高中生物人教版(2019)选择性必修2课件:3.3.2 生物富集及探究土壤微生物的分解作用

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名称 高中生物人教版(2019)选择性必修2课件:3.3.2 生物富集及探究土壤微生物的分解作用
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-12-12 16:47:41

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文档简介

第3节
第3章 生态系统及其稳定性
生物富集及探究土壤微生物的分解作用
第2课时
2
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
尝试探究土壤微生物的分解作用
思考:铅与人类的哪些生活相关呢?
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
练习与应用
探究土壤微生物的分解作用
生物富集
目标一
目标二
目标三


CONTENTS
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.生物富集的主要途径:
食物链、食物网
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
5.生物富集现象的特点
鱼鹰(2.5×10-5)
大鱼(2×10-6)
小鱼(5×10-7)
植物(4×10-8)
水(3×10-12)
有害物质在生物体内的浓度
生物富集实例——铅的富集
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
任务:分析生物富集现象及其成因
1.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)
2.对比碳循环,分析铅在生物体内富集的原因。
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
成因:                       。
铅在生物体内形成难以降解的化合物,且不易排出
3.如图为水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图。

浮游生物

水鸟
<
<
2 ppm
5 ppm
200 ppm
1600 ppm
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?
 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?
 有,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.生物富集现象也具有全球性吗?说出理由。
 有,富集的物质可通过大气、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?
 合理利用资源,减少污染物排放,实施垃圾分类,种植能吸收有害重金属元素的植物等。
1.(2023·浙江绍兴高二期末)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

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




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
秋天刚收获的花生
第二年春天从土中刨出的花生
1.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
土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌,这些生物的数量是极其繁多的,例如一茶匙表层土就可能含有亿万个细菌。
由于各地气候与环境等因素不同,落叶在土壤中被分解的时间也是不同的,一般在温暖、湿润的环境中需要一至数月时间。
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
采集带有落叶的土壤
土壤垂直剖面模式图
枯枝落叶层
有机碎屑层
腐殖质层
淀积层
枯枝落叶层
有机碎屑层
土壤微生物通过分泌胞外酶,将底物分解为简单的分子,然后通过细胞膜吸收营养物质。
采集土壤微生物的方法
带有落叶的土壤中含有土壤微生物较多,好氧微生物主要生活于土壤表层。
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}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)
相同时间内实验组落叶腐烂程度 对照组
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,可将土壤用塑料袋包好,放在60℃恒温箱中1小时灭菌
案例1:
小于
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
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗?
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1:落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗?
纱布
烧杯
土壤

玻璃棒

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:
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}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
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
案例2:
淀粉被水解
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

4.一位同学要探究土壤微生物能否分解农药,并尽快得出实验结论,用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验:取等量沙土分装于相同的两个容器中,a组高压灭菌,b组不灭菌。下列有关叙述正确的是
A.向a、b中喷入等量的“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间
B.检测“敌草隆”的消失情况,预计a的“敌草隆”全部消失,b的基本
 不变
C.只用沙土实验效果比用几种典型土壤混合后的好
D.再增加c组作为对照,不喷入“敌草隆”,其他处理与a、b组相同

生态
系统
结构
功能
能量流动
物质循环
信息传递


载体
决定
过程
特点
生物富集
组成成分
营养结构
渠道
参与
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。 ( )

×
一、概念检测
3.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
D
2.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)大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为( )
A.捕食 B.寄生 C.互利共生 D.原始合作
(2)下列叙述不合理的是( )
A.大熊猫是初级消费者,属于第二营养级
B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用循环
C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质
D.能量流动方向是竹子→大熊猫一纤维素分解菌
C
D
2.同碳元素一样,氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。
为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢?
农田是人工生态系统,是以提高农作物的产量,使能量更多地流向人类,满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
1.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统?为什么?
是。生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和,它们通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
二、拓展应用
3.下表为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量(单位: ng.g-1)。请据表推测这几种鱼中,草食性的鱼是______,杂食性的鱼是_______,肉食性的鱼是_______为什么?
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}鱼的种类
A
B
C
D
E
Hg
17.8
61.9
70.4
117.0
112.0
Pb
27.3
34.9
52.5
84.3
75.8
Cd
8.8
14.1
10.3
21.9
41.6
D和E
A
B和C
这三种重金属(Hg、Pb、Cd)会富集在鱼体内,并沿食物链逐渐在鱼体内聚集,营养级越高,它们的相对含量越高。A鱼体内三种重金属的含量都是最低的,因此A为草食性,鱼B和C鱼体内,三种重金属的含量都高于A,但低于D和E,因此B和C可能是杂食性鱼;D和E鱼体内,三种重金属的含量都远高于A、B和C,因此D和E可能是肉食性鱼。