探究綠色植物呼吸作用的過(guò)程

探究綠色植物呼吸作用的過(guò)程一、使用教材人教2011課標(biāo)版七年級(jí)《生物》上冊(cè)第三單元第五章第二節(jié)《綠色植物的呼吸作用》的內(nèi)容。二、實(shí)驗(yàn)器材（一）實(shí)驗(yàn)材料：小番茄、大蒜瓣、胡蘿卜、榕樹(shù)葉、西蘭花、澄清石灰水、溴麝香草酚藍(lán)（BTB）溶液。（二） 實(shí)驗(yàn)用具：帶有按壓頭的洗手液空瓶、空的生理鹽水掛瓶、輸液器、注射器、透明保溫杯、飲料瓶、廣口塑料瓶、吸管、乳膠管、溫度計(jì)、玻璃彎管、塑料泡沫板、透明膠帶、衛(wèi)生香、生日蠟燭、剪刀、小刀、酒精燈、打火機(jī)、紗布、細(xì)線、牙簽、冰袋、二氧化碳傳感器、平板電腦、交互式電子白板。三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)/改進(jìn)要點(diǎn)（一）學(xué)生課前自學(xué)微課，對(duì)探究植物的呼吸作用的三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)裝置有了一定的認(rèn)識(shí)，知道熱量、二氧化碳和氧氣的檢測(cè)方法，這有助于接下來(lái)的創(chuàng)新自制實(shí)驗(yàn)裝置。（二）創(chuàng)新自制實(shí)驗(yàn)裝置：學(xué)生利用生活中的一些廢棄材料或易得的材料，自制實(shí)驗(yàn)裝置。將教材中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置整合成一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，“一箭三雕”地分組探究綠色植物根、莖、葉、花、果實(shí)的呼吸作用。（三） 實(shí)驗(yàn)材料多樣化：學(xué)生自行準(zhǔn)備植物的根、莖、葉、花、果實(shí)作為實(shí)驗(yàn)材料，改進(jìn)了教材中只用種子來(lái)實(shí)驗(yàn)的狀況。（四）利用二氧化碳傳感器和平板電腦“探究溫度對(duì)果實(shí)呼吸作用的影響”，更直觀地解釋實(shí)際生活問(wèn)題。（五）微信報(bào)道學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)“廢物巧利用，創(chuàng)意大比拼”，提升了學(xué)習(xí)的自豪感和成就感，促進(jìn)不同班級(jí)不同學(xué)校之間的交流。四、實(shí)驗(yàn)原理/實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路七年級(jí)的學(xué)生活潑好動(dòng)，思維活躍，好奇心強(qiáng)，探究欲望強(qiáng)烈，并且喜歡與人合作學(xué)習(xí)。之前已經(jīng)經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)探究，知道二氧化碳的檢驗(yàn)方法（二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁，使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)色變?yōu)辄S綠色或黃色）以及氧氣的檢驗(yàn)方法（氧氣具有助燃的特性），為本節(jié)課的探究學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。因此，我要求各小組在自學(xué)微課后開(kāi)展探究活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生利用生活廢棄品設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置，把“綠色植物呼吸作用釋放熱量”、“呼出二氧化碳”、“吸收氧氣”這三個(gè)實(shí)驗(yàn)整合在一起，用一套實(shí)驗(yàn)裝置分三個(gè)步驟有序地、一氣呵成地完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程，從而分別得出各種植物器官進(jìn)行呼吸作用的三個(gè)結(jié)論，再引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出呼吸作用的概念和表達(dá)式。這樣的設(shè)計(jì)，將學(xué)習(xí)的舞臺(tái)和主動(dòng)權(quán)都交給學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的探究熱情和創(chuàng)造力，同時(shí)廢物的利用提升了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。最后再引導(dǎo)學(xué)生利用二氧化碳傳感器和平板電腦拓展探究“溫度對(duì)果實(shí)呼吸作用的影響”，解釋生活現(xiàn)象。五、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（一） 知識(shí)目標(biāo)：描述植物呼吸作用的過(guò)程；說(shuō)出呼吸作用的實(shí)質(zhì)；舉例說(shuō)出呼吸作用原理與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)生活的關(guān)系。（二） 能力目標(biāo)：嘗試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)合作與動(dòng)手操作及創(chuàng)新能力。進(jìn)行表達(dá)與交流，培養(yǎng)口頭表達(dá)與探究的思維能力。（三） 情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo)：體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究，形成嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度；參與教材實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，形成勇于創(chuàng)新的精神。六、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容課前各個(gè)學(xué)習(xí)小組利用生活廢棄品制作實(shí)驗(yàn)裝置，課中用自制的實(shí)驗(yàn)裝置分組探究植物一種器官的呼吸作用，小組展示交流之后，教師引導(dǎo)學(xué)生得出呼吸作用的三個(gè)結(jié)論：植物呼吸作用吸收氧氣、呼出二氧化碳、釋放能量，從而構(gòu)建呼吸作用的概念。課后利用二氧化碳傳感器和平板電腦探究“溫度對(duì)果實(shí)呼吸作用的影響”，解釋生活問(wèn)題。七、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程（一）微課導(dǎo)學(xué)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)。本節(jié)采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，在課前微課中以教師的實(shí)際操作來(lái)呈現(xiàn)教材的3個(gè)演示實(shí)驗(yàn)（如圖1、2、3，實(shí)驗(yàn)材料為萌發(fā)的綠豆種子和煮熟的綠豆種子），引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考。通過(guò)微課的自學(xué)，學(xué)生們質(zhì)疑：是不是只有種子才能進(jìn)行呼吸作用呢？綠色植物的其他器官能不能進(jìn)行呼吸作用？針對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)，教師不是直接簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生答案，而是布置探究任務(wù)，要求各小組利用生活中的廢棄物品制作一套實(shí)驗(yàn)裝置，將教材中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)整合成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，五個(gè)小組分別探究植物根、莖、葉、花、果實(shí)的呼吸作用。圖3圖圖3圖1圖2擠壓洗瓶法【設(shè)計(jì)意圖】培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)動(dòng)手、勤動(dòng)腦的探究精神；讓學(xué)生能更全面地認(rèn)識(shí)植物其他器官也能進(jìn)行呼吸作用。（二）巧用廢物，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。課前組建學(xué)習(xí)小組，并分發(fā)“小組分工責(zé)任卡”，放手讓學(xué)生自主選擇探究課題以及自行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，按照探究法的一般步驟設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，教師給與必要的指導(dǎo)和幫助。當(dāng)各小組確定方案后展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究，填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告單。因該實(shí)驗(yàn)過(guò)程耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，不可能在一節(jié)課內(nèi)完成，因此各小組在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中利用iPad拍攝記錄各小組各自的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過(guò)程并做成微課，在課堂上展示，介紹各自的實(shí)驗(yàn)裝置，然后再分組實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)熱量的變化、二氧化碳含量和氧氣含量的變化。第一組：探究“根的呼吸作用”。實(shí)驗(yàn)材料：胡蘿卜。利用廢物：閑置的保溫杯，注射器實(shí)驗(yàn)裝置如圖4：圖4甲乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：按圖4組裝實(shí)驗(yàn)裝置（甲：新鮮的胡蘿卜，乙：燙熟的胡蘿卜），記錄溫度計(jì)的初始數(shù)值將保溫杯并放入泡沫保溫箱中。小時(shí)之后，取出實(shí)驗(yàn)裝置，讀取兩支溫度計(jì)的數(shù)值并做記錄。3?用裝有5ml澄清石灰水的注射器抽取20ml空氣，拔出注射器并震蕩片刻，觀察兩支注射器中澄清石灰水的變化，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖5）。打開(kāi)蓋子，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別伸入兩個(gè)保溫杯中，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。小組內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。第二組：探究“莖的呼吸作用”。實(shí)驗(yàn)材料：大蒜瓣。利用廢物：飲料瓶，吸管，橡皮泥實(shí)驗(yàn)裝置如圖6：圖6甲乙 圖7甲乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：按圖6組裝實(shí)驗(yàn)裝置（甲：蒸熟的大蒜瓣，乙：新鮮的大蒜瓣），記錄溫度計(jì)的初始數(shù)值，將裝置用棉花包裹好，放到自制的泡沫保溫箱中。個(gè)小時(shí)之后取出，讀取溫度計(jì)上的數(shù)值并記錄。在兩支試管中加入等量的澄清石灰水，將吸管末端有橡皮泥的一小段剪掉后迅速插入澄清的石灰水中，擠壓飲料瓶使氣體通入澄清的石灰水中，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖7）。注意松開(kāi)手之前先將吸管從石灰水中取出，防止液體倒吸。打開(kāi)瓶蓋，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別伸入兩個(gè)飲料瓶中，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。小組內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。第三組：探究“葉的呼吸作用”。實(shí)驗(yàn)材料：大榕樹(shù)葉。利用廢物：生理鹽水瓶，注射器，輸液器。實(shí)驗(yàn)裝置如圖：圖8甲乙 圖9甲乙 圖10甲乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：按圖8組裝實(shí)驗(yàn)裝置（甲：新鮮的樹(shù)葉，乙：燙熟的樹(shù)葉），讀取并記錄兩支溫度計(jì)的數(shù)值。用棉花將玻璃瓶的瓶身裹緊，將這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置置于泡沫板制成的保溫盒中保溫。3.10小時(shí)之后取出實(shí)驗(yàn)裝置，讀取并記錄兩支溫度計(jì)的數(shù)值并記錄，拔出溫度計(jì)。4?取2只25ml的注射器分別編號(hào)甲、乙，分別抽取5ml的BTB溶液，分別將注射器與輸液器的一端相連；將輸液器的尖端插入玻璃瓶橡膠塞的小孔中，打開(kāi)輸液器的閥門(mén)，抽取20ml氣體，然后震蕩注射器，觀察兩支注射器中BTB的顏色變化，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖9,10）。打開(kāi)橡膠塞子，將燃燒的衛(wèi)生香伸入瓶中，觀察并記錄現(xiàn)象。小組內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。第四組：探究“花的呼吸作用”。實(shí)驗(yàn)材料：西蘭花。利用廢物：廣口塑料瓶。實(shí)驗(yàn)裝置如圖11：懸掛法：先在瓶中加入BTB溶液，用紗布將西蘭花包裹起來(lái)懸掛在瓶蓋上，再放入瓶中，擰緊瓶蓋。圖11甲乙 圖12甲 乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：1.按圖11組裝實(shí)驗(yàn)裝置（甲：新鮮的西蘭花，乙：蒸熟的西蘭花），讀取溫度計(jì)的初始數(shù)值，將這兩個(gè)裝置用棉花包裹好，放入自制的泡沫保溫箱中。2.2個(gè)小時(shí)后取出實(shí)驗(yàn)裝置，讀取溫度計(jì)上的數(shù)值并做記錄。3?觀察瓶中溴麝香草酚藍(lán)（BTB）溶液的顏色變化并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖12）。打開(kāi)蓋子并將西蘭花取出，將點(diǎn)燃的生日蠟燭伸入瓶中，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖20）。小組內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。第五組：探究“果實(shí)的呼吸作用”。實(shí)驗(yàn)材料：小番茄。利用廢物：洗手液瓶。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：圖13甲乙圖13甲乙圖14甲乙圖15甲乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：1.按圖13組裝實(shí)驗(yàn)裝置（甲：新鮮的小番茄，乙：燙熟的小番茄），讀取溫度計(jì)的初始數(shù)值，將裝置用棉花包裹好后放入自制的泡沫保溫箱中。個(gè)小時(shí)之后，取出實(shí)驗(yàn)裝置，讀取并記錄此時(shí)兩支溫度計(jì)的數(shù)值并做記錄；3..取兩支試管，分別編號(hào)甲和乙，分別加入等量的溴麝香草酚藍(lán)溶液（BTB溶液），將上述實(shí)驗(yàn)裝置的玻璃彎管分別伸入到試管液面下，取下乳膠管上的止水夾，按壓洗手液瓶上的按壓頭，觀察兩支試管中BTB溶液的顏色變化，并做記錄（如圖14,15）。打開(kāi)洗手液瓶的瓶蓋，將兩支生日蠟燭點(diǎn)燃后伸入瓶中，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。小組內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論?！驹O(shè)計(jì)意圖】發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，巧妙地利用生活廢棄品創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置，向?qū)W生滲透了環(huán)保教育理念，提升學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。同時(shí)使學(xué)生明白科學(xué)研究可以取材于生活實(shí)施于日常。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置更加簡(jiǎn)單便捷，起到“一箭三雕”的效果。（三）分組實(shí)驗(yàn)，展示交流。各小組按上述的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，按順序先后檢驗(yàn)熱量的變化、二氧化碳和氧氣的含量變化，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（見(jiàn)表1）。表1：採(cǎi)究評(píng)題： 初治溫度犯TF富叢或BTB溥滋的變化衛(wèi)生香或生｝】蠟燭的麟情況實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組兵殮結(jié)論各小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析討論，分別得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：綠色植物的根（莖/葉/花/果實(shí)）進(jìn)行呼吸作用釋放了熱量，產(chǎn)生了二氧化碳，吸收了氧氣。【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生通過(guò)自主合作探究，實(shí)現(xiàn)了生物學(xué)核心素養(yǎng)的自我提升。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中親歷探究的過(guò)程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，養(yǎng)成勤于思考、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神，培養(yǎng)理性思維的求知態(tài)度以及問(wèn)題解決的創(chuàng)新觀念，提高學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的綜合能力。（四）歸納總結(jié)，建構(gòu)概念教師匯總各小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生一起總結(jié)得出：“植物體的所有器官的全部活細(xì)胞都能進(jìn)行呼吸作用”，并引導(dǎo)學(xué)生采用思維導(dǎo)圖（如下所示）的方式建構(gòu)呼吸作用的概念：細(xì)胞利用氧，將有機(jī)物分解成二氧化碳和水，并且將儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量釋放出來(lái)，供給細(xì)胞生命活動(dòng)需要，這個(gè)過(guò)程叫做呼吸作用。

概念為趙物憚的a■項(xiàng)生命活動(dòng)捉供能覽盍義有機(jī)頼+氧氣一》二氧概念為趙物憚的a■項(xiàng)生命活動(dòng)捉供能覽盍義有機(jī)頼+氧氣一》二氧北礁+水+前s二甄優(yōu)爵Z；綠色植物的.■表達(dá)式 產(chǎn)物卜1.呼吸作用實(shí)質(zhì)、有晰，礙犧7【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上自主獲取知識(shí)，建構(gòu)概念，實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的飛躍。（五）拓展探究，學(xué)以致用課下學(xué)生們四人一組，利用二氧化碳傳感器和平板電腦，探究溫度對(duì)果實(shí)呼吸作用的影響。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：取2個(gè)廣口瓶分別編號(hào)甲和乙，將兩等份小番茄分別放入瓶中，用塑料泡沫板制成瓶蓋，將二氧化碳傳感器插入瓶中，注意保證瓶子處于完全密封狀態(tài)。將甲裝置置于常溫下，乙裝置置于裝有冰袋的保溫箱中（如圖16）。半個(gè)小時(shí)之后，觀察對(duì)比平板電腦上甲和乙的二氧化碳曲線圖。教師匯總10個(gè)小組的數(shù)據(jù)并求平均值，繪制成曲線圖（如圖17），引導(dǎo)學(xué)生分析曲線得出結(jié)論：低溫下水果的呼吸作用比較弱，有機(jī)物的消耗較少，有利于水果的保存。'!)

叩oOD-O30血'!)

叩oOD-O30血圖16甲 乙 圖17溫度對(duì)果實(shí)呼吸作用的影響通過(guò)各種各樣的探究活動(dòng)，學(xué)什么嘗試解決以下生產(chǎn)生活問(wèn)題：蔬菜、水果等為何要低溫保存？為什么？農(nóng)民伯伯為什么在施肥之前都要先松土？大雨之后為什么農(nóng)田要及時(shí)排澇？蘿卜放久了為什么會(huì)空心？綜合這些實(shí)例指出影響植物呼吸作用的重要因素除了溫度、氧氣濃度之外，還有二氧化碳的濃度、水分等，拓展學(xué)生的知識(shí)面，有利于促進(jìn)初高中知識(shí)的銜接?！驹O(shè)計(jì)意圖】生物知識(shí)來(lái)源于生活，最后又回歸生活，為生活和生產(chǎn)服務(wù)。（六）多維評(píng)價(jià)，有效激勵(lì)最后教師對(duì)本實(shí)驗(yàn)探究課的過(guò)程性評(píng)價(jià)（《綠色植物的呼吸作用》合作探究評(píng)價(jià)表）進(jìn)行匯總，過(guò)程性評(píng)價(jià)包括“目標(biāo)內(nèi)容、方式方法、活動(dòng)效果、成果展示”等方面的內(nèi)容，采用自我評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，多維度的評(píng)價(jià)方式激發(fā)了小組成員參與探究的熱情，體現(xiàn)了任務(wù)驅(qū)動(dòng)對(duì)探究積極性的有效激勵(lì)作用。（七）微信報(bào)道，提升成就感學(xué)生撰寫(xiě)新聞稿，通過(guò)廈大附中微信公眾平臺(tái)呈現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程和結(jié)果，將實(shí)驗(yàn)由課