Tóm tắt lý thuyết

2.1. Trao đổi vật chất qua chu trình sinh địa hoá

  • Chu trình sinh địa hoá là chu trình trao đổi các chất trong tự nhiên: các chất từ môi trường ngoài vào cơ thể, qua các bậc dinh dưỡng rồi từ cơ thể sinh vật truyền trở lại môi trường.
  • Một chu trình sinh địa hoá gồm có các phần: tổng hợp các chất, tuần hoàn vật chất trong tự nhiên, phân giải và lắng đọng một phần vật chất trong đất, nước.
  • Sơ đồ tổng quát về chu trình trao đổi vật chất trong tự nhiên

 

2.2. Một số chu trình sinh địa hoá

a. Chu trình cacbon

Cacbon đi vào chu trình dưới dạng cabon điôxit (CO2).

  • Thực vật lấy CO2 để tạo ra chất hữu cơ đầu tiên thông qua quá trình quang hợp, Cacbon trao đổi trong quần xã qua chuỗi và lưới thức ăn
  • Khi sử dụng và phân hủy các hợp chất chứa cacbon, sinh vật trả lại CO2 và nước cho môi trường. Cacbon trở lại môi trường vô cơ qua các con đường.
  • Hô hấp của động vật, thực vật, vi sinh vật
  • Phân giải của sinh vật
  • Sự đốt cháy nhiên liệu trong công nghiệp
  • Nồng độ khí CO2 trong bầu khí quyển đang tăng gây thêm nhiều thiên tai trên Trái đất.

b. Chu trình Nitơ

  • Thực vật hấp thụ nitơ dưới dạng muối amôni (NH4+) và nitrat (NO3–) .
  • Các muối amôni (NH4+) và nitrat (NO3–) được hình thành trong tự nhiên bằng con đường vật lí, hóa học và sinh học. Trong đó lượng muối nitơ được tổng hợp bằng con đường sinh học là lớn hơn cả (vi khuẩn cố định đạm sống có thể sống cộng sinh hoặc sống tự do trong đất có khả năng cố định nitơ tự do – N2 từ không khí)
  • Nitơ từ xác sinh vật trở lại môi trường đất, nước thông qua hoạt động phân giải chất hữu cơ của VK, nấm,…
  • Sự trao đổi nitơ trong quần xã qua chuỗi và lưới thức ăn
  • Hoạt động phản nitrat của vi khuẩn trả lại một lượng nitơ phân tử cho đất, nước và bầu khí quyển.

c. Chu trình nước

  • Nước mưa rơi xuống đất, một phần thấm xuống các mạch nước ngầm, một phần tích lũy trong sông, suối, ao, hồ,…
  • Nước mưa trở lại bầu khí quyển dưới dạng nước thông qua hoạt động thoát hơi nước của lá cây và bốc hơi nước trên mặt đất.
  • Giữa cơ thể và môi trường luôn xảy ra quá trình trao đổi nước.

2.3. Sinh quyển

Sinh quyển được chia thành nhiều khu sinh học (biôm) khác nhau, mỗi khu có những đặc điểm về địa lí, khí hậu và thành phần sinh vật khác nhau, bao gồm các khu sinh học trên cạn, khu sinh học nước ngọt và khu sinh học biển.

  • Khu sinh học trên cạn: đồng rêu đới lạnh, rừng thông phương Bắc, …
  • khu sinh học nước ngọt: khu nước đứng (đầm, hồ, ao,..) và khu nước chảy (sông suối).
  • Khu sinh học biển:
  • Theo chiều thẳng đứng: sinh vật nổi, động vật đáy,..
  • Theo chiều ngang: vùng ven bờ  và vùng khơi

GIẢI BÀI TẬP

Bài 1, 2, 3 trang 200 SGK Sinh 12

Bài 1. Hãy trình bày khái quát thế nào là chu trình sinh địa hoá trên Trái Đất.                        

Trả lời:

Trình bày khái quát về chu trình sinh địa hoá:

Chu trình sinh địa hoá là chu trình trao đổi các chất vô cơ trong tự nhiên, theo đường từ mỏi trường ngoài truyền vào cơ thể sinh vật, rồi từ cơ thể sinh vật truyền trở lại môi trường. Một phần vật chất của chu trình sinh địa hoá không tham gia vào chu trình tuần hoàn mà lắng đọng trong môi trường.

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 I, bậc 2,... tới bậc cao nhất. Khi sinh vật chết đi, xác của chúng sẽ bị phân giải thành chất vô cơ, sinh vật trong quần xã sử dụng một phần vật chất vô cơ tích luỹ trong môi trường vô sinh trong chu trình vật chất tiếp theo.

Bài 2. 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 lấy 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 nitơ:

+ Nitơ tuần hoàn trong tự nhiên: Phần chính của chu trình nitơ là các sinh vật phân giải (như vi khuẩn, nấm,...) phân giải xác sinh vật, biến prôtêin trong xác sinh vật thành các hợp chất đạm amôn, nitrit và nitrat. Một số vi khuẩn sống trong môi trường, cộng sinh trong rễ cây họ Đậu, hoặc vi khuẩn lam cộng sinh trong lá cây bèo dậu,... cố định nitơ trong đất và nước thành các dạng đạm.

Trong khí quyển, các tia lửa điện (sấm chớp) cố định một lượng nitơ trong không khí thành đạm. Thực vật hấp thụ các dạng đạm trên (nhất là đạm dễ tiêu nitrat), cấu tạo nên cơ thể sống. Trong quần xã, nitơ được luân chuyển qua lưới thức ăn, từ sinh vật sản xuất chuyển lên sinh vật tiêu thụ ở bậc cao hơn.

Khi sinh vật chết, prôtêin xác sinh vật lại tiếp tục được phân giải thành đạm của môi trường. Vòng tuần hoàn được khép kín qua hoạt động cùa một số vi khuẩn phân nitrat, các vi khuẩn này phân giải đạm trong đất, nước,... và giải phóng nitơ vào trong không khí. Hàng năm con người đã sản xuất một lượng lớn phân đạm bón cho cây, góp phần nâng cao năng suất cây trồng.

+ Một phần hợp chất nitơ không trao đổi liên tục theo vòng tuần hoàn kín mà lắng đọng trong các trầm tích sâu của môi trường đất, nước.

-  Chu trình cacbon:

+ Cacbon tuần hoàn trong tự nhiên: Cacbon trong sinh quvển tồn tại chủ yếu dưới dạng khí cacbônic trong khí quyển và cacbônat 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 quuần xã thông qua chuỗi và lưới 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 đọng trong môi trường đất, nước như than đá, dầu lừa,...

Bài 3. Những nguyên nhân nào làm cho nồng độ khí CO2 trong bầu khí quyển tăng? Nêu hậu quả và cách hạn chế.

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 và thực vật ; qua phân giải xác hữu cơ cùa vi sinh vật (quá trình hô hấp đất); C02 thải ra từ sản xuất công nghiệp, giao thông,... ; ngoài ra còn do các hoạt động tự nhiên như núi lừa. 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 sự mất cân bằng giữa lượng CO2 thải ra và CO2 được thực vật sử dụng, từ đó làm cho CO2 trong bầu khí quyển tăng lên.

-   Hậu quả của nồng độ C02 tăng cao là gây 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 sừ dụng các nguyên liệu hoá thạch trong công nghiệp và giao thồng vận tải; trồng cây gây rừng để góp phần cân bằng lượng khí CO2 trong bầu khí quyển.