Hướng dẫn giải bài tập SGK Sinh học lớp 12 bài 44: Chu trình sinh địa hóa và sinh quyển

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

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 1, 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?

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 dâu,… 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 quần 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 lửa,.

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

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 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 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.

Bài 4: 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?

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 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 sinh vật cố định đạm,.

Bài 5: 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.

Nguyên nhân làm ảnh hưởng tới vòng tuần hoàn nước tự nhiên, gây nên lũ lụt, hạn hán hoặc ô nhiễm nguồn nước: 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 các 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 như:

• 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.
• Bảo vệ các nguồn nước sạch, chống ô nhiễm.
• Sử dụng tiết kiệm nguồn nước bề mặt, cũng như nguồn nước ngầm, tránh cạn kiệt nguồn nước.

Bài 6*: 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?

• Sinh quyển là một hệ sinh thái khổng lồ, bao gồm toàn bộ các cơ thể sống tồn tại trong các lớp đất, nước và không khí của Trái Đất.
• Sinh quyển dày khoảng 20 km, 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 được chia thành nhiều vùng sinh thái khác nhau, tuỳ theo các đặc điểm địa lí, khí hậu và sinh vật sống trên đó. Mỗi vùng là một khu sinh học lớn (biôm). Các khu sinh học được phân ra thành khu trên cạn, nước ngọt và khu sinh học biển.
• Ví dụ, về các khu sinh học trên cạn, nước ngọt và biển: các khu rừng bảo vệ Vườn Quốc gia như Vườn Quốc gia Cúc Phương, Tam Đảo, Nam Cát Tiên,… Khu sinh học dưới nước của nước ta: khu bảo vệ Hòn Mun, Khánh Hoà.
• Sắp xếp các khu sinh học trên cạn, theo thứ tự từ Cực Bắc về xích đạo cùa Trái Đất: Đồng rêu đới lạnh, rừng lá kim phương Bắc (rừng Taiga), rừng rụng lá ôn đới, thảo nguyên, rừng Địa Trung Hải, rừng rậm nhiệt đới, hoang mạc và savan.