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第3节 生态系统的物质循环
第2课时
生态系统的物质循环
物质循环
对象：
特点：
碳循环
过程
物质循环与能量流动的关系
范围：
实例
组成生物体的元素
生物圈
全球性，循环性
铅与人类的生活息息相关
香烟
食品
玩具
工业废气
化妆品
餐具
燃烧
容器
汽车
尾气
日
常
生
活
中
铅
的
应
用
一、生物富集
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生物富集。
请同学们自主阅读教材P63-65，小组合作思考讨论完成问题。
1.什么是生物富集？生物富集的物质有什么特点？常见的参与生物富集的物质有哪些？
2.生物富集的主要途径是什么？
3.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。
4.生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？
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 环境浓度的现象。
超过
2.常见的生物富集物质：
如DDT、六六六等
重金属：
人工合成的有机化合物：
如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
3.发生生物富集的物质的特点：
在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；
富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；
富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；
4.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
5.生物富集的途径：
食物链、食物网
4.实例：
——铅的富集过程
①具有全球性
②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象)
6.生物富集现象的特点
【资料1】在农田中大量使用的DDT杀虫剂，会在南极的企鹅体内检测到。
【资料2】如图为水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图
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。
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。
请同学们自主阅读教材P65-66，小组合作思考讨论完成问题。
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？在实验中如何控制自变量？实验结果是怎样的？
2.《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？
二、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
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______，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
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
对土壤灭菌处理
对土壤不做任何处理（自然状态）
因变量：
无关变量：
腐烂情况
温度、湿度等、落叶类型、土壤理化性质、处理时间、掩埋深度
探究实验1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变;
正确做法：可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌。
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。
准备土壤
实验组：土壤灭菌处理
对照组：土壤不做处理
准备落叶
1. 叶片数量、大小基本一致；
2. 两组均做灭菌处理
探究实验1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
实验过程：
一袋叶片掩埋在未做处理的土壤中，另一袋叶片掩埋在处理过的土壤相同深度，其他条件相同。
实验组
对照组
一段时间后,检测树叶分解情况
实验现象：
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。
实验结论：
取等量的淀粉置于两只试管中，
一支试管添加土壤浸出液，
另一只试管添加等量的蒸馏水，
一段时间后用 检测
淀粉的分解情况
探究实验2：土壤微生物能分解淀粉吗？
实验分析：
自变量：
因变量：
无关变量：
是否添加土壤微生物
淀粉分解情况
淀粉用量、时间、温度等
实验设计：
碘液、斐林试剂
配置土壤浸出液
淀粉糊
加入土壤浸出液
加入碘液
A
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
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉。
实验设计：
实验结论：
探究实验2：土壤微生物能分解淀粉吗？
1.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
C
2.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
D
3.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
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
C

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