Bài 44: Chu trình sinh địa hóa và sinh quyển - Sinh học 12

Phần 1: Câu hỏi thảo luận

Câu hỏi Sinh 12 Bài 44 trang 195: Theo chiều mũi tên trong sơ đồ hình 44.1, em hãy giải thích một cách khái quát sự trao đổi vật chất trong quần xã và chu trình sinh địa hóa.

Trả lời:

- Sự trao đổi vật chất trong quần xã: Vật chất từ môi trường tự nhiên đi vào quần xã nhờ hoạt động của sinh vật sản xuất qua các sinh vật tiêu thụ tới sinh vật phân giải và trả lại cho môi trường.

- Chu trình sinh địa hóa: Vật chất trong tự nhiên một phần đi vào quần xã, qua các bậc dinh dưỡng rồi được trả lại cho môi trường, một phần vật chất lắng đọng.

Câu hỏi Sinh 12 Bài 44 trang 196: Qua hình 44.2 và kiến thức sinh học đã học, em hãy cho biết:

- Bằng những con đường nào cacbon đã đi từ môi trường ngoài vào cơ thể sinh vật, trao đổi trong quần xã và trở lại môi trường không khí và môi trường đất?

- Có phải tất cả lượng cacbon của quần xã sinh vật được trao đổi liên tục theo vòng tuần hoàn kín hay không? Giải thích tại sao?

Trả lời:

- Những con đường cacbon đã đi từ môi trường ngoài vào cơ thể sinh vật, trao đổi trong quần xã và trở lại môi trường không khí và môi trường đất:

+ Con đường cacbon đã đi từ môi trường ngoài vào cơ thể sinh vật: Quang hợp ở thực vật (CO₂ trong không khí nhờ quá trình quang hợp ở thực vật tạo thành các chất hữu cơ). Các vật chất đó được trao đổi qua các bậc dinh dưỡng.

+ Con đường cacbon trở lại môi trường không khí và môi trường đất: Hô hấp ở động vật và thực vật, quá trình phân giải chất hữu cơ, hoạt động sản xuất công nghiệp, giao thông, … của con người, ….

- Không phải tất cả lượng cacbon của quần xã sinh vật được trao đổi liên tục theo vòng tuần hoàn kín, vì: Một phần cacbon đã bị lắng đọng dưới dạng dầu lửa, than đá, …

Câu hỏi Sinh 12 Bài 44 trang 197:

- Qua sơ đồ hình 44.3, em hãy mô tả ngắn gọn sự trao đổi nitơ trong tự nhiên.

- Em hãy nêu một số biện pháp sinh học làm tăng lượng đạm trong đất để nâng cao năng suất cây trồng và cải tạo đất.

Trả lời:

- Sự trao đổi nitơ trong tự nhiên diễn ra như sau:

Thực vật chỉ hấp thụ nitơ dưới hai dạng NO₃^- và NH₄⁺. Hai dạng nitơ trên được hình thành bằng các con đường vật lí (đạm tổng hợp trong khí quyển), hóa học (sản xuất đạm công nghiệp) và sinh học (cố định nitơ khí quyển nhờ vi sinh vật). Nitơ được sinh vật sản xuất hấp thụ đi qua các bậc dinh dưỡng rồi trả lại môi trường thông qua hoạt động phân giải chất hữu cơ của vi sinh vật trong đất.

- Một số biện pháp sinh học làm tăng lượng đạm trong đất để nâng cao năng suất cây trồng và cải tạo đất như sau:

+ Trồng xen canh cây họ đậu để bổ sung đạm từ hoạt động cố định nitơ của vi khuẩn cộng sinh trong rễ cây họ đậu.

+ Thường xuyên làm đất, đảm bảo thoáng khí để hạn chế đạm trong đất mất đi qua quá trình phản nitrat hóa.

+ Bón phân hữu cơ hoặc xác sinh vật cho đất.

Câu hỏi Sinh 12 Bài 44 trang 199: Quan sát hình 44.5, hãy nhận xét sự phân bố vùng theo vĩ độ và mức độ khô hạn của các khu sinh học trên cạn.

Trả lời:

* Nhận xét sự phân bố vùng:

- Theo vĩ độ: Từ vĩ độ thấp đến vĩ độ cao, các khu sinh học phân bố lần lượt bắt đầu từ rừng mưa nhiệt đới, savan, hoang mạc và sa mạc; rừng rụng lá ôn đới, thảo nguyên, rừng Địa Trung Hải; rừng lá kim phương Bắc, đồng rêu hàn đới. Như vậỵ, ở vĩ độ 0 có rừng mưa nhiệt đới, savan, hoang mạc và sa mạc nhưng đến vĩ độ 90 thì chỉ có đồng rêu.

=> Từ vĩ độ thấp đến vĩ độ cao sự phân bố các khu sinh học càng ít đa dạng.

- Theo mức độ khô hạn của các khu sinh học trên cạn thì sự phân bố của các khu sinh học càng ít đa dạng.

Phần 2: Câu hỏi và bài tập

Bài 1 (trang 200 SGK Sinh học 12): Em hãy trình bày khái quát thế nào là chu trình sinh địa hoá trên Trái Đất.

Trả lời:

* Chu trình sinh địa hoá trên Trái Đất:

- Là chu trình trao đổi các chất vô cơ (các nguyên tố C. H. O, N, S, P…) trong tự nhiên, theo đường từ môi trường ngoài truyền vào cơ thể sinh vật qua các bậc sinh dưỡng rồi từ cơ thể sinh vật truyền trở lại môi trường. Chu trình sinh địa hóa duy trì sự cân bằng vật chất trong sinh quyển.

- Trong nội bộ quần xã, sinh vật sản xuất qua quá trình quang hợp tổng hợp nên chất hữu cơ từ chất vô cơ của môi trường. Trao đổi vật chất giữa các sinh vật trong quần xã được thực hiện thông qua chuỗi và lưới thức ăn. Vật chất được chuyển từ sinh vật sản xuất sang sinh vật tiêu thụ bậc 1, bậc 2, … tới bậc cao nhất. Khi sinh vật chết đi, xác của chúng sẽ bị phân hủy thành chất vô cơ, sinh vật trong quần xã sử dụng một phần chất vô cơ tích luỹ trong môi trường vô sinh trong chu trình vật chất tiếp theo.

Bài 2 (trang 200): Trong mỗi chu trình sinh địa hoá có một phần vật chất trao đổi và tuần hoàn, một phần khác trở thành nguồn dự trữ hoặc không còn tuần hoàn trong chu trình. Em hãy phân biệt hai phần đó và cho ví dụ minh hoạ.

Trả lời:

Trong mỗi chu trình sinh địa hoá có một phần vật chất trao đổi và tuần hoàn, một phần khác trở thành nguồn dự trữ hoặc không còn tuần hoàn trong chu trình.

* Chu trình cacbon:

- Cacbon tuần hoàn trong tự nhiên: Cacbon tồn tại chủ yếu dưới dạng khí cacbônic (CO₂) trong khí quyển và cacbonat trong đá vôi. Quang hợp là động lực cơ bản của chu trình cacbon, trong đó thực vật hấp thụ khí cacbônic trong khí quyển, tổng hợp nên các chất hữu cơ có cacbon. Hợp chất cacbon trao đổi trong quần xã thông qua chuỗi và chuỗi thức ăn. Hô hấp của các sinh vật (như hô hấp của thực vật, động vật và các sinh vật phân giải chất hữu cơ trong đất…) là yếu tố quan trọng biến đổi những hợp chất hữu cơ trong cơ thể sinh vật thành khí cacbônic. Các hoạt động công nghiệp đốt cháy nguyên liệu hoá thạch như than đá, dầu lửa, … đã thải vào bầu khí quyển một lượng lớn khí cacbônic.

- Một phần hợp chất cacbon không trao đổi liên tục theo vòng tuần hoàn kín mà lắng động trong môi trường đất, nước như dầu lửa, than đá, …

Bài 3 (trang 200): Những nguyên nhân nào làm cho nồng độ khí CO₂ trong bầu khí quyển tăng? Nêu hậu quả và cách khắc phục.

Trả lời:

* Những nguyên nhân làm cho nồng độ khí CO₂ trong bầu khí quyển tăng:

- CO₂ thải ra bầu khí quyển qua quá trình hô hấp của động vật: Qua phân giải xác hữu cơ của vi sinh vật (quá trình hô hấp đất); CO₂ thải ra từ các nhà máy sản xuất công nghiệp, giao thông, …; ngoài ra còn do hoạt động tự nhiên của núi lửa. Các hoạt động trên làm tăng nồng độ CO₂ trong bầu khí quyển.

- Thực vật hấp thụ một phần CO₂ qua quang hợp, đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng CO₂ của bầu khí quyển. Nếu thảm thực vật, nhất là thực vật rừng bị giảm sút quá nhiều sẽ dẫn tới mất cân bằng giữa lượng CO₂ thải ra và CO₂ được thực vật sử dụng, từ đó làm CO₂ trong bầu khí quyển tăng lên.

* Hậu quả của nồng độ CO₂ tăng cao: Nồng độ CO₂ tăng cao gây ra hiện tượng hiệu ứng nhà kính làm cho Trái Đất nóng lên, gây thêm nhiều thiên tai cho Trái Đất.

* Cách hạn chế:

- Hạn chế sử dụng các nguyên liệu hoá thạch trong công nghiệp và giao thông vận tải;

- Trồng cây gây rừng để góp phần cân bằng lượng khí CO₂ trong bầu khí quyển.

Bài 4 (trang 200): Hãy nêu các biện pháp sinh học để nâng cao hàm lượng đạm trong đất nhằm cải tạo đất và nâng cao năng suất cây trồng.

Trả lời:

Các biện pháp sinh học để nâng cao hàm lượng đạm trong đất, nhằm cải tạo đất và nâng cao năng suất cây trồng:

- Trồng các cây họ Đậu góp phần cải tạo đất,

- Thả bèo hoa dâu vào ruộng lúa làm tăng lượng đạm cho lúa,

- Cung cấp cho đất các chế phẩm sinh học là các vi khuẩn cố định đạm, …

Bài 5 (trang 200): Nguyên nhân nào làm ảnh hưởng tới chu trình nước trong tự nhiên, gây nên lũ lụt, hạn hán hoặc ô nhiễm nguồn nước? Nêu cách khắc phục.

Trả lời:

* Nguyên nhân làm ảnh hưởng tới chu trình nước trong tự nhiên, gây nên lũ lụt, hạn hán hoặc ô nhiễm nguồn nước đó là:

- Sử dụng nguồn nước lãng phí làm cạn kiệt nguồn nước mặt và nước ngầm;

- Thải các chất gây ô nhiễm nguồn nước;

- Phá rừng làm tăng dòng chảy trên mặt đất gây lụt lội và xói mòn đất, hạn chế lượng nước ngầm xuống cách mạch nước ngầm, làm giảm lượng nước bốc hơi qua thoát hơi nước trên bề mặt lá, …

* Có rất nhiều biện pháp bảo vệ nguồn nước trên Trái Đất, điển hình như:

- Bảo vệ nguồn nước sạch, chống ô nhiễm.

- Bảo vệ rừng và trồng cây gây rừng sẽ góp phần hạn chế dòng chảy trên mặt đất, qua đó lượng nước ngầm xuống các mạch nước ngầm nâng cao hơn, đồng thời hạn chế nhiều tác hại như lũ quét, xói mòn đất. Cây xanh thoát hơi nước góp phần vào tuần hoàn nước của Trái Đất.

- Sử dụng tiết kiệm nguồn nước bề mặt, cũng như nguồn nước ngầm, tránh cạn kiệt nguồn nước.

Bài 6 (trang 200): Thế nào là sinh quyển? Nêu các khu sinh học trong sinh quyển. Hãy sắp xếp các khu sinh học trên cạn theo thứ tự từ phía Bắc xuống phía Nam của Trái Đất.

Trả lời:

* Sinh quyển là một hệ sinh thái khổng lồ, bao gồm toàn bộ các sinh vật sống trong các lớp đất, nước và không khí của Trái Đất.

Sinh quyển dày khoảng 20km, bao gồm lớp đất dày khoảng vài chục mét (thuộc địa quyển), lớp không khí cao 6 - 7 km (thuộc khí quyển) và lớp nước đại dương có độ sâu tới 10-11 km (thuộc thuỷ quyển).

* Sinh quyển gồm nhiều khu sinh học:

- Khu sinh học trên cạn.

Ví dụ: Vườn Quốc gia Cúc Phương, Tam Đảo, Nam Cát Tiên…

- Khu sinh học nước ngọt.

Ví dụ: đầm, hồ, ao, sông, suối…

- Khu sinh học biển

Ví dụ: Biển, vịnh…

Bài trước: Bài 43: Trao đổi vật chất trong hệ sinh thái - Sinh học 12 Bài tiếp: Bài 45: Dòng năng lượng trong hệ sinh thái và hiệu suất sinh thái- Sinh học 12