资源简介

第2节 植物维持生物圈中的碳氧平衡（第1课时）
学习目标
1. 通过分组实验和探究活动，说明绿色植物光合作用吸收二氧化碳放出氧气。（生命观念、探究实践）
2．通过模拟实验探究光合作用释放氧气，理解植物的光合作用能释放氧气。（探究实践、科学思维）
3．通过探究实验，分析、推导、归纳出光合作用的基本过程。（科学思维）
4．通过分析光合作用的实质，分析说明光合作用原理对作物种植的指导意义。（生命观念、态度责任）
学习重难点
通过探究实验光合作用过程中的气体变化，理解植物在光照下吸收二氧化碳，释放氧气。
分析、推导、归纳出光合作用的基本过程。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一 创设情境，导入新课 【提问】空气中氧气所占的比例仅为21%左右，而生物的呼吸和燃料的燃烧都会消耗大气中的氧气，排出大量的二氧化碳。为什么我们没有感觉到缺氧呢？要想找到这个问题的答案，我们还要进一步了解绿色植物的光合作用。 观察图片、思考问题。 通过问题引发学生思考。
环节二 讲授新课： 普里斯特利实验 【展示】普里斯特利实验设计图和英恩豪斯重复普里斯特利实验成功的关键。 1．他把一支点燃的蜡烛放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了。 2．他把一只小白鼠放到密闭的玻璃罩里，小白鼠很快也死去了。 3．他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭玻璃罩里。结果蜡烛没有熄灭。 4．他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现小白鼠也能够正常地活着。 【提出问题】 在实验中，密闭装置中蜡烛熄灭和小鼠死亡的原因是什么？为什么放入植物后，蜡烛可以继续燃烧，小鼠可以存活呢？ 实验装置为什么要密闭？ 实验装置的玻璃罩能否改为不透明的黑色？为什么？ 【过渡】当时人们并不知道空气的成分，直到1785年，发现了空气的组成，人们才明确这一结果。植物的光合作用能够释放氧气，消耗二氧化碳。 思考实验设计中的关键问题。 【小组讨论】同学们根据已有知识背景思考回答。 通过问题引导学生思考实验设计过程中需要注意的问题，进而完善实验设计，使实验设计更加严谨，培养学生探究实验的能力，分析解决问题的能力。 为后续探究光合作用吸收二氧化碳做铺垫。
环节三 讲授新课： 光合作用吸收二氧化碳放出氧气 【实验：探究光合作用吸收二氧化碳】 【提出问题】如何验证二氧化碳是光合作用的原料呢？ 依据探究实验的步骤，进行分析，引导学生进行实验假设，实验方案的设计。 【提出问题】 为什么要向试管中吹气？ 实验中形成几组对照实验，变量是什么？ 三组试管为什么要用试管塞塞住？ 甲组试管为什么要包黑纸片？ 【提出问题】展示实验结果，提问学生如何描述所看到的实验现象。并进一步提问，分析原因。 【教师讲解】展示实验结果和实验结论，对比两者在表达的侧重点，分析实验结果和实验结论的区别，使学生区分两者。 进行实验设计，思考实验中涉及的关键问题，对自己的设计进行表达，分享自己的想法。 思考并进行表达。 通过分析实验结果和结论的区别，并在探究实验中进行严谨科学的表达，进一步培养学生的科学探究能力。
【实验：探究光合作用产生氧气】 【展示】实验器材的图片。 【介绍】背景知识、实验目的和实验器材。 【展示】金鱼藻在光照下释放氧气的实验装置图片。 【介绍】实验步骤。 【展示】实验装置一段时间之后的变化。 【提出问题】将这一装置移到光下照射一段时间后会出现什么现象？ 【介绍】试管内出现气泡，液面会下降。 【提出问题】思考：将快要熄灭的细木条插进试管内，观察到什么现象？（细木条复燃） 【提出问题】这说明了什么问题？ 【讲解】植物的光合作用能释放氧气。 学生根据教师引导，逐步展开观察实验过程，分析实验现象，思考回答问题。 教师引导学生了解实验材料，分析实验现象，注重实验过程中阶段性操作的细节及理由。教师在引导学生观察实验现象的过程中，注重对学生核心素养的培养。
【小结：光合作用的实质】光合作用的实质是什么？ 【讲解】光合作用的实质就是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（淀粉），并且释放氧气的过程。 【展示反应式】展示光合作用的反应式 引导学生分析反应式中的原料、产物、条件和场所。 【强调】光合作用的实质：合成有机物，储存能量。 通过回答问题，整理出光合作用的过程。 构建光合作用的概念以及明确光合作用的实质。
环节四 讲授新课： 光合作用原理在农业生产中的应用 【过渡】在农业生产上，为了更好地促进植物的生长，获得高产，可根据光合作用的原理，保证作物有效地进行光合作用所需的各种条件。 【提出问题】结合光合作用反应式，想一想要提高光合作用反应，可以改变哪些因素？ 【教师讲解】介绍在实际农业生产中提高光合作用的方法，并通过提问引导学生思考这些方法为什么可以提高光合作用。 合理密植：指种植农作物时，单位面积土地上的植株不能过密也不能过稀，这样既能充分利用了单位面积上的光照而避免浪费，又不至于让叶片相互遮挡，影响光合作用。 2．立体种植（间作套种）：立体套种就是把两种或两种以上的作物，在空间和时间上进行最优化组合，以达到增产、增收、延长供应的目的。立体种植也是充分利用光照，提高光合作用效率。 【提出问题】除了充分利用光照外，我们还可以采取什么措施来提高农作物的光合作用呢？ 提示：二氧化碳是植物光合作用的主要原料，空气中二氧化碳浓度一般是0.03%。当空气中二氧化碳的浓度为0.5%~0.6%时，农作物的光合作用就会显著增强，从而使产量大幅提高。 举例：（温室中增加二氧化碳的方法）增施有机肥料，利用微生物分解有机物，喷施二氧化碳等。 思考分析。 结合实际生活实际，引导学生利用光合作用的原理分析实际生活中的现象。
环节五 课堂小结 【概念图】请同学们以概念图或思维导图的形式总结本节所学主要内容。 学生总结梳理知识框架。 培养学生绘制概念图以及思维导图的能力。
环节六 随堂练习 【例题讲解】讲解三道课堂练习。 思考、回答问题。 针对练习，及时反馈，掌握学生情况。第2节 植物维持生物圈中的碳氧平衡（第2课时）
学习目标
1. 通过分析呼吸作用的演示实验，描述呼吸作用的过程。（生命观念、科学思维）
2．举例说明呼吸作用原理在生产、生活中的应用。（生命观念、态度责任）
3．理解呼吸作用对生物体的意义，包括为生物的各项生命活动提供能量，认同呼吸作用是生物的共同特征。（生命观念、态度责任）
学习重难点
呼吸作用的过程。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一 创设情境，导入新课 【提出问题】植物光合作用产生的有机物用于为生命活动提供能量，是通过什么作用完成的？（呼吸作用） 如果进行研究植物的呼吸作用选用什么样的实验材料比较好？ （萌发的种子） 学生思考回忆前面提到的呼吸作用知识。 通过引出探究呼吸作用的实验材料种子，引出萌发过程中物质和能量的变化。
【提出问题】种子在萌发过程中发生了哪些能量和物质的变化呢？
环节二 讲授新课： 细胞呼吸产生能量 【提出问题】植物细胞内与能量转换有关的细胞结构有什么？ 【展示图片】整理学生的回答，展示植物细胞模式图，说明与能量转换有关的两个细胞结构——叶绿体与线粒体，以及它们的功能。 【提出问题】植物细胞呼吸会产生能量吗？ 【分析实验】分析《验证植物细胞呼吸会产生能量》的实验。通过播放视频展示实验流程和结果。 【提出问题】通过问题串，引导学生对实验进行分析。 1. 选择种子作为实验材料有什么优势？ 这是因为种子细胞中不含有叶绿体，无法进行光合作用，可以排除光合作用对实验的影响。 2. 实验的变量是什么？
种子的状态：萌发的种子和煮熟的种子。 3. 实验如何控制其他变量的？ 相同且适宜。 4. 实验结果说明了什么？ 萌发的种子产生了热量，产生了能量。 【提出问题】梳理学生的作答后，根据实验结论，提出新的问题：为什么萌发的种子会产生热量？ 【教师讲解】这是因为大豆细胞中含有糖类等有机物，种子萌发过程中，细胞通过分解有机物获得能量。也就是植物的呼吸作用。 【展示图片】展示动植物细胞模式图，介绍呼吸作用发生的场所。同时注意说明，呼吸作用不仅发生在植物细胞中，也发生在动物细胞中，是生物普遍存在的生命现象。 【教师讲解】呼吸作用产生的能量主要用于细胞自身的生命活动，或者以热能形式散失。 观察演示实验并分析，回答问题，进行交流。 通过问题串，引导学生分析实验，培养学生的逻辑思维能力，培养学生科学探究的能力，掌握如何控制单一变量。
环节三 讲授新课： 植物呼吸过程中的气体变化 【提出问题】细胞呼吸过程中有什么物质发生了变化？ 【演示视频】展示演示实验一，提出问题思考：种子在萌发过程中释放出了什么气体？通过演示视频，讲解实验原理，证明释放出的气体是二氧化碳。 有机物彻底分解不仅产生了二氧化碳，还产生了水。 【分析实验】将实验装置进行变化，如将绿色蔬菜放置于密闭的黑色不透光塑料袋里，进行实验。 【提出问题】 1. A、B两组，哪一组可以使澄清石灰水变浑浊？为什么？ A组；绿色植物呼吸作用产生了二氧化碳。 2. 为什么要使用黑色不透光塑料袋罩住绿色蔬菜？
避免绿色植物光合作用对实验的影响。 【演示视频】展示演示实验二，思考：蜡烛为什么熄灭了？说明了什么？ 蜡烛熄灭说明种子萌发过程中消耗了瓶内的氧气，介绍检测氧气消耗的实验原理，并展示实验过程。 【展示图片】如何检测氧气是否消失？展示检测图片，明确氧气具有助燃的特性，甲瓶中蜡烛熄灭，说明甲瓶中没有了氧气，乙瓶中蜡烛燃烧，说明乙瓶中有氧气。 思考并回答问题。 通过分析实验，培养学生科学思维和实验探究能力。通过整合多个实验的实验结论，进行归纳总结，培养学生归纳总结的能力。
【提出问题】请同学们根据以上演示实验，总结归纳呼吸作用的过程中物质和能量的变化，有哪些物质作为原料被消耗掉，有哪些物质作为产物被产生出来。共同整理出有氧呼吸的反应式。 【介绍】呼吸作用（有氧呼吸）的概念。在氧气的参与下，细胞将糖类等有机物逐步分解成二氧化碳和水，同时释放出能量的过程叫作有氧呼吸。 有氧呼吸是呼吸作用的主要类型。 倾听、思考。
环节四 讲授新课： 呼吸作用的意义 【提出问题】呼吸作用对植物自身有什么意义？ 【教师讲解】植物呼吸作用可以用于植物的生长繁殖、有机物和无机盐的运输、呼吸作用过程中产生的物质还可以合成蛋白质等其他有机物、产生的热量可以提高植物体的温度、可以提高植物体抗病能力等等。 学生分析交流。学生根据反应式思考分析。 结合已学知识，引导学生分析植物细胞呼吸的意义。
环节四 讲授新课： 呼吸作用的原理在生产、生活中的应用 【提出问题】思考：幼嫩的叶比衰老的叶呼吸作用强，花比叶的呼吸作用强，为什么？ 学生分析交流。 结合实际生活，引导学生利用呼吸作用的原理分析实际生活中的现象。
【师生总结】生命活动越旺盛的器官，呼吸作用就越强，以便为生命活动提供充足的能量。 不同的细胞，同一植物不同的生命时期，呼吸作用的强弱是有差别的。 【想一想】呼吸作用的强弱往往是生命活动强弱的标志，呼吸作用影响着植物体的生长发育，关系到作物的产量和品质。农业生产上采取许多栽培措施来保证作物呼吸作用的正常进行。你知道哪些应用实例吗？ 学生根据反应式思考分析。
【思考】呼吸作用原理的应用。 农田适时松土； 遇到涝害时及时排水。 ——提高呼吸作用的强度 2．把水果、蔬菜放在冰箱中贮存； 超市中或冰箱中的水果蔬菜往往覆盖上保鲜膜； 贮藏粮食时，密闭的粮仓内充加二氧化碳。 ——降低呼吸作用的强度 学生思考生产中的实例。 结合生活实例，分析呼吸作用原理的应用。
【思维训练-推理】分析：气温对呼吸作用的强弱有什么影响？ 【讲解】因为白天进行光合作用和呼吸作用，但光合作用较强，产生的有机物比较多；晚上只进行呼吸作用，由于昼夜温差较大，所以呼吸作用较弱，消耗的有机物较少，所以积累的有机物就多，瓜果就特别甜。 【提问】有人认为，植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，能够更新房间内的空气，于是在卧室里摆放多盆植物。你认为这种做法科学吗？为什么？ 【讲解】不科学。有光照时，植物同时进行光合作用和呼吸作用，可以更新房间内的空气。在黑暗中，植物的光合作用停止，呼吸作用仍在进行，会消耗房间内的氧气，将二氧化碳排放到房间中，影响房间内的空气质量。 学生思考交流分析。 培养学生推理能力、解决实际问题的能力。
环节五 光合作用和呼吸作用的比较 【思考】你能归纳一下光合作用和呼吸作用的区别与联系吗？填写下列表格。 学生总结梳理。 落实重点，加强记忆。
环节六 植物在生物圈碳氧平衡中的作用 【概念讲解】生物圈中各种生物的呼吸作用、有机物的分解过程，以及人类生产和生活中燃料燃烧等过程，都需要消耗大量的氧气，排出大量的二氧化碳。植物通过光合作用，能吸收大气中的二氧化碳，同时将氧气释放到大气中，维持着生物圈中的二氧化碳和氧气的相对平衡，简称“碳氧平衡”。 【提问】我们在生活中有哪些行为可以减少碳排放？ 倾听、思考。 学生思考交流分析。 培养学生解决实际问题的能力。
环节七 拓展延伸 【视频】温室效应有多可怕。 低碳生活、节能减排等。 学生观看拓展资料。 了解温室效应带来的危害，培养学生保护自然环境的社会责任感。
环节八 总结 植物的呼吸作用。 学生总结梳理。 落实重点，加强记忆。
环节九 随堂练习 【例题讲解】讲解两道课堂练习。 学生思考作答。 针对练习，及时反馈，掌握学生情况。

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