资源简介

(共48张PPT)
生态系统及其稳定性
生态系统的结构
生态系统的功能
生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
组成成分
营养结构
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
食物链和食物网
物质循环
能量流动
信息传递
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
(第二课时)
目标
01
02
03
构建生态系统物质循环的模式图，培养运用科学思维分析问题、解决问题的能力。(科学思维)
通过比较物质循环与能量流动的关系，建立普遍联系的观点及生命系统的物质和能量观。(生命观念)
关注碳循环平衡失调与温室效应，关注生物富集。(社会责任)
学习目标
生态系统的物质循环
物质循环
对象：组成生物体的元素
特点：全球性，循环性
碳循环
过程
物质循环与能量流动的关系
范围：生物圈
实例
温故知新：生态系统的物质循环
问题1:生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程,是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境呢
目录
CONTENTS
碳循环
1/
生物富集
2/
能量流动和物质循环的关系
3/
探究土壤微生物的分解作用
4/
02
生物富集
情境视频一
血铅魅影（视频）
问题2:像铅这样，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为什么现象
什么是生物富集？生物富集的物质特点？常见参与生物富集的物质有哪些？
2
3
4
1
生物富集的主要途径？请例举生物富集实例。
若某地发生铅污染生物富集只会发生在污染地区吗？归纳总结出生物富集的特点？
生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？
一、生物富集
合作探究一：请同学们自主阅读教材P63-65，小组合作思考讨论完成问题。
一、生物富集
1.概念：
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(bio-concentration)。
生物富集的成因
常见生物富集物质
在生物体内形成稳定的不易排出的物质
重金属：
人工合成的有机化合物：
如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
如DDT、
六六六等
问题3:生物富集的主要途径？请例举生物富集实例。
一、生物富集
2.实例：
铅的富集过程：
煤燃烧、有色金属冶炼
大气
沉降
土壤表面
植被表面
水体
根从土壤中吸收铅
叶片摄入吸附的铅
水中植物、浮游动物会直接吸收水中的铅
颗粒
排放
动物饮用含有铅的水，也会直接摄入铅
煤燃烧、有色金属冶炼
大气
沉降
土壤表面
植被表面
水体
颗粒
排放
人体
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
含铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端
一、生物富集
2.实例：
铅的富集过程：
3.生物富集的途径：
食物链、食物网
问题4:若某地发生铅污染生物富集只会发生在污染地区吗？从以上实例中归纳总结出生物富集的特点？
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
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。
一、生物富集
4.生物富集的特点：
问题5:在农田中大量使用的DDT杀虫剂，为什么会在南极的企鹅体内检测到
具有全球性
一、生物富集
4.生物富集的特点：
海水
沉积物
浮游植物
浮游动物
无脊椎动物
鱼
海鸟
海洋哺乳动物
0.000002mg/L
0.005~0.16mg/L
8mg/kg
10mg/kg
5~11mg/kg
1~37mg/kg
110mg/kg
160mg/kg
生物放大
PCB(多氯联苯)通过食物链
生物放大
有害物质会沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象)
拓展延伸
例：下面是甲、乙、丙、丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中残留农药的DDT的平均浓度：
写出四个种群的能量流动渠道：__________________________
构建食物网的方法：
乙
甲
丙
丁
A.A　　　
B.H　　　
C.G　　　
D.F
　实战训练　
1.如图中食物网所代表的生态系统中，施用了杀虫剂林丹，这种杀虫剂自然降解的速度极慢。这种杀虫剂在下列生物体内的浓度最高的是( )
　实战训练　
2.如图为不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内的铅浓度。
据图分析，写出分析结果：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度
中国血蛤
（Hiatula chinensis）
　实战训练　
(6)由于人工碳排放过度，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化。( )
(7)铅可沿食物链进入人体，在人体内的浓度可能超过环境浓度。( )
(1)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。( )
(2)碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的。( )
(3)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。( )
(4)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。( )
(5)碳循环的进行伴随着能量流动，但由于生物体不能在代谢中利用热能，所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。( )
×
×
×
√
√
√
√
3.判断下面是否正确
　实战训练　
4.“泉眼无声惜细流，树阴照水爱晴柔。小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头。”在生态系统中，各组成成分之间的紧密联系，使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。下列有关叙述错误的是（　　）
A．“树”和“小荷”属于该生态系统的基石，它们都能将太阳能固定在其制造的有机物中
B．在诗中所描述的生态系统中，蜻蜓等的存在能够加快生态系统的物质循环C．“树阴照水爱晴柔”中的“水”属于生态系统组成成分中的非生物的物质和能量
D．池水中的有毒物质会沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在分解者体内
　实战训练　
5．1949年，美国加利福尼亚洲莹蚊肆虐，为了防治莹蚊，人们在清湖喷洒杀虫剂双对氯苯基二氯乙烷（DDD）。该杀虫剂在生物体内很难降解，使用初期效果显著，后期效果下降。1954年，科学家检测了清湖的水体和几种生物体内DDD的浓度（见下表）。下列叙述正确的是（ ）
A．该湖泊生态系统的结构是指群落和非生物环境
B．DDD的使用导致莹蚊幼虫产生抗药性突变
C．据表中数据可推测生物B处于最低营养级
D．DDD存在生物富集现象且该现象具有全球性
检测对象 水 A B C D
DDD浓度（μg/kg） 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53
　实战训练　
6．图1表示某草原生态系统中某一时间的食物网，图2表示图1中某条食物链中各生物体内有毒物质的相对含量，下列相关叙述中错误的是（　　）
A．图1中全部种群可形成7条食物链
B．图1中鹰种群数量的K值是可能发生改变的
C．图1中的蛇和鹰之间存在竞争和捕食关系
D．图2中的甲、乙、丙、丁可能分别对应图1中的蛇、鼠、鹰、草
　实战训练　
7.在煤燃烧、有色金属冶炼过程中铅会以微小颗粒被排放进入大气，然后沉降在土壤和植物表面，而铅进入植物和动物体内后将不易被排出。下列叙述错误的是( )
A.铅能沿食物链在生物体内聚集，营养级越高的生物体内铅含量越高
B.铅随大气、水和生物迁移等途径扩散，生态系统中铅循环具有全球性
C.铅通过动植物呼吸作用、分解者分解作用和化石燃料燃烧等返回非生
　物环境
D.减少化石燃料的燃烧、开发清洁能源是减少铅的生物富集现象的有效
　措施
问题6:生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？
一、生物富集
7.生物富集的危害：
在生物体内形成积累性中毒
进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。
1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽
2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕 日本患者呼吁加强管控
8.减少生物富集的的措施:
合理利用资源，减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。
03
能量流动和物质循环的关系
二、能量流动与物质循环之间的关系
问题7:阅读教材P65,对比归纳能量流动和物质循环的关系。
项目 能量流动 物质循环
形式
特点
范围
联系 主要以有机物为载体
化学元素（无机物、有机物）
生态系统的各营养级之间
同时进行，相互依存，不可分割。
能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；
物质是能量沿食物链(网)流动的载体；
能量是物质在生态系统中循环往返的动力
单向流动，逐级递减
循环往复
生物圈(全球性)
　实战训练　
8.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，错误的是（ ）
A.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程为生态系统的能量流动
B.当生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从非生物环境流入生物群落
C.物质是能量的载体，生态系统中的能量是伴随着物质循环而循环利用的
D.碳在生物群落与非生物环境之间的循环是以二氧化碳的形式进行的
04
探究土壤微生物的分解作用
合作探究二：请同学们自主阅读教材P63-65，小组合作思考讨论完成问题。
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
2
1
《探究土壤微生物在落叶分解中的作用》该实验的自变量、因变量、无关变量是什么？在实验中是如何控制自变量的？实验结果是怎样的？
《探究土壤微生物对淀粉的分解作用》该实验的自变量和因变量是什么？实验中选用什么试剂检测因变量的变化？该实验的设计思路是什么？
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
实验原理
（1）土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为___________。
（2）分解者的作用是将环境中的_________分解为__________，其分解速度与环境中的__________、水分等生态因子相关。
分解者
有机物
无机物
温度
提出问题
实验假设
实验 设计 自变量
实验组
对照组
实验现象
结论分析
案例一
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 实验现象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林试剂，水浴加热 A2
B2
结论分析 案例二
探究土壤微生物对淀粉的分解作用
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
案例一
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
得出结论
表达交流
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象
结论分析
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
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）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
土壤进行处理，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。
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
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
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。
实验结果：
落叶未腐烂
落叶腐烂
案例一
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
得出结论
表达交流
案例二
提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 实验现象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林试剂 A2
B2
结论分析 土壤微生物能分解淀粉吗？
土壤微生物能分解淀粉
土壤中是否含有分解淀粉的微生物
A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
不变蓝
变蓝
产生砖红色沉淀
不产生砖红色沉淀
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
案例二
纱布
烧杯
土壤
水
玻璃棒
水
取出
碘液
斐林试剂
加热
（1）配制土壤浸出液
淀粉
碘液
变蓝
淀粉
葡萄糖
产生砖红色沉淀
分解
斐林试剂
加热
1.实验原理：
2.实验步骤：
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
淀粉糊
加入土壤浸出液
加入碘液
A
B
加入蒸馏水
A1
A2
B1
B2
加入碘液
加入斐林试剂
加入斐林试剂
实验结果
不变蓝
出现砖红色沉淀
变蓝
不出现砖红色沉淀
室温（20℃）环境放置7d后
（1）另取两只烧杯，编号A、B
2.实验步骤：
　实战训练　
9.判断下面是否正确
(1)可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物(　　)
(2)应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下(　　)
(3)对照组中落叶的分解速度明显高于实验组(　　)
(4)实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验(　　)
×
×
√
×
A.该实验能探究不同土
　壤湿度条件下，土壤
　微生物对落叶的分解
　作用
B.为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理
C.若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，实验中的对照组是1组和3组
D.预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度地分解
　实战训练　
10.某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述不正确的是( )
组别 1组 2组 3组 4组
土壤 处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
湿润 湿润 较干燥 较干燥
　实战训练　
11．土壤中生存着大量的微生物。“落红不是无情物，化作春泥更护花”这句诗从字面意思看是落花化作了“泥土”，为了探究这一过程是否与土壤中微生物有关，同学们设计了相关实验，下列相关叙述错误的是（ ）
A．该实验遵循单一变量原则，实验所用“落红”不能进行灭菌处理
B．在处理实验组土壤时，尽可能不改变土壤的理化性质
C．为增加实验的可靠性，可设置多组重复实验
D．为增加实验的可靠性，可将“落红”洗净、干燥后称重
　实战训练　
12．下列关于实验操作的叙述，错误的是（ ）
A．可利用土壤中小动物的避光性和趋湿性来收集土壤中小动物
B．探究土壤微生物的分解作用实验，对照组的土壤需要进行灭菌处理C．探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验不需要再另外设置空白对照组
D．研究土壤中小动物类群的丰富度时，统计物种数量的方法有记名计算法、目测估计法
　实战训练　
13．某兴趣小组以带有落叶的表层土壤（距离地面约6cm）为实验材料，研究土壤微生物对落叶的分解作用，他们对土壤的处理情况见下表。下列叙述错误的是（ ）
组别 1 2 3 4
土壤处理 不处理 60℃放置1小时 不处理 60℃放置1小时
土壤湿度 湿润 湿润 较干燥 较干燥
A．60℃放置处理的目的是既排除土壤中微生物的作用，又避免改变土壤的理化性质B．该实验的自变量是土壤是否进行60℃放置处理，实验中的对照组是2组和4组
C．该实验控制自变量的原则是减法原则，无关变量有落叶种类等
D．预期结果是2、4组的落叶不被分解，1、3组中的落叶被不同程度地分解
生态
系统
结构
功能
能量流动
物质循环
信息传递
动
力
载体
决定
过程
特点
生物富集
组成成分
营养结构
渠道
参与
课堂小结
　实战训练　
14．百草枯是一种难降解的除草剂，原理是其作用于光合作用的光反应阶段：百草枯会“偷走”水光解后所产生的电子，并将电子“送给”水光解产生的氧气，生成超氧离子，超氧离子对细胞极具杀伤力。下列叙述中不合理的是（　　）
A．百草枯发挥上述作用过程的场所是叶肉细胞的类囊体薄膜
B．百草枯发挥作用的过程中，光合作用的暗反应阶段也会受到影响
C．阴雨天时百草枯更容易发挥作用
D．百草枯虽是作用于植物，但也会因富集作用积累在动物和人体内
　实战训练　
15．多氯联苯（PCB)是一种人工合成、极难被降解的有机物，有强致畸性，曾被广泛应用于电力工业、塑料加工业、化工印刷等领域(如油墨、涂料等)。某湖泊水体被PCB污染后，通过下图传递途径使湖泊中的多种生物受到了不同程度的伤害。下列叙述正确的是（ ）
A．流经该湖泊水体的主要能量中包括PCB中所含的能量
B．图中所示生物构成了一条食物链，其中食鱼鸟属于第三营养级
C．生物体内PCB的浓度超过环境中PCB的浓度，这种现象称作生物富集
D．PCB的循环过程与碳、氮等元素的循环过程不同，因此不具有全球性
　实战训练　
16．生物富集是指生物有机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物有机体内该物质的浓度超过环境浓度的现象。下列有关叙述正确的是（ ）
A．水绵对N的大量吸收属于生物富集现象
B．生物富集的元素的循环与碳元素的循环过程相同
C．生物富集的物质在食物链顶端生物的体内浓度较大
D．因为富集到生物体内，所以相关元素的循环不具有全球性
　实战训练　
17．重金属易在食物链中富集，最终影响到人类的健康。下列关于生态系统中铅的叙述，错误的是（ ）
A．植物可以通过根系和叶片吸收非生物环境中的铅
B．非生物环境中的铅只能通过生产者进入生物群落，通过分解者回归非生物环境
C．由于植物不断吸收、积蓄，最终铅在植物体内的浓度可能会超过环境中的浓度
D．铅能沿食物链富集的原因是铅可在生物体内形成稳定的化合物，不易被排出
　实战训练　
18．某河流因生活污水的大量排放，蓝细菌大量繁殖、水华频发。治理水华的常用方法是人工打捞和投放大量化学杀藻剂。近年来，研究人员采用种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法，获得较好治理效果。以下叙述正确的是（ ）
A．污水中的有机物可供蓝细菌利用
B．河流中动植物之间进行着物质和能量循环
C．投放大量化学杀藻剂不会引起水体污染
D．大型挺水植物与蓝细菌竞争资源能减少水华发生
　实战训练　
19．硅藻等浮游植物大量繁殖会引起赤潮。浮游动物会摄入硅藻，紫菜生长也会抑制硅藻生长，下列叙述正确的是（ ）
A．任何情况下浮游植物与浮游动物的生物量金字塔都是上窄下宽的正金字塔型
B．海水深度不同，硅藻种群密度不同，体现了群落的垂直结构
C．利用紫菜抑制硅藻生长是一种高效的化学防治措施
D．硅藻大量死亡，细胞内含N、P的化合物溶出，水中总氮和总磷量增加
　实战训练　
20．城市生活污水含有较高浓度的磷酸盐、氨氮等污染物，易造成水体富营养化。微藻作为一种易得的自养型生物，在生长过程中会摄取大量的氮、磷等元素合成有机质，降低环境中的氮、磷含量，净化水质。下列叙述正确的是（ ）
A．微藻吸收的磷元素可用于合成磷脂、DNA、RNA等生物大分子
B．微藻可以直接吸收生活污水中有机物的能量，促进了能量的循环利用
C．水体富营养化导致蓝细菌和绿藻大量繁殖，使得水体溶解氧的含量明显增加D．流经该污水生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和污水中有机物的化学能

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