【课件】生态系统的物质循环（第2课时）课件-2022-2023学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

1、3.3 生态系统的物质循环（课时2）教学目标1.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。2.尝试探究土壤微生物的分解作用。生态系统及其稳定性生态系统的物质循环 是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素都不断进行着从非生物环境 到 生物群落，又从生物群落 到 非生物环境 的循环过程，就是生态系统的物质循环。特点：循环性全球性知识回顾生物富集概念：常见存在生物富集现象的物质重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等；人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等；一些放射性物质。生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，

2、称作生物富集。生物富集日常生活中铅的应用香烟食品玩具工业废气化妆品餐具燃烧容器汽车尾气铅的富集1.铅与人类的生活息息相关生物富集火山喷发沙尘暴大火大气降水水体植物土壤动物鱼水鸟猛禽煤燃烧金属冶炼浮游生物铅的富集:2.铅循环的主要过程生物富集水水底沉积物中国血蛤 资料1：不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度结果：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。生物富集中国血蛤（Hiatula chinensis）铅浓度(ppm)采样点1 采样点2 采样点3 采样点4铅的富集:3.分析铅浓度在生物体中的特点生物富集铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高煤燃烧、有色金属冶炼铅被排放进入大气沉降在土壤和植被

3、表面进入土壤进入水体植物根吸收叶片摄入铅水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集最终积累在食物链的顶端生物富集资料2：置于0.48 nmol/g铅溶液中美国钩虾体内铅浓度随时间的变化美洲钩虾（Hyalella azteca）时间（天）体内铅浓度(nmol/g)生物富集随暴露时间延长而加剧铅的富集:4.分析生物富集随暴露时间的变化结果：铅在美国钩虾体内浓度随浸泡时间延长而增加。生物富集铅的富集:5.分析铅浓度在生物群落内的特点资料3：水体和

4、多种水生生物体内的铅推论：铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。c浮游生物 c水 c鱼 c水 c水鸟 c水水浮游生物鱼水鸟生物放大2 ppm5 ppm200 ppm1600 ppm生物富集营养级1234合成1 kg干重所需能量假设均为100捕食上一营养级一个生物能获得的能量假设为1001010.1需要捕食上一营养级生物个体数101001 000个体内铅含量为第1营养级个体内铅含量的倍数1101 0001 000 000个体内铅浓度（1 kg干重中铅的含量）1101 0001 000 000成因：1.能量流经各营养级时，逐级递减； 2.铅在生物体内形成难以降解的化合物，不易排出。分析铅浓度在生物群

5、落内会放大的原因生物富集1.还有哪些有害物质也有上述与铅类似的现象?2.这种现象被称作生物富集，请概述什么是生物富集?镉、汞、DDT、六六六等。生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作【生物富集】。对比碳循环，分析铅在生物体内富集的原因。成因：铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。消费者生产者分解者吸收摄食呼吸作用非生物环境中的碳分解作用生物富集生物富集生物富集现象的特点具有全球性导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。鱼鹰（2.510-5）大鱼（210-6）小鱼（510-7）植物（410-8）水（31

6、0-12）有害物质在生物体内的浓度有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍探究土壤微生物的分解作用秋天刚收获的花生第二年春天从土中刨出的花生土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。实验原理问题2：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？探究土壤微生物的分解作用实验设计提出问题落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？实验假设落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂实验设计实验组对照组自变量预测实验现象结论分析土壤中是否含微生物对土壤高温处理（灭菌）对土壤不做任何处理（自然状态

7、）相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组土壤微生物对落叶有分解作用探究土壤微生物的分解作用实验过程【注意】实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60恒温箱中处理一小时）土壤进行处理，排除土壤微生物的作用土壤不进行处理，自然状态实验结果落叶未腐烂落叶腐烂1.制备土壤浸出液将土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加无菌水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。在有条件的学校，可以使用离心机快速制备土壤浸出液，转速为2 000rmin-1，离心2min。2.淀粉糊的制作将20 g淀粉溶于

8、500 mL开水中，充分搅拌，制成糊状，得到质量分数为4%的淀粉糊。淀粉糊还可以进一步稀释。3. 灭菌。将蒸馏水、部分土壤浸出液（灭菌后可作为对照）、淀粉糊、实验所用的烧杯和试管等器皿放入灭菌锅中灭菌。问题2：土壤微生物能分解淀粉吗？探究土壤微生物的分解作用分析该实验设计的优缺点A组B组自变量有土壤微生物无土壤微生物设置方式淀粉+土壤浸出液淀粉+灭菌的土壤浸出液因变量观测指标1.淀粉显色反应的变化2.还原糖含量的变化无关变量减少土壤中带颜色的颗粒物1.淀粉酶的土壤中存在地点；2.淀粉酶在高温下变性失活后，还能复性吗？淀粉+蒸馏水可以探究土壤微生物的分解作用4. 培养在无菌环境中（超净工作台或点

9、燃的酒精灯火焰旁）操作。按照教材所示方法，取两个烧杯，分别加入等量淀粉糊，再向两个烧杯中分别加入等量的土壤浸出液和无菌水。可在30 的恒温培养箱中培养，也可在室温培养。5.显色反应按照教材所示方法进行显色反应。问题2：土壤微生物能分解淀粉吗？加碘液：加斐林试剂：探究土壤微生物的分解作用生态系统的物质循环碳循环的过程人类活动对碳循环的影响水循环碳循环的特点氮循环：固氮、氨化、硝化和反硝化生物富集探究土壤微生物的分解作用能量流动和物质循环的关系课堂小结课后练习2.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落 的生物主要是 （ ） A.细菌 B.真菌C.动物 D.绿色植物1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是否正确。（1）物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。 （ ）（2）能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。 （ ）D课后练习3.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明，大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因，但是肠道中有多种纤维素分解菌。（1）