自然界的碳循环
高考地理复习专题知识归纳总结—碳排放与环境安全
高考地理复习专题知识归纳总结—碳排放与环境安全一、课标呈现运用碳循环和温室效应原理，分析碳排放对环境的影响，说明碳减排中国际合作的重要二、基础知识知识点1：碳循环1.含义：碳元素不断地在四大圈层之间进行转移和交换，构成了自然界的碳循环。
2.过程3．自然界的碳循环4.温室效应：近地面大气中的二氧化碳和水汽等吸收地面长波辐射，并通过大气逆辐射将热量返还给地面。
知识点2：全球气候变暖1.基本原理①示意图式①结构图式①文本式：大气具有允许太阳短波辐射透过大气低层，并阻止地面和低层大气长波辐射逸出大气层的作用。
地面接受太阳短波辐射后增温，同时地面还向外释放长波辐射，大气中的二氧化碳等物质吸收地面长波辐射后温度升高，并把热量返还给地面。
这种对地面起到保温作用的现象被称为温室效应。
2.全球气候变暖对国家安全的影响3.应对全球气候变暖的对策知识点3：碳交易和碳减排1.碳排放的影响2．碳减排中的国际合作（1）产生根源：以二氧化碳为代表的温室气体需要治理，而治理温室气体则会给企业造成成本差异；既然日常的商品交换可看作是一种权利(产权)交换，那么二氧化碳排放权也可进行交换；由此，借助碳权交易便成为市场经济框架下解决污染问题的最有效的方式。
（2）基本原理：合同的一方通过支付另一方获得碳减排额，买方可以将购得的减排额用于减缓温室效应从而实现其减排的目标。
（3）共同但有区别的责任3．中国碳减排的行动措施（1）积极推进绿色发展，构建低碳经济体系。
（2）通过科技创新和体制机制创新以及严格的环保巡查制度，转变经济结构，淘汰落后产能。
（3）调整能源结构，推广风能、太阳能、核能等非化石能源生产，鼓励绿色消费，倡导绿色出行。
（4）对碳排放交易市场试点经验加以推广，启动全国统一的碳排放交易体系。
（5）开征环境保护税。
3.2自然界中的碳循环和氧循环教学设计—2023-2024学年华东师大版科学九年级下册
- 通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。
六、知识点梳理
1. 碳循环的概念与过程
- 碳循环是指碳在自然界中的不断循环过程。
- 主要包括以下过程：
1）植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；
2）动物通过呼吸作用吸收氧气，释放二氧化碳；
（2）视频：教师可以播放一些与碳循环和氧循环相关的视频，如光合作用的过程、呼吸作用的过程等，以帮助学生更好地理解。
（3）在线工具：教师可以引导学生使用一些在线工具，如虚拟实验室、在线知识库等，让学生自主探究和学习。
五、教学实施过程
1. 课前自主探索
教师活动：
- 发布预习任务：教师通过在线平台或班级微信群，发布预习资料，包括PPT、视频等，明确预习目标和要求。
二、核心素养目标
本节课旨在培养学生的科学探究与创新意识，通过探究碳循环和氧循环，使学生掌握生态系统的物质循环机制，提高学生的科学解释能力。同时，通过关注碳氧平衡对地球生命的重要性，培养学生关爱自然、保护生态的可持续发展意识，提升学生的社会责任感。此外，通过小组讨论、实验探究等教学方法，培养学生合作交流、批判性思维的能力，锻炼学生的问题解决能力。
十．板书设计
- 重点知识点：碳循环、氧循环、碳氧平衡、碳循环和氧循环之间的关系。
- 词：光合作用、呼吸作用、分解作用、碳汇、碳中和。
- 句：碳在自然界中的循环过程包括光合作用、呼吸作用、分解作用等；氧在自然界中的循环过程包括植物的光合作用、动物的呼吸作用等；碳氧平衡对地球生命具有重要意义，如维持生物圈的稳定、影响气候的变化等。
3. 课后拓展应用
教师活动：
- 布置作业：教师根据碳循环和氧循环的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
碳循环的基本过程
碳循环的基本过程
碳循环是指地球上碳元素在不同的物质之间循环的过程。
它包括了以下几个基本过程：
1. 光合作用：植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物（如葡萄糖）的过程。
在光合作用中，植物吸收二氧化碳并利用太阳能将其转化为有机物，释放出氧气。
2. 呼吸作用：生物体通过呼吸作用将有机物氧化为二氧化碳和水释放能量的过程。
动植物都会进行呼吸作用，将有机物中的碳氧化为二氧化碳，并释放出能量。
3. 分解作用：有机物在自然界中被分解为简单的化合物，如二氧化碳和水。
分解作用是由分解者（如细菌和真菌）完成的。
4. 化石燃料的燃烧：当化石燃料（如煤炭、石油和天然气）被燃烧时，其中的碳会与氧气结合形成二氧化碳，释放出能量。
这一过程导致二氧化碳的释放增加，进而导致全球变暖。
这些基本过程相互作用，形成了一个碳循环的闭环。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，制造有机物，并释放出氧气。
动物通过呼吸作用将有机物氧化为二氧化碳，释放能量。
分解者分解死亡的生物体，释放出二氧化碳和其他化合物。
同时，地球上的大气中的二氧化碳与水反应形成碳酸，通过沉积作用形成岩石等。
这些过程共同维持着地球上的碳循环。
3.7 自然界中的氧循环和碳循环
4. 降低大气中的二氧化碳含量，减轻温室效应带来的不利影响，是人类的共同责任。下列 做法与此无关的是( A ) A. 及时清理垃圾，维护环境卫生 B. 开发风能、太阳能 C. 积极植树种草，增大绿化面积 D. 倡导节能减排，少开车多步行 5. 下列有关碳循环的说法错误的是( C ) A. 绿色植物光合作用吸收 CO2 释放 O2 B. 动、植物呼吸作用吸收 O2 释放 CO2 C. 用石灰水吸收空气中过量的 CO2，以解决温室效应 D. 提倡“低碳生活” ，大力推广风能、太阳能等新能源
6. 关于生物圈中碳—氧平衡的说法，错误的是( C ) A. 植物的光合作用对维持碳—氧平衡有重要意义 B. 煤、石油的过量燃烧对碳—氧平衡具有严重破坏作用 C. 碳—氧平衡被破坏是导致酸雨多发的重要原因 D. 植树造林、低碳生活可以有效缓解碳—氧平衡的破坏 7. 自然界中二氧化碳的循环如下图所示，请你在上下两个方框中填上适当的物质名称。
(1) 温室效应产生的原因： ①矿物燃料(如煤、石油、天然气)的大量使用；②乱砍滥伐造成森林面积减少。 (2) 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；③植树造林，严禁乱砍滥伐。
课前自测
1. 导致全球气候变暖的温室气体主要是指( C ) A. 氧气 C. 二氧化碳 2. 与氧循环无关的是( D ) A. 生物呼吸 B. 物质燃烧 C. 光合作用 D. 氟利昂破坏臭氧层 3. 氧循环和碳循环密不可分，其中属于二氧化碳转化为氧气的变化是( C ) A. 海水吸收二氧化碳 C. 绿色植物的光合作用 B. 动植物的呼吸作用 D. 化石燃料的燃烧 B. 水蒸气 D. 硫化氢等有毒气体
“温室效应”加剧在一定程度上导致全球性气候变暖，产生一系列的危害：
海平面上升 地球上的病虫害增加 ①____________________________ ；②____________________________ ；
浙教版科学八年级下册第三章第七节-自然界中的氧循环和碳循环-一课时练习( 含答案)
第7节自然界中的氧循环和碳循环1．自然界中的氧循环消耗氧气的主要途径是等；产生氧气的途径是。
大气中的氧气的含量会随着生物的呼吸、微生物的氧化分解和物质的燃烧等运动而减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始地进行循环，这就是自然界的氧循环。
自然界中的氧是在不断循环变化的。
2．自然界中的碳循环自然界中的碳可以以单质和化合物的形态出现，碳在自然界中也是可以循环的。
碳的循环主要通过CO2来进行的。
它可以分为三种形式。
（1）是植物经作用将大气中的二氧化碳和水化合生成有机物，在一作用中又以二氧化碳返回大气中被植物再度利用；（2）是植物被动物采食后，有机物被动物吸收，在体内氧化成二氧化硪，并通过释放回大气中又可植物利用。
（3）是动植物残体被分解，以及等燃烧时，生成二氧化碳，它返回大气中后重新进人生态系统和碳循环。
3．温室效应大气中等温室气体具有吸热和隔热的功能，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来，从而产生。
在温室气体中二氧化碳占55%，其他还包括水蒸气、臭氧、氧化亚氮、甲烷、氯氟烃等。
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，促进植物的光合作用。
“温室效应”加剧在一定程度上导致全球性气候变暖，产生一系列的危害。
①；②；③；④。
（1）温室效应产生的原因。
①矿物燃料（如煤、石油、天然气）的大量使用；②乱砍滥伐造成森林面积减少。
（2）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；③植树造林，严禁乱砍滥伐。
题型一自然界中的氧循环1．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）铁生锈、动植物的呼吸（填“是”或“不是”）缓慢氧化。
（2）下图是自然界中氧的部分循环示意图。
从①～⑥中选择序号填空，消耗氧气的有，产生氧气的有。
（3）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。
如，控制温度在-183℃时，可将空气中氮气（N2）与氧气（O2）分离。
全球碳循环过程
全球碳循环过程全球碳循环过程碳是生命的基础，它广泛存在于地球上的岩石、大气、水体、陆地生态系统和海洋生态系统等各个领域中。
而全球碳循环过程可以理解为，生物体和地球系统之间的相互作用和碳再分配过程。
下面将从五个部分逐步介绍全球碳循环的过程。
1. 植物和生物固定碳各地的植物，特别是森林，是全球碳循环中极为重要的部分。
在光合作用的过程中，植物固定了二氧化碳，光照和水分条件都为允许的情况下，植物可以将光子转化为生物体可用的化学能，同时将二氧化碳吸收，并释放出氧气。
2. 碳在土壤中的储存在全球碳循环中，土壤是另一个极为重要的部分。
释放的植物碳会进入土壤，这是因为许多微生物和地下生物会寻找这些易于获取的碳。
这些微生物与根系之间也有共生关系，根系在它们的生物环境中释放各种物质以支持微生物的活动。
不过，在几个世纪内储量比较稳定，矿物质加入了许多有机物，从而使土壤中储存的大部分碳永久性地存储在其中。
3. 地下水当雨水流入地下时，它会与土壤中的碳混合。
这对地下水的碳循环产生了影响，这也就意味着地下水中可以发现有机物质的组成物质，而这些有机物质可以长久地保存下来。
4. 海洋生态系统海洋生态系统是全球碳循环的关键环节之一。
当碳进入海洋时，它会与水中的盐分和微生物混合。
在一定程度上，海洋生物可以通过吸收二氧化碳来减轻全球气温上升的趋势。
当中等大小的浮游生物摄食碳时，它们吸收了二氧化碳，将其作为营养物质继续转递至其生命链的下一级，海洋浮游生物摄食二氧化碳的单元是全球碳循环过程的一个相当重要的组成环节。
5. 人类活动对全球碳循环的影响20世纪以来，人类活动对地球的影响越来越大。
每年全球燃烧化石燃料和森林砍伐所释放的碳，对全球碳循环产生了极其显著的影响。
这些碳排放导致全球气温上升，海平面上升，全球气候变化加剧。
近年来，国际社会也加紧了对全球气候问题的关注，举办各种会议制定应对气候变化的政策，推进改变碳排放机制的战略研究，旨在防止全球气候变化的风险。
简述碳循环的过程及意义
简述碳循环的过程及意义
碳循环是指地球上植物，动物和微生物之间水，空气和土壤之间水分子中碳原子在自然界中不断循环流动的过程。
它是地球上生物循环的一个重要环节，是地球生物气候系统的基础，是影响环境和地球上各种气候变化的一个重要因素。
常规的碳循环分为三个环节: 生物碳循环、地球物理碳循环、人为碳循环。
生物碳循环是指植物和动物吸收空气中的二氧化碳，经过植物的光合作用和动物的新陈代谢，二氧化碳被转化成含碳的有机物，有机物被细菌分解成空气中的二氧化碳，从而形成了一个自然环节。
由于植物吸收氧气，液体以及许多其他元素，土壤中的碳质也被转化成生物碳，进而形成一个完整的生物碳循环。
地球物理碳循环是指碳从大气，地下，海洋和植被之间不断向海洋，大气和矿物土壤周转的过程。
大气中的二氧化碳通过植物的光合作用，或者火山的排烟，会通过地面进入大气中，同时，海洋中的碳也会在大气层中旋转，大气中的二氧化碳会进入海洋，形成海洋的存储器，在这个过程中，大气和海洋的交换，也是碳循环的一个重要环节，而植物或者生物的新陈代谢过程也会成为这个过程的一部分。
人为碳循环是指人类活动所造成的碳循环变化和变化率。
近年来，人类活动进一步加剧了碳循环的失衡，如烧烤，焚烧矿物和树木等活动的变化使地球的碳循环失衡。
碳循环的关键意义在于，它维持着整个地球生物和气候系统的平衡，给予了地球气候和大气层以长期有效的支撑。
同时，它扮演着气候中气体的调节作用，限制了自然界中二氧化碳增加的速度，防止了过多的二氧化碳排放使气温变多，促使植物吸收二氧化碳。
碳循环
质岩石的破坏，在短时期内对循环的影响虽不大，但对几
百万年中碳量的平衡却是重要的。
人类活动的干预
人类燃烧矿物燃料以获得能量时，产生大量的二氧化 碳。从1949年到1969年，由于燃烧矿物燃料以及其 他工业活动，二氧化碳的生成量估计每年增加 4.8％。 其结果是大气中二氧化碳浓度升高。这样就破坏了自 然界原有的平衡，可能导致气候异常。矿物燃料燃烧 生成并排入大气的二氧化碳有一小部分可被海水溶解， 但海水中溶解态二氧化碳的增加又会引起海水中酸碱 平衡和碳酸盐溶解平衡的变化。
为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内 贮存。动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二
氧化碳而最终排入大气。大气中的二氧化碳这样循环一次约需20
年。 一部分（约千分之一）动、植物残体在被分解之前即被沉积物所
掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过悠长的年代，在热能和
压力作用下转变成矿物燃料──煤、石油和天然气等。当它们在 风化过程中或作为燃料燃烧时，其中的碳氧化成为二氧化碳排入
大气。人类消耗大量矿物燃料对碳循环发生重大影响。
大气和海洋之间的二氧化碳交换
二氧化碳可由大气进入海水，也可由海水进入大 气。这种交换发生在气和水的界面处，由于风和
波浪的作用而加强。这两个方向流动的二氧化碳
量大致相等，大气中二氧化碳量增多或减少，海
洋吸收的二氧化碳量也随之增多或减少。
碳质岩石的形成和分解
矿物燃料的不完全燃烧会产生少量的一氧化碳。自然 过程也会产生一氧化碳。一氧化碳在大气中存留时间 很短，主要是被土壤中的微生物所吸收，也可通过一 系列化学或光化学反应转化为二氧化碳。
森林生态系统在碳循环中的作用
森林生态系统在碳循环中的作用主要取决于以下几个方面： （1）生物量。森林生态系统的生物量贮存着大量的碳素，
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自然界的碳循环
碳是一切生物体中最基本的成分，有机体干重的45%以上是碳。
据估计，全球碳贮存量约为×1015t，但绝大部分以碳酸盐的形式禁锢在岩石圈中，其次是贮存在化石燃料中。
生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以二氧化碳形式存在的碳，二氧化碳或存在于大气中或溶解于水中，所有生命的碳源均是二氧化碳。
碳是组成生命的最重要的物质成分之一，在生命物质中占到%。
碳循环是维持地球表层生命活动的主要物质循环。
地球表层系统中的碳，绝大部分以沉积物的形式储存在岩石圈中的储存库里，只有%的碳可以被生物吸收和利用。
储存库中的碳，以碳水化合物的形式存在于有机物质中（如岩石中的石油、天然气、煤），或以无机物的形式存在于矿物碳酸盐中（如碳酸钙）。
储存库里的碳，一般情况下是不参加碳循环的，除非岩石被风化，化石燃料被利用，或火山活动将其以CO2和CO的形式带到大气中。
大气活性库中的碳，不到全部碳的2%。
它主要是通过生物的呼吸作用来补充的，火山喷发、人类燃烧化石燃料也是重要的来源。
如图所示，植物光合作用吸收大气中的CO2，生产有机化合物，然后通过食物链传递。
海洋中的浮游植物还可以直接生成碳酸盐骨骼。
生物死亡后，生物体沉降到海底形成沉积层。
海洋浮游植物生成的有机质，同样也沉降到海底，最终转变成石油和天然气。
在适宜的地质条件下，陆地上的植物积累形成泥炭，这种泥炭可以转变成煤、石油、天然气和煤被称为化石燃料，是碳的巨大储藏库。
当这些化石燃料被发掘、利用，燃烧生成的CO2和CO又会释放到大气中，参与碳循环。
碳循环
碳循环具有重要的意义。
一方面满足植物光合作用的需要，维持了地球表层生命活动的正常进行；另一方面，调节地球表面气候。
由于碳循环的存在，使得
大气CO2保持在某一恒定的水平，从而保证了地球表面温度不至于过高或者过低，为生物的生长发育和人类的生存提供了适宜的环境。
如果这一循环被破坏，将会导致地球表层系统失去平衡，威胁到人类的生存。
人类燃烧化石燃料导致大气CO2含量的急剧增加，可能会引起全球气候的变暖，就是一个例子。
碳循环的过程与特点
（1）碳循环的过程
碳的主要循环形式是从大气中的二氧化碳库中开始，经过生产者的光合作用，把碳固定，生成糖类，然后经过消费者和分解者，在呼吸和残体腐败分解后，再回到大气蓄库中，碳被固定后始终与能量流动密切结合在一起，生态系统的生产力的高低也是以单位面积中碳的含量来衡量。
植物通过光合作用，将大气中的二氧化碳固定在有机物中，包括合成多糖、脂肪和蛋白质，而贮存在植物体内。
食草动物吃了以后经消化全盛通过一个一个营养级，再消化再合成。
在这个过程中，部分碳又通过呼吸作用回到大气中；另一部分成为动物体的组分，动物排泄物和支植物残体中的碳，则由微生物分解为二氧化碳，再回到大气中
（2）碳循环的特点
碳循环在生态系统中基本上是伴随着光合作用和能量流动的过程而进行的，其主要特点有：
①绿色植物通过光合作用将大气中的CO2和水转化成有机物，构成全球的基础生产。
②含碳分子中，二氧化碳、甲烷和一氧化碳是最重要的温室气体。
而二氧化碳是生物地球化学循环最重要的核心之一。