师:同学们大家好,今天我们来学习七年级生物学上册第三单元第五章第二节绿色植物的呼吸作用。通过本节课的学习,我们要达成以下三个目标:一、描述呼吸作用的过程;二、说出呼吸作用是生物的共同特征;三、认同绿色植物在维持生物圈碳氧平衡中的重要作用。有人认为,绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,能够更新居室的空气,于是在卧室里摆放多盆绿色植物。大家觉得这种做法科学吗?为什么?其实,绿色植物除了能够进行光合作用外,还能进行呼吸作用。那么,呼吸作用在植物体内是如何进行的呢?下面我们通过三个实验来探究绿色植物的呼吸作用。首先,请同学们观看演示实验一,思考种子在萌发过程中能量发生了什么变化?
实验探究1:呼吸作用释放了能量。实验所需材料、用具:暖水瓶、煮熟的绿豆种子、萌发的绿豆种子、棉花、电子天平、温度计、标签纸。取两个暖水瓶,分别贴上标签,编号为甲瓶和乙瓶,分别称取等量的萌发的绿豆种子和煮熟后冷却到室温的绿豆种子。甲瓶中加入适量的萌发的绿豆种子,乙瓶中加入等量的煮熟后冷却到常温的绿豆种子。往瓶中各插入一支温度计,用一团棉花封住瓶口,记录两支温度计的初始温度。过一段时间后,观察两支温度计显示的温度情况。通过对比每支温度计前后的温度,我们可以发现甲瓶中的温度上升了,而乙瓶中的温度则没有明显变化。
师:经过一昼夜以上的放置,请同学们观察两支温度计显示的温度有什么不同呢?
生:通过观察,我们发现甲瓶温度为36摄氏度,乙瓶温度为27摄氏度,甲瓶温度高于乙瓶。
师:甲乙两瓶温度的对比说明了什么呢?
生:说明种子萌发时放出能量。
师:科学实验证明,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,所以甲瓶温度高于乙瓶。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呢?下面我们通过演示实验2来探究这个问题。请同学们观看演示实验2,观察澄清石灰水发生了什么变化。
实验操作:给适量的绿豆种子平分为两等份,将其中一份种子用刚刚烧开的热水烫几分钟,为另一份种子提供适宜的条件令其萌发。将萌发的绿豆和烫过的绿豆分别装入a、b两个锥形瓶中,塞上插有分液漏斗和导气管的橡胶塞。关闭阀门,用夹子夹住导气管上的橡皮管,将两个装置放在相同的条件下。一段时间后,将两个装置的导气管分别插入两个装有澄清石灰水的试管中,向分液漏斗中注入适量的水。打开阀门,松开夹子,使分液漏斗中的水注入锥形瓶,锥形瓶中的气体则通过导气管进入试管中,观察试管中澄清石灰水的变化。
师:同学们观察到什么现象呢?
生:当分液漏斗中的水注入装有萌发的绿豆种子的锥形瓶中后,澄清石灰水中出现了气泡,同时澄清石灰水变浑浊。而当分液漏斗中的水注入装有烫过的绿豆种子的锥形瓶中之后,澄清的石灰水没有明显变化。
师:这说明了什么呢?在这里给大家补充一个小知识,二氧化碳具有使澄清石灰水变浑浊的特性。所以实验说明种子萌发时放出了二氧化碳。科学实验证明,二氧化碳来自种子中的有机物,在彻底分解时不仅产生二氧化碳,还产生水。萌发种子中的有机物在转变成二氧化碳和水的过程中还需要哪些物质的参与呢?我们再接着看演示实验三。请同学们注意观察蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧情况,思考种子在萌发的过程中吸收了什么气体。
实验探究3:我们的生活离不开氧气,那么植物是不是也如此呢?在本实验中,我们以萌发的绿豆种子为例,探究植物呼吸作用是否消耗了氧气。实验所需材料、用具:燃烧匙、广口瓶、蜡烛、火柴、萌发的绿豆种子、煮熟的绿豆种子、标签纸。取两个广口瓶分别贴上标签,标号为甲瓶和乙瓶。甲瓶中加入适量的萌发的绿豆种子,乙瓶中加入等量的煮熟后冷却到常温的绿豆种子。把甲乙两瓶同时放到温暖的地方,比如恒温箱中。24小时以后,取出两瓶绿豆种子,打开瓶塞,依次放入燃烧的蜡烛,观察蜡烛的燃烧情况。
师:同学们观察到什么现象呢?
生:燃烧的蜡烛放进甲瓶里,火焰立刻熄灭了。放进乙瓶里,火焰继续燃烧。
师:在这里给大家补充一个小知识,氧气具有助燃的作用,在氧气充足的条件下,燃烧就会更加剧烈。那么为什么甲瓶中的蜡烛会熄灭呢?
生:因为甲瓶里缺少氧。
师:甲瓶里的氧到哪里去了呢?
生:甲瓶里的氧被萌发的种子吸收了。
师:所以实验证明种子萌发时吸收了氧气。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。下面请大家根据三组实验的分析结果,归纳呼吸作用的概念: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。我们还可以用这样的式子来表示呼吸作用:左边用有机物加氧气表示呼吸作用的原料,其中有机物中储存着能量;右边用二氧化碳加水表示呼吸作用的产物,同时释放能量;中间用箭头连接。其中呼吸作用释放出的能量,一部分以热能的形式散失,一部分用于各项生命活动。例如动物可用来运动、呼吸,植物可用来运输有机物、细胞分裂等。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,呼吸作用的实质是有机物分解、释放能量。
