資源簡介

第二節 綠色植物的呼吸作用
一、教學目標
1．描述呼吸作用的過程。
2．說出呼吸作用是生物的共同特征。
3．認同綠色植物在維持生物圈的碳—氧平衡中的重要作用。
二、教學重點及難點
重點：
1．呼吸作用的過程。
2．對呼吸作用三個演示實驗現象的準確分析。
3．呼吸作用為生命活動提供能量。
難點：
1．呼吸作用的實質。
2．對呼吸作用三個演示實驗現象的準確分析。
三、教學準備
教師準備實驗所需的儀器和材料；提前準備植物幼苗（豆苗或玉米苗）；收集呼吸作用的相關視頻、圖片等，PPT。
學生課前預習。
四、相關資源
《【教學實驗】種子在萌發過程中釋放出二氧化碳》視頻資源、《【教學實驗】種子在萌發過程中吸收了氧氣》視頻資源、《【教學實驗】種子在萌發過程中釋放出熱量》視頻資源、《【知識解析】綠色植物維持大氣中二氧化碳和氧氣的平衡》視頻資源、《【生物世界】呼吸作用》知識卡片資源、《【活動設計】比較光合作用和呼吸作用》活動卡片資源。
五、教學過程
【課堂引入】
李先生酷愛花卉，因此在他的居室內，無論是客廳還是我是都布置了各色花卉，有平臺擺放的，還有空中垂吊的，一眼望去，一片綠意中花色紛繁，真是好不愜意。李先生認為，這些植物可以吸附灰塵、釋放氧氣，既更新了空氣，又美化了室內環境，可謂兩全其美。
你認為李先生的想法和做法對嗎？
要想正確解決這個問題，僅靠前面我們所學習的還不夠，還需要再學習一些知識。
其實，植物除了能進行光合作用，還具有另外一種作用，即呼吸作用。那么，呼吸作用在植物體上是怎么表現的呢？呼吸作用與我們平時所說的呼吸相同嗎？植物的呼吸作用和光合作用有什么不同呢？
我們本節課就來解決這些問題。
【新知講解】
（一）綠色植物呼吸作用的過程
生命活動需要能量的供應。綠色植物通過光合作用制造的有機物，除了用于構建植物體，還有另外一個重要作用——為植物的生命活動提供能量。
種子萌發，生命活動活躍起來，需要供給能量。下面就以種子的萌發為例，探討植物通過呼吸作用分解有機物釋放能量的過程。
實驗一：有機物分解時釋放能量
展示實驗一的對照裝置。
在上課的前一天，用兩個暖水瓶裝種子，甲瓶中裝的是萌發的種子，乙瓶中裝的是煮熟的種子。往瓶中各插入一支溫度計。觀察兩支溫度計顯示的溫度有什么不同。
討論：種子在萌發過程中發生了能量變化嗎？
講解：甲瓶的溫度高，說明種子在萌發過程中釋放出能量，其中一部分能量以熱能的形式散失了。
播放視頻《【教學實驗】種子在萌發過程中釋放出熱量》。
《種子在萌發過程中釋放出熱量》
（以上圖片為素材庫中《【教學實驗】種子在萌發過程中釋放出熱量》視頻截圖）
講解：種子在萌發過程中，其中的有機物發生了變化，釋放出能量，一部分能量用于種子萌發，還有一部分能量以熱能的形式散失了。由于這些熱量聚集在暖水瓶中，所有我們可以用溫度計來測量。
得出實驗結論：萌發在的種子釋放出了熱量，而死的種子不能釋放能量。
提問：伴隨著這種能量的產生，萌發種子中的有機物最終轉變成了什么物質？在轉變過程中還需要哪些物質的參與呢？
實驗二：有機物分解產生二氧化碳
展示實驗二的裝置。
瓶中是萌發的種子。實驗使瓶內的氣體進入試管。觀察澄清的石灰水發生了什么變化。
討論：種子在萌發過程中放出了什么氣體？
講解：二氧化碳具有使澄清石灰水變渾濁的特性。實驗中澄清的石灰水變渾濁，說明種子在萌發過程中放出了二氧化碳。
播放視頻《【教學實驗】種子在萌發過程中釋放出二氧化碳》。
《種子在萌發過程中釋放出二氧化碳》
（以上圖片為素材庫中《【教學實驗】種子在萌發過程中釋放出二氧化碳》視頻截圖）
講解：實驗中澄清的石灰水變渾濁，說明種子萌發時放出了二氧化碳?？茖W實驗證明，二氧化碳來自種子里的有機物。有機物在徹底分解時不僅產生二氧化碳，還產生了水。
得出實驗結論：萌發的種子分解有機物產生了二氧化碳。
提問：既然植物在分解有機物時能產生二氧化碳，那么，它們是否也類似動物呼吸那樣需要吸收氧氣呢？
實驗三：有機物分解需要氧的參與
展示實驗三的對照裝置。
甲瓶裝有萌發的種子，乙瓶裝有等量的煮熟的種子，把甲、乙兩瓶同時放到溫暖的地方。24小時以后，觀察蠟燭在甲、乙兩瓶中的燃燒情況。
討論：為什么蠟燭在甲、乙兩瓶中的燃燒情況不一樣？
講解：甲瓶中蠟燭的火焰熄滅了，乙瓶中照常燃燒，說明種子在萌發過程中吸收了氧氣，導致蠟燭的火焰熄滅。
播放視頻《【教學實驗】種子在萌發過程中吸收了氧氣》。
《種子在萌發過程中吸收了氧氣》
（以上圖片為素材庫中【教學實驗】《種子在萌發過程中吸收了氧氣》視頻截圖）
講解：燃燒的蠟燭放進甲瓶里，火焰立刻熄滅了，這是因為甲瓶里缺少氧。甲瓶里的氧到哪里去了呢？原來，甲瓶里的氧被萌發的種子吸收了。科學實驗證明，有機物在徹底分解成二氧化碳和水時，需要氧的參與。
得出實驗結論：萌發的種子分解有機物需要吸收氧氣。
歸納植物呼吸作用的過程及實質。
概括：細胞利用氧，將有機物分解成二氧化碳和水，并且將儲存在有機物中的能量釋放出來，供給生命活動的需要，這個過程叫做呼吸作用。
呼吸作用的過程，可以用下列式子表示：
細胞通過呼吸作用獲得生命活動所需要的能量，這是呼吸作用的重要意義。因此呼吸作用的實質是有機物分解，釋放能量。生命活動每時每刻都需要能量，呼吸作用一旦停止，就意味著生命的終結。
此外，在特殊的情況下，比如短時間缺氧，細胞中的有機物也能分解并釋放能量，但分解得不徹底，釋放的能量也比較少，這種有機物的分解形式通常是一種臨時的能量補充方式。
思考：
1．呼吸作用主要在細胞的什么部位進行呢？
講解：呼吸作用主要是在線粒體內進行的。
2．植物的地上部分和地下部分都要進行呼吸作用嗎？
講解：呼吸作用發生在所有的活細胞中。
3．植物在白天是否進行呼吸作用呢？在夜晚呢？
講解：呼吸作用的發生與光無關，每時每刻都在進行。
4．植物在白天既進行光合作用，又進行呼吸作用，為什么總的結果依舊表現為向外界釋放氧氣呢？
講解：植物的光合作用效率顯著高于自身的呼吸作用效率。
現在我們了解了植物除了可以進行光合作用外，還進行呼吸作用，那現在你們覺得李先生的做法科學嗎？應該給他怎樣的科學建議呢？
講解：不科學。有光照時，綠色植物同時進行光合作用和呼吸作用，可以更新居室內的空氣。在黑暗中，綠色植物的光合作用停止，呼吸作用仍在進行，會消耗居室內的氧氣，將二氧化碳排放到居室中，影響居室內的空氣質量。
在居室中只能適量養花，其中臥室內若要養花，擺放1~2盆花卉即可。
農業生產上的許多栽培措施，是為了保證農作物呼吸作用的正常進行。
由于連日大雨，有塊低洼處的玉米田被水浸泡了，玉米植株就像長在水田里，農田的主人認為反正玉米的生長需要水，被浸泡也沒關系，因此沒有采取排水措施。但是，過了一周后，玉米的葉子開始萎蔫，這是為什么呢？
講解：玉米植株的根也需要進行呼吸作用，長期浸泡在水中，會導致氧氣缺乏，無法進行呼吸作用。最終根部潰爛，影響水分和無機鹽的吸收，從而導致玉米植株出現病癥，甚至死亡。
相反，有的措施是為了降低呼吸作用的強度。例如，貯藏糧食時，保持干燥和低溫；貯藏水果、蔬菜時，降低溫度或氧濃度。
思考：幼嫩的葉比衰老的葉呼吸作用強，花比葉的呼吸作用強。為什么？
講解：因為生命活動越旺盛的器官，呼吸作用就越強，以便為生命活動提供充足的能量。因此，幼嫩的葉比衰老的葉呼吸作用強，花比葉的呼吸作用強。
在不同的細胞、不同的生命時期，呼吸作用的強弱是有差別的。呼吸作用的強弱常常是生命活動強弱的標志，影響著植物體的生長發育，關系到農作物的產量和品質。
（二）呼吸作用是生物的共同特征
綠色植物制造的有機物除了自身利用之外，還通過食物鏈進入其他生物體內，參與構建其他生物體，并為其他生物的生命活動提供能量。在這些生物體內，有機物分解、提供能量的方式是基本相似的，都是通過細胞的呼吸作用。
呼吸作用是生物的共同特征，其實質都是有機物分解，釋放能量。任何活細胞都在不停地進行呼吸作用，一旦呼吸作用停止，就意味著生命的終結。
（三）綠色植物在維持生物圈碳—氧平衡中的作用
展示《【活動設計】比較光合作用和呼吸作用》活動卡片，指導學生通過列表、畫圖等方式比較光合作用和呼吸作用，有助于學生鞏固對光合作用和呼吸作用的認識。
《比較光合作用和呼吸作用》
（以上圖片為素材庫中《【知識解析】比較光合作用和呼吸作用》活動卡片）
區別與聯系 光合作用 呼吸作用
區別 部位 含葉綠體的細胞 所有的活細胞
條件 光 有光無光均可
原料 二氧化碳、水 有機物、氧氣
產物 有機物、氧氣 二氧化碳、水
能量、物質轉變 制造有機物，儲存能量 分解有機物，釋放能量
聯系 呼吸作用和光合作用是相互依存的關系。呼吸作用分解的有機物時光合作用的產物，釋放的能量是光合作用儲存在有機物中的能量；光合作用原料的吸收和產物的吸收所需要的能量是呼吸作用釋放出來的
呼吸作用和光合作用是綠色植物的重要生理功能，對維持生物圈中二氧化碳和氧氣的相對平衡起到了重要作用。
播放視頻《【知識解析】綠色植物維持大氣中二氧化碳和氧氣的平衡》。
《綠色植物維持大氣中二氧化碳和氧氣的平衡（微課知識點）》
（以上圖片為素材庫中《【知識解析】綠色植物維持大氣中二氧化碳和氧氣的平衡》視頻截圖）
生物的呼吸作用不斷消耗氧，向生物圈中排放二氧化碳。自然界中的有機物在分解的過程中也不斷地消耗氧，排出二氧化碳。人類的生活和生產正在大量消耗著各種各樣的燃料，以便獲得所需要的能量，而燃料在燃燒的過程中，消耗了大量的氧氣，放出大量的二氧化碳。綠色植物通過光合作用，能不斷消耗大氣中的二氧化碳，又將氧氣排放到大氣中，對維持生物圈中二氧化碳和氧氣的相對平衡（簡稱碳—氧平衡）起了重要作用。
從19世紀后半葉起，隨著工廠、汽車、飛機、輪船等迅速增多，人類大量使用燃料，排入大氣的二氧化碳量日益增加，已經出現超過生物圈自動調節能力的趨勢。大氣中二氧化碳濃度不斷增加，對氣候的影響日益加劇，導致溫室效應愈演愈烈。例如，冰川加速融化，干旱、洪澇災害頻發，全球許多地方都出現異常氣候。
這種情況如果不引起我們人類的警覺，那么最終大自然送給我們的“禮物”將是全人類的葬禮。作為最有智慧的物種，我們有沒有能力解決這種巨大的危機呢？在日常生活中，我們在護綠與低碳方面應該怎么做呢？
要維持生物圈中的碳—氧平衡，一方面應當保護現有森林，并大力植樹造林，充分發揮綠色植物消耗二氧化碳、制造氧氣的功能；另一方面，要開展國際合作，減少二氧化碳排放。
作為生物圈中的一員，為了人類的明天更美好，我們在平時應該節水節電，節省用紙，拒絕使用一次性筷子，愛護花草樹木，義務植樹，等等。
典型例題
例1．人體進行各種生理活動所需的能量來自細胞的哪項生理作用（ ）
A．消化作用
B．呼吸作用
C．吸收作用
D．分泌作用
答案：B
解析：呼吸作用是生物的共同特征，人體在進行呼吸作用的過程中釋放出能量，其中的一部分以熱能的形式散發出去，大部分的能量用于生物的生命活動的需要。
例2．下列選項中，不進行呼吸作用的是（　?。?br/>A．休眠的種子
B．萌發的種子
C．曬干的種子
D．煮熟的種子
答案：D
解析：呼吸作用是生物的共同特征，為生物的生命活動提供能量，所以只要是獲的細胞都需要能量，就都要進行呼吸作用。而煮熟的種子，種子已死亡，沒有生命現象了，因此煮熟的種子不能進行呼吸作用。
例3．下列有關綠色植物呼吸作用的敘述不正確的是（ ）
A．儲藏水果、蔬菜需要抑制植物的呼吸作用
B．呼吸作用在所有活細胞中進行
C．呼吸作用的實質是分解有機物釋放能量
D．光合作用能夠維持生物圈中的碳-氧平衡
答案：D
解析：儲藏水果、蔬菜需要抑制植物的呼吸作用，目的是減少有機物的消耗，從而延長儲存時間，A正確；呼吸作用有光無光都可進行，呼吸作用在所有的活細胞每時每刻都能進行，為生物的基本特征，B正確；呼吸作用的實質是分解有機物釋放能量，呼吸作用過程釋放的能量主要是用于生物體的各項生命活動過程，C正確；綠色植物不斷進行著光合作用，消耗著大氣中的二氧化碳，產生的氧又以其他形式進入大氣，這樣就使的生物圈中的空氣中氧氣和二氧化碳的濃度處于相對的平衡狀態，同時生物的呼吸作用使細胞內有機物在氧的參與下被分解成二氧化碳和水，同時釋放能量的過程，也使得生物圈的空氣中的氧氣和二氧化碳的濃度處于相對的平衡狀態，D錯誤。
例4．下列關于植物呼吸作用的描述，正確的是（ ）
A．植物白天進行光合作用，晚上進行呼吸作用
B．夜間適當降低溫度利于有機物的積累
C．植物的葉只進行光合作用，根只進行呼吸作用
D．呼吸作用發生在植物的葉綠體中
答案：B
解析：植物白天進行光合作用、蒸騰作用、呼吸作用，晚上進行呼吸作用、蒸騰作用，A錯誤；夜間植物不進行光合作用，只進行呼吸作用，適當降低溫度可以減弱植物的呼吸作用，降低有機物的消耗，利于有機物的積累，B正確；植物的葉能進行光合作用和呼吸作用，根只進行呼吸作用，C錯誤；線粒體是呼吸作用的場所，D錯誤。
例5．下列關于光合作用和呼吸作用實質的敘述，正確的是（ ）
A．光合作用：合成有機物，釋放能量
B．呼吸作用：分解有機物，儲存能量
C．光合作用：合成有機物，儲存能量
D．呼吸作用：合成有機物，釋放能量
答案：C
解析：植物的光合作用是在葉綠體里利用光能把二氧化碳和水合成有機物，釋放氧氣，同時把光能轉變成化學能儲存在合成的有機物中的過程，因此綠色植物光合作用的實質是合成有機物，儲存能量；呼吸作用指的是細胞內有機物在氧的參與下被分解成二氧化碳和水，同時釋放能量的過程，綠色植物呼吸作用的實質是分解有機物，釋放能量。
例6．下列措施中與呼吸作用無直接關系的是（ ）
A．對種植作物的農田適時松土
B．作物遇到洪災時及時排水
C．貯藏糧食時要保持低溫干燥
D．移栽樹苗時剪去一些枝葉
答案：D
解析：植物的根呼吸的是空氣中的氧氣，土壤板結，土壤中氧氣減少，不利于根的呼吸，對種植作物的農田適時松土，有利于促進根的呼吸，促進根的生長，A正確；植物的根呼吸的時空氣中的氧氣，作物遇到洪災及時排水，B正確；溫度主要是影響呼吸酶的活性，貯藏糧食時要保持低溫抑制糧食的呼吸作用，以減少呼吸作用對有機質的消耗；種子含水多，呼吸作用旺盛，曬干的種子，水分減少，抑制了種子的呼吸作用，可以延長種子的儲存時間，C正確；移栽幼苗時去掉部分枝葉可以降低植物的蒸騰作用，與呼吸作用無直接關系，D錯誤。
例7．有關生物圈中的碳-氧平衡，下列描述錯誤的是（ ）
A．綠色植物通過光合作用維持了生物圈中的碳-氧平衡
B．生物圈的碳-氧平衡是指二氧化碳和氧氣的相對平衡
C．栽種過多的植物會因其進行大量的呼吸作用破壞生物圈的碳-氧平衡
D．人類的生活和工業生產大大增加了二氧化碳的排放破壞碳-氧平衡
答案：C
解析：綠色植物不斷地進行光合作用，消耗大氣中的二氧化碳，產生的氧又以氣體的形式進入大氣，這樣就使生物圈中的氧氣和二氧化碳的濃度處于相對的平衡狀態，簡稱碳-氧平衡。所以說，綠色植物通過光合作用維持了大氣中的氧氣和二氧化碳的平衡，A正確；生物圈中的碳-氧平衡二氧化碳和氧氣的相對平衡，B正確；綠色植物通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳釋放氧氣，維持了大氣中的氧氣和二氧化碳的平衡，C錯誤；工業生產使用大量的化石燃料，燃燒時，消耗氧氣產生二氧化碳，造成二氧化碳排放加劇，D正確。
六、課堂小結
這節課我們學習了綠色植物的呼吸作用，下面我們來回顧一下吧！
展示《【生物世界】呼吸作用》知識卡片，展示呼吸作用的概念，公式，示意圖等。
《呼吸作用》
（以上圖片為素材庫中【生物世界】《呼吸作用》知識卡片）
七、板書設計
綠色植物的呼吸作用
（一）綠色植物呼吸作用的過程
實驗一：植物中的有機物分解能釋放能量
實驗二：植物中的有機物分解產生二氧化碳
實驗三：植物中的有機物分解消耗氧氣
（二）呼吸作用是生物的共同特征
呼吸作用的實質：分解有機物，釋放能量
（三）綠色植物在維持生物圈碳—氧平衡中的作用
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