初中生物新人教版七年级下册第三单元第二章《植物体内的物质与能量变化》教案（2025春）

第二章植物体内的物质与能量变化第一节水的利用与散失【学情分析】通过第一章第二节的学习，学生对根尖吸水与幼根的生长有了一定的知识积累，但对根吸收的水是怎样运输到茎、叶、花等器官的不太了解，未形成完整的知识体系。在日常生活中，因为难以与生活经验相联系，所以学生很少了解到叶片的结构、蒸腾作用的过程等，因此对植物体内水的利用和散失也不太了解。【素养目标】[科学思维]知道植物吸水的主要部位，描述植物体内水运输的途径；描述绿色植物叶片的结构；解释植物蒸腾作用及气孔控制气体进出植物叶片的机制。[探究实践]练习制作叶片横切面的临时切片，用显微镜观察叶片的结构；设计实验，认识蒸腾作用；了解气孔的结构和作用以及气孔控制水分和二氧化碳进出叶片的机制。[生命观念]认同叶片的结构与其功能相适应。[态度责任]认同绿色植物进行蒸腾作用的意义，形成保护森林的意识。【教学重点】叶片的结构；蒸腾作用；气孔控制水分和二氧化碳进出叶片的机制。【教学难点】描述气孔的组成及开闭原理；气孔的开闭与蒸腾作用的关系【教学过程】导入[讲述]17世纪初，比利时人海尔蒙特做了一个著名的实验。他将一棵柳树苗栽种在装有烘干土壤的盆中，仅在必要时往盆中浇水。5年后，柳树长大了，他再次称量柳树和盆中土壤（烘干）的质量，发现柳树的质量增加了70多千克，而土壤只减少了50多克。[提问1]海尔蒙特的柳树生长实验中，柳树增加的质量是从哪里得到的？[想一想，议一议]有人计算出一株玉米从出苗到结实，从土壤中吸收的水超过200千克，其中成为玉米植株组成成分的水还不到2千克。其余那么多的水都到哪里去了呢？这些水对植物体自身有什么意义呢?展开一、植物对水的吸收和运输[讲述]海尔蒙特在的柳树生长实验中得出结论：水是参与构建植物体的主要物质，那水在植物体内是怎样运输的呢？[提问2]在前面的学习中，我们知道，植物吸收水和无机盐的主要部位是哪里呢？那么，根吸收的水是怎样运输到茎、叶、花等器官的呢？[实验]水在茎中的运输：剪取一段带叶的茎，放入滴有红墨水的水里，并在阳光下照射3~4小时。[现象]叶脉红了，整个叶片都有些红了，而茎的表面并没有出现红色。[动手操作]把茎横向（或纵向）切断[提问3]这些变红的“管子”叫什么？它有何特点？有什么作用？水在其中运输的方向如何？[讲述]茎内运输水的结构是导管，导管是由许多长形、管状的死细胞构成的，这些死细胞没有细胞质和细胞核，上下细胞间的细胞壁已经消失，形成中空的管道。根和叶脉内的导管相互连接，形成运输水的管网。[引导]水在茎中运输的方向是由下往上的，常识上，水一般都是从上往下流的，那水从下往上运输的动力是什么呢？二、植物的蒸腾作用[科学实验]用透明塑料袋罩住正常生长的植物，一段时间后塑料袋内出现了水珠。[提问4]塑料袋中的水从哪里来的？[讲述]水从活的植物体表面以状态散失到大气中的过程，叫作蒸腾作用。6 [游戏互动]通过借助吸管喝水，模拟蒸腾作用提供的动力：准备一杯水和一根吸管，请一名学生参与游戏。[提问5]请同学们告诉我，吸管模拟了什么结构？使水由下往上流动又模拟了什么结构？[提问6]为什么在炎热的夏季，树林里的空气凉爽湿润，而操场或马路上的空气就显得燥热呢？[引导]学生总结蒸腾作用的意义。拉动水和无机盐在体内的运输；降低叶片表面的温度。三、叶片的结构[引导]我们已经知道，蒸腾作用主要是通过叶片散失水分，那么水分又从哪个结构散失到环境中？[游戏互动]用热水浸泡叶片，证明气孔的存在：准备一盆热水、一枚新鲜的叶子，请一名学生参与游戏。[提问7]将叶子放进热水中，看到了什么现象？[拓展]仔细观察叶片的上下面，现象有什么不同？[实验探究]观察叶片的结构：练习徒手切片并在显微镜下观察叶片的结构；观察下表皮，重点观察表皮细胞、保卫细胞和气孔。[讲述]通过实验探究，可以发现，叶片由表皮、叶肉和叶脉三部分组成，下表皮气孔较多。[展示]图片：叶片的结构[展示]图片：临时装片中气孔张开和闭合图，请学生观察并说出气孔的结构特点。[讲述]气孔是植物蒸腾作用的“门户”，也是气体交换的“窗口”。它通常是由一对半月形的细胞——保卫细胞围成的小孔。[提问8]保卫细胞是怎么调节气孔的张开和闭合的？[讲述]当保卫细胞吸水膨胀时，体积膨大，细胞向外弯曲，气孔张开；当保卫细胞失水收缩时，体积收缩，细胞拉直，气孔关闭。[总结]气孔张开和气孔闭合的环境条件。白天，气孔张开，空气进入气孔，为叶片制造有机物提供二氧化碳，水分也通过气孔散失，蒸腾作用较强；夜晚，气孔关闭，叶片的生产活动停止，蒸腾作用减弱。[课堂小结]导管对水的运输→蒸腾作用提供动力→水的散失→叶片的结构→气孔的构成→气孔的张开和闭合控制蒸腾作用的强弱。第二节光合作用【学情分析】通过小学科学的学习，学生对光合作用的部分知识已经有了一定的了解，也知道淀粉遇碘变蓝的特性，但是不知道暗处理、叶绿素能溶于酒精、水浴加热等知识。由于自主实验操作较少，学生对于一些实验仪器不太熟悉，存在较大的安全隐患。这个阶段的学生对生物学科有着浓厚的兴趣，对实验的设计有一定的基础，能积极主动参与实验探究，愿意与同学合作完成任务，但是分析问题的能力和总结归纳的能力还有待加强，所以本节课的探究实验设计和分析对学生来说有一定的难度，实验需要在教师的帮助指导下完成。【素养目标】[科学思维]通过探究实验，培养学生科学探究的能力；经过对实验现象的观察、结果的分析、并得出结论，提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生严谨的科学思维。[探究实践]通过实验验证绿叶在光下制造有机物、光合作用吸收二氧化碳释放氧气，培养学生逐步掌握实验探究的科学方法。[生命观念]认同光合作用过程中的物质与能量观（即二氧化碳和水是光合作用的原料、光是光合作用的条件，有机物和氧气是光合作用的产物）。[态度责任]通过探究实验，养成良好的实验习惯、形成严谨求实的实验态度以及爱护实验仪器的态度和责任。明确植物进行光合作用的重要性，养成爱护植物的情感。【教学重点】“探究绿叶在光下制造有机物”6 的设计和实验操作；掌握光合作用的基本过程、原料、条件和产物；理解光合作用吸收二氧化碳释放氧气相关实验装置。【教学难点】组织好“绿叶在光下制造有机物”的实验活动。【教学过程】导入[想一想，议一议]在海尔蒙特柳树生长实验中，柳树的质量增加了70多千克，增加的主要是什么物质呢？[讲述]生物圈中有一个巨大的生产有机物的天然“工厂”——绿叶，能够利用简单的无机物合成复杂的有机物，不仅满足自身生命活动的需要，还养活了地球上几乎所有的生物。绿色植物是如何制造有机物的？绿色植物制造的有机物是什么?让我们带着这些问题展开本节课的学习。展开一、绿叶在光下制造有机物[引导]学生阅读课本“探究绿叶在光下制造有机物”相关内容，要求弄清实验目的、材料用具、方法步骤、现象分析、实验结论。[探究]实验过程：1.暗处理；2.选择叶片遮光；3.光照（所用时间较长，课前完成）；4.酒精脱色，水浴加热；5.清水漂洗，滴加碘液；6.观察叶片变化情况。[提问1]①通过什么方法检验淀粉？②能否直接在叶片上滴加碘液？③如何去除叶片的绿色？④能否直接加热酒精呢？⑤酒精是否会对碘液鉴定淀粉造成影响呢？该怎么操作？⑥为什么要用黑纸片把叶片的一部分遮盖起来？⑦为什么要将天竺葵提前在黑暗处放置一昼夜？⑧本实验的结论是什么？[点拨]引导学生分析：同样是见光部分，为什么黄白色部分不能制造出淀粉？（叶绿体既是生产有机物的“车间”，也是将光能转变为化学能的“能量转换器”。）[引导]学生归纳“绿叶在光下制造有机物”的实验操作步骤。二、光合作用吸收二氧化碳释放氧气[导入]空气中氧气的体积约为21%，而生物的呼吸和物质的燃烧都会消耗大量的氧气，为什么我们没有感觉到缺氧呢？[认知]亚里士多德提出植物的增重完全来自于土壤，因此植物增重多少，土壤就减轻多少。海尔蒙特质疑亚里士多德的理论，设计了著名的“柳树生长实验”，认为水是参与构建植物体的主要物质。17世纪后叶，显微镜的发明让人们发现了植物叶片上的气孔，因而认为植物通过气孔与外界进行气体交换。18世纪70年代，普里斯特利做了一个经典实验。[引导]学生自主学习普里斯特利的实验。[提问2]①该实验装置中玻璃罩有什么作用？②该实验设置了几组对照实验？实验现象分别是什么？③该实验的结论是什么？[拓展]普里斯特利的实验看似简单，但后人做得实验很多不能成功，英格豪斯通过多次实验发现：普里斯特利的实验必须在有光的条件下进行。[观察·思考]金鱼藻在光下释放氧气[提问3]①实验结果说明了什么？②将实验装置放到黑暗处，还会出现相同的实验现象吗？[结论]氧气也是光合作用的产物。[实验·研究]二氧化碳是光合作用必需的原料[提示]氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳。[提问4]为了保证实验中只有二氧化碳一个变量，该怎样设计对照实验？[注意]两套装置要同时暗处理一昼夜，然后光照2~3小时，最后检测两套装置中的叶片有无淀粉生成。[提问5]该实验的结论是什么？三、光合作用的实质[定义]光合作用实质上是植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水合成为储存着能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。[总结]光合作用包括两方面的变化：一是物质转变；二是能量转化。6 四、有机物的运输及其作用[提问6]叶片通过光合作用制造的大量的有机物都去哪里了呢？五、光合作用在农业生产上的应用[传统文化]《吕氏春秋》提出，要“慎其种，勿使数，亦无使疏”。（合理密植使作物的叶片充分地接受光照）[课堂小结]光合作用的原料、场所、产物及应用；筛管运输有机物归纳总结。第三节呼吸作用【学情分析】七年级学生正处于以形象思维为主，并向抽象思维逐步过渡的关键时期。学生已经学习了光合作用的相关知识，对植物的生产过程有了一定的了解，本节课将进一步探讨植物的呼吸作用，帮助学生建立完整的植物生理活动知识体系。现实生活中，学生对呼吸作用的一些现象已有不少感性认识，教师在教学中要充分利用学生的生活经验，密切联系生产、生活的实际，引导学生理解呼吸作用的定义和意义，并能运用所学知识解释生产、生活中的有关问题。【素养目标】[科学思维]描述呼吸作用的定义、主要场所、原料、产物及其重要意义；学会设计实验验证呼吸作用的原料、产物等；理解生产生活中促进或抑制呼吸作用的措施。[探究实践]观察“种子在萌发过程中的能量变化”实验，阐述呼吸作用过程中的能量变化；观察“种子在萌发过程中的物质变化”实验，说明呼吸作用释放了二氧化碳；完成“蜡烛熄灭”实验，描述呼吸作用消耗了氧气。[生命观念]认同呼吸作用过程中的物质和能量变化观；认同呼吸作用是生物的共同特征。[态度责任]参与小组合作探究，树立合作意识；通过观察、分析实验现象，形成实事求是的科学态度；养成爱护植物的环保意识。【教学重点】探究种子萌发过程的三个相关实验；呼吸作用的定义和意义。【教学难点】准确分析种子萌发过程中的实验现象；理解呼吸作用为生命活动提供能量。【教学过程】导入[想一想，议一议]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？[联系生活]思考生活中常见的两个现象：为什么堆放久的种子会发热？为什么要在花盆底部留一个洞？展开一、呼吸作用的过程[观察·思考]种子在萌发过程中的能量变化[讲述]实验装置：甲暖水瓶装入萌发的种子；乙暖水瓶装入煮熟并晾凉的种子（其他条件均一致）[提问1]甲、乙两瓶内的温度分别有什么变化？说明了什么？种子在萌发过程中发生了怎样的能量变化？[观察·思考]种子在萌发过程中的物质变化[讲述]演示实验1：瓶中装有萌发的种子，实验开始时阀门是关闭的，一段时间后，向瓶内注入清水，打开阀门，使瓶内气体进入试管，观察澄清的石灰水的变化。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小时后，观察蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧情况。[提问2]上述两个演示实验的实验现象分别是什么？说明了什么？二、呼吸作用的实质[引导]学生阅读课本。6 [定义]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，供生命活动利用，这个过程叫作呼吸作用。[实质]分解有机物，释放能量。[提问3]呼吸作用的原料、场所、产物是什么？[意义]植物制造的有机物除了被自身利用，还直接或间接地进入其他生物体内，参与构建其他生物体，并为其他生物的生命活动提供能量。三、呼吸作用原理的应用[展示]图片：农田排涝、田间松土、晾晒粮食、冰箱冷藏水果蔬菜等。[联系生活]举例：促进或抑制植物的呼吸作用。第四节植物在自然界中的作用【学情分析】本节是本单元的最后一节，学生已经学习了植物的三大生理过程，包括蒸腾作用、光合作用、呼吸作用，对植物在自然界中的作用有了一定的认识，知识方面得到了提升，但在情感方面还有一定的短板。本节课内容比较简单，多以丰富多彩、形式多样的方式为学生展示植物资源面临的巨大问题，让学生形成危机感和责任感。本节课的重难点是学生情感态度、价值观的培养和升华。【素养目标】[科学思维]①分析与归纳：通过“植物与我们的生活”等活动，整理和分析信息，认识到植物可以为其他生物提供有机物；②演绎与推理：通过观看视频与图片，进一步认识光合作用、吸收作用、蒸腾作用的过程，推理出植物在自然界中的作用。[探究实践]通过阅读及识图，培养和训练学生信息处理、阅读理解、逻辑思维和交流合作的能力。[生命观念]①物质与能量观：植物通过光合作用制造的有机物，为绝大部分生物提供了基本的食物来源和生命活动所需的能量；②生态观：植物的蒸腾作用促进了生物圈的水循环，植物的光合作用和呼吸作用维持生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡。[态度责任]关注生物圈中植物的作用及其生存状态，认识保护植物对维持生物圈动态平衡的意义，领悟人与自然和谐发展的重要性，提高学生环境保护意识，增强社会责任感，自觉形成爱护绿色植物的美好情感，初步形成节约用水，保护森林的意识。【教学重点】理解植物可以为其他生物提供有机物；植物参与生物圈的水循环；植物参与维持生物圈的碳氧平衡。【教学难点】植物参与生物圈的水循环；植物参与维持生物圈的碳氧平衡。【教学过程】导入[展示]图片：植物与生物圈。[讲述]从陆地到海洋乃至空中，从热带到温带乃至极地，到处都有生物的存在。生物圈中生活着多种多样的生物，其中，植物是生物圈中最基本和最重要的生物成分，它对生物圈的存在和发展起着决定性的作用。[过渡]植物对生物圈有哪些影响？这些影响有什么特点？这节课我们就来研究“植物在自然界中的作用”。[想一想，议一议]森林覆盖率是指一个国家或地区森林面积占土地总面积的百分比。1977~2018年，我国森林覆盖率呈上升趋势，主要原因是进行了植树造林，并实行了生态保护。[提问1]为什么要提高森林覆盖率呢？展开一、植物可以为其他生物提供有机物[活动]分析“植物与我们的生活”的关系，举例说明人类的日常生活与植物之间存在的直接或间接关系。6 [过渡]通过举例，我们知道了植物与我们生活的各方面都有紧密联系，为我们提供了各种物质、能量。[引导]学生阅读课本内容。[提问2]植物制造的有机物有什么作用？[总结]①用来构建植物体：植物通过光合作用制造的有机物经筛管运输到植物体各处的细胞，为细胞的生命活动提供能量，并参与构建植物细胞，进而构成各种组织、器官，直至整个植物体；②为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源：植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身生命活动的需要，而且为其他生物提供了基本的食物来源；③为生物圈中的其他生物提供了生命活动所需的能量：植物通过光合作用制造的有机物中储存着大量的能量，是人和动物等进行生命活动必需的能量来源。煤炭、石油等化石燃料中含有的能量也是古代植物通过光合作用储存的能量。总之，植物制造的有机物，通过生物之间吃与被吃的复杂关系，以及被细菌、真菌分解利用等，养育了其他生物。二、植物参与生物圈的水循环[提问3]植物吸水量的99％都通过蒸腾作用散失掉了，这是不是一种浪费呢？为什么？[展示]水循环示意图，引导学生分析水循环的过程。[讲述]植物通过蒸腾作用，将大量的水分以蒸汽的形式送入大气，然后以降水的形式落到地面。这些降水一部分渗入地下，一部分流入海洋湖泊，还有一部分被植物吸收，经蒸腾作用再返回大气。[提问4]蒸腾作用在生物圈水循环中的作用是什么？[总结]植物在水循环中的作用：1.植物的蒸腾作用能够提高大气湿度，增加降水；2.植物的茎、叶承接雨水，能够大大减缓雨水对地面的冲刷；3.树林中的枯枝落叶就像一层厚厚的海绵，能够吸纳大量的雨水，也使得雨水更多地渗入地下，补充地下水。所以，一片森林就是一座绿色的水库，我们应该好好保护森林。[提问5]我们知道了淡水资源并不是取之不尽、用之不竭的，我们也清楚了植物在水循环中的重要作用，那我们应该怎么做呢？三、植物参与维持生物圈的碳氧平衡[讲述]生物呼吸、化石燃料燃烧等消耗大量的氧气，产生大量的二氧化碳，植物通过光合作用，不断地吸收大气中的二氧化碳，又将氧气释放到大气中。[播放]视频：植物维持生物圈中的碳氧平衡。[提问6]①为什么大气中二氧化碳与氧气能够维持相对平衡？②哪些因素会破坏碳氧平衡？有什么后果？[分析·讨论]碳中和，引导学生学习课本内容。[提问7]为了实现碳中和，我们应该怎么办？四、从我做起，保护植被[讲述]我国颁布施行了《中华人民共和国森林法》和《中华人民共和国草原法》，对森林和草原施行依法治理和科学化管理。每年的3月12日是“植树节”，号召大家积极参与植树造林。[课堂小结]植物通过光合作用制造的有机物可以为其他生物提供食物和能量来源；植物通过蒸腾作用参与生物圈的水循环；植物参与维持生物圈的碳氧平衡；从我做起，保护植被。6