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1、第五章 第二节 绿色植物的呼吸作用吉林省第二实验学校 康建国一、教学目标(一)知识方面1.说明呼吸作用的过程和实质。2.举例说出绿色植物在维持碳氧平衡方面的重要作用。(二)能力方面1.通过检测植物周围气体成分及热量是否改变，探究有机物分解时需要氧、产生二氧化碳、释放能量等内在变化，增进观察、分析实验现象的能力。2.以实验为依托，以生活与环境事件为载体，创设多重问题情境，初步形成科学思辨与表达能力，初步学会推理与归纳的方法。 (三)情感态度与价值观1.以碳氧平衡为出发点，关注和反思人类活动对生物圈产生的重大影响。2.基于实验与问题的探究，初步养成严谨求实的科学态度与探究精神。二、教学重点和难点(
2、一)教学重点：呼吸作用的过程与实质。(二)教学难点：对呼吸作用三组实验现象的准确分析；呼吸作用为生命活动提供能量。三、教学设计思路引导学生从分析实验现象入手，结合人类已有的科学认识，推测出植物呼吸作用的原料、产物以及分解有机物和释放能量的实质。在教学设计中，采用探究式教学思想，紧紧围绕绿色植物呼吸作用的过程，揭示呼吸作用的实质与普适性。其普适性是指两个方面，一是发生于所有的活细胞中，二是生物的共同特征。然后结合此前所学的光合作用，从生物圈的角度探讨碳氧平衡。总之，本课以实验为依托，以生活与环境事件为载体，创设问题情境与探讨契机，力促学生加强对“呼吸作用的过程与实质”与“人类活动对生物圈的重要影
3、响”这两个核心概念的理解。总体教学进程设计为：从探讨绿色植物存在呼吸作用到认识呼吸作用是生物的共同特征，再上升到生物圈的高度认识碳氧平衡，最后从生态平衡的角度反思人与生物圈的关系。四、教学准备(一)教学器材：实验所需仪器和材料，并按要求设置完毕。如果用豆苗或玉米苗做生物材料，宜提前23周萌发相应的种子。(二)教学课件：用PowerPoint制作和呈现与教学有关的文字、图片、表格、数据以及动画等。五、教学过程学习内容教 师 活 动学 生 活 动设计意图教学导入引言王先生酷爱花卉，因此在他的居室内，无论是客厅还是卧室内都布置了各色花卉，有平台摆放的，还有空中垂吊的，一眼望去，一片绿意中花色纷繁，真
4、是好不惬意。王先生认为，这些植物可以吸附灰尘，释放氧气，既更新了空气，又美化了室内环境，可谓两全其美。同学们，你们认为王先生的想法和做法对不对呢？提问要想正确解决这个问题，需要再学习一些知识才可以。其实，植物除了能进行光合作用，还存在另外一种作用，即呼吸作用。那么，呼吸作用在植物体上是怎么表现的呢？呼吸作用与我们平常所说的呼吸是相同的吗？植物的呼吸作用与光合作用有什么不同呢？ 联系刚刚学过的光合作用的知识，结合实际生活，思考新的问题。学生的观点可能不一致，也有的同学可能未置可否，感到疑惑。将教材中的篇首内容具体化，更有利于创设问题情境。如果有条件，可向学生展示居室布满花卉情景的幻灯片。通过进一
5、步的提问，激发学生探究问题的欲望，并由此引出实验。探究绿色植物呼吸作用的过程。实验一：有机物分解时释放能量。实验二：有机物分解产生二氧化碳。实验三：有机物分解需要氧的参与。归纳植物呼吸作用的过程及其实质。列举人类利用植物呼吸作用的活动。解释说明实验一的对照装置。实验材料分别于上课前一、两天放到两个暖水瓶中（先在暖瓶的下半部装入泡沫碎块，既节约生物材料,又可延缓发酵），记录初始温度值。经过了一昼夜以上时间的放置，请同学们观察温度计目前所显示的温度。演示由学生代表配合，以巡视方式向学生们展示。提问两种温度的对比说明了什么？概括科学实验证明，这些热量来自有机物，更具体地说，萌发种子中的有机物发生了变
6、化，释放出能量，一部分能量用于萌发，另一部分能量以热能的形式向外散发，由于这些热量聚集在暖水瓶中，被我们用温度计给测量出来了。提问伴随着这种能量的产生，细胞中的有机物发生怎样的变化呢？解释说明实验二的对照装置。实验材料（准备新鲜的菜叶两份，其中一份烘干或沸水处理后用作对照）于一昼夜前放到广口瓶中，塞上双孔胶塞，放置于遮光处，石灰水也一并配制好。上课时用澄清的石灰水检验瓶中的气体。演示检验实验结果，将实验后的两支含石灰水的试管并排，以巡视方式向学生们展示。讲述使澄清的石灰水变混浊是二氧化碳的特殊性质。因此，可以用澄清的石灰水检验是否有足量的二氧化碳存在。提问通过这组实验，我们发现两个试管中的石灰
7、水状态有明显的不同，这说明了什么？概括二氧化碳在种子中怎么产生的呢？科学实验证明，二氧化碳来自种子中的有机物，有机物在分解时，不仅产生了二氧化碳，而且还产生了水。提问为什么这套实验装置在上课前要一直放在遮光处呢？提问既然植物在这种情况下，能产生二氧化碳，那么，它们是否也存在着类似动物呼吸那样要吸收氧气呢？解释实验材料（用新鲜的菜叶两份，其中一份烘干或用沸点处理用作对照）在上课的前一天放到甲、乙广口瓶中，然后放置于遮光处。上课时分别把点燃的蜡烛伸入每组的广口瓶中，观察实验现象并进行分析。演示由学生代表配合，托住瓶底举至适宜高度，教师作演示实验。提问为什么蜡烛在两个瓶中的燃烧情况不一样？这种对比说
8、明了什么？提问根据三组实验的分析结果，大家能不能归纳出呼吸作用的过程？概括细胞通过呼吸作用获得了生命活动所需要的能量，这是呼吸作用的重要意义，因此呼吸作用的实质是：分解有机物，释放能量。生命活动每时每刻都需要能量，因此，呼吸作用停止，就意味着生命的终结。此外，在特殊情况下，比如说短时间的缺氧，细胞中的有机物也能分解并释放能量，但是分解得不彻底，释放的能量也比较少，因此这种有机物的分解形式通常是一种临时的能量补充方式。提问请大家回忆一下细胞中“能量转换器”的知识，并考虑，呼吸作用主要在细胞的什么部位进行？提问植物的地上部分与地下部分都要进行呼吸作用吗？提问植物在白天是否进行呼吸作用？在夜晚呢？
9、提问植物在白天既进行光合作用，又进行呼吸作用,为什么总的结果依然表现为向外释放氧气呢？回顾既然我们已经懂得植物也存在呼吸作用，那么在刚上课时，老师提的关于王先生居室内养花的问题，大家说一说，应该给他怎样的科学建议？讲述由于连日大雨，有块地处低洼地带的玉米田被水浸泡了，浸泡的高度约有40厘米左右，而玉米植株已经长了1米高了，整体看上去，这些玉米植株就像长在水田里。农田主人认为，反正庄稼生长需要水，被浸泡也没关系，因此没有采取排水措施。但是，过了一周后，人们发现这些玉米植株的叶子却在萎蔫这是为什么？提问在农业生产、果蔬保鲜、花卉栽培等方面，请说出人类利用植物呼吸作用的例子。观察并记录两支温度计的读
10、数。分析实验结果，思考后讨论。学生得出实验结论：说明萌发的种子释放了热量，而死的种子不能释放出热量。带着新问题，进一步探究。观察教师的操作和实验现象。分析实验结果，先思考后讨论。引导学生得出实验结论：种子萌发产生了二氧化碳。联系光合作用的知识，结合本次实验的目的，达成共识：是为了排除光合作用对本实验结果的干扰。针对新问题，继续探究。观察实验现象。分析实验结果，先思考，后讨论。引导学生得出结论。用语言描述和“公式”两种形式表达呼吸作用的过程。答出呼吸作用主要在线粒体内发生。答出呼吸作用能发生在所有的活细胞中。答出呼吸作用的发生与光线无关。答出植物光合作用的效率显著高于自身的呼吸作用。经探讨达成共
11、识：居室内，只能适量养花。其中卧室若要养花，摆放1-2盆花卉即可（仙人掌科、石蒜科等花卉可适量放宽）。思考和探讨后找出原因：玉米植物的根也要进行呼吸作用，如果它们的根长期浸在水中，就会导致氧气缺乏，无法进行呼吸作用，最终根部开始溃烂，严重影响水分和无机盐的吸收，从而导致玉米植株出现病症，甚至死亡。列举相关事例。每组实验所用的生物材料均为“活的”与“死的”进行对照。引导学生辨析实验过程。实验二在教材的基础上设置成对照实验，使之逻辑严谨，易于学生理解。介绍有机物另一种分解形式，使学生了解相对完整的生物学知识，但最好点到为止，不宜提出“无氧呼吸”的概念。通过这些提问，使学生从多个角度正确认识呼吸作用
12、。与授课导入相呼应。创设问题情境。用所学的生物学知识联系生活、生产实际。呼吸作用是生物的共同特征。提问回忆“食物链中有机物和能量的传递”知识，想一想，除了植物，食物链上的其他生物是如何获得能量的。启发学生得出：这些生物体内有机物的分解及提供能量的方式与绿色植物在本质上都是一样的，即都是通过细胞的呼吸作用，获得生命活动所必需的能量。所以呼吸作用是生物的共同特征。此处不宜说成“呼吸作用是所有生物的共同特征”，这是因为，病毒这类特殊生物自身没有呼吸作用，其生活能量由宿主细胞提供。绿色植物对维持生物圈碳氧平衡起重要作用。讲述呼吸作用和光合作用是绿色植物的重要生理功能，对生物圈的二氧化碳与氧气保持相对平
13、衡具有十分重要的作用。但是，自人类进入工业时代伊始，大量燃料的使用，使空气中的二氧化碳浓度逐渐增多，导致温室效应愈演愈烈，表现为气候异常、自然灾害频发、北极冰川融化等等这种情况如果不引起我们人类的警觉，那么最终大自然送给我们的“礼物”是全人类的葬礼。作为最有智慧的物种，我们有没有能力解决这种巨大的危机呢？在日常生活中，我们在护绿与低碳方面应该怎么做呢？评价对学生们表现出的正确观点与科学价值观予以肯定。讲述鉴于环境变化与人类的生存和发展息息相关，世界各国包括中国都正在为人类明天的环境做出积极的努力。在2009年12月7日，联合国气候变化框架公约第15次缔约方会议暨京都议定书第5次缔约方会议于丹麦
14、首都哥本哈根召开，此次会议有190多个国家和地区的代表参加，其中仅国家、地区和国际组织领导人就超过100人，集中体现了对环境问题的重视是全人类的共同诉求。虽然世界各国在低碳、减排方面还不能完全达成一致，但是一场“低碳革命”正在悄然发生，逐步成为全球经济新的增长点。表达自己的观点与情感。综合地说，可以从以下两方面入手：个人行为：节水节电，节省用纸，拒绝使用一次性筷子，爱护花草树木，义务植树等等。宣传活动：每人办一份与环境保护相关的手抄报进行展览；举办“倡导低碳生活，争做护绿天使”主题班会；通过学生会向全校师生发出“低碳、护绿”的倡议。“人类活动对生物圈的重要影响”是初中生物学的一个核心概念，本课从维护碳氧平衡的角度出发，帮助学生深
