什么？”“有氧呼吸的三个阶段分别是什么？”“无氧呼吸与有氧呼吸有哪些异同点？”“呼吸作用在农业生产中有哪些应用？”等。2.学生总结归纳：请学生自己对本节课的知识进行总结归纳，绘制思维导图或知识框架图，将呼吸作用的相关知识进行系统整理，教师巡视并给予指导和评价。设计意图：通过课堂小结，帮助学生梳理本节课的知识脉络，加深对重点知识的理解和记忆，培养学生的总结归纳能力和自主学习能力。（七）课堂练习（10分钟）1.选择题：教师展示一些与呼吸作用相关的选择题，如“有氧呼吸过程中产生二氧化碳的阶段是（）A.第一阶段B.第二阶段C.第三阶段D.全过程”“下列关于无氧呼吸的叙述，正确的是（）A.无氧呼吸的产物只有酒精和二氧化碳B.无氧呼吸只在第一阶段释放能量C.无氧呼吸的场所是线粒体D.无氧呼吸不需要酶的参与”等，让学生在规定时间内完成，巩固所学知识。2.简答题：给出一些简答题，如“简述有氧呼吸的过程及其物质和能量的转化关系”“举例说明呼吸作用在果蔬保鲜中的应用原理”等，让学生思考并回答，考查学生对知识的理解和应用能力。3.小组互评：学生完成练习后，同桌之间或小组之间进行互评，教师对学生的答题情况进行点评，讲解易错知识点，加深学生的理解。设计意图：通过课堂练习，及时检测学生对本节课知识的掌握程度，发现学生存在的问题并进行针对性的讲解，同时通过小组互评，培养学生的自我评价能力和合作学习能力。（八）布置作业（5分钟）1.书面作业：布置课本上相关的课后练习题，让学生进一步巩固呼吸作用的知识，包括呼吸作用的概念、过程、意义和应用等内容。2.实践作业：让学生回家后选择一种水果或蔬菜，如苹果、香蕉、白菜等，设计并实施一个简单的实验，探究如何通过控制环境条件（如温度、氧气浓度等）来延长其保鲜期，并记录实验过程和结果，写成实验报告。3.拓展作业：让学生查阅资料，了解现代生物技术在调控植物呼吸作用方面的研究进展，如基因工程改良植物呼吸作用相关基因等，撰写一篇小论文。设计意图：书面作业可以帮助学生巩固课堂所学知识，实践作业让学生将课堂知识应用到实际生活中，培养学生的实验设计和操作能力以及观察能力，拓展作业则可以激发学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力和信息收集与整理能力。板书设计七、板书设计主板书呼吸作用的概念原料：有机物、氧气产物：二氧化碳、水条件：酶场所：细胞内（主要线粒体）有氧呼吸第一阶段：场所：细胞质基质物质变化：葡萄糖→丙酮酸+少量[H]能量变化：释放少量能量第二阶段：场所：线粒体基质物质变化：丙酮酸+水→二氧化碳+大量[H]能量变化：释放少量能量第三阶段：场所：线粒体内膜物质变化：[H]+氧→水能量变化：释放大量能量无氧呼吸第一阶段：同有氧呼吸第一阶段第二阶段：丙酮酸→酒精+二氧化碳（如酵母菌、植物根细胞）丙酮酸→乳酸（如动物肌肉细胞）能量变化：只在第一阶段释放少量能量呼吸作用的意义能量转换：提供生命活动能量物质循环：参与碳循环等，维持生态平衡应用：种子储存、果蔬保鲜、酿酒等副板书实验设计思路与要点记录。学生讨论的重点问题及答案要点。设计意图：主板书突出本节课的重点知识，如呼吸作用的概念、过程、意义和应用，以清晰的结构和详细的内容展示，便于学生理解和记忆。副板书用于记录实验设计思路、学生讨论的重点问题及答案要点，辅助教学过程，帮助学生更好地掌握相关知识。教学反思八、教学反思在本节课的教学过程中，通过多种教学方法的综合运用，如讲授法、实验法、讨论法、直观演示法等，较好地实现了教学目标。学生在课堂上积极参与各项教学活动，对呼吸作用的知识有了较为深入的理解和掌握，在科学探究能力、逻辑思维能力、实验操作能力和合作学习能力等方面都得到了一定的锻炼和提高。在实验教学环节，学生能够认真观察实验现象，积极在实验教学环节，学生能够认真观察实验现象，积极参与实验操作和结果分析，表现出对探究呼吸作用奥秘的浓厚兴趣。例如在观察萌发种子呼吸作用消耗氧气和产生二氧化碳的实验中，学生能够敏锐地捕捉到蜡烛熄灭和澄清石灰水变浑浊等关键现象，并能在教师