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第7节 自然界中的氧循环和碳循环
【核心概念】
1.物质的结构与性质
【学习内容与要求】
1.2 空气与水是重要的物质
⑥描述自然界中氧、碳循环，了解温室效应加剧等环境问题对人类的影响。
【教学目标】
1.科学观念:了解氧循环和碳循环;了解温室效应的成因及其利弊。
2.科学思维:通过温室效应的形成及危害的学习，发展自身推理、联想和思维迁移能力，认同生物与环境是一个统一的整体。
3.探究实践:学会读图分析归纳的能力;并能通过用简单的实验来模拟复杂的现象，进行分析从而去解释自然现象。
4.态度责任:通过对氧循环了解，树立物质是相互联系的观点，从而建立辨证唯物主义思想;增强可持续性发展和环保意识;同时树立养成实事求是的科学态度。
【教学思路】本节课分为氧循环和碳循环两大部分并拓展了臭氧与温室效应的一些知识。这是在学习了呼吸作用与光合作用的基础上的后续，氧循环与碳循环均分别通过其循环途径作出其循环图示，其中碳循环是在氧循环基础上进行介绍，扩展由于二氧化碳而造成的温室效应，故而将本节课的内容完整联系起来，通过学习使学生对碳-氧平衡有一个完整的了解。
【教学过程】
教学环节 教学活动
创设情境，明确问题 观看“普利斯特实验“的视频。 没有植物时，蜡烛不能持续燃烧和小白鼠不能正常生存？放了植物光照下，蜡烛不熄灭和小白鼠能生存，这是为什么？ 用视频来引出知识的生长点。
自然界中的氧循环 [情景展示] 观察实验并记录现象。 记录：A钟罩内蜡烛熄灭的时间比B钟罩内蜡烛熄灭的时间________。 [问题探究] B钟罩内蜡烛燃烧所需的氧气来自哪里？从实验中你能得出什么结论？ [思考交流] [归纳提升] B钟罩内蜡烛燃烧所需的氧气来自植物光合作用产生的氧气，燃烧所产生的二氧化碳为植物光合作用提供了原料。实验说明植物光合作用产生了氧气，但同时也消耗了二氧化碳。 [继续探究] 为了让B钟罩内蜡烛能较长时间地燃烧下去，在设置实验时，应注意什么？ [思考交流] [归纳提升] B钟罩内蜡烛能较长时间地燃烧，说明需要较多的氧气，这就需要更多的植物在较强的光照下进行光合作用产生大量的氧气。所以多放一些生长旺盛的植物，适当提高光照强度。 [情景展示2] [问题交流] 大自然中，消耗氧气的途径主要有哪些？产生氧气的途径主要有哪些？ [思考交流] [归纳提升] 大自然中，消耗氧气的途径主要有生物呼吸、燃料燃烧、微生物氧化分解，产生氧气的途径主要是光合作用。自然界存在一种重要的物质循环——氧循环：大自然中氧气的含量会由于生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始地进行循环。 可结合生活中常见的现象讨论,来说明植物对维持空气中的氧气具有很重要的作用。
自然界中的碳循环 [情景展示] [问题探究] 观察上图，自然界中的碳循环主要有哪些途径？ [思考交流] [归纳提升] 大气中的二氧化碳通过植物的光合作用被消耗，又随动植物的呼吸作用、化石燃料的燃烧以及微生物的氧化分解等过程，被重新释放出来。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—氧平衡。 [继续探究] 现代工业迅速发展，人类大量燃烧煤和石油等燃料。这对碳循环会带来怎样的影响？ [思考交流] [归纳提升] 大气中的二氧化碳浓度会大幅升高，破坏自然界的平衡，带来温室效应等一系列巨大的自然灾害。 通过学习，应树立碳氧平衡的科学观念。
温室效应 [情景展示] 取2只塑料杯，各装清水，在1只盛水的塑料杯上盖一块玻璃片。把它们同时放在太阳光下晒1 h左右，然后分别测量水温：盖玻璃片的杯内的水温高。 [问题探究] 你认为其中的原因是什么？ [思考交流] [归纳提升] 盖玻璃片的杯内的水温高，是因为有玻璃片盖住，杯内的热空气不会对流，不容易散热。 [继续探究1] 地球是否也存在这样的问题？看图分析。 [思考交流] [归纳提升] 大气中的二氧化碳具有与温室玻璃相似的作用，对地球起着保温的作用，从而产生“温室效应”。能造成“温室效应”的气体除二氧化碳外，还包括水蒸气(H2O)、臭氧(O3)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、氯氟烃、全氟碳化物及六氟化硫等，统称为温室气体。从对全球升温的贡献百分比来说，二氧化碳由于含量较多，所占的比例也最大，约为55%。 [继续探究2] “温室效应”有什么利弊？我们可以采取哪些措施来防治“温室效应”的加剧？ [思考交流] [归纳提升] 利：适度的温室效应能保证地球上气温的稳定，有利于动植物的生存。 弊：过度的温室效应会导致全球性气候变暖、海平面上升等。 防治措施：发展科技，提高资源的利用效率，减少温室气体的排放；工业上实行清洁生产；扩大宣传力度，提高人们环保意识；多植树造林，提倡低碳生活、节能减排等。 可利用碳平衡开展讨论。
课堂小结
板书设计
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第7节 自然界中的氧循环和碳循环
浙教版 八年级下
教材解析
【核心概念】
【学习内容与要求】
1.物质的结构与性质
1.2 空气与水是重要的物质
⑥描述自然界中氧、碳循环，了解温室效应加剧等环境问题对人类的影响。
本节课分为氧循环和碳循环两大部分并拓展了臭氧与温室效应的一些知识。这是在学习了呼吸作用与光合作用的基础上的后续，氧循环与碳循环均分别通过其循环途径作出其循环图示，其中碳循环是在氧循环基础上进行介绍，扩展由于二氧化碳而造成的温室效应，故而将本节课的内容完整联系起来，通过学习使学生对碳-氧平衡有一个完整的了解。
创设情境
探究实践
为什么会出现这种现象？
小白鼠呼吸作用和蜡烛燃烧都需要消耗氧气。
氧气得不到适当的补充，小白鼠不能生存，燃烧将无法继续。
将燃烧着的蜡烛和植物放在一起，蜡烛不会熄灭。
将小白鼠和植物放在一起，植物和小白鼠都正常生存。
创设情境
2.观察A钟罩和B钟内蜡烛熄灭的时间的长短，长时间的为 ；
短时间的为 。
3.B钟罩内蜡烛燃烧所需的氧气来自于 。
产生的二氧化碳 。
A
植物光合作用
被植物光合作用所消耗
B
活动
1.取两个封闭的玻璃钟，在A中放入蜡烛；在B中放入植物和蜡烛，然后将两个钟罩放在阳光充足的地方。
从实验结果你能得出的结论是 ________________________。
植物光合作用释放氧气
思考与讨论
1.为了让 B 钟罩内蜡烛能较长时间地燃烧下去，在设置实验时，应注意什么？
①光照充足；
②植物尽量多一些。
2.在B钟罩的密闭小系统中，氧气的含量发生变化了吗？为什么？
氧气不断被消耗同时不断产生。
氧气含量保持相对稳定。
探究实践
在B钟罩密闭小系统中存在氧循环：
植物
光合作用
蜡烛燃烧
O2
CO2
自然界中的情况又是怎样呢？
自 1910 年科学家开始测定大气中氧的含量以来，氧的含量至今几乎没有什么变化。
自然界中也存在着氧循环。
它通过哪些途径来实现氧循环的呢？
探究实践
读图
大自然中，消耗氧气的途径主要有哪些？产生氧气的途径主要是什么？
生物的呼吸作用
化石燃料的燃烧
微生物的氧化分解
植物的光合作用
消耗
产生
探究实践
研究发现，绿色植物在光合作用中制造的氧气，超过了自身呼吸作用对氧气的需要，其余的氧气都以气体形式释放到大气中。
O2
O2
CO2
CO2
光合作用
呼吸作用
大自然中氧气的含量会由于生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始地进行循环。
自然界存在一种重要的物质循环——氧循环：
在较强光照时：
氧循环使自然界中氧含量保持相对稳定。
思考与讨论
在我国北方的冬天，许多树的叶都掉光了，光合作用的能力大大下降。北方的人会有感觉缺氧吗？
不会。地球上其他地方的很多很多的绿色植物在进行光合作用，产生氧气，通过大气循环在全球进行气体环流。
物质循环具有全球性。
探究实践
碳是构成生物的基本元素之一，自然界中的碳以单质或化合物的形式存在。
大气中碳的气态化合物主要是二氧化碳，碳在自然界是可以循环的。
自然界中的碳循环主要有哪些途径？
消耗CO2的途径？
产生CO2的途径？
CO2
用作合光
有
机
物
动物吸收
动植物残体
植物呼吸作用
体内氧化
微生物分解
煤、石油
天然气
燃烧
自然界中的碳循环主要有哪些途径？
消耗CO2的途径
产生CO2的途径
自然界中二氧化碳的含量会由于植物的光合作用被消耗，但又会通过生物呼吸作用、化石燃料燃烧等途径而增加，周而复始地进行循环。
探究实践
在方框中填上合适的内容。
生物的呼吸作用
化石燃料的燃烧
微生物的氧化分解
植物的光合作用
消耗
产生
大气中O2含量相对稳定。
消耗
产生
大气中CO2含量相对稳定。
氧循环
碳循环
通过氧循环和碳循环，维持了整个生物圈中的碳——氧平衡。
探究实践
思考与讨论
现代工业迅速发展，人类大量燃烧煤和石油等燃料。这对碳循环会带来怎样的影响？
打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加，进而导致气温上升，引起“温室效应”。
化石燃料的燃烧
温室效应
探究实践
活动
取2只塑料杯，各装 1/12清水，在1只盛水的塑料杯上盖一块玻璃片。把它们同时放在太阳光下晒 1小时左右，然后分别测量水温：_______________ 的杯内的水温高。你认为其中的原因是 _____________________________________。
盖玻璃片
有玻璃片盖住，太阳光透过玻璃后，会使杯内水温度升高，而水面的辐射却很少能穿透玻璃。
温室的保温原理
温室就是利用这样的原理保温的。
探究实践
温室保温的原理：
温室
太阳光透过温室的玻璃后，会使室内地面温度升高，而地面的辐射却很少能穿透玻璃，因此温室具有保温作用。
大气中的二氧化碳具有与温室玻璃相似的作用，对地球起着保温的作用，从而产生“温室效应”。
正常的地球
温室效应的地球
地面的辐射很少能穿透二氧化碳。
探究实践
思考与讨论
“温室效应”有什么利弊？我们可以采取哪些措施来防治“温室效应”的加剧？
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。
在一定程度上导致全球气候变暖，并引起一系列恶果，如气候恶化、冰山消融、海平面上升、疾病流行等。
有利
有弊
防治
减少含碳燃料的燃烧，提倡植树造林，使用新能源。
探究实践
能造成“温室效应”的气体除二氧化碳（CO2）外，还包括水蒸气（H2O）、臭氧（O3 ）、氧化亚氮（N2O）、甲烷（CH4 ）、氢氟氯碳化物类、全氟碳化物及六氟化硫等，统称为温室气体。
对全球升温的贡献百分比来说，二氧化碳由于含量较多，所占的比例也最大，约为 55%。
迁移应用
1.大气中氧气的含量能维持稳定,是因为自然界中存在着稳定的氧循环,以下对自然界氧循环途径的描述正确的是( )
A.生物的呼吸作用在产生氧气 B.各种燃烧在消耗氧气
C.微生物的氧化分解作用在产生氧气 D.绿色植物时刻都在产生氧气
B
2.在寒冷地区，每到冬季几乎所有的植物都会落下叶子，植物的光合作用基本停止，但生活在那里的人们却并不感到缺氧，这是因为( )
A.天气寒冷，人们都在室内活动
B.自然界中的氧循环是全球性的
C.由于寒冷，人们的呼吸作用减弱
D.在夏季植物释放了大量的氧气，储存到冬季用
B
迁移应用
D
3.如图为自然界的碳循环示意图。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.图中的碳元素的流动方向是动物到
植物、微生物到动物、微生物到植物
C.生理过程①可以补充自然界中的氧气
D.过程①②的意义在于维持生物圈中的碳-氧平衡
迁移应用
4.下列做法不能减轻温室效应的是 ( )
A.大量使用酒精、沼气,既可解决能源紧张问题,也有利于减轻酸雨污染
B.在生产和生活中提倡使用节能技术和节能产品
C.植树造林,严禁乱砍滥伐
D.提倡乘坐公共交通、骑自行车或步行的方式出行
A
5.如图表示一天之内(早7:00~第二天早7:00)温室大棚中CO2含量的变化,在a点打开通风口的目的是 ( )
A.补充大棚内的CO2
B.补充大棚内的O2
C.降低大棚温度
D.降低大棚湿度
A
板书设计
生物的呼吸作用
化石燃料的燃烧
微生物的氧化分解
植物的光合作用
消耗
产生
大气中O2含量相对稳定。
消耗
产生
大气中CO2含量相对稳定。
氧循环
碳循环
碳—氧平衡
温室效应
第7节 自然界中的氧循环和碳循环
谢谢
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第7节 自然界中的氧循环和碳循环
考试这样考
题型一 氧循环
角度1：氧循环的含义
1.大气中氧气的含量能维持稳定，是因为自然界中存在着稳定的氧循环。以下对自然界氧循
环途径的描述正确的是( )
A.生物的呼吸作用在产生氧气 B.燃料燃烧会消耗氧气
C.微生物的氧化分解作用在产生氧气 D.绿色植物时刻都在产生氧气
角度2：生活中的氧循环
2.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.
角度3：氧循环的途径
3.氧气在自然界中存在非常广泛，并不断循环转化。请回答以下问题。
（1）如图是自然界中氧的部分循环示意图，从①～⑥中选择数字序号填空，消耗氧气的
有 ，产生氧气的有 。
（2）下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.空气中的氧气含量永远不变 B.空气中的氧处于动态平衡状态
C.每个人都在参与自然界中的氧循环 D.氧在自然界中既有单质，又有化合物
题型二 碳循环
角度1：碳循环的含义
4.如图所示是自然界中一个简单的碳循环过程，对于该过程理解正确的是( )
A.有树叶掉落会导致大气中的二氧化碳明显增加
B.动植物的呼吸作用为地球大气提供了所有的二氧化碳
C.植物只能通过光合作用将大气中的碳元素转移到体内
D.植物体内的有机物只能通过自身的呼吸作用转化为二氧化碳
角度2：碳循环途径
5.下列哪项不属于碳循环的环节？( )
A.大气中二氧化碳通过绿色植物的光合作用进入植物体内
B.动物通过直接或间接地摄食植物使碳进入动物体内
C.所有生物的呼吸作用和工业排放，使大气中二氧化碳得到补充
D.植物蒸腾作用散失水分
角度3：碳-氧平衡
6.如图是自然界中碳循环的部分过程，下列有关分析正确的是( )
A.参与①过程的生物指所有植物 B.维持生物圈中碳氧平衡的重要途径是①和②
C.自然界中的碳循环指碳单质的循环 D.通过③过程不能增加大气中的二氧化碳
题型三 温室效应
7.温室效应有功有过，产生温室效应的主要气体是CO2，下列有关认识错误的是( )
A.CO2是光合作用的唯一原料 B.CO2能使澄清石灰水变浑浊
C.“低碳”是指较低的 CO2排放 D.温室效应为人类提供了适宜的生存温度
8.“低碳生活”有望成为新的时尚流行全球。“低碳生活”是指工作生活中所耗能量要减少，
从而减低碳特别是二氧化碳的排放。下列不属于“低碳生活”方式的是（ ）
A.多用电邮、QQ等即时通讯工具，少用传真打印机 B.多用一次性消费品
C.将普通灯改为节能灯，使用太阳能热水器 D.购物自带环保布袋，不用塑料袋
题型三 学科综合
9.“氧循环”、“水循环”和“碳循环”是三大重要循环。
（1）自然界“水循环”的主要变化过程与另外两种循环有本质的区别，从微观角度看，
主要原因是： 。
（2）“碳循环”和“氧循环”中的“碳”和“氧”指的是 （填“元素”、“原子”)。
（3）海水吸收CO2和绿色植物吸收CO2的产物不同的原因是 。
（4）用科学的观点分析“碳循环”和“氧循环”其中正确的有______（填序号）。
A.变化观：每个人都在参与碳、氧循环
B.守恒观：碳、氧循环过程中各元素质量守恒
C.平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.微粒观：绿色植物的光合作用使自然界中氧原子的总数增加
题型四 拓展创新
10.近年来，全球变暖日趋严重，我们急需给地球降温。
（1）二氧化碳是导致温室效应的主要气体，燃煤发电会向大气排放大量的二氧化碳，现
有新技术先将煤与水反应生成合成气（主要是一氧化碳和氢气）
再将合成气通过如左图所示的装置中，与高温水蒸气进行如下反
应：CO+H2O=CO2+H2，由于二氧化碳和氢气的物理性质不同，二氧
化碳会从 口（选填图中的“A”或“B”） 出来，被封存，
分离出的氢气用于燃烧发电。
（2）小丽设计了如上右图所示的实验，在实验中能观察到色拉油a侧液面 （填“低
于”“等于”或“高于”）b侧液面，则说明甲烷也是产生温室效应的气体。
能力提升训练
1.图中为生物与环境之间存在的某物质循环示意图。下列对该图的分析，正确的是( )
A.生理过程②③④均表示生物的呼吸作用
B.图示中“大气”的成分是氧气
C.图示中①③④显示了自然界中所有产生二氧化碳的途径
D.过程②不仅为其他生物提供食物和氧气，还维持了自然界的
碳—氧平衡
2.在寒冷地区，每到冬季几乎所有的植物都会落下叶子，植物的光合作用基本停止，但生活
在那里的人们却并不感到缺氧，这是因为( )
A.天气寒冷，人们都在室内活动 B.自然界中的氧循环是全球性的
C.由于寒冷，人们的呼吸作用减弱 D.在夏季植物释放了大量的氧气，储存到冬季用
3.如图是“生物圈碳一氧平衡”示意图，下列说法错误的是（ ）
A.图中A B两个过程中，能够降低大气二氧化碳含量的是A过程
B.碳一氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气各占50%
C.人类生活和工业生产加剧了生物圈中二氧化碳的排放
D.植物的光合作用吸收二氧化碳，有利于生物圈中的碳一氧平衡
4.植物的新陈代谢要受到外界环境因素的影响。下图表示一株叶面积10分米2的植物在一
定光照和一定二氧化碳浓度的条件下吸收二氧化碳的速度
(单位:毫克/(分米2·小时)。请回答:
（1）如果白天光照强度较长时间为n1时，植物能不能正常
生长？为什么？ 。
（2）在光照强度为n3的情况下光照3小时，该植物通过光
合作用吸收的二氧化碳的质量为 毫克。
（3）根据此化学方程式计算在光照强度为n3的情况下光照
4小时，该植物发生光合作用生成的葡萄糖的质量是 毫克(保留2位小数)。
参考答案
考试这样考
1.B 2.B 3.(1)①②④⑤ ③⑥ (2)BCD 4.C 5.D 6.B 7.A 8.B
9.（1）构成物质的微粒本身没有改变（2）元素 （3）反应条件不同 ；（4）ABC
10.（1）A （2）低于
能力提升训练
1.D 2.B 3.B
4.（1）不能；因白天在光照强度为n1时，植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等，即光合作用合成的有机物和呼吸作用消耗的有机物质量相等（2）450 （3）409.09
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