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第3章 物质的转化和元素的循环
华师大版九年级下册
生物在生物圈中生存、繁衍，生物所需的物质（如水和碳、氧、氮等元素），在生态系统中不是单向传递的，而是被反复利用，我们称之为物质循环。
3-2 自然界中的碳循环和氧循环
碳和氧是生物体中最基本的元素。氧又是地壳里含量最多、分布最广的元素。碳循环和氧循环与我们的生活密切相关。
下图中质量达几吨的大树是从一粒仅有几克的种子长成的。那么，大树是由什么物质转化而来的呢？
大树在成长过程中吸收了周围环境中的物质，制成了自己的“食物”——葡萄糖，同时放出氧气。
6CO2+6H2O——C6H12O6+6O2
葡萄糖
光照
叶绿体
我们已经知道光合作用的能量源泉是太阳，那么，光合作用中的二氧化碳和水是如何获得的呢？它正是通过自然界中碳和氧的循环而获得的。
碳是地球上拥有化合物数量最多的元素
碳是有机化合物的基本成分
是构成生命体的基本元素
也是构成煤、石油、天然气的主要元素
碳广泛地分布于大气、海洋、地壳岩石和生物体中，并循环不止。
一、碳循环
碳循环主要通过二氧化碳来进行
碳循环主要可分为三种形式：
第一种形式：
CO2→光合作用→有机物→植物呼吸作用→CO2
绿色植物经光合作用将大气中的二氧化碳和水转化为碳水化合物（糖类）；在植物呼吸过程中，吸入氧气呼出二氧化碳，使二氧化碳返回大气中被植物再度利用。
第二种形式：
CO2→光合作用→有机物→动物吸收、体内氧化→CO2
CO2→光合作用→有机物→动植物遗体→微生物分解→CO2
植物被动物或人采食后，碳水化合物（糖类）经食物链传递，被人或动物吸收，又成为人、动物和细菌等其他生物体的一部分，在体内氧化生成二氧化碳，并通过动物或人的呼吸释放回到大气中又可被植物利用
第三种形式：
CO2→光合作用→有机物→动植物遗体→地下漫长反应→化石燃料→燃烧→CO2
煤、石油、天然气等燃烧时，生成二氧化碳，它返回大气中后重新进入生态系统的碳循环
碳平衡
自然界自发进行的碳循环，在很长的时期内始终处于一种平衡的状态，使地球的环境基本保持不变。
然而人类的活动在短时间内就打破了自然界的碳平衡。尤其是近二百年来，人类对煤、石油和天然气等含碳能源的大量开采利用，致使更多的二氧化碳被排入大气。
大气中二氧化碳浓度的增长，使地球的温室效应加剧，全球气候发生变化，从而给人类社会带来了深远的影响。
科学 技术 社会 环境
地球表面温度变化
分析结果表明
二氧化碳浓度有一个年周期，这一周期反映了绿色植物的季节变化。在生长季节，由于光合作用，大气中的二氧化碳有减少的趋向；在非生长季节，由于植物组织的氧化作用，二氧化碳又返回到大气中，大气中的二氧化碳有增大的趋向。另外，在消除季节变化因素之后，记录到的资料还表明，大气中的二氧化碳在被观测的20年中在当地有一个呈指数形式的增加趋势。
二氧化碳在大气中的含量
活动：查阅有关资料，并进行讨论
查找大气中二氧化碳的平衡与不平衡的原因，讨论如何来保持大气中二氧化碳的平衡？为什么要提倡“低碳”生活？
自然原因：自然界的碳循环
人为原因：大量使用煤、石油等化石燃料；乱砍滥伐森林
措施：提倡植树造林，积极开发新能源(如太阳能、生物能、氢能、地热能等)减少二氧化碳的排放。
碳循环与生命活动紧密相联。亿万年来，在地球的生物圈和大气圈中，碳通过生物的物质与能量的交换，往复循环、生生不息。
二、氧循环
生物活动引起的氧循环是自然界中氧循环的一个重要方面。
氧在大气圈和生物圈中主要是以水、二氧化碳和氧气的形式存在。
在自然条件下，水中的氧很难分解成氧气，而二氧化碳中的氧则可以通过植物的光合作用转化成氧气释放出来。因此，在生态系统中，氧循环与碳循环有着密切的联系。
二、氧循环
在大气中，氧气含量占21％（体积）。大气中的氧可以渗透到生态系统的各个角落：动物的呼吸作用、植物非光合器官的呼吸作用和光合器官在夜间的呼吸作用；以及地表物质腐败氧化等过程不断消耗着大气中的氧。与此同时，绿色植物的光合作用大量吸收着大气中的二氧化碳并将释放出的氧气排入大气。
如此生生不息，构成了生态系统的氧循环，并保持了大气中氧含量的恒定，维持了整个生态系统的平衡。
大气中的O2
光合作用
O2
呼吸作用
CO2
物质燃烧
光合作用的主要过程：
呼吸作用的主要过程：
课堂练习
1、碳的耗用量称为“碳足迹”，如图，一般情况下，排放的二氧化碳越多，碳足迹就越大。碳足迹的计算包括一切用于电力、建设、运输等方面的能源以及我们所使用的消耗品，以下做法可以减小“碳足迹”的是（　　）
A．将生活垃圾进行焚烧处理
B．大量使用煤、石油等燃料
C．减少一次性筷子的使用
D．以私家车出行代替公共交通工具
C
2、二氧化碳(CO2)中有碳，有机物
中也有碳，右图是有关碳循环的图
解，绿色植物在自然的碳循环中起
到了重要作用。图中①、②、③、
④依次代表（　　）
A．动物、细菌和真菌、光合作用、呼吸作用
B．细菌和真菌、动物、呼吸作用、光合作用
C．动物、细菌和真菌、呼吸作用、光合作用
D．细菌和真菌、动物、光合作用、呼吸作用
A
3、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，可以消除温室效应。其中正确的是（　　）
A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤
C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑤
B
4、如图所示是自然界中的氧循环，请认真观察并根据图示回答有关问题。
（1）图示中氧循环涉及的物质中属于氧化物的是　 ，空气的主要成分中没有参与图中循环的气体有　 　。
（2）在维持自然界的氧平衡的途径中，植物利用　 作用吸收二氧化碳，产生氧气。
（3）下列说法中正确的有 。
A．空气中的氧气含量永远不变
B．空气中的氧气处于动态平衡
C．空气中氧气的浓度越高越好
D．氧在自然界中既有单质，又有化合物
二氧化碳
氮气
光合
B D
5.下图为某生态系统中碳循环的示意图，图中的甲、乙、丙代表生态系统中的不同成分，请根据图回答：
(1)甲在该生态系统中代表的成分是________，乙在该生态系统中代表的成分是________，丙在该生态系统中代表的成分是________。
(2)①代表的生理作用是___________，②③代表的生理作用是____________，④代表微生物的分解作用。
(3)大气中二氧化碳的来源主要有 、
。
生产者
消费者
分解者
光合作用
呼吸作用
动植物的呼吸
含碳燃料的燃烧
温室
(4)联合国环境规划署的专家曾警告说，大气中二氧化碳含量的升高会造成________效应，这种效应将使全球每年因气候变暖而造成巨大损失。
6.在生态系统中，碳元素参与物质循环的主要形式是( )
A.二氧化碳 B.碳酸盐 C.碳酸 D.碳水化合物
A
6CO2+6H2O——C6H12O6+6O2
光照
叶绿体
7.根据光合作用总过程的化学变化：
如果要制得90g葡萄糖，需要二氧化碳多少克？能放出氧气多少升（假设氧气密度为1.4g/L）
生物呼吸
物质燃烧
植物光合作用
微生物分解有机物
O2
CO2
二、氧循环：
光合
作用
植物呼吸作用
动物吸收→体内氧化
动植物残体→微生物的分解
二氧化碳
有
机
物
地下漫长反应→煤、石油、天然气→燃烧
一、碳循环：

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