【課件】3.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

1、3.3 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)-2生物群落C、H、O、N、P、S等元素非生物環(huán)境溫故而知新物質(zhì)循環(huán)非生物環(huán)境生物群落進(jìn)入回歸四、生物富集問題探討土壤中的微生物能夠分解有機(jī)物,這是物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中的重要一環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者能夠加快物質(zhì)的循環(huán)過(guò)程。是不是所有物質(zhì)都能較快地通過(guò)食物鏈回歸非生物環(huán)境呢?某些元素能夠在體內(nèi)形成比較穩(wěn)定的化合物，不易被生物體排出，從而積蓄在生物體內(nèi)，很難回歸到非生物環(huán)境中。大氣中鉛的微小顆粒1.鉛在生物體內(nèi)的積累環(huán)境中的鉛土壤植物表面水體陸生植物水生生物陸生動(dòng)物非生物環(huán)境生物群落積蓄在生物體內(nèi)，無(wú)法返回到環(huán)境。2.定義生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使

2、其在機(jī)體內(nèi)濃度超過(guò)環(huán)境濃度的現(xiàn)象。稱作生物富集(bio-concentration)。生物富集的成因在生物體內(nèi)形成穩(wěn)定的不易排出的物質(zhì)存在生物富集現(xiàn)象的物質(zhì)鉛(Pb)鎘(Cd)汞(Hg)DDT六六六一些放射性物質(zhì)DDT,即雙對(duì)氯苯基三氯乙烷,是一種人工合成的有機(jī)氯殺蟲劑，它不易分解，易溶于脂肪并積累在動(dòng)物脂肪中。2.定義生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過(guò)環(huán)境濃度的現(xiàn)象。稱作生物富集(bio-concentration)。具有全球性有害物質(zhì)可以通過(guò)大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散到世界各地，因此，生物富集也是全球性的。生物放大作用（生態(tài)濃縮）有害物質(zhì)在生物體內(nèi)

3、的濃度沿食物鏈不斷升高，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，積累劑量越大，這種現(xiàn)象稱為生物放大作用。環(huán)境/生物海水浮游植物蛤銀鷗DDT濃度5.010-11g4.010-8g4.210-7g75.510-6g海水沉積物浮游植物浮游動(dòng)物無(wú)脊椎動(dòng)物魚海鳥海洋哺乳動(dòng)物0.000002mg/L0.0050.16mg/L8mg/kg10mg/kg511mg/kg137mg/kg110mg/kg160mg/kg生物放大生物放大作用PCB(多氯聯(lián)苯)通過(guò)食物鏈的放大生物放大作用應(yīng)用a.在湖泊里種植大量蘆葦，蘆葦可以吸收水中的有毒物質(zhì)，而且蘆葦抗毒能力非常強(qiáng)，然后將蘆葦進(jìn)行封存，防止有毒物質(zhì)重新進(jìn)入環(huán)境。b.某些有益的物質(zhì)(如：黃金、

4、鉭等珍貴稀有物質(zhì))也可沿食物鏈濃縮，這就為人類從生物體中提取某些稀有物質(zhì)或元素提供一種方法。生物富集與生物放大的區(qū)別與聯(lián)系比較項(xiàng)目生物富集生物放大區(qū)別聯(lián)系有害物質(zhì)在生物體內(nèi)形成穩(wěn)定的不易排出的物質(zhì)通過(guò)食物鏈逐步濃縮生物富集是生物放大的前提五、探究：土攘微生物的分解作用參考案例1 落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？自變量因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照組：不做處理的土壤(自然狀態(tài))實(shí)驗(yàn)組：滅菌處理的土壤(排除微生物作用)落葉是否腐爛(比較腐爛程度)兩組落葉的量、土壤的量等。（保證適宜且相同）實(shí)驗(yàn)變量分析參考案例1 落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？1.選材 以帶有落葉的土壤為實(shí)驗(yàn)材料。帶有落葉的土壤中含有

5、土壤微生物較多，好氧微生物主要生活于土壤表層。土壤微生物通過(guò)分泌胞外酶，將底土壤微生物通過(guò)分泌胞外酶，將底物分解為簡(jiǎn)單的分子，然后通過(guò)細(xì)物分解為簡(jiǎn)單的分子，然后通過(guò)細(xì)胞膜吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。胞膜吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。2.實(shí)驗(yàn)步驟第1步：分組編號(hào)取兩個(gè)玻璃容器，一個(gè)貼上“甲組”標(biāo)簽，另一個(gè)貼上“乙組”標(biāo)簽。第2步：設(shè)置自變量將準(zhǔn)備好的土壤分別放入兩個(gè)玻璃容器中，將乙組放入恒溫箱60滅菌1h，作為實(shí)驗(yàn)組。甲組不做處理(自然狀態(tài))，作為對(duì)照組。第3步：統(tǒng)一處理取大小、形態(tài)相同的落葉，清洗干凈后均分成2份，分別用紗布包好，埋入2個(gè)容器中，深度約5cm。第4步：因變量檢測(cè)將2個(gè)容器放于實(shí)驗(yàn)室相同的環(huán)境中，一段時(shí)間后，

6、取紗布包，觀察比較對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組落葉的腐爛程度。2.實(shí)驗(yàn)步驟3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論結(jié)果：對(duì)照組(土壤不滅菌)的葉片比實(shí)驗(yàn)組(土壤滅菌)的葉片腐爛程度嚴(yán)重。結(jié)論：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的。提示：檢測(cè)因變量的另一種方法實(shí)驗(yàn)前稱葉片干重的重量，實(shí)驗(yàn)后稱葉片干重的重量，比較實(shí)驗(yàn)前后葉片干重的變化量。參考案例2 探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用自變量因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照組：蒸餾水 (空白對(duì)照)實(shí)驗(yàn)組：土壤浸出液(含土壤微生物)淀粉是被水解(用碘液或斐林試劑檢測(cè))蒸餾水和土壤浸出液的量，兩組所處的溫度等(適宜且相等)實(shí)驗(yàn)變量分析取出紗布燒杯土壤水水玻璃棒參考案例2 探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用1.實(shí)驗(yàn)步

7、驟將取自農(nóng)田、林地或花盆等處的土壤放入里面墊有厚紗布的燒杯中，加水?dāng)嚢?，然后將紗布連同土壤一起取出。將留在燒杯中的土壤浸出液靜置一段時(shí)間備用。第1步：制備土壤浸出液1.實(shí)驗(yàn)步驟另取兩只燒杯，編號(hào)為A、B，放入等量淀粉糊。在A燒杯中加人30 mL土壤浸出液，B燒杯中加人30 mL蒸餾水。第2步：分組編號(hào)，設(shè)置自變量第3步：統(tǒng)一處理在室溫(20左右)下放置7天后，分別取A、B燒杯中的溶液20 mL，各放人兩支試管中，分別編號(hào)為A1、A2， B1、B2 。在A1、B1中加人碘液，在A2、B2中加人斐林試劑。觀察試管中溶液的顏色變化，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第4步：檢測(cè)因變量碘液斐林試劑取出加熱斐林試劑2.實(shí)驗(yàn)

8、結(jié)果及結(jié)論結(jié)論：土壤微生物對(duì)淀粉有分解作用。結(jié)果B燒杯等量蒸餾水淀粉A燒杯土壤浸出液淀粉A1試管A2試管B1試管B2試管加碘液加斐林試劑加熱觀察顏色變化加碘液加斐林試劑加熱不變藍(lán)出現(xiàn)磚紅色變藍(lán)不出現(xiàn)磚紅色研究表明，蚯蚓體表分泌液中含有多種抗菌物質(zhì)。為了驗(yàn)證蚯蚓體表分泌液對(duì)土壤微生物具有抑制作用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：制備土壤稀釋液，提取蚯蚓體表分泌液；制作牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基若干，平均分為兩組，編號(hào)為A、B；在A組培養(yǎng)基上涂布蚯蚓體表分泌液，B組培養(yǎng)基上涂布等量的x液體；進(jìn)行相關(guān)操作；置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間；觀察統(tǒng)計(jì)各組的菌落種類和數(shù)目，并求平均值?；卮鹣铝袉栴}：1）設(shè)置B組的目的是_，X液

9、體為_。2）步驟的相關(guān)操作是指_對(duì)照無(wú)菌水將等量的土壤稀釋液分別涂布接種到兩組培養(yǎng)基上研究表明，蚯蚓體表分泌液中含有多種抗菌物質(zhì)。為了驗(yàn)證蚯蚓體表分泌液對(duì)土壤微生物具有抑制作用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：制備土壤稀釋液，提取蚯蚓體表分泌液；制作牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基若干，平均分為兩組，編號(hào)為A、B；在A組培養(yǎng)基上涂布蚯蚓體表分泌液，B組培養(yǎng)基上涂布等量的x液體；進(jìn)行相關(guān)操作；置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間；觀察統(tǒng)計(jì)各組的菌落種類和數(shù)目，并求平均值?；卮鹣铝袉栴}：3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：_A組菌落種類和數(shù)目比B組少，說(shuō)明蚯蚓體表分泌液對(duì)土壤微生物具有抑制作用4）將A組的不同菌落接種到富含纖維素的培養(yǎng)基上，培養(yǎng)后

10、用剛果紅染色，15分鐘后，大部分菌落周圍出現(xiàn)透明圈，這說(shuō)明_是因?yàn)開。蚯蚓體表分泌液對(duì)土壤中的纖維素分解菌無(wú)抑制作用蚯蚓常以秸稈為食，依靠纖維素分解菌幫助分解纖維素研究表明，蚯蚓體表分泌液中含有多種抗菌物質(zhì)。為了驗(yàn)證蚯蚓體表分泌液對(duì)土壤微生物具有抑制作用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：制備土壤稀釋液，提取蚯蚓體表分泌液；制作牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基若干，平均分為兩組，編號(hào)為A、B；在A組培養(yǎng)基上涂布蚯蚓體表分泌液，B組培養(yǎng)基上涂布等量的x液體；進(jìn)行相關(guān)操作；置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間；觀察統(tǒng)計(jì)各組的菌落種類和數(shù)目，并求平均值。一、概念檢測(cè)1.能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能。判斷下列相關(guān)表述是否正確。

11、(1)物質(zhì)循環(huán)發(fā)生在生物群落與非生物環(huán)境之間。 （ ）(2)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。 （ ）2.竹子中纖維素含量很高。大熊貓每天要吃大量竹子,但一般只能利用其中一小部分纖維素。研究表明,大熊貓的基因組缺少編碼纖維素酶的基因,但是腸道中有多種纖維素分解菌。(1)大熊貓與它腸道內(nèi)某種纖維素分解菌的種間關(guān)系為（ ）A.捕食 B.寄生 C.互利共生 D.原始合作(2)下列敘述不合理的是（ ）A.大熊貓是初級(jí)消費(fèi)者,屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)B.大熊貓未消化的纖維素會(huì)被分解者利用循環(huán)C.纖維素分解菌促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)D.能量流動(dòng)方向是竹子大熊貓一纖維素分解菌3.在生態(tài)系統(tǒng)中,使二氧化碳進(jìn)入生物群

12、落的生物主要是（ ）A.細(xì)菌 B.真菌 C.動(dòng)物 D.綠色植物CDD二、拓展應(yīng)用1.生物圈是不是一個(gè)在物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)?為什么?是。生物圈是指地球上所有生物與其非生物環(huán)境的總和,它們通過(guò)物質(zhì)循環(huán)構(gòu)成一個(gè)物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)。二、拓展應(yīng)用2.同碳元素一樣,氮在生物群落和非生物環(huán)境之間也是不斷循環(huán)的。為什么還要往農(nóng)田中不斷地施加氮肥呢?農(nóng)田是人工生態(tài)系統(tǒng),是以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,使能量更多地流向人類,滿足人類需要為目的的。農(nóng)田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產(chǎn),加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出,其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤,所以需要施加氮肥。這與物質(zhì)循環(huán)并不矛盾。3.下表為生活在某庫(kù)區(qū)水域中層的幾種魚體內(nèi)重金屬的含量(單位: ng.g-1)。請(qǐng)據(jù)表推測(cè)這幾種魚中,草食性的魚是_雜食性的魚是_,食性的魚是_為什么?魚的種類ABCDEHg17.861.970.4117.0112.0Pb27.334.952.5