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人教版 选择性必修二
第三章 第3节
生态系统的物质循环
第二课时
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
三、生物富集
生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。
土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的重要一环。
问题1：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？
二
生物富集
资料探究
1874 年，德国化学家齐德勒（O. Zeidler）合成了一种有机氯化合物——双对氯苯基三氯乙烷，简称 DDT（dichloro-diphenyl-trichloroethane）。DDT 为白色晶体，不溶于水，易溶于多数有机溶剂和油脂中，是人类历史上第一种人工合成的有机杀虫剂，但在当时人们并没有发现它的用处，之后的 65 年中无人问津。
DDT 的结构简式
1.生物富集概念：
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。
DDT 通过食物链不断富集的示意图
2.生物富集物质：
二
生物富集
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
DDT 的结构简式
六氯环己烷
3.实例——铅的富集过程：
问题:2:生物富集的主要途径？请例举生物富集实例。
三、生物富集
二
生物富集
3.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
香烟
食品
玩具
工业废气
化妆品
餐具
燃烧
容器
汽车
尾气
三、生物富集
二
生物富集
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
3.实例——铅的富集过程：
三、生物富集
二
生物富集
4.发生生物富集的物质的特点
稳定
吸收
不易被分解
不易排出
①在环境和生物体中存在形式是比较______的；
②必须是生物体能够______的且___________的；
③在生物代谢过程中是________________的；
5.生物富集的主要途径——______________
食物链、食物网
问题3: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？
三、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
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。
6.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
三、生物富集
6.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)
三、生物富集
二
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。
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。
三、生物富集
四
探究土壤微生物的分解作用
任务3：请同学们自主阅读教材P63-65，小组合作思考讨论完成问题。
四、探究土壤微生物的分解作用
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？
四、探究土壤微生物的分解作用
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
四、探究土壤微生物的分解作用
探究土壤微生物的分解作用
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
四、探究土壤微生物的分解作用
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
四、探究土壤微生物的分解作用
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
四、探究土壤微生物的分解作用
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：
四、探究土壤微生物的分解作用
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　
1．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
√
2．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
√
3.某些人工合成的化合物如农药DDT、六六六等，进入环境后便参与生态系统的物质循环，但是，这些化合物难以被降解而在生物体内蓄积。下表是某水域生态系统在结构和功能处于相对稳定状态时，甲、乙、丙、丁四个种群所含有的总能量和残留DDT的平均浓度。下列说法错误的是
A.该生态系统的水
　体中DDT的浓度
　小于0.04 ppm
B.DDT在代谢中不
　易分解，具有生物富集作用
C.丁种群个体死亡后释放的DDT还可能再进入丁种群
D.四个种群最简单的能量流动渠道是形成一条食物链
种群 甲 乙 丙 丁
能量(kJ) 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT浓度(ppm) 0.04 0.35 0.39 3.4
√
4．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
√
5．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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