2021-2022学年高二生物人教版(2019)选择性必修2 3.3生态系统的物质循环-导学案

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名称 2021-2022学年高二生物人教版(2019)选择性必修2 3.3生态系统的物质循环-导学案
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文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2021-12-11 20:42:22

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高二生物导学案
第3章 第3节 生态系统的物质循环02
班级 姓名
第2课时 生物富集及探究土壤微生物的分解作用
[学习目标] 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。
[素养要求] 1.生命观念:进一步形成尊重自然、顺应自然、保护自然的生态观,树立人与自然和谐共生的生态文明思想。2.科学探究:通过探究实验增强实验设计及分析能力。
【预习案】
一、生物富集
1.概念:生物体从 的化合物,使其在机体内浓度 的现象。
2.实例
3.进入生物体方式
(1)动、植物 。
(2)沿 在生物体内逐渐聚集, 在食物链的 。
4.在生物体的分布:形成比较稳定的 分布于多种组织细胞中,不易被 , 在体内。
5.特点:全球性。
二、探究土壤微生物的分解作用
1.实验原理
(1)土壤中生活着肉眼看不见的细菌和呈放射状的丝状真菌、放线菌等微生物,它们在生态系统中主要充当 。在不同的气候与环境条件下,落叶在土壤中 也不同。
(2)淀粉还原糖砖红色沉淀。
2.案例设计
提出问题:土壤微生物具有分解作用吗?分解过程中物质发生怎样的变化?
项目 案例1 案例2
实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂 土壤微生物能分解淀粉
实验设计 实验组 对土壤进行处理(如将土壤用塑料袋包好,放在60 ℃恒温箱中1 h灭菌) A烧杯中加入30 mL +淀粉糊
对照组 对土壤 (自然状态) B烧杯中加入 +与A等量的淀粉糊
自变量
实验现象 在 时间内实验组落叶腐烂程度 对照组 A A1
A2
B B1
B2
结论分析
注:在A1、B1中加入碘液,在A2、B2中加入斐林试剂并加热。
【探究案】
探讨点 分析生物富集现象及其成因
1.资料一:不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度
请据图分析,写出分析结果: 。
2.对比碳循环,分析铅在生物体内富集的原因。
成因: 。
3.资料二:水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图
据图分析,写出分析结果: 。
4.还有哪些有害物质也有与铅类似的现象?
5.生物富集对生物体有危害吗?
6.生物富集现象也有全球性吗?说出你的理由。
7.如何有效地减少生物富集现象?
【检测案】
1判断正误
(  )(1)生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集
(  )(2)营养级越高的生物,其体内富集的有害物质的浓度越高
(  )(3)可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物
(  )(4)应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下
(  )(5)对照组中落叶的分解速度明显高于实验组
(  )(6)实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验
(  )2.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
A.A B.H C.G D.F
(  )3.环境中的汞、铅等重金属随食物、饮水进入生物体内,能够形成多种比较稳定的化合物,分布于生物体的多种组织细胞中,不易被排出体外。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级,在某一时间测得所含某种重金属的浓度,结果如图。关于该生态系统,下列说法正确的是
A.甲在该生态系统中处于第二营养级
B.该重金属在极地生态系统的生物体内可检测到
C.该重金属可以通过食物链回归非生物环境
D.丁可能是该生态系统的分解者
(  )4.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
(  )5.下列关于“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”的课题,设计不合理的是
A.用等量土壤浸出液和蒸馏水处理等量淀粉糊
B.实验应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行高温消毒后再处理淀粉糊
C.应在20 ℃左右下处理7天后,再进行相关检测
D.用碘液检测淀粉,用斐林试剂检测还原糖
核心归纳 重金属盐和DDT等农药的生物富集作用
生物富集作用与能量流动正好相反,能量在沿食物链流动时逐级递减,而农药或重金属盐则存在“生物富集作用”,即营养级越高,该物质浓度越高。如图所示:
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高二生物导学案
第3章 第3节 生态系统的物质循环02
班级 姓名
第2课时 生物富集及探究土壤微生物的分解作用
[学习目标] 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。
[素养要求] 1.生命观念:进一步形成尊重自然、顺应自然、保护自然的生态观,树立人与自然和谐共生的生态文明思想。2.科学探究:通过探究实验增强实验设计及分析能力。
【预习案】
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。
2.实例
3.进入生物体方式
(1)动、植物直接吸收。
(2)沿食物链在生物体内逐渐聚集,积累在食物链的顶端。
4.在生物体的分布:形成比较稳定的化合物分布于多种组织细胞中,不易被排出,积蓄在体内。
5.特点:全球性。
二、探究土壤微生物的分解作用
1.实验原理
(1)土壤中生活着肉眼看不见的细菌和呈放射状的丝状真菌、放线菌等微生物,它们在生态系统中主要充当分解者。在不同的气候与环境条件下,落叶在土壤中被分解的时间也不同。
(2)淀粉还原糖砖红色沉淀。
2.案例设计
提出问题:土壤微生物具有分解作用吗?分解过程中物质发生怎样的变化?
项目 案例1 案例2
实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂 土壤微生物能分解淀粉
实验设计 实验组 对土壤进行处理(如将土壤用塑料袋包好,放在60 ℃恒温箱中1 h灭菌) A烧杯中加入30 mL土壤浸出液+淀粉糊
对照组 对土壤不做处理(自然状态) B烧杯中加入30_mL蒸馏水+与A等量的淀粉糊
自变量 土壤中是否含有微生物 是否加土壤浸出液
实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝
A2 产生砖红色沉淀
B B1 变蓝
B2 不产生砖红色沉淀
结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
注:在A1、B1中加入碘液,在A2、B2中加入斐林试剂并加热。
【探究案】
探讨点 分析生物富集现象及其成因
1.资料一:不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度
请据图分析,写出分析结果:铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。
2.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。
3.资料二:水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图
据图分析,写出分析结果:铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。
4.还有哪些有害物质也有与铅类似的现象?
提示 镉、汞等重金属、DDT、六六六等人工合成的有机化合物及一些放射性物质。
5.生物富集对生物体有危害吗?
提示 对生物体有害,而且富集的物质会沿着食物链积累,最终威胁食物链顶端的生物(包括人类)。
6.生物富集现象也有全球性吗?说出你的理由。
提示 它们可通过大气、水和生物迁移等途径扩散,因此具有全球性。
7.如何有效地减少生物富集现象?
提示 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等。
【检测案】
判断正误
判断正误
(1)生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集(  )
(2)营养级越高的生物,其体内富集的有害物质的浓度越高(  )
(3)可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物(  )
(4)应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下(  )
(5)对照组中落叶的分解速度明显高于实验组(  )
(6)实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验(  )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
2.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(  )
A.A B.H C.G D.F
答案 B
解析 杀虫剂林丹自然降解的速度极慢,因此这种杀虫剂在生物体内有生物富集作用,生物所处的营养级越高,杀虫剂在该生物体内的浓度越高。由图可知,H所处的营养级最高,杀虫剂在其体内的浓度最高,故选B。
3.环境中的汞、铅等重金属随食物、饮水进入生物体内,能够形成多种比较稳定的化合物,分布于生物体的多种组织细胞中,不易被排出体外。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级,在某一时间测得所含某种重金属的浓度,结果如图。关于该生态系统,下列说法正确的是(  )
A.甲在该生态系统中处于第二营养级
B.该重金属在极地生态系统的生物体内可检测到
C.该重金属可以通过食物链回归非生物环境
D.丁可能是该生态系统的分解者
答案 B
解析 根据分析可知,该生态系统中的食物链是丁→乙→甲→丙,所以乙属于第二营养级,甲属于第三营养级,A错误;生物富集是指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,重金属会沿食物链和食物网在生物体内富集,营养级越高的生物体内重金属浓度的相对值越高,但不会通过食物链回到非生物环境,C错误;甲、乙、丙、丁为四个营养级,而分解者不参与食物链,所以丁不可能是该生态系统的分解者,D错误。
4.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
答案 C
解析 若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理,则1、2组对照可探究湿润土壤中微生物对落叶的分解作用,3、4组对照可探究较干燥土壤中微生物对落叶的分解作用,其中2组和4组均为未经处理的空白对照,属于对照组,1组和3组为实验组,C项错误;1、3组的土壤经灭菌后,其中的微生物会被杀死,而土壤中的微生物主要充当分解者,因此预测这两组的落叶不被分解,而2、4组的土壤中含有微生物,但是土壤湿度不同,所以落叶被分解的程度不同,D项正确。
5.下列关于“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”的课题,设计不合理的是(  )
A.用等量土壤浸出液和蒸馏水处理等量淀粉糊
B.实验应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行高温消毒后再处理淀粉糊
C.应在20 ℃左右下处理7天后,再进行相关检测
D.用碘液检测淀粉,用斐林试剂检测还原糖
答案 B
解析 根据题干可知,该实验的自变量是土壤微生物的有无,因此对照组用蒸馏水处理淀粉糊,而实验组用土壤浸出液处理淀粉糊,A正确;对土壤浸出液和蒸馏水进行高温消毒后,土壤浸出液中的微生物被杀死,无法达到实验目的,B错误;土壤微生物分解淀粉需要时间,实验中应将实验组和对照组在20 ℃左右下处理7天后,再进行相关检测,C正确;土壤微生物可将淀粉分解成还原糖,实验可用碘液检测淀粉,用斐林试剂检测还原糖,D正确。
核心归纳 重金属盐和DDT等农药的生物富集作用
生物富集作用与能量流动正好相反,能量在沿食物链流动时逐级递减,而农药或重金属盐则存在“生物富集作用”,即营养级越高,该物质浓度越高。如图所示:
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