3.3 生态系统的物质循环(第2课时) 课件(共31张PPT2个视频)-2025-2026学年高二上学期《生物》(人教版)选必修2

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名称 3.3 生态系统的物质循环(第2课时) 课件(共31张PPT2个视频)-2025-2026学年高二上学期《生物》(人教版)选必修2
格式 pptx
文件大小 134.0MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2025-09-25 17:37:44

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文档简介

(共31张PPT)
第三章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
人教版·选择性必修2
(第二课时)
香烟
食品
玩具
工业废气
化妆品
餐具
燃烧
容器
汽车
尾气
四、生物富集
土壤中的微生物能够分解有机物,这是物质循环过程中重要的一环。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?
非生物
环境
生物群落
回归
进入
四、生物富集
1. 铅在生物体内的积累
① 铅元素
四、生物富集
1. 铅在生物体内的积累
香烟
食品
玩具
工业废气
化妆品
餐具
燃烧
容器
汽车
尾气
① 铅元素
铅是一种毒性很强的化学元素,人类活动加速了铅的循环,改变了铅在环境中的分布。
资料一:铅对人体血液、血管、肾脏、生殖腺和神经系统等均有毒害作用。在儿童中,铅中毒症状尤为明显。自2013年起,联合国环境规划署和世界卫生组织联合号召:每年十月底在全球开展“预防铅中毒国际行动周”活动。
资料二:铅在植物组织中可致光合作用及脂肪代谢的强度减弱,吸水量减少,耗氧量增大,阻碍植物生长,甚至导致死亡。
资料三:铅对微生物也具有毒害作用。
相关资料
四、生物富集
1. 铅在生物体内的积累
① 铅元素
铅是一种毒性很强的化学元素,人类活动加速了铅的循环,改变了铅在环境中的分布。
② 铅的富集过程
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。
四、生物富集
2. 生物富集
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。称为生物富集。
② 存在生物富集现象的物质
A、重金属,如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
C、一些放射性物质
B、一些人工合成的有机化合物,如DDT、六六六。
物质
① 生物富集的定义
四、生物富集
2. 生物富集
③ 生物富集的特点
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,因此,生物富集也是全球性的。
A、具有全球性:
资料一:施用农药DDT 的地区,虽然只占陆地面积的一小部分,可是在远离施药地区的南极动物企鹅体内也发现了DDT。
相关资料
四、生物富集
相关资料
资料二:下图是某水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图。

浮游生物

水鸟
生物放大
<
<
2 ppm
5 ppm
200 ppm
1600 ppm
生物富集
特点2:铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。
四、生物富集
2. 生物富集
生物放大效应
一旦含有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。
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
生物放大是指在食物链上,由于高营养级生物以低营养级生物为食,某种元素或难分解的化合物在机体中的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。
同时反映了生物富集和生物放大现象。
四、生物富集
①营养级 一 二 三 四
②合成1 kg干重所需能量 假设均为100 ③捕食上一营养级一个生物能获得的能量 假设为100 10 1 0.1
④需要捕食上一营养级生物个体数 — 10 100 1 000
⑤个体内铅含量为第1营养级个体内铅含量的倍数 1 10 1 000 1 000 000
⑥个体内铅浓度(1 kg干重中铅的含量) 1 10 1 000 1 000 000
相关资料
④ 生物富集的成因
A、能量流经各营养级时,逐级递减。
B、在生物体内形成稳定的难以降解的化合物,且不易排出。
四、生物富集
生物放大效应的应用
① 在湖泊中种植大量芦苇,芦苇可以吸收水中的有毒物质,而且芦苇抗毒能力非常强,然后将芦苇进行封存,防止有毒物质重新进入环境。
② 某些有益的物质(如:黄金、钽等珍贵稀有物质)也可沿食物链浓缩,这就为人类从生物体中提取某些稀有物质或元素提供一种方法。
4. 生物富集的危害
四、生物富集
1. 实验原理
探究实验:土壤微生物的分解作用
土壤中生活着种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌,它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。一般在温暖、湿润的环境中,落叶分解需要一至数月时间。
第二年春天从土中刨出的花生
秋天刚收获的花生
四、生物富集
1. 实验原理
探究实验:土壤微生物的分解作用
土壤中生活着种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌,它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。一般在温暖、湿润的环境中,落叶分解需要一至数月时间。
2. 科学研究的步骤:
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
结论与应用
表达与交流
进一步探究
四、生物富集
探究实验:土壤微生物的分解作用
采集带有落叶的土壤
采集土壤微生物的方法
土壤垂直剖面模式图
腐殖质层
淀积层
枯枝落叶层
有机碎屑层
枯枝落叶层
有机碎屑层
3. 设计实验
四、生物富集
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗?
(1) 实验变量分析
探究实验:土壤微生物的分解作用
参考案例1
对照组 实验组
自变量
设置方式
因变量 无关变量 有土壤微生物
无土壤微生物
落叶+土壤(不做处理)
落叶+土壤(灭菌处理)
落叶是否腐烂(比较腐烂时间快慢和落叶腐烂程度)
两组落叶的量、土壤的量(相等),温度(相同且适宜)等
增加重复次数(每组落叶等量若干,组内设置多组等)
四、生物富集
3. 设计实验
探究实验:土壤微生物的分解作用
以带有落叶的土壤为实验材料。
(2) 材料选择
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。
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。
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗?
参考案例1
四、生物富集
第1步:分组编号
(3) 实验步骤
取两个玻璃容器,一个贴上“甲组”标签,另一个帖上“乙组”标签。
第2步:设置自变量
将准备好的土壤分别放入两个玻璃容器中,将乙组放入恒温箱60℃灭菌1h,作为实验组。甲组不做处理(自然状态),作为对照组。
3. 设计实验
探究实验:土壤微生物的分解作用
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗?
参考案例1
四、生物富集
3. 设计实验
探究实验:土壤微生物的分解作用
第3步:统一处理
取大小、形态相同的落叶,清洗干净后均分为2份,分别用纱布包好,埋入2个容器中,深度约5cm。
第4步:因变量检测
将2个容器放于实验室相同的环境中,一段时间后,取纱布包,观察比较对照组与实验组落叶的腐烂程度。
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗?
参考案例1
(3) 实验步骤
四、生物富集
4. 实验结果及结论
探究实验:土壤微生物的分解作用
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗?
参考案例1
(4) 实验观察和结果记录
培养时间 第1周 第2周 第3周 第4周
对照组落叶平均干重
实验组落叶平均干重
(实验组-对照组)平均干重
四、生物富集
4. 实验结果及结论
探究实验:土壤微生物的分解作用
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗?
参考案例1
(5) 结果分析和得出结论
相同时间内(实验组-对照组)平均干重 分析
正值
0或者负值
落叶是在该土壤中微生物的作用下腐烂
落叶在该土壤中微生物的作用下不腐烂
对照组的叶片比实验组的叶片腐烂程度更严重。
实验结果:
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的。
实验结论:
四、生物富集
探究土壤微生物对淀粉的分解作用?
(1) 实验变量分析
3. 设计实验
探究实验:土壤微生物的分解作用
参考案例2
对照组 实验组
自变量
设置方式
因变量 观测指标 无关变量 有土壤微生物
无土壤微生物
淀粉+土壤浸出液(含土壤微生物)
淀粉+蒸馏水(空白对照)
淀粉是否被水解(用碘液或斐林试剂检测)
蒸馏水和土壤浸出液的量(相等),温度(相同且适宜)等
①淀粉显色反应的变化。②还原糖显色反应的变化
四、生物富集
3. 设计实验
探究实验:土壤微生物的分解作用
(2) 实验步骤
第1步:制备土壤浸出液
将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中,加水搅拌,然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。
探究土壤微生物对淀粉的分解作用?
参考案例2
四、生物富集
3. 设计实验
探究实验:土壤微生物的分解作用
第2步:分组编号,设置自变量
取两只烧杯,编号为A、B,放入等量淀粉糊。在A烧杯中加入30mL土壤浸出液,B烧杯中加入30mL蒸馏水。
第3步:统一处理
在室温(20℃左右)下放置7天后,分别取A、B烧杯中的溶液20mL,各放入2支试管中,分别编号为A1、A2,B1、B2。
探究土壤微生物对淀粉的分解作用?
参考案例2
(2) 实验步骤
四、生物富集
3. 设计实验
探究实验:土壤微生物的分解作用
第4步:检测因变量
在A1、B1中加入碘液,在A2、B2中加入斐林试剂。观察试管中溶液的颜色变化,记录实验结果。
探究土壤微生物对淀粉的分解作用?
参考案例2
(2) 实验步骤
3. 设计实验
探究实验:土壤微生物的分解作用
四、生物富集
四、生物富集
探究实验:土壤微生物的分解作用
4. 实验结果及结论
土壤浸出液+淀粉
A烧杯
A1试管
A2试管
加碘液
不变蓝
加斐林试剂
出现砖红色沉淀
土壤微生物对淀粉有分解作用。
实验结论:
探究土壤微生物对淀粉的分解作用?
参考案例2
等量蒸馏水+淀粉
B烧杯
B1试管
B2试管
加碘液
变蓝
未出现砖红色沉淀
加斐林试剂
四、生物富集
探究实验:土壤微生物的分解作用
案例 1 案例 2 实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 ④____________________ 实验 设计 实验组 对土壤①______处理 A 杯中加入 30 mL 土壤浸出液 对照组 对土壤②__________处理 B 杯中加入 30 mL 蒸馏水 自变量 土壤中是否含有微生物 土壤中是否含有分解淀粉的微生物 实验现象 在相同时间内实验组落叶 的腐烂程度小于对照组 加入 碘液 A1 ⑤____________
B1 ⑥____________
加入斐 林试剂 A2 ⑦_________________
B2 ⑧____________
结论 ③__________________________ 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 不做任何
微生物对土壤有分解作用
不变蓝
变蓝
产生砖红色沉淀
不变色
高温
微生物能分解淀粉
【概念检测】
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。 ( )
练习与应用
教材P67
×

四、生物富集
练习与应用
教材P67
四、生物富集
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
C. 纤维素分解菌促进了生态系统中的物质循坏
D. 能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌
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
C
D
D
【拓展应用】
1. 生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统?为什么?
练习与应用
教材P67
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
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。
四、生物富集
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。
【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,这几种鱼种,草食性的鱼是____,杂食性的鱼是_______,肉食性的鱼是_______,为什么??
练习与应用
教材P67
四、生物富集
A
B和C
D和E
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
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。