5.3 自然界中的碳循环（第二课时）导学案 --2026-2027学年九年级化学沪教版上册

九年级

科目

化学

周次

设计者

序号

班级

主题与课时

第 3 节 自然界中的碳循环 - 第二课时

课型

新授

审核人

学校审核

姓名

课标要求

认识自然界中碳循环的核心途径，掌握二氧化碳的产生与消耗主要方式，明晰碳循环的动态平衡特征。了解人类活动对碳循环的干扰及温室效应的成因与危害，知晓碳中和、碳达峰基本内涵。能结合化学知识分析碳循环与生态环境的关联，树立绿色低碳、保护环境的化学应用意识与社会责任意识。

学习目标

化学观念：建立碳元素循环转化的物质观、平衡观。

科学思维：通过梳理循环路径，培养归纳推理、辩证分析问题的能力。

科学探究与实践：依托习题探究、情境分析，提升知识应用与问题探究能力。

科学态度与责任：认识低碳环保的重要性，树立可持续发展理念，养成绿色低碳的生活与行为习惯。

重难点

重点：掌握自然界碳循环的主要途径，明确二氧化碳产生与消耗的核心方式，理解碳循环的生态意义。

难点：辩证分析人类活动对碳循环平衡的影响，厘清温室效应加剧的成因，结合化学知识提出科学的低碳减排措施，建立物质循环与生态平衡的关联思维。

资源与

建议

教学资源：依托沪教版新教材核心内容，搭配自然界碳循环动态示意图、温室效应科普视频、双碳政策科普资料、典型例题习题集。利用多媒体课件直观呈现碳的转化路径，结合生活、社会热点创设教学情境。

教学建议：以问题驱动贯穿全程，课前依托预习案夯实基础，课中以探究题突破重难点。注重跨学科融合，结合生物、地理知识解读碳循环，联系生活实际引导学生践行低碳理念，分层设计习题，兼顾不同层次学生的学习需求，强化知识迁移应用。

学习过程

（一）课前预习案

预习目标：初步梳理自然界碳循环的基本组成，识别二氧化碳的自然产生与消耗途径，简单了解温室效应的相关知识，为课堂深度探究奠定基础。

基础填空题

1. 自然界中存在广泛的碳循环，碳元素主要以________、________、有机物等形式在大气、生物、水体和岩石中不断转化。

2. 大气中二氧化碳的自然产生途径主要有三类，分别是动植物的________、微生物的分解作用、________的燃烧。

3. 大气中二氧化碳最主要的消耗途径是绿色植物的________，该过程将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。

4. 少量二氧化碳会溶于江河湖海的水中，与水反应生成________，实现大气中二氧化碳的消耗。

5. 正常情况下，自然界碳循环处于________状态，大气中二氧化碳含量相对稳定。

6. 大气中二氧化碳等气体含量过高，会导致________加剧，引发全球气候变暖、冰川融化等环境问题。

基础选择题

1. 下列不属于大气中二氧化碳产生途径的是（  ）

A. 动物呼吸作用  B. 植物光合作用  C. 煤炭燃烧  D. 枯枝落叶腐烂分解

2. 自然界中消耗二氧化碳的最主要途径是（  ）

A. 海水溶解吸收  B. 植物光合作用  C. 人工吸收处理  D. 岩石风化反应

3. 下列关于碳循环的说法，正确的是（  ）

A. 碳循环只在大气和植物之间进行  B. 碳元素不会发生形态转化

C. 碳循环是动态的循环过程  D. 人类活动不会影响碳循环

简单思考题

1. 结合生活常识，列举两种人类日常活动会增加大气中二氧化碳含量的行为。

2. 简要说说大气中二氧化碳含量过高，可能会对地球环境造成哪些影响？

3. 绿色植物在碳循环中起到了什么核心作用？

（二）课中探究案

探究目标：深度掌握碳循环的完整路径，精准区分自然与人为碳循环途径，分析碳循环失衡的原因、危害，掌握低碳减排的科学措施，实现知识的理解、辨析与应用。

探究一：深度梳理自然界碳循环的完整路径

结合沪教版新教材本节内容，完成下列问题，系统构建碳循环知识体系。

1. 完善碳循环路径填空，精准对应物质转化过程：

（1）生物呼吸：动植物体内的有机物缓慢氧化，消耗________，释放________，回归大气。

（2）微生物分解：动植物遗体、粪便、枯枝落叶等有机物，经微生物分解，转化为________，完成碳的释放。

（3）化石燃料燃烧：煤、石油、天然气等化石燃料是远古生物遗体演变而来，燃烧时消耗氧气，生成大量________，是人为碳排放的主要来源。

（4）植物光合作用：绿色植物利用光能，将大气中的________和土壤、水体中的水转化为有机物，储存能量，释放________。

（5）水体吸收：大气中的二氧化碳溶于水，部分与水反应生成碳酸，碳酸不稳定易分解，部分会与水体中的矿物质反应，最终形成碳酸盐，储存于水体和岩石中，实现碳的固定。

2. 辨析题，判断正误并说明理由：

（1）自然界中碳循环的过程是单向不可逆的。（  ）理由：________________

（2）所有的碳循环途径都会增加大气中二氧化碳含量。（  ）理由：________________

（3）植物只消耗二氧化碳，不会释放二氧化碳。（  ）理由：________________

3. 综合简答题：完整描述自然界碳循环的动态平衡过程，说明为何自然状态下大气中二氧化碳含量能保持相对稳定。

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探究二：人类活动对碳循环的影响与碳循环失衡问题

新教材重点强调人类活动对生态碳循环的干预，结合教材案例与生活实际，完成系列探究习题，突破教学难点。

1. 对比填空题：区分自然碳循环与人为碳循环差异

（1）自然碳循环速率________，碳排放与碳消耗基本持平，生态系统可自我调节。

（2）人类大量燃烧化石燃料，会________碳排放速率，同时乱砍滥伐森林，会________植被的光合作用能力，减少二氧化碳消耗，最终打破碳循环平衡。

2. 选择题（多选）：下列人类活动会破坏碳循环平衡的是（  ）

A. 大规模砍伐森林、开垦荒地  B. 推广新能源汽车，减少燃油车使用

C. 工业生产大量燃烧煤炭、石油  D. 肆意焚烧秸秆、生活垃圾

3. 深度思考题：结合教材内容，分析温室效应加剧的完整成因。为何二氧化碳含量升高会导致全球气候变暖？

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4. 拓展分析题：碳循环失衡除了引发全球变暖，还会带来哪些连锁环境问题？请结合化学、生物知识列举两点并简要分析。

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探究三：双碳理念与低碳减排的实践应用

沪教版新教材新增碳中和、碳达峰相关内容，聚焦化学学科的社会价值，通过习题探究，落实核心素养。

1. 概念填空题

（1）碳达峰是指二氧化碳的排放量达到历史最高值，之后逐步________。

（2）碳中和是指通过植树造林、节能减排、碳捕捉等方式，抵消人为产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳________。

2. 分类题：将下列措施按“减少碳排放”和“增加碳消耗”两类分类（填序号）

①植树种草、退耕还林 ②开发太阳能、风能等新能源 ③节约用电、低碳出行

④工业废气二氧化碳捕捉回收 ⑤减少化石燃料的使用 ⑥保护湿地生态系统

减少碳排放：________________  增加碳消耗：________________

3. 辨析问答题：有人认为“只要减少化石燃料燃烧，就能完全解决碳循环失衡问题”，该说法是否正确？请说明理由。

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4. 实践探究题：结合校园、家庭生活实际，列举三条可落地的低碳生活方式，并分别说明其对维持碳循环平衡的意义。

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探究四：综合真题变式训练（当堂巩固）

1. 综合填空题：如图为自然界碳循环简易示意图（结合教材插图），完成填空。

（1）过程①代表绿色植物的________作用，是碳消耗的核心途径。

（2）过程②③代表动植物的________作用，过程④代表微生物的分解作用。

（3）过程⑤代表________的燃烧，是人为碳排放的主要途径。

（4）维持碳循环平衡的关键是________（填“增大碳排放”“增大碳消耗”“碳排放与碳消耗均衡”）。

2. 逻辑推理题：近年来，我国大力推行植树造林、退耕还林工程，请从碳循环的角度分析该工程的生态意义。

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3. 创新应用题：工业上可采用氢氧化钠溶液捕捉二氧化碳，实现碳回收利用，请写出该反应的文字表达式，并说明该技术对缓解碳循环失衡的作用。

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4. 材料分析题：阅读教材配套材料，回答问题。材料：正常大气中二氧化碳体积分数约为0.03%，工业革命后，人类活动使二氧化碳含量持续上升，引发温室效应加剧，导致极端天气增多、海平面上升等问题。我国提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的战略目标。

（1）结合材料分析，工业革命后大气中二氧化碳含量上升的主要人为原因是什么？

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（2）从化学学科角度，说说实现双碳目标的重要意义。

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（3）作为中学生，你能为实现双碳目标做出哪些力所能及的贡献？

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课堂深度拓展思考