初中生物苏教版（2024）七年级下册（2024）第3节 光合作用和呼吸作用表格教学设计

这是一份初中生物苏教版（2024）七年级下册（2024）第3节 光合作用和呼吸作用表格教学设计，共9页。教案主要包含了15分钟，10分钟，答案解析，核心模型，应用策略，金句总结等内容，欢迎下载使用。
学科
初中生物
年级册别
七年级下册
共1课时
教材
苏教版
授课类型
新授课
第1课时
教材分析
教材分析
本节内容选自苏教版七年级下册第11章第3节，是“物质与能量转化”主题下的重要组成部分。教材通过冬日大棚中植物生长的生动情境引入，系统阐述了光合作用与呼吸作用在农业生产、生活中的实际应用，体现了科学知识与现实生活的深度融合。内容涵盖合理密植、套种技术、温室调控、储藏保鲜等典型实例，构建起从理论到实践的知识链条，帮助学生理解生物体内部能量转换机制如何被人类智慧所利用，具有较强的综合性与应用性。
学情分析
七年级学生已掌握基本的光合作用与呼吸作用概念，具备初步的生物学思维能力，但对抽象生理过程与具体生产措施之间的联系仍较模糊。学生虽有接触过大棚蔬菜、冰箱保鲜等生活现象，但缺乏系统归因意识。部分学生存在“植物只进行光合作用”的认知误区，对呼吸作用在储存中的关键作用理解不足。教学中需以真实情境为载体，通过问题驱动与小组探究，引导学生建立“能量转化—条件调控—效益提升”的逻辑链条，突破“知其然不知其所以然”的学习障碍，增强科学解释与解决实际问题的能力。
课时教学目标
生命观念
1. 能说出光合作用和呼吸作用的基本原理，并能解释其在生产生活中体现的能量转化规律。
2. 能运用“光照强度、温度、二氧化碳浓度、氧气含量”等关键因素，分析大棚种植与农产品储藏中的实际操作依据。
科学思维
1. 能通过对比分析不同栽培方式（如小麦套种玉米）的结构特征，归纳出空间与时间差对光能利用率的影响机制。
2. 能基于实验数据（如昼夜温差对糖分积累的影响），建立因果推理模型，推断环境条件变化对作物品质的决定性作用。
探究实践
1. 能设计并实施模拟实验，验证低温低氧条件下呼吸作用减弱的现象，观察记录相关变量变化。
2. 能在小组协作中完成“草莓含糖量差异”问题的探究任务，提出可验证的假设并制定研究方案。
态度责任
1. 能认识到科学技术在保障粮食安全、提高农业效率方面的重要价值，树立可持续发展理念。
2. 能主动关注身边的生活现象，尝试用科学原理解释日常问题，养成理性思考的习惯。
教学重点、难点
重点
1. 理解光合作用与呼吸作用在农业生产中如何通过调控环境因素实现增产提质。
2. 掌握“白天增强光合作用、夜间抑制呼吸作用”这一核心策略在大棚种植中的具体体现。
难点
1. 如何引导学生从“植物是否需要呼吸”这一常见误区中跳脱，理解呼吸作用在生命活动中的必要性及其在储藏环节的负面影响。
2. 学生难以将抽象的“能量收支平衡”概念转化为对“昼夜温差大→糖分积累多”等生活现象的科学解释。
教学方法与准备
教学方法
议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法
教具准备
多媒体课件、智能温室系统示意图、大棚种植实景图、草莓含糖量对比实验数据表、实物展示：冷藏与常温存放的番茄
教学环节
教师活动
学生活动
情境导入，激发兴趣【5分钟】
一、创设情境，引出课题
（一）、播放视频片段：冬日大棚内外对比
1. 教师播放一段精心剪辑的视频：画面左侧是寒风凛冽、枯枝败叶的室外景象；右侧则是温暖明亮、绿意盎然的大棚内景，镜头缓缓推进，展示黄瓜藤蔓攀爬、番茄挂满枝头的丰收画面。
2. 提问引导：“同学们，你们知道为什么冬天我们还能吃到新鲜的蔬菜吗？外面冷得像冰窖，大棚里却生机勃勃，这背后隐藏着怎样的科学奥秘？”
3. 播放背景音效：风声呼啸与大棚内轻微的通风机运转声形成鲜明对比，强化感官冲击。
4. 引导语：今天，我们就化身“农业科技侦探”，走进这个神奇的温室世界，揭开光合作用与呼吸作用在现代农业中如何被巧妙运用的秘密。
5. 板书课题：11.3 光合作用和呼吸作用原理的应用。
6. 引导学生观察大棚结构、植物长势及环境特征。
7. 进一步提问：“你能在图中找到哪些可能影响植物生长的关键因素？比如光线、温度、空气流通等？”
8. 鼓励学生大胆猜测，不急于给出答案，营造开放探索氛围。
（二）、揭示核心问题链
1. 教师提出系列递进式问题，逐步深化认知：
- 为什么大棚能保温？
- 植物在黑暗中会怎样？
- 夜晚植物会不会消耗能量？
- 我们吃的瓜果为什么会甜？
2. 将这些问题以“科技探案卡”形式呈现于屏幕，每问对应一个线索编号，激发学生的解谜欲望。
3. 明确本节课的学习任务：破解“大棚高产之谜”，理解光合作用与呼吸作用如何协同工作，让作物长得好、存得住、甜得久。
1. 观看视频，感受冬夏反差。
2. 思考并回答教师提问。
3. 识别大棚内影响植物生长的外部因素。
4. 建立“科技探案”角色身份，进入探究状态。
评价任务
情境感知：☆☆☆
问题联想：☆☆☆
角色代入：☆☆☆
设计意图
通过视听结合的真实情境导入，唤醒学生已有经验，激活学习兴趣。以“探案”为主线串联问题，引导学生主动提出疑问，为后续深入探究奠定情感与认知基础。同时，借助图文并茂的主图，直观呈现核心场景，帮助学生快速建立空间与功能关联。
新知探究，层层递进【15分钟】
一、剖析光合作用的应用——“增光提效”
（一）、小组研读素材，分析套种原理
1. 教师将学生分为四人一组，每组发放一份包含“小麦套种玉米”图文资料的探究任务单，其中包含用户上传的“图11-9小麦套种玉米”图片及文字说明。
2. 发布任务指令：“请各小组仔细阅读材料，重点关注三个关键词：高度差、成熟期差、空间分层。”
3. 引导学生观察玉米与小麦的植株高度差异，明确玉米茎秆更高，能占据上层空间；小麦植株较矮，位于下层，不遮挡阳光。
4. 分析时间差：小麦成熟早，玉米成熟晚，两者错开收获期，避免竞争。
5. 提问：“如果两种作物都长得一样高，会发生什么情况？”
6. 指导学生在任务单上绘制简图，标注光路路径，用箭头表示光照如何穿透不同层次的叶片。
7. 强调结论：“这种‘高矮搭配、错时播种’的方式，使光能被更充分地利用，如同给植物‘搭积木’，最大化吸收阳光。”
8. 小结：合理密植和套种的本质，都是为了增加单位面积上的有效光合面积，提升光能利用率。
9. 让学生举例其他套种组合。
10. 举一反三：追问“如果把所有作物都种在同一行里，会怎样？”引导学生理解过度密集的危害。
11. 播放动画演示：当光照过强时，部分叶片出现“光抑制”现象，叶绿素受损，光合作用反而下降，提醒学生“光不是越多越好”。
12. 引出下一个知识点：除了光，还有哪些因素会影响光合作用？
（二）、聚焦二氧化碳与通风
1. 提问：“为什么农田要‘正其行，通其风’？通风到底有什么用？”
2. 引导学生回忆空气中二氧化碳体积分数约为0.04%的事实。
3. 解释：植物需要二氧化碳作为原料，若田间空气停滞，二氧化碳会被迅速耗尽，导致光合作用减慢。
4. 展示数据对比：正常通风下，二氧化碳浓度维持在适宜水平；无通风时，浓度下降至0.02%，光合速率降低约40%。
5. 讲解增施二氧化碳气肥的方法：通过燃烧天然气或释放干冰，人为补充二氧化碳。
6. 提供案例：某果园使用气肥后，苹果产量平均提高18%。
7. 提问：“增施有机肥也能间接提高二氧化碳浓度，你知道原因吗？”
8. 引导学生思考：土壤微生物分解有机物的过程会产生二氧化碳，从而改善局部气体环境。
9. 总结：通风与增肥，本质都是为了保障“原料供应充足”，确保光合作用高效运行。
1. 分组阅读资料，讨论高度差与成熟期差的意义。
2. 绘制光路简图，标注光能利用路径。
3. 举例其他套种模式，如菜豆与玉米间作。
4. 分析通风对二氧化碳浓度的影响。
5. 理解增施气肥与微生物分解的关系。
评价任务
图文分析：☆☆☆
逻辑推理：☆☆☆
迁移应用：☆☆☆
设计意图
采用“问题—证据—结论”三段式探究模式，引导学生从图像信息出发，进行深度解读。通过小组合作与可视化建模，培养空间想象与系统思维能力。结合真实数据与案例，增强说服力，使抽象原理具象化。设置“反向提问”环节，预防认知偏差，提升批判性思维。
深化理解，突破难点【10分钟】
一、揭秘呼吸作用的应用——“控温保质”
（一）、剖析大棚昼夜温差设计
1. 教师提问：“吐鲁番的瓜果为何特别甜？你猜猜是什么原因？”
2. 学生自由发言后，教师揭晓答案：日照时间长、昼夜温差大。
3. 引导学生回顾光合作用与呼吸作用的关系：白天合成有机物（糖类），夜晚分解有机物释放能量。
4. 设计对比实验：若夜间温度高，呼吸作用旺盛，会大量消耗白天积累的糖分；若夜间温度低，呼吸作用减弱，糖分得以保留。
5. 强调唯一变量是夜间温度（甲17℃，乙23℃）。
6. 提问：“根据原理，哪个大棚的草莓糖分更高？为什么？”
7. 引导学生计算：乙大棚夜间温度高出6℃，按每升高10℃呼吸速率翻倍估算，呼吸作用强度至少增加一倍以上，意味着糖分损失更多。
8. 总结：大棚夜间适当降温，是为了“少拆家”，即减少有机物的分解，让糖分更多地留在果实中。
9. 对比展示：将“甲处草莓”与“乙处草莓”实物并列，强化视觉印象。
（二）、解析储藏保鲜原理
1. 教师出示两个番茄：一个放在常温下，另一个置于冰箱冷藏。
2. 提问：“为什么冰箱里的番茄能放更久？”
3. 引导学生思考：低温抑制了细胞呼吸作用，减少了能量消耗和水分流失。
4. 解释：低氧环境也抑制呼吸作用，因为氧气是呼吸作用必需的反应物之一。
5. 提问：“如果把粮食放在密封袋里，它会不会坏得更快？”
6. 指出：密封后缺氧，植物细胞会进行无氧呼吸，产生酒精，反而加速腐烂。
7. 强调：理想的储藏条件是“低温、低氧、适度干燥”，不能一味追求“封闭”或“低温”。
1. 分析吐鲁番瓜果甜的原因。
2. 对比甲乙大棚数据，预测糖分高低。
3. 理解夜间降温对糖分积累的作用。
4. 判断冰箱保鲜的科学依据。
评价任务
因果推断：☆☆☆
数据分析：☆☆☆
概念辨析：☆☆☆
设计意图
针对“呼吸作用有害论”这一普遍误区，设计“逆向思维”挑战。通过真实数据对比与实物观察，让学生亲历“温差=甜度”的因果关系。引入“无氧呼吸危害”的警示案例，帮助学生全面理解“控制”而非“消除”呼吸作用的重要性，实现从“知其然”到“知其所以然”的跨越。
整合应用，项目实践【8分钟】
一、智能温室系统模拟体验
（一）、观看智能系统工作流程
1. 教师播放“智能温室大棚系统”动画，配合讲解：
- 传感器实时采集水肥、温度、光照、二氧化碳、病虫害等数据；
- 数据传输至中央控制系统；
- 系统与预设的理想值进行比对；
- 若发现偏差，自动启动设备：补光灯、调温器、二氧化碳发生器、水肥一体机。
2. 举例说明：当检测到夜间温度过高时，系统自动开启冷却装置；当二氧化碳浓度低于阈值时，启动气肥释放。
3. 强调：这不是人工盲目操作，而是基于精准监测的“智能调控”，实现了光合作用与呼吸作用的动态平衡。
4. 提问：“如果你是系统设计师，你会设定哪些关键参数？”
5. 引导学生思考：应根据作物种类设定不同的理想生长区间。
6. 展示成果：某农场采用该系统后，草莓产量提升25%，且糖度稳定在12%以上。
（二）、分组设计“我的小温室”方案
1. 教师发布任务：“请每组为一种作物（如番茄、草莓）设计一套简易温室管理方案。”
2. 要求包括：白天应采取哪些措施增强光合作用？夜间应如何抑制呼吸作用？如何防止病虫害？
3. 提供模板：包含“光照调节”、“温控策略”、“气体管理”、“排水防涝”四大模块。
4. 各组派代表上台展示方案，其他组进行“合理性评分”：
- 评分标准：是否符合科学原理？是否考虑成本与可行性？
5. 教师点评，肯定创新点，纠正错误认知。
1. 观看智能系统运作动画，理解数据驱动决策机制。
2. 小组讨论，设计温室管理方案。
3. 上台展示，接受同伴评价。
4. 反思优化，完善方案。
评价任务
方案设计：☆☆☆
团队协作：☆☆☆
表达交流：☆☆☆
设计意图
将前沿科技融入课堂，提升学习的时代感与未来感。通过“设计—展示—评价”闭环，促使学生综合运用所学知识解决问题，锻炼跨学科整合能力。在真实的“工程思维”训练中，深化对科学原理的深层理解，实现从“被动接受”到“主动创造”的转变。
总结升华，延伸思考【7分钟】
一、梳理知识体系，构建思维导图
（一）、师生共同构建“双作用协同”模型
1. 教师在黑板左侧画出“光合作用”与“呼吸作用”两个大圆圈，中间用双向箭头连接。
2. 在“光合作用”旁标注：原料（二氧化碳+水）、能量来源（光）、产物（有机物+氧气）、条件（光照）。
3. 在“呼吸作用”旁标注：原料（有机物+氧气）、能量释放、产物（二氧化碳+水）、条件（有氧/无氧）。
4. 强调：二者是相互依存、对立统一的关系。
5. 在两者之间添加“能量转化”标签，突出“光能→化学能→动能”的转化路径。
6. 在右侧添加“应用”分支，列出三大应用场景：
- 增产：合理密植、套种、增施气肥、补光。
- 保质：低温低氧储藏、晾晒、通风。
- 智能调控：传感器+自动化设备。
7. 引导学生用自己的话复述整个知识网络。
（二）、升华价值观，布置延伸任务
1. 提问：“如果我们能完全控制光合作用和呼吸作用，是否就能解决全球粮食危机？”
2. 引导学生辩证思考：科技虽强大，但必须尊重自然规律，避免生态破坏。
3. 布置课外拓展任务：调查本地是否有智能温室大棚？采访一位种植户，了解他们如何运用这些原理。
4. 鼓励学生撰写一篇小论文，题目如《我家阳台的小温室》或《我眼中的绿色革命》。
1. 参与构建思维导图，理解知识结构。
2. 回顾核心原理与应用。
3. 思考科技与伦理的关系。
4. 记录拓展任务要求。
评价任务
知识整合：☆☆☆
思维拓展：☆☆☆
社会责任：☆☆☆
设计意图
通过可视化思维导图，帮助学生系统梳理知识脉络，形成完整认知框架。设置开放性问题，引导学生跳出课本，思考科技发展背后的伦理与可持续性问题，培养科学责任感。布置实践性作业，打通“课堂—生活—社会”的通道，实现教育的延展与深化。
作业设计
一、理解题
1. 采用小麦套种玉米的种植方法，能提高小麦、玉米总产量的主要原因不包括( )。
A. 作物能充分利用光能
B. 满足作物生长对水的需求
C. 提高作物的光能利用率
D. 延长作物光合作用的时间
2. 生产生活中，人们采取了各种措施来促进植物的光合作用。以下措施能直接提高光合作用效率的是( )。
A. 增施二氧化碳气肥
B. 及时排涝
C. 夜间适当降温
D. 花盆底部留孔
3. 判断下列说法是否正确，并说明理由。
(1) 农业种植中的“正其行，通其风”（作物要保持一定的行距，并要通风良好）主要是为了增强作物的呼吸作用。
(2) 低温、低氧等环境因素有利于延长农产品储藏的时间。
二、应用题
1. 我们的祖先留下了许多珍贵的农学成果。《吕氏春秋》中关于作物的种植有如下记载：“慎其种，勿使数，亦无使疏。”意思是播种一定要注意不能过密或过疏。如果播种过密，对作物的光合作用会产生什么影响？
2. 课外实践活动中，同学们走访了本地的草莓大棚（右图），发现甲、乙两处大棚种植的是同种草莓，但甲处大棚中的草莓含糖量比乙处的高。据调查，两处大棚中，除了温度条件差别较大（下表），其他各项栽培条件都相同且适宜。
大棚
甲
乙
白天平均温度/℃
25
25
夜间平均温度/℃
17
23
尝试从光合作用和呼吸作用原理的应用角度，分析甲处大棚中的草莓含糖量较高的原因。
【答案解析】
一、理解题
1. 【答案】B
【解析】小麦套种玉米的核心在于利用空间差和时间差，实现光能的高效利用，从而提高光能利用率和光合作用时间。而“满足对水的需求”并非其主要目的，因此选项B不符合题意。
2. 【答案】A
【解析】增施二氧化碳气肥直接增加了光合作用的原料，显著提升光合速率。及时排涝和花盆底部留孔主要改善根部通气，利于呼吸作用；夜间降温是抑制呼吸作用，均非直接提升光合作用效率。
3. 【答案】(1) 错误。通风是为了保证二氧化碳供应和热量散发，主要目的是增强光合作用，而不是呼吸作用。(2) 正确。低温和低氧都能显著降低呼吸作用强度，减少有机物消耗，从而延长储藏时间。
二、应用题
1. 【答案】播种过密会导致植株间相互遮挡，下层叶片接收到的光照不足，无法进行有效的光合作用，造成光能浪费，最终影响整体有机物积累，降低产量。
2. 【答案】甲大棚夜间温度较低（17℃），抑制了草莓的呼吸作用，减少了糖分的分解；而乙大棚夜间温度较高（23℃），呼吸作用较强，消耗了大量白天积累的糖分。因此，甲处草莓的糖分净积累量更高，含糖量更高。
板书设计
[主标题] 11.3 光合作用和呼吸作用原理的应用
【核心模型】
┌─────────────┐
│ 光合作用：光能 → 化学能 │
│ 原料：CO₂ + H₂O │
│ 条件：光照 │
│ 产物：有机物 + O₂ │
└─────────────┘
↑
│
┌─────────────┐
│ 呼吸作用：化学能 → 动能 │
│ 原料：有机物 + O₂ │
│ 条件：有氧/无氧 │
│ 产物：CO₂ + H₂O │
└─────────────┘
【应用策略】
▶ 增产：合理密植、套种、补光、增施气肥、通风
▶ 保质：低温、低氧、干燥、晾晒、通风
▶ 智能：传感器+自动化调控（补光、调温、施肥、喷药）
【金句总结】
「白天拼命合成，夜里悄悄保存」——让作物既长得多，又甜得久！
教学反思
成功之处
1. 以“科技探案”为主线贯穿全课，学生参与度极高，课堂氛围活跃，有效激发了探究欲望。
2. 充分利用用户提供的多张高清图片资源，实现图文互证，使抽象原理可视化、情境化，极大提升了教学直观性。
3. 通过“数据对比”“实物观察”“智能系统模拟”等多种手段，成功突破了“呼吸作用有害”这一认知难点，学生理解深刻。
不足之处
1. 部分学生在设计“小温室方案”时，过于追求技术复杂性，忽视了成本与可行性，需加强引导。
2. 时间分配略显紧张，尤其在小组展示环节，部分小组未能充分表达，建议后续可预留更多交流时间。
3. 对于极少数基础薄弱的学生，部分专业术语（如“光抑制”“无氧呼吸”）理解仍有困难，需在课后提供补充材料。