绿色植物的呼吸作用+示范教案

第二节 绿色植物的呼吸作用

一、教学目标

1．描述呼吸作用的过程。

2．说出呼吸作用是生物的共同特征。

3．认同绿色植物在维持生物圈的碳—氧平衡中的重要作用。

二、教学重点及难点

重点：

1．呼吸作用的过程。

2．对呼吸作用三个演示实验现象的准确分析。

3．呼吸作用为生命活动提供能量。

难点：

1．呼吸作用的实质。

2．对呼吸作用三个演示实验现象的准确分析。

三、教学准备

教师准备实验所需的仪器和材料；提前准备植物幼苗（豆苗或玉米苗）；收集呼吸作用的相关视频、图片等，PPT。

学生课前预习。

四、相关资源

《【教学实验】种子在萌发过程中释放出二氧化碳》视频资源、《【教学实验】种子在萌发过程中吸收了氧气》视频资源、《【教学实验】种子在萌发过程中释放出热量》视频资源、《【知识解析】绿色植物维持大气中二氧化碳和氧气的平衡》视频资源、《【生物世界】呼吸作用》知识卡片资源、《【活动设计】比较光合作用和呼吸作用》活动卡片资源。

五、教学过程

【课堂引入】

李先生酷爱花卉，因此在他的居室内，无论是客厅还是卧室都布置了各色花卉，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，真是好不惬意。李先生认为，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。

你认为李先生的想法和做法对吗？ 要想正确解决这个问题，仅靠前面我们所学习的还不够，还需要再学习一些知识。

其实，植物除了能进行光合作用，还具有另外一种作用，即呼吸作用。那么，呼吸作用在植物体上是怎么表现的呢？呼吸作用与我们平时所说的呼吸相同吗？植物的呼吸作用和光合作用有什么不同呢？

我们本节课就来解决这些问题。

【新知讲解】

（一）绿色植物呼吸作用的过程

生命活动需要能量的供应。绿色植物通过光合作用制造的有机物，除了用于构建植物体，还有另外一个重要作用——为植物的生命活动提供能量。

种子萌发，生命活动活跃起来，需要供给能量。下面就以种子的萌发为例，探讨植物通过呼吸作用分解有机物释放能量的过程。

实验一：有机物分解时释放能量

展示实验一的对照装置。

在上课的前一天，用两个暖水瓶装种子，甲瓶中装的是萌发的种子，乙瓶中装的是煮熟的种子。往瓶中各插入一支温度计。观察两支温度计显示的温度有什么不同。

讨论：种子在萌发过程中发生了能量变化吗？

讲解：甲瓶的温度高，说明种子在萌发过程中释放出能量，其中一部分能量以热能的形式散失了。

播放视频《【教学实验】种子在萌发过程中释放出热量》。

《种子在萌发过程中释放出热量》

（以上图片为素材库中《【教学实验】种子在萌发过程中释放出热量》视频截图）

讲解：种子在萌发过程中，其中的有机物发生了变化，释放出能量，一部分能量用于种子萌发，还有一部分能量以热能的形式散失了。由于这些热量聚集在暖水瓶中，所以我们可以用温度计来测量。

得出实验结论：在萌发的种子释放出了热量，而死的种子不能释放能量。

提问：伴随着这种能量的产生，萌发种子中的有机物最终转变成了什么物质？在转变过程中还需要哪些物质的参与呢？

实验二：有机物分解产生二氧化碳

展示实验二的装置。

瓶中是萌发的种子。实验使瓶内的气体进入试管。观察澄清的石灰水发生了什么变化。

讨论：种子在萌发过程中放出了什么气体？

讲解：二氧化碳具有使澄清石灰水变浑浊的特性。实验中澄清的石灰水变浑浊，说明种子在萌发过程中放出了二氧化碳。

播放视频《【教学实验】种子在萌发过程中释放出二氧化碳》。

《种子在萌发过程中释放出二氧化碳》

（以上图片为素材库中《【教学实验】种子在萌发过程中释放出二氧化碳》视频截图）

讲解：实验中澄清的石灰水变浑浊，说明种子萌发时放出了二氧化碳。科学实验证明，二氧化碳来自种子里的有机物。有机物在彻底分解时不仅产生二氧化碳，还产生了水。

得出实验结论：萌发的种子分解有机物产生了二氧化碳。

提问：既然植物在分解有机物时能产生二氧化碳，那么，它们是否也类似动物呼吸那样需要吸收氧气呢？

实验三：有机物分解需要氧的参与

展示实验三的对照装置。

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，观察蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧情况。

讨论：为什么蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧情况不一样？

讲解：甲瓶中蜡烛的火焰熄灭了，乙瓶中照常燃烧，说明种子在萌发过程中吸收了氧气，导致蜡烛的火焰熄灭。

播放视频《【教学实验】种子在萌发过程中吸收了氧气》。

《种子在萌发过程中吸收了氧气》

（以上图片为素材库中【教学实验】《种子在萌发过程中吸收了氧气》视频截图）

讲解：燃烧的蜡烛放进甲瓶里，火焰立刻熄灭了，这是因为甲瓶里缺少氧。甲瓶里的氧到哪里去了呢？原来，甲瓶里的氧被萌发的种子吸收了。科学实验证明，有机物在彻底分解成二氧化碳和水时，需要氧的参与。

得出实验结论：萌发的种子分解有机物需要吸收氧气。

归纳植物呼吸作用的过程及实质。

概括：细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。

呼吸作用的过程，可以用下列式子表示：

细胞通过呼吸作用获得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，呼吸作用一旦停止，就意味着生命的终结。

此外，在特殊的情况下，比如短时间缺氧，细胞中的有机物也能分解并释放能量，但分解得不彻底，释放的能量也比较少，这种有机物的分解形式通常是一种临时的能量补充方式。

思考：

1．呼吸作用主要在细胞的什么部位进行呢？

讲解：呼吸作用主要是在线粒体内进行的。

2．植物的地上部分和地下部分都要进行呼吸作用吗？

讲解：呼吸作用发生在所有的活细胞中。

3．植物在白天是否进行呼吸作用呢？在夜晚呢？

讲解：呼吸作用的发生与光无关，每时每刻都在进行。 4．植物在白天既进行光合作用，又进行呼吸作用，为什么总的结果依旧表现为向外界释放氧气呢？

讲解：植物的光合作用效率显著高于自身的呼吸作用效率。

现在我们了解了植物除了可以进行光合作用外，还进行呼吸作用，那现在你们觉得李先生的做法科学吗？应该给他怎样的科学建议呢？

讲解：不科学。有光照时，绿色植物同时进行光合作用和呼吸作用，可以更新居室内的空气。在黑暗中，绿色植物的光合作用停止，呼吸作用仍在进行，会消耗居室内的氧气，将二氧化碳排放到居室中，影响居室内的空气质量。

在居室中只能适量养花，其中卧室内若要养花，摆放1~2盆花卉即可。

农业生产上的许多栽培措施，是为了保证农作物呼吸作用的正常进行。

由于连日大雨，有块低洼处的玉米田被水浸泡了，玉米植株就像长在水田里，农田的主人认为反正玉米的生长需要水，被浸泡也没关系，因此没有采取排水措施。但是，过了一周后，玉米的叶子开始萎蔫，这是为什么呢？

讲解：玉米植株的根也需要进行呼吸作用，长期浸泡在水中，会导致氧气缺乏，无法进行呼吸作用。最终根部溃烂，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。

相反，有的措施是为了降低呼吸作用的强度。例如，贮藏粮食时，保持干燥和低温；贮藏水果、蔬菜时，降低温度或氧浓度。

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？

讲解：因为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。因此，幼嫩的叶比衰老的叶呼吸作用强，花比叶的呼吸作用强。

在不同的细胞、不同的生命时期，呼吸作用的强弱是有差别的。呼吸作用的强弱常常是生命活动强弱的标志，影响着植物体的生长发育，关系到农作物的产量和品质。

（二）呼吸作用是生物的共同特征

绿色植物制造的有机物除了自身利用之外，还通过食物链进入其他生物体内，参与构建其他生物体，并为其他生物的生命活动提供能量。在这些生物体内，有机物分解、提供能量的方式是基本相似的，都是通过细胞的呼吸作用。

呼吸作用是生物的共同特征，其实质都是有机物分解，释放能量。任何活细胞都在不停地进行呼吸作用，一旦呼吸作用停止，就意味着生命的终结。

（三）绿色植物在维持生物圈碳—氧平衡中的作用 展示《【活动设计】比较光合作用和呼吸作用》活动卡片，指导学生通过列表、画图等方式比较光合作用和呼吸作用，有助于学生巩固对光合作用和呼吸作用的认识。

《比较光合作用和呼吸作用》

（以上图片为素材库中《【知识解析】比较光合作用和呼吸作用》活动卡片）

区别与联系 光合作用 呼吸作用

区别 部位 含叶绿体的细胞 所有的活细胞

条件 光 有光无光均可

原料 二氧化碳、水 有机物、氧气

产物 有机物、氧气 二氧化碳、水

能量、物质转变 制造有机物，储存能量 分解有机物，释放能量

联系 呼吸作用和光合作用是相互依存的关系。呼吸作用分解的有机物时光合作用的产物，释放的能量是光合作用储存在有机物中的能量；光合作用原料的吸收和产物的吸收所需要的能量是呼吸作用释放出来的

呼吸作用和光合作用是绿色植物的重要生理功能，对维持生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡起到了重要作用。

播放视频《【知识解析】绿色植物维持大气中二氧化碳和氧气的平衡》。

《绿色植物维持大气中二氧化碳和氧气的平衡（微课知识点）》

（以上图片为素材库中《【知识解析】绿色植物维持大气中二氧化碳和氧气的平衡》视频截图）

生物的呼吸作用不断消耗氧，向生物圈中排放二氧化碳。自然界中的有机物在分解的过程中也不断地消耗氧，排出二氧化碳。人类的生活和生产正在大量消耗着各种各样的燃料，以便获得所需要的能量，而燃料在燃烧的过程中，消耗了大量的氧气，放出大量的二氧化碳。绿色植物通过光合作用，能不断消耗大气中的二氧化碳，又将氧气排放到大气中，对维持生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡（简称碳—氧平衡）起了重要作用。

从19世纪后半叶起，随着工厂、汽车、飞机、轮船等迅速增多，人类大量使用燃料，排入大气的二氧化碳量日益增加，已经出现超过生物圈自动调节能力的趋势。大气中二氧化碳浓度不断增加，对气候的影响日益加剧，导致温室效应愈演愈烈。例如，冰川加速融化，干旱、洪涝灾害频发，全球许多地方都出现异常气候。

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”将是全人类的葬礼。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？

要维持生物圈中的碳—氧平衡，一方面应当保护现有森林，并大力植树造林，充分发挥绿色植物消耗二氧化碳、制造氧气的功能；另一方面，要开展国际合作，减少二氧化碳排放。

作为生物圈中的一员，为了人类的明天更美好，我们在平时应该节水节电，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。

典型例题

例1．人体进行各种生理活动所需的能量来自细胞的哪项生理作用（ ）

A．消化作用

B．呼吸作用

C．吸收作用

D．分泌作用