浙教版八年级下册第7节 自然界中的氧循环和碳循环教案

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3.7 自然界中的氧循环和碳循环
目录
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一、自然界中的氧循环
1.自然界中的氧循环的概念
(1)概念：大自然中氧气的含量会随着生物的呼吸和物质的燃烧等而减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始地进行循环。这就是自然界中的氧循环。
(2)图解：
2.氧气产生的主要途径
植物的光合作用把水和二氧化碳转化为有机物，并释放出氧气。
3.氧气消耗的途径
(1)生物的呼吸作用：吸人氧气，产生二氧化碳。
(2)微生物氧化分解有机物：动植物死亡后的遗体被微生物分解，最后被氧气氧化成水和二氧化碳。
(3)燃料的燃烧：化石燃料(如煤、天然气)等的燃烧，消耗氧气，放出三氧化碳。
二、自然界中的碳循环
碳是构成生物的基本元素之一，它占机体总干重的49%。生态系统中碳的循环过程是这样的：大气中的二氧化碳首先通过绿色植物的光合作用固定，合成碳水化合物，供动物和其他异养生物所消耗，同时，消费者和生产者本身的细胞呼吸、动植物遗体被分解者分解、燃烧(包括泥炭、煤、石油的燃烧)火山活动等不断释放出大量的二氧化碳送回大气中的二氧化碳库里(如图所示)。
1.自然界中碳的形式
碳是构成生物的基本元素之一，自然界中的碳以单质(如金刚石、石墨等)或化合物(在空气中以二氧化碳，在生物体内以有机物)形式存在。
2.自然界中碳循环的主要途径
3.影响碳循环的因素
现代工业迅速发展，人类大量燃烧煤和石油等燃料，排放过多的二氧化碳，增加了大气中二氧化碳的含量，从而破坏了碳在自然界中的平衡。
4.氧循环与碳循环的联系
在自然界中，氧循环与碳循环有着密切的联系。通过光合作用和呼吸作用，保持了大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，维持了整个生物圈中的碳一氧平衡。
三、温室效应
1.大气温室效应的含义
地球上的有些气体，如二氧化碳、甲烷(化学式为CH)等能像玻璃、塑料薄膜一样，让太阳光辐射的能量穿过大气层被地面吸收，同时防止地面辐射的能量逸散到宇宙空间去，使气温升高，产生类似温室的保温效应。
2.温室效应加剧的原因
(1)矿物燃料(如煤、石油、天然气)的大量使用。
(2)乱砍滥伐而造成森林面积的不断减少。
3.温室气体
CO2、H2O、O2、N2O、CH4、氯氟烃、全氟碳化物及六氟化硫等。从对全球升温的贡献百分比来说，所占比例最大的是CO2，约为55%
4.减缓温室效应的措施
(1)减少化石燃料的使用。
(2)开发新能源，如太阳能、风能、核能等。
(3)大力植树造林，严禁乱砍滥伐，退耕还林还草等。
1.光合作用与生物圈中的碳——氧平衡辨析
(1)什么是碳——氧平衡
生物圈的碳一氧平衡就是指大气中的氧气和二氧化碳的含量保持相对稳定的状态。
(2)绿色植物怎样维持生物圈的碳-氧平衡
大气中氧气的含量约为21%，二氧化碳的含量约为0.04%
一切生物进行呼吸作用时都要吸入氧气，放出二氧化碳，燃烧也要消耗氧气，放出二氧化碳，而绿色植物的光合作用正好吸收二氧化碳，释放氧气，这样就起到了维持生物圈中碳-氧平衡的作用，为人类和一切需氧生物的生存创造了必要条件。
(3)碳一氧平衡遭到破坏
人类的各种活动，特别是工业生产及汽车(燃烧化石燃料)等的广泛使用使排人大气中的二氧化碳不断增加；同时人类对森林草原资源的不合理开发利用和破坏，导致吸收二氧化碳的绿地面积的减少，引起大气中碳一氧平衡的失调。
【例1】生态系统中的物质循环伴随着能量流动，如图为生态系统的碳循环示意图。下列有关该图的分析，正确的是( )
A.图示中“大气”的成分是氧气
B.图示生态系统中的能量流动方向是动物到植物、微生物到动物、微生物到植物
C.生理过程②③④均表示生物的呼吸作用
D.过程②的意义不仅在于为生物的生活提供物质和能量，还维持了生物圈的碳氧平衡
2.光合作用在农业生产中的应用分析
(1)合理密术
合理密植既充分利用了单位面积上的光照而避免造成浪费，又不至于让叶片相互遮挡，影响光合作用。
(2)进行套种(立体种植)
立体种植就是把两种或两种以上的作物，在空间和时间上进行最优化组合，以达到增产、增收、延长供应的目的。
(3)增加二氧化碳的浓度
二氧化碳是植物光合作用的主要原料，空气中二氧化碳浓度一般是0.04%，当空气中二氧化碳的浓度为0.5%~0.6%时，农作物的光合作用就会显著增强，产量有较大的提高。
在温室中，增加二氧化碳浓度的方法有很多。例如增施有机肥料(农家肥)，利用微生物分解有机物放出二氧化碳；喷施储存在钢瓶中的二氧化碳；用化学方法产生二氧化碳等。
(4)其他方面
植物光合作用受诸多因素的影响，最大限度地满足农作物进行光合作用对水、无机盐、温度、光照等方面的要求，农业生产就能获得丰收。
【例2】某校生物科技小组利用学校空地建立了一个小型农业生态园，在园内开展了一系列植物栽培和科学探究活动。
为了探究提高生态园内蔬菜产量的科学方法，同学们选择萝卜作为研究对象进行实验。他们在三个温室内分别种植了相同的萝卜苗，温室的温度和二氧化碳条件的控制情况如下表所示(其他条件均相同)。
(1)为研究温度对萝卜幼苗光合作用强度的影响，他们应选择__________两组进行对照实验。
(2)为研究二氧化碳浓度对萝卜幼苗光合作用强度的影响，他们应选择__________两组进行对照实验。若其他条件都相同，则一段时间后温室__________中的萝卜幼苗长得快。
(3)经实验探究，他们认为夜晚降低温室内的温度，也可以提高蔬菜的产量。原因是__________。
【常考1】自然界中的氧循环
【例1】如图是一个模仿英国科学家普利斯特利的实验。(注：玻璃罩是密闭的)。

(1)在甲中，小白鼠死去的原因之一是____________。
(2)在乙中，植物和小白鼠都能正常地活着，原因是：植物光合作用为小白鼠呼吸提供了____________，同时小白鼠呼吸所产生的____________也为植物光合作用提供了原料。
(3)在实验取材上，如何确保该实验中只有一个变量? ________________________。
(4)第一次实验后，发现结果与假设不一致时，正确的做法是：________________________。
【常考2】自然界中的碳循环
【例2】(2019•余姚期末)研究自然界碳元素的循环，有利于解决全球变暖问题。如图为大自然中碳循环的局部示意图。

(1)为了缓解全球变暖问题，提倡低碳生活，其中“碳”的含义是____________ (填字母序号)。
A.自然界中的碳元素 B.生活用品中的碳单质 C.大气中的二氧化碳
(2)如图中，向大气中释放二氧化碳的途径是____________(填数字序号)。
【例3】(绍兴市上虞区期末统考题)从物质循环的观点看，人体中的碳元素，究其根源是来自( )
A.非生物界中循环的碳 B.大气中二氧化碳中的碳 C.食物中有机物里的碳 D.燃料中的碳
【例4】(咸安区二模)大面积绿化有利于改善人类赖以生存的自然环境，这是因为( )
A.可稳定大气中氧和二氧化碳的含量 B.可稳定大气中氮的含量
C.稳定大气中氧的含量 D.稳定大气中二氧化碳的含量
【例5】(2018•温岭市校级二模)农业生产中，在保证水、肥等充足条件下，要让农作物最大限度地利用太阳光能，提高单位面积产量．如图(一)示叶片在阳光下进行一些生理活动；图(二)示叶面积指数与农作物光合作用和呼吸作用两生理过程关系(叶面积指数是指单位面积上植物的总叶面积；叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大)．请据图回答下列问题：
(1)若A表示二氧化碳，则C表示________，此时，物质[B] ________是通过________运输到其他器官的；若C表示水，此时图(一)表示叶片正进行________．
(2)叶面积指数为________时，对农作物的增产最有利．
(3)通过对图(二)曲线的分析，你得出的结论是________________________．
【常考3】温室效应
【例6】(1)如图是验证“温室效应”的图示，一段时间后，可观察到水柱向__________ (填“左”或“右”)移动。

(2)绿色植物通过__________作用吸收CO2.
(3)为了减缓大气中二氧化碳含量的增加，以下建议可行的是__________ (填序号).
①开发太阳能、风能、地热能等新能源 ②禁止使用煤、石油、天然气等化石燃料 ③大量植树造林，禁止乱砍滥伐
【热点题型1】氧循环、碳循环与生物圈中碳——氧平衡
【例7】(2018•随州中考)十九大报告提出“坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，实行最严格的生态环境保护制度，形成绿色发展方式和生活方式，为全球生态安全作出贡献”。下列相关叙述正确的是( )
A.“绿水青山”中的绿色植物光合作用吸收二氧化碳生成氧气，对维持大气中碳一氧平衡起到了重要作用
B.“绿水青山”中的绿色植物光合作用只能制造淀粉这一种有机物
C.光合作用的实质就是绿色植物制造有机物，释放氧气，将有机物中的能量全部释放出来
D.“绿水青山”中的绿色植物在白天只进行光合作用，夜晚只进行呼吸作用
【方法技巧】自然界中的氧循环和碳循环
氧气产生和消耗的途径 自然界中的碳循环

【热点题型2】温室效应
【例8】(2018•德阳中考)近年来，大气中的温室气体(CO2等)浓度持续上升，引起温室效应。温室效应的主要原因是( )
A.野生动物大量灭绝 B.地震海啸频繁发生
C.极地冰盖大量融化 D.野生植被大量破坏
【方法技巧】
【自然界的氧循环 习题】
1.下列事例中，属于产生氧气的途径的是( )
A.打开窗户通风 B.使用空气清新剂
C.夜晚在屋内放置绿色植物 D.阳光良好的原始森林
2.下列关于自然界中氧循环的叙述正确的是( )
A.植物→呼吸作用→氧气→光合作用→氧气
B.植物→光合作用→氧气→呼吸作用→二氧化碳
C.植物→呼吸作用→氧气→光合作用→二氧化碳
D.植物→光合作用→氧气→呼吸作用→水
3.自然界中存在氧循环，其中能将二氧化碳转化为氧气的是( )
A.水变成水蒸气 B.动植物的呼吸 C.植物的光合作用 D.化石燃料的燃烧
4.辩论：空气中的氧气会耗尽吗？正方的观点是：“空气中的氧气会减少直至耗尽。”下列论点不应成为正方论据的是( )
A．汽车越来越多，消耗的氧气越来越多
B．有证据表明，在远古时代的原始空气中氧气含量高达30%
C．太阳能、风能、核能等能源的开发利用将耗去空气中大量的氧气
D．随地球人口的增多，呼吸、燃料燃烧等耗氧也越来越多
5．各大酒店和商场等公共场所大多用臭氧机消毒，而我们所学的臭氧层对地球上的生物具有保护作用是因为它能( )
A．阻挡和削弱过强的紫外线 B．增强紫外线的杀菌能力
C．增强植物的光合作用 D．透过更多的紫外线
6．某研究性学习小组制作了以下4个密闭的玻璃瓶，放在一定的环境中。请根据你学过的知识，判断哪个瓶中生物的生存时间最长 ( )
A B C D
7.在自然界中，消耗氧气的途径主要有：______________________________；产生氧气的途径主要有：__________.故大自然中__________的含量会随着生物的呼吸作用和物质的燃烧等而减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始地进行循环.
8.根据氧的循环原理，在屋内可以用什么方法使空气保持清新?在塑料大棚里可以用什么方法使农作物增产?
9.如图为自然界中的氧循环过程示意图，请据图回答问题.

(1)图中A是氧气，C是__________.
(2)B、D为自然界氧循环不可缺少的两个过程：D为__________，B为__________.
10．(杭州中考)为“证明绿色植物光合作用能产生氧气”，小金设计了如图所示的实验。请回答：
(1)本实验选择水生绿色植物金鱼藻作为实验材料而不选用盆栽的天竺葵，其理由是____________________________________________________________________。
(2)写出证明试管内收集的气体是氧气的方法： ___________________________。
(3)利用上述实验装置与材料，设计“证明光照是绿色植物光合作用的条件”的实验(写出简要的实验思路)：____________________________________________________。
11．取两个相同的透明玻璃瓶甲、乙，装满水后分别放入等量的金鱼藻，测出瓶中水的含氧量后盖上瓶盖。然后将甲包上黑胶布，乙不作处理。放在同样的光照和温度条件下n小时，再次测出瓶中水的含氧量，两次测量结果如图所示。则n小时内甲瓶金鱼藻呼吸作用消耗的氧气量是________g；乙瓶光合作用产生的氧气量是________g。
【自然界的碳循环 习题】
1.含碳有机物可以直接燃烧，还有一部分含碳有机物形成的化学燃料，如煤、石油等，也可以燃烧，燃烧后形成的CO2返回大气中.而生物与环境之间的碳循环主要是通过( )
A.植物与动物的呼吸作用 B.光合作用
C.动物摄食 D.光合作用和呼吸作用
2.自然界中存在氧循环和碳循环，其中能将二氧化碳转化为氧气的是( )
A．水的吸收 B．动植物的呼吸 C．光合作用 D．燃料的燃烧
3.所谓地球“温室效应”是指( )
A.频频发生的森林大火，使地球的温度升高
B.大气中二氧化碳等含量增大，阻碍了热辐射，使地面温度升高
C.用塑料大棚提高棚内温度，使温度适宜农作物的生长
D.地球上空臭氧层遭到破坏，使太阳光中的紫外线易穿透大气层照射到地球上
4.关于温室效应，有下列说法：①温室效应有利也有弊；②温室效应的加剧是大气层中臭氧层受到破坏引起的；③温室效应的加剧主要是由大气中的二氧化碳含量升高引起的；④发展太阳能、水能以代替煤、石油等燃料，可以防止温室效应的加剧；⑤适度的温室效应能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存；⑥森林被称为“地球之肺”，所以大力提倡植树造林可以缓解温室效应.其中正确的是( )
A.①②③④⑤⑥ B.①③④⑤ C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑤
5.世博“零碳馆”是中国第一座零碳排放的公共建筑.“零碳”中的“碳”主要指( )
A.CO B.CO2 C.CH4 D.C
6.(浙江湖州中考)如何减少温室气体二氧化碳的含量是科学家一直在探索的课题.最近中国科学技术大学的专家找到一种新型催化剂，可将二氧化碳转化为液体燃料甲酸(CH2O2).下列说法中，不正确的是( )
A.地球上二氧化碳含量上升的主要原因是植物的呼吸作用
B.二氧化碳能阻挡地面辐射，对地球有保温作用
C.二氧化碳转化为甲酸的过程属于化学变化
D.这种新型催化剂在反应前后质量不变
7.CO2含量占空气总体积的0.04%，自然界中CO2的循环如图所示，在A处不参与该循环的是( )
A.生物的呼吸作用 B.含碳燃料的燃烧 C.发展利用氢燃料 D.人和动物的呼吸
8.下列四个大小完全相同的装置，同时放在阳光下，过一段时间我们观察到( )

A．四个装置U形管内a、b两端液面没有变化
B．四个装置U形管内b端液面升高，且依次增大
C．四个装置U形管内a端液面升高，且依次增大
D．无法判断
9.自然界中碳存在的形式：在空气中，以__________为主；在生物体内，以__________的形式存在
10.自然界中的____________________、____________________和____________________等过程都会产生二氧化碳，而植物光合作用的过程会使自然界中的二氧化碳含量减少，从而使自然界中二氧化碳的含量相对稳定.
11.太阳光透过温室的玻璃，会使室内的地面温度升高，而地面的__________却很少能穿透玻璃，因此温室具有__________作用.大气中的__________具有与温室玻璃相似的作用，对地球起着保温作用，从而产生所谓的__________效应.
12.(1)为了减缓温室效应，我们每个人都应该从自己身边做起，比如双面使用纸张，双面使用纸张和减缓温室效应之间的关系是______________________________。
(2)请你再举一件你可以做到的有利于减缓温室效应的事情：______________________________.
13．如图所示是自然界中碳、氧循环简图，请回答：
(1)图甲中，转化1表示水吸收二氧化碳的过程，发生反应的化学方程式为_____________。
(2)图乙中，转化1是自然界中碳、氧循环的重要反应之一——绿色植物光合作用的过程，反应的化学方程式为____________________________________________________。
(3)上述两个反应的反应物相同，但得到的产物却完全不同，原因是________________。

1.植物进行光合作用时，需要不断消耗空气中的二氧化碳，但二氧化碳在大气中的含量却基本保持不变.下列各项中能不断补充空气中的二氧化碳的是( )
①动植物的呼吸作用②煤、石油等燃料的燃烧③死亡动植物的腐烂④CaCO， 等矿物的加热分解
A.只有①② B.只有①③ C.只有①④ D.①②③④
2.(浙江金华中考)2015年12月12日，气候变化巴黎大会通过《巴黎协定》，长远目标是把全球平均气温升高控制在较工业化前水平2℃之内.节能减排，人人有责，下列措施不能体现节能减排的是( )
A.参与植树造林，扩大植被面积 B.使用一次性餐具，方便生活
C.使用环保袋，将垃圾分类放置 D.乘坐公共交通工具，低碳出行
3.如图为自然界中有关物质循环示意图的一部分，图中a、b、c、d分别代表氧气和二氧化碳循环.请用字母填空：(1)生成氧气的途径是__________. (2)消耗氧气的途径是__________.
4.(1)有观点认为：大气中的二氧化碳浓度的增加会提高大气温度，导致温室效应.如图3-7-4是科学家对1955~1995年期间地球大气的一个观测结果，你认为这个结果是否支持上述观点?请先判断，再写出判断依据______________________________________________________________________.
(2)上表中的“温室效应指数”是指以二氧化碳为相对标准，测定一定大气压下每单位体积的气体所吸收的热量.表中展示了部分气体的数据，据此可得出，水蒸气对全球温室效应的影响要比甲烷气体__________.
5.如图所示是自然界中碳、氧循环的主要途径.请回答下列问题.

(1)图中自然界中的碳、氧循环是指 (填序号)的循环.
A.碳和氧的单质 B.氧气和二氧化碳 C.碳元素和氧元素
(2)写出自然界中两种消耗氧气的途径：
①__________；②__________.
(3)在实验室中，为获得少量氧气，可以根据某物质的性质，选择含有__________元素的物质，通过控制反应条件来实现.
6.(杭州中考节选)大量排放以CO2为主的温室气体导致全球气候变暖已得到公认.控制大气中CO，含量刻不容缓.
(1)在自然界碳循环中，大气中CO2被消耗转化为有机物的主要途径是__________.大气中部分CO2会溶解于水，导致海水酸化，其反应的化学方程式是____________________.
(2)科学家提出用某些溶液来吸收CO2，从而将CO2从工业尾气中“捕捉”出来.适合“捕捉”CO2，的溶液有______________________________.(写出一种)
7.根据下式回答问题：

(1)过程a和b分别表示植物的__________和__________。
(2)漂浮在水面的满江红，其叶片可进行a过程，但水下的根却不能，原因是根细胞中没有__________.通常情况下，绿色植物在夜晚只能进行__________ (填“a”或“b”).
(3)a、b两个过程中，__________ (填字母)对于维持大气中的碳-氧平衡具有更为重要的意义
(4)“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，叶片经酒精脱色并滴加碘液后，观察到的颜色变化是，遮光部分__________，未遮光部分__________ (填“变蓝”或“不变蓝”).
温室
A
B
C
二氧化碳浓度
0.03%
0.1%
0.1%
温度
20℃
20℃
30℃