资源简介

第三节 呼吸作用
课程：初中生物学
教材：初中生物学人教版七年级下册
章节： 第三节 呼吸作用
教材分析
本节课是初中生物“绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡”核心内容的重要组成部分，上承光合作用，下启生态系统能量流动与物质循环，是理解生命活动能量来源的关键环节；知识架构以种子萌发为真实情境，通过温度变化、石灰水变浑浊、蜡烛熄灭三个经典实验，层层递进揭示呼吸作用的原料、产物、场所和实质；教材采用观察·思考+演示实验+讨论归纳的呈现方式，注重证据推理与概念建构；学习难点在于区分光合与呼吸的条件与关系、理解“活细胞时刻进行呼吸”的抽象性；教学紧扣课标对“细胞呼吸是生物共同特征”的要求，融合生命观念与科学思维素养，强调原理在农业生产和生活中的应用，体现生物学与现实世界的紧密联系。
学情分析
七年级学生已学过光合作用、细胞结构（如线粒体）、种子萌发条件及二氧化碳、氧气的简单性质，具备基本实验观察能力和生活经验（如种子发热、水果保鲜）。但对“能量转化”“有机物分解”等抽象概念理解较浅，易将呼吸作用与呼吸混淆，缺乏对活细胞持续进行呼吸的深刻认知。本节重点是理解呼吸作用的原料、产物、场所、实质及意义；难点在于建立“能量来自有机物分解”“呼吸作用时刻进行”等核心观念。要求学生能基于三个演示实验现象，归纳结论，联系生活应用，形成生命活动需要能量支撑的科学认识。
教学目标
生命观念：通过分析种子萌发过程中有机物分解、能量释放及气体变化等现象，概括出呼吸作用是所有活细胞分解有机物释放能量以维持生命活动的基本生理过程。
科学思维：基于温度变化、石灰水变浑浊、蜡烛熄灭等实验现象，推理得出呼吸作用需要氧气、产生二氧化碳和水并释放能量的结论。
探究实践：通过观察演示实验中甲、乙两组装置的温度差异、石灰水变化和蜡烛燃烧情况，在教师引导下设计对照实验思路并解释变量控制的意义。
态度责任：结合农田松土、及时排水、粮食低温干燥储存等实例，说明合理调控呼吸作用对农业生产与生活应用的重要性，树立科学利用生物学知识服务生活的意识。
重点难点
教学重点
理解呼吸作用的实质是分解有机物释放能量。
掌握呼吸作用过程中有机物、氧气、二氧化碳和水的转化关系。
认识呼吸作用在植物生命活动中的重要性及其应用。
教学难点
区分呼吸作用与光合作用的物质和能量变化关系。
理解呼吸作用过程中能量的释放与利用方式。
分析不同条件下呼吸作用强弱变化的原因及其应用。
课堂导入
种子萌发时，我们常能观察到胚根突破种皮、幼苗迅速生长的现象，这一过程看似平静，实则伴随着剧烈的物质与能量转化：萌发的种子会发热，使周围温度升高；其释放的气体可使澄清石灰水变浑浊；还能使燃烧的蜡烛熄灭。这些现象表明，种子在萌发过程中既释放热量，又消耗氧气、产生二氧化碳，说明其中的有机物正在被分解并释放能量。类似地，水果储存过久会变软发热，蔬菜堆放后易腐烂发热，农田淹水后作物萎蔫，这些日常现象背后都指向同一生物学本质——活细胞持续进行着分解有机物、释放能量的呼吸作用。呼吸作用是所有生物维持生命活动的基础过程，其发生场所主要在线粒体，反应底物为有机物和氧气，产物为二氧化碳、水和可利用的能量。本节课将系统探究呼吸作用的过程、实质及其在植物生命活动中的关键作用。
探究新知
呼吸作用的过程
（一）呼吸作用释放能量
创设情景
种子在适宜条件下开始萌发，胚根突破种皮，胚芽向上生长，整个过程看似安静，却伴随着细胞分裂、物质运输、新器官构建等一系列活跃的生命活动。这些活动都需要持续的能量供应。那么，种子自身没有叶绿体，不能进行光合作用，它依靠什么提供能量？能量又是以何种形式被释放和利用的？
教师引导
展示教材实验装置图，引导学生关注实验设计的对照思想：“甲瓶装入萌发的种子，乙瓶装入煮熟并晾凉的种子，两瓶初始温度一致，均插入温度计。请思考：为什么要设置煮熟的种子作为对照？温度变化能说明什么生物学现象？”
在上课的前一天，老师向两个暖水瓶（或保温杯）中装入种子：甲瓶中装入萌发的种子，乙瓶中装入煮熟并晾凉的种子。尽量保证两个瓶中初始温度一致。然后，向瓶中各插入一支温度计。
学生活动
观察并记录甲、乙两瓶温度计示数变化；小组讨论后完成以下问题：
甲瓶温度升高，乙瓶温度基本不变，说明什么？
萌发种子释放的能量有哪些去向？
教师点评
肯定学生准确指出“萌发种子释放热量”这一现象，强调煮熟种子因细胞死亡、生命活动停止，不发生能量转化，因此是理想的对照组。引导学生联系生活经验：刚收获的小麦堆若堆放过久会发热甚至自燃，正是大量种子同时进行呼吸作用释放热量所致。
教师总结
呼吸作用释放能量： 植物通过分解有机物释放能量，一部分用于生命活动，另一部分以热能形式散失。
能量来源： 呼吸作用的原料是植物体内储存的有机物，如淀粉、脂肪等。
（二）呼吸作用产生二氧化碳
创设情景
农民在储存粮食时，常将粮仓密封并定期通风；果园冬季修剪后，有时会在树干周围覆盖地膜。这些做法都与植物体内的气体交换密切相关。那么，植物在进行生命活动时，是否像动物一样吸入氧气、呼出二氧化碳？如何通过实验验证？
教师引导
呈现演示实验1装置图，提问：“向装有萌发种子的密闭瓶中注入清水，打开阀门使气体通入澄清石灰水，观察现象。为什么选择澄清石灰水？它在实验中起什么作用？” 引导学生回顾二氧化碳的检验方法。
演示实验1的实验装置示意图
学生活动
观察澄清石灰水是否变浑浊；结合已有知识判断气体成分；小组合作解释：
石灰水变浑浊说明该气体是什么？
这种气体来自哪里？是否与有机物有关？
教师点评
指出学生正确运用“二氧化碳使澄清石灰水变浑浊”这一特性进行推理，表扬其将现象与物质变化建立联系的能力。提醒注意实验中“注入清水”的作用是排出瓶内原有气体，确保检测的是萌发过程中新产生的气体。
教师总结
呼吸作用产生二氧化碳： 萌发种子在分解有机物过程中释放二氧化碳。
二氧化碳来源： 来自种子内有机物的分解，是呼吸作用的产物之一。
（三）呼吸作用需要氧气
创设情景
登山运动员在高海拔地区常携带氧气瓶；潜水员下潜前需检查氧气供给系统；而农民在储存红薯、马铃薯等块茎类作物时，也特别注意仓库通风。这些现象背后，共同指向一个关键条件——生命活动离不开氧气。植物是否同样依赖氧气进行生命活动？
教师引导
展示演示实验2对比图，提问：“甲瓶装萌发种子，乙瓶装等量煮熟种子，24小时后分别放入燃烧的蜡烛。你预测哪一瓶蜡烛会继续燃烧？为什么？” 引导学生从气体消耗角度分析氧气变化。
演示实验2：甲瓶装有萌发的种子，乙瓶装有等量的煮熟的种子，把甲、乙两瓶同时放到温暖的地方。24小时以后，请你观察蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧情况。
学生活动
观察蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧时间与火焰状态；记录现象并尝试解释：
甲瓶蜡烛迅速熄灭，说明什么？
乙瓶蜡烛继续燃烧，说明什么？
氧气减少与种子生命活动之间存在怎样的关系？
教师点评
肯定学生能从“蜡烛熄灭→缺氧→氧气被消耗”进行逻辑推演，强调该实验再次运用了对照原则，且与前两个实验形成证据链：能量释放、二氧化碳产生、氧气消耗三者共同指向同一生理过程。
教师总结
呼吸作用需要氧气： 萌发种子吸收瓶内氧气，用于有机物的分解。
呼吸作用的实质： 在氧气参与下，有机物被彻底分解为二氧化碳和水，并释放能量。
反应式表达（文字形式）：
有机物 氧气 二氧化碳 水 能量
呼吸作用的实质
（一）呼吸作用的实质
创设情景
农民伯伯在储存粮食前，总会将种子充分晒干，并放入低温、干燥、通风的仓库中；而播种时，又需选择疏松、湿润、温暖的土壤。这些做法看似矛盾，实则都围绕一个核心问题：如何调控种子的生命活动？进一步思考，刚收获的潮湿种子若堆积过久，堆内温度会明显升高，甚至出现“自燃”现象；而新鲜蔬菜放入冰箱冷藏后，保鲜时间显著延长。这些现象背后，共同指向细胞内部持续发生的能量转化过程。
教师引导
提问：“种子即使处于休眠状态，是否仍在进行生命活动？如果停止所有生命活动，种子还能萌发吗？”引导学生联系生活经验，推测活细胞必须维持某种基础代谢。展示教材中呼吸作用示意图（含线粒体结构与反应式），聚焦图中箭头方向与物质变化：“请观察图中有机物、氧气、二氧化碳、水和能量的位置关系，思考：这些物质在细胞中发生了怎样的转变？能量从哪里来，又去向何方？”
呼吸作用示意图
学生活动
以小组为单位，完成以下任务：
根据图示与文字描述，用关键词补全呼吸作用概念图：
　　原料：、；
　　场所：；
　　产物：、、；
　　本质：______有机物，______能量。
对比分析：将呼吸作用与光合作用（已学）从原料、产物、场所、条件、能量变化五个维度列表比较，标注二者在植物生命活动中的关系。
教师点评
肯定学生准确提取“氧”“有机物”“线粒体”“二氧化碳”“水”“能量”等核心要素；指出常见误区——误认为“只有萌发时才呼吸”或“呼吸只在夜间发生”，强调“所有活细胞、任何时刻都在进行”；结合概念图完成情况，强调“分解有机物”与“释放能量”是不可分割的统一过程。
教师总结
呼吸作用的概念： 细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并释放其中储存的能量，供生命活动利用的过程。
呼吸作用的场所： 主要在线粒体内进行。
呼吸作用的实质： 分解有机物，释放能量。
（二）呼吸作用是生物的共同特征
创设情景
动物园中，大象每天需进食上百千克植物性食物；人类每分钟呼吸约16次；就连土壤中肉眼难见的细菌，也能在无光环境下分解枯枝落叶。这些看似迥异的生命现象，却共享同一类化学反应——它们获取能量的方式是否存在共性？科学家曾将萌发的种子、小白鼠、酵母菌分别置于密闭容器中，发现三者均使澄清石灰水变浑浊，且容器内温度上升。这说明什么？
教师引导
展示教材中小资料内容及对应示意图（含有氧与无氧两种路径对比）：“图中左侧为有氧条件下的完整分解路径，右侧为无氧条件下的简化路径。请比较两者在氧气需求、产物种类、能量释放量上的差异。”进一步设问：“为什么酵母菌酿酒时不密封会失败？为什么剧烈运动后肌肉酸痛？这些现象能否用图中右侧路径解释？”
学生活动
分组实验模拟分析（基于教材原理）：
A组：查阅资料，列举三种不同生物（如水稻根、苹果果实、人体肌细胞）在缺氧时的呼吸产物；
B组：结合图示，绘制简笔流程图，标注“有氧呼吸”与“无氧呼吸”的起始物质、关键条件、终产物及能量多寡；
C组：讨论并陈述：“若某生物体细胞全部停止呼吸作用，其生命状态将如何变化？为什么？”
教师点评
肯定学生能依据图示区分“彻底分解”与“不彻底分解”，指出“能量少”是因有机物中大部分能量仍保留在酒精或乳酸中；纠正“无氧呼吸不需要任何条件”的误解，强调其仍需酶催化、仍在线粒体外（细胞质）进行；通过C组发言，强化“呼吸作用停止即生命终结”的生物学判断依据。
教师总结
呼吸作用的普遍性： 不仅发生在植物活细胞中，也发生在动物、微生物等所有生物的活细胞中。
呼吸作用的必要性： 任何活细胞都必须持续进行呼吸作用；呼吸作用一旦停止，生命活动即告终止。
呼吸作用的多样性： 多数情况下需氧（有氧呼吸），某些条件下可不需氧（无氧呼吸），但后者分解不彻底、释放能量少。
呼吸作用原理的应用
（一）呼吸作用强弱与生命活动的关系
创设情景
春季校园里，新抽的嫩叶青翠欲滴，而树下掉落的老叶边缘已泛黄卷曲；校园花坛中，盛开的月季花瓣饱满、色泽鲜亮，而旁边同一株植物的叶片却相对平缓。这些现象背后隐藏着植物体内一种持续进行的生命活动——呼吸作用。教材指出：“幼嫩的叶比衰老的叶呼吸作用强，花比叶的呼吸作用强。”这并非偶然，而是与细胞的生命状态密切相关。
教师引导
提问：“为什么刚长出的嫩叶比老叶更‘活跃’？开花时植物消耗大量能量，这些能量从何而来？”引导学生联系已学知识：植物每时每刻都在进行呼吸作用，分解有机物，释放能量。展示教材中对比不同器官呼吸强度的示意图：
不同器官呼吸作用强度比较示意图
请学生观察图中柱状图高度差异，思考：哪一类结构柱形最高？对应什么生命活动阶段？提示学生关注“幼嫩叶”“衰老叶”“花”的标注位置及数值高低。
学生活动
以四人小组为单位，完成以下任务：
根据示意图，填写表格中呼吸作用相对强度（用“高”“中”“低”表示）：
器官或时期 幼嫩叶 衰老叶 花
呼吸强度
结合生活经验讨论：幼嫩叶正在做什么？花开放需要哪些物质基础？衰老叶发生了什么变化？尝试用“细胞分裂”“细胞生长”“有机物积累”“细胞衰老”等已学词汇解释呼吸强度差异。
教师点评
肯定学生能从图中准确读取数据，并将“幼嫩叶生长旺盛”“花需大量能量支持开放”与呼吸作用联系起来。指出常见误区：有学生认为“叶子绿就能光合作用，所以不需要呼吸”，及时澄清——光合作用只在有光时进行，而呼吸作用时刻不停；且幼嫩细胞代谢快，需更多能量用于构建新结构，故呼吸更强。强调“呼吸作用强度反映生命活动活跃程度”。
教师总结
呼吸作用与生命活动的关系： 呼吸作用为生命活动提供能量，生命活动越旺盛，呼吸作用越强。
不同器官或时期的差异： 幼嫩叶细胞分裂和生长旺盛，花器官发育和开放需大量能量，因此呼吸作用强；衰老叶细胞代谢减缓，有机物分解减少，呼吸作用减弱。
（二）农业生产中保障呼吸作用的措施
创设情景
某地连续降雨一周，农田积水严重，农民发现玉米苗叶片发黄、根部发黑，部分幼苗倒伏死亡。与此同时，另一块田地因农事操作及时松土，作物长势良好。类似现象也出现在蔬菜大棚管理中：冬季夜间若通风不足，棚内湿度大、氧气少，蔬菜易腐烂。这些现象都指向一个关键需求——植物根系需要充足的氧气。
教师引导
提问：“植物地上部分可通过气孔获取氧气，那埋在土壤中的根如何获得氧气？”展示教材中根系呼吸示意图：
植物根系呼吸示意图
引导学生观察图中土壤颗粒间隙、根毛结构及箭头方向，思考：土壤板结或积水会对间隙造成什么影响？氧气如何进入根细胞？进一步设问：“如果根无法正常呼吸，会对整株植物产生什么后果？”
学生活动
小组合作完成情境判断题：
情境1：小麦播种前深耕翻土 → 是否有利于根呼吸？为什么？
情境2：水稻田长期深灌不排水 → 是否利于根呼吸？可能引发什么问题？
情境3：暴雨后菜地积水 → 应采取什么紧急措施？依据是什么？
每组选派代表汇报，其他组补充或质疑。
教师点评
表扬能准确指出“松土增加土壤空隙，利于氧气扩散”“积水排挤土壤空气，导致根缺氧”的小组。纠正个别学生将“松土只为除草”的片面认识，强调其核心生物学意义在于保障根的呼吸作用。结合图中根毛与土壤颗粒关系，说明结构与功能的统一性。
教师总结
根呼吸的条件： 植物根系需要氧气进行呼吸作用，土壤疏松、透气良好是必要条件。
农业措施原理： 适时松土、及时排水，都是为了增加土壤中氧气含量，满足根细胞呼吸作用对氧气的需求。
（三）降低呼吸作用在储藏中的应用
创设情景
夏末时节，粮仓管理员将新收的小麦晒干后入库；秋收后的苹果被放入冷库，或充入氮气密封保存。超市冷柜中，青菜用保鲜膜包裹并置于低温区，而常温货架上的番茄则较快变软、腐烂。这些做法看似不同，实则遵循同一生物学原理——控制呼吸作用强度。
教师引导
提问：“粮食、果蔬储藏过程中最怕什么？为什么会霉变、腐烂、失重？”展示教材中储藏条件对比图：
不同储藏条件下呼吸作用强度示意图
引导学生对比图中三条曲线：干燥 vs 潮湿、低温 vs 常温、低氧 vs 正常空气。提问：“哪条曲线代表最弱的呼吸作用？对应哪些具体条件？这些条件如何影响呼吸作用？”
学生活动
角色扮演活动：
A组代表“粮库管理员”，说明为何要“晒干+低温”储粮；
B组代表“果蔬运输商”，解释冷链运输与气调包装（充氮）的作用；
C组代表“家庭主妇”，分享冰箱保鲜抽屉使用经验，并分析原理。
每组用一句话概括核心措施与呼吸作用的关系，如：“降低温度，减慢酶的活性，从而减弱呼吸作用。”
教师点评
肯定学生能将“温度”“水分”“氧气”三个变量与呼吸作用强度建立联系。指出易混淆点：有学生认为“晒干是为了杀菌”，需明确主要目的是降低种子含水量，抑制其呼吸作用，防止有机物过度消耗和产热霉变。强调“所有措施均围绕减弱呼吸、减少有机物分解”这一主线。
教师总结
储藏原理： 降低温度、减少水分、降低氧气浓度，均可减弱呼吸作用强度。
应用目的： 减少有机物消耗，防止发热、霉变、腐烂，延长储藏时间，保持品质与产量。
课堂练习
第1题
【题文】下列生产实践中的做法和目的不相符的是（ ）
A．合理密植——提高光能利用率
B．中耕松土——保证植物根的呼吸作用
C．带土移栽——保护幼根和根毛
D．秸秆还田——为植物生长提供有机物
【答案】D
第2题
【题文】大棚种植户应对风沙、寒潮、暴雨等异常天气的措施中，不能与原理对应的是（　　）
A．及时疏通排涝——抑制呼吸作用
B．清洗大棚薄膜——增强光合作用
C．降低夜间温度——抑制呼吸作用
D．阴天加炭火盆——增强光合作用
【答案】A
第3题
【题文】如图是西瓜和豆角两种农作物二氧化碳吸收量和释放量与光照强度关系的曲线图。下列叙述错误的是（ ）
A．光照强度大于a1时，西瓜植株积累有机物
B．要使两种植物都能正常生长，光照强度要大于a2
C．光照强度小于a1时，两种植物都只进行呼吸作用
D．同等黑暗条件下，豆角释放二氧化碳的量多于西瓜
【答案】C
板书设计
呼吸作用的概念与实质
细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并释放能量供生命活动利用的过程；主要场所是线粒体
呼吸作用的反应式
有机物（储存着能量）＋氧 → 二氧化碳＋水＋能量
呼吸作用的意义
为植物（及所有生物）的生命活动提供能量；是生物的共同特征；呼吸作用停止，生命即终止
影响呼吸作用强弱的因素
生命活动旺盛的器官或时期，呼吸作用强（如幼叶、花）
氧气、温度、水分等环境条件影响呼吸作用强度
呼吸作用原理在生产中的应用
促进呼吸：农田松土、及时排涝（保证根部氧气供应）
抑制呼吸：粮食储藏保持干燥低温；果蔬储藏降低温度或氧气浓度
教学反思
本节课以种子萌发为切入点，通过温度变化、石灰水变浑浊、蜡烛熄灭三个经典实验，引导学生探究呼吸作用释放能量、产生二氧化碳、消耗氧气的实质，结合线粒体定位和反应式归纳出呼吸作用的概念与意义，并联系农业生产实际拓展应用。教学目标基本达成，学生能准确描述呼吸作用的原料、产物、场所、能量变化及生物学意义，实验现象分析与结论推导能力得到有效训练；成功之处在于实验情境真实、逻辑链条清晰、生活实例丰富；不足在于对“无氧呼吸”仅作简要提示，未结合发面、酿酒等常见现象展开对比辨析，易造成理解片面，后续可补充简易对比活动强化概念完整性。

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