自然界中氧和碳的循环

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自然界中氧和碳的循环

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 2.6 自然界中氧和碳的循环
教学目标:
1、了解自然界中的氧循环,了解自然界中的碳循环,从而认识自然界中物质间的循环与转化。
2、了解大气压中臭气层的作用及其保护。
3、了解温室效应的成因和温室效应的利弊。

重点难点分析:自然界的氧、碳循环

教学预设:
一、自然界中氧元素的循环:
【知识小结】氧是构成生命的物质(蛋白质和核酸)的元素之一。氧也是地球上最丰富的元素之一,占地壳总质量近一半。在江河湖泊中,氧元素占水体总质量的90%。据化学家估计,在每平方米地球上空约有2吨氧气。
【讨论】有什么办法能使鱼缸内水中溶解的氧气含量增加?--换水、使用增氧气泵、养水草等。
【问题】为什么在鱼缸里养一些水草,可以增加溶解氧呢?
【实验】证明植物光合作用产生氧气的实验
实验现象:钟罩内蜡烛熄灭的时间是放有绿色植物的时间长。
实验结论:绿色植物光合作用释放氧气。
氧的产生:植物通过光合作用吸收二氧化碳和水,制成糖类等有机物供人类和动物需要,并向大气释放氧气。
氧的消耗:
⑴动植物的呼吸作用,吸入氧气,放出二氧化碳重返大气
⑵动植物死后的尸体被微生物分解破坏,最后被氧气氧化变成水和二氧化碳;
⑶矿物燃料如煤、石油和天然气燃烧时业需要氧气,放出二氧化碳和水汽。
氧气不断地被消耗,又不断地产生,使大气中氧元素的含量保持恒定。科学家自1910年开始测定大气中氧的含量以来,至今几乎没有什么变化。--这个事实告诉我们:自然界存在一个重要的物质循环--氧循环:自然界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。(使物质转化、循环和平衡)
【思考】根据氧循环的原理,在屋内可以用什么方法来使空气保持清新?--开窗通风,使用清新剂、白天放置绿色植物。
在塑料大棚里可以用什么方法使农作物增产?--人工补充二氧化碳,肥水管理,增强光照,夜间适当降温等。

二、保护臭氧层
1、关于臭氧:
氧气不是空气中唯一的氧化剂,空气成分中含臭氧,它的氧化性更强。
臭氧是氧气的同素异形体,是一种具有天蓝色和刺激性腥臭味的气体。
臭氧不溶于水,常温下不稳定,20分钟便自行分解:O3=O2+O,产生氧分子和氧原子。这个原子氧的能量很高,能杀死细菌和病毒。氧气在紫外线的作用下,也能转变成臭氧。3O2=2O3。
大气中的臭氧90%聚集在距地面20-35千米处的大气平流层里,即臭氧层。在臭氧层约有3亿吨臭氧,臭氧可以把太阳射来的致命的紫外线转化为热,从而阻止了高能紫外线直接射到地面上危害生命。
2、【讨论】臭氧层对人和生物的影响?
     --高能紫外线对人的皮肤、眼睛,甚至免疫系统都会造成伤害;会影响水生生物的生长;会破坏植物体内的叶绿素,阻碍农作物和树木的光合作用。而臭氧层就有阻挡和削弱过强的紫外线,对人和生物起保护作用。
3、【现状】臭氧层正遭受破坏,变薄,并出现臭氧空洞。
--原因:电冰箱、空调器的致冷剂的排放;过量的二氧化碳渗入;太空火箭喷出的氢氧化氮以及高空飞行的飞机喷出的尾气;大量使用化肥等。
--措施:各国颁布保护臭氧层的计划,在联合国探讨保护臭氧层的有效措施。如禁止生产、使用含氯氟烃的致冷剂、发泡剂、洗洁剂、喷雾剂等化学物质。
【讨论】收集资料,讨论人类健康与臭氧层的关系。(交流)

三、自然界中的碳循环
1、关于碳:碳是构成生物体的基本元素之一。大气中碳的气态化合物主要有一氧化碳和二氧化碳。自然界的碳循环主要通过二氧化碳来完成。
2、碳循环的主要途经:
⑴    CO2    光合作用           有机物      植物的呼吸作用      CO2
⑵    CO2    光合作用           有机物        动物吸收        体内氧化    CO2
⑶    CO2     光合作用  有机物  动植物残体  微生物分解作用   CO2
⑷    CO2     光合作用     动植物残体      地下漫长反应     煤、石油、天然气燃烧       CO2
--说明:二氧化碳通过植物的光合作用被消耗,是大气中的二氧化碳变成有机物的唯一途经。动植物的呼吸作用、有机物的燃烧以及腐烂分解等的过程,又被重新释放。这样使得吸收得二氧化碳的数量与
释放出的数量大致相等。
--作用:大气中二氧化碳的稳定的含量对地球上的生物生存提供了良好的条件。这是因为二氧化碳在中层大气的热平衡中起着重要的作用,能对地球产生一种“温室效应”。

四、温室效应
1、【问题】为什么二氧化碳产生的温室效应会使地球变暖?
【实验】温室的保温原理
实验现象:B杯的水温高。
原因:玻璃片阻止热量向外扩散。
--说明:温室的保温原理就是如此。太阳光透过温室的玻璃后,会使室内的地面温度升高,而地面的反射却很少能穿透玻璃,因此温室具有保温作用。
2、温室效应的利弊:
温室效应是保证地球上的气温适应动植物生存的必要条件,适宜的温室效应对于人类和各种生物来说是非常有益的。科学研究表明:由于温室效应地球表面的平均温度为15摄氏度,否则将会下降到-18摄氏度。而且,如果大气中二氧化碳和水蒸气的含量保持不变的话,大气表面的温度也将维持恒定。
【讨论】过强的温室效应会导致怎样的后果?
    --
【讨论】为什么温室效应会加剧?
--1、煤、石油、天然气等矿物燃料的大量使用;
2、森林面积的急剧减少。
所以控制温室效应的增长速度,关键是控制二氧化碳的排放。
 

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