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1、生生态态系系统统的的物物质质循循环环物质循环物质循环对象：对象：组成生物体的元素组成生物体的元素特点：特点：全球性，循环性全球性，循环性碳循环碳循环过程过程范围：范围：生物圈生物圈实实例例温故知新：温故知新：生态系统的物质循环生态系统的物质循环土壤中的微生物能够分解土壤中的微生物能够分解有机物，这有机物，这是物质循环过程中的重要一环。生态系是物质循环过程中的重要一环。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物链回归非生物环境呢?像铅这样，生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以
2、降解的化合物，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为什么现象使其在机体内浓度超过环境浓度的现象称为什么现象?一、生物富集一、生物富集1.概念：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，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，使使其在机体内浓度其在机体内浓度 环境浓度环境浓度的现象。的现象。超过超过2.常见的生物富集物质：常见的生物富集物质：重金属：重金属：如铅如铅(Pb)(Pb)、镉、镉(Cd)(Cd)、汞、汞(Hg)(Hg)等等人工合成的有机化合物：人工合成的有机化合物：如如DDTDDT、六六六等
3、、六六六等发生生物富集的物质的特点发生生物富集的物质的特点？某些放射性物质某些放射性物质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_的；必须是生物体能够_的且_的；在生物代谢过程中是_的；稳定稳定吸收吸收不易被分解不易被分解不易排出不易排出4、生物富集的主要途径食物链、食物网食物链、食物网一、生物富集一、生物富集生物富集与生物放大的区别与联系。生物富集与生物放大的区别与联系。5.生物富集与生物放大的区别与联系：生物富集与生物放大的区别与联系：比较比较项目项目生物富集生物富集生物放大生物放大区别区别联系联系有害物质在生物体内形成有害物质在生物体内形成稳定的不易排出的物质稳定的不易
4、排出的物质通过食物链逐步浓缩通过食物链逐步浓缩生物富集是生物放大的生物富集是生物放大的前提前提若某地发生铅污染，谁会是群落中铅含量最高的群体？这种现象若某地发生铅污染，谁会是群落中铅含量最高的群体？这种现象只会发生在污染地区吗？从中归纳总结出生物富集的特点？只会发生在污染地区吗？从中归纳总结出生物富集的特点？一、生物富集一、生物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
5、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（1）实例铅的富集过程:分析铅浓度在生物体中的特点火山喷发火山喷发沙尘暴沙尘暴大火大火大气大气降水降水水体水体植物植物土壤土壤动物动物鱼鱼水鸟水鸟猛禽猛禽煤燃烧煤燃烧金属冶炼金属冶炼浮游生物浮游生物（1）实例铅的富集过程:分析铅浓度在生物体中的特点在农田中大量使用的在农田中大量使用的DDTDDT杀虫剂，为什么会杀虫剂，为什么会在南极的企鹅体内检在南极的企鹅体内检测到测到?(1)(1)具有具有全球性全球性 导致生物富集的有导致生物富集的有害物质可以通过大气、害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径水和生物迁移等途径扩散
6、到世界各地。扩散到世界各地。海水沉积物浮游植物浮游动物无脊椎动物鱼海鸟海洋哺乳动物0.000002mg/L0.0050.16mg/L8mg/kg10mg/kg511mg/kg137mg/kg110mg/kg160mg/kg生物放大 生物放大作用生物富集现象的特点生物富集的实例生物富集的实例PCB(多氯联苯)通过食物链的放大（2 2）有害物质会沿食物链逐渐在生物有害物质会沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端体内聚集，最终积累在食物链的顶端(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现现生物放大生物放大现象现象)一、生物富集一、生物富集具有具有全球性全球性原因：
7、原因：导致生物富集的有害物质可以通过导致生物富集的有害物质可以通过大气大气、水水和和生物生物迁移迁移等途径扩散到世界各地。等途径扩散到世界各地。有害物质有害物质在生物体内的浓度在生物体内的浓度会沿食物链不断升高，会沿食物链不断升高，最终积累最终积累在食物链顶端。在食物链顶端。(生物放大作用生态浓缩)鱼鹰（2.510-5）大鱼（210-6）小鱼（510-7）植物（410-8）水（310-12）有有害害物物质质在在生生物物体体内内的的浓浓度度如右图测定结果显示如右图测定结果显示DDTDDT浓浓度沿食物链放大了一千万倍度沿食物链放大了一千万倍生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象生物富集有何危
8、害？如何有效地减少生物富集现象？生物富集现象的特点一、生物富集一、生物富集一、生物富集一、生物富集生物富集的生物富集的危害危害：在生物体内形成积累性中毒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，导致障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩脑萎缩。减少生物富集的的减少生物富集的的措施措施：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。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。19521952年
9、，日本年，日本5 5万多只猫集体跳海自尽万多只猫集体跳海自尽20172017年年9 9月月2424日日水俣公约水俣公约第一届缔第一届缔约国会议开幕约国会议开幕 日本患者呼吁加强管控日本患者呼吁加强管控1.区别(1)(1)物质循环具有全球性和循环性的特点。物质循环具有全球性和循环性的特点。(2)(2)能量流动是逐级递减的，是单方向不循环的。能量流动是逐级递减的，是单方向不循环的。2.联系(1)(1)二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。(2)(2)物质物质作为能量的作为能量的载体载体 ，使能量沿着食物链，使能量沿着食物链（网）流动；（网）流动；能量能量作为作
10、为动力动力，使物质能够不断，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。地在生物群落和非生物环境之间循环往返。二、能量流动与物质循环之间的关系二、能量流动与物质循环之间的关系能量流动物质循环范围形式特点过程联系生态系统各营养级之间生物圈太阳能 化学能 热能化学元素（无机物 有机物）单向流动、逐级递减全球性、循环往复运动沿食物链、食物网单向流动在生物群落和非生物环境之间循环往返（1）二者是生态系统的主要功能，同时进行、相互依存，不可分割。（2）能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；（3）物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；（4）能量作为动力，使物质能够
11、不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。能量流动和物质循环的区别与联系主要以有机物中的化学能的形式能量流动和物质循环关系分析(1)(1)能量流动和物质循环相伴而行，但能量在传递过程中由能量流动和物质循环相伴而行，但能量在传递过程中由光光能能化学能化学能热能热能，而物质在循环过程中，由无机物，而物质在循环过程中，由无机物(CO(CO2 2)有机物有机物无机物无机物(CO(CO2 2)。(2)(2)能量流动的能量流动的终点终点是热能散失到非生物环境中，不能循环利是热能散失到非生物环境中，不能循环利用。而物质循环产生的用。而物质循环产生的COCO2 2又被重新利用，所以又被重新利用，所以没有终点没
12、有终点。核心归纳(3)(3)能量流动和物质循环能量流动和物质循环的的渠道渠道都是食物链和食物网都是食物链和食物网；某些物；某些物质在沿食物链和食物网流动时会发生质在沿食物链和食物网流动时会发生生物富集生物富集。探究土壤微生物的分解作用实验原理实验原理探究实践 土壤中存在种类、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。由于各地气候和环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的。分解速度主要与环境分解速度主要与环境温度温度和和湿度湿度有关有关。秋天刚收获的花生第二年春天从土中刨出的花生采集带采集带有落叶有落叶的土壤的土壤土壤垂直剖土壤垂直剖面模式图面模式图枯
13、枝落叶层枯枝落叶层有机碎屑层有机碎屑层腐殖质层腐殖质层淀积层淀积层枯枝落叶层枯枝落叶层有机碎屑层有机碎屑层采集土壤微生物的方法采集土壤微生物的方法材料准备材料准备1.1.实验器具：小烧杯、试管、三角瓶、玻璃棒、恒温培养箱、纱布、网袋、实验器具：小烧杯、试管、三角瓶、玻璃棒、恒温培养箱、纱布、网袋、塑料袋、烘箱等。塑料袋、烘箱等。2.2.试剂：淀粉、斐林试剂、碘液、无菌水等。试剂：淀粉、斐林试剂、碘液、无菌水等。探究土壤微生物的分解作用探究实践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，将底物分解为土壤微生物通过分泌胞外酶，将底物分解为简单的分子，
14、然后通过细胞膜吸收营养物质。简单的分子，然后通过细胞膜吸收营养物质。参考案例1实验设计提出问题落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？实验假设落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂实验设计实验组对照组自变量预测实验现象结论分析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小于对照组落落叶叶实验过程【注意】实验组的土壤要进行灭菌处理，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）土壤进行处理，排除土壤微生物的作用土壤不进行处理，自然状态实验结果落叶未腐烂落叶腐烂土壤微生物对落叶有
15、分解作用实验结论探究土壤微生物的分解作用探究土壤微生物的分解作用提出问题提出问题实验假设实验假设实验设实验设计计自变量自变量实验组实验组对照组对照组实验现实验现象象加入加入碘液碘液A A1 1B B1 1加入斐林加入斐林试剂试剂A A2 2B B2 2结论分析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吗？土壤微生物能分解淀粉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土壤中是否含有分解淀粉的微生物(是否加土壤浸出液是否加土壤浸出液)参考案例2探究土壤微生物对淀粉的分解作用1.配制土壤浸出液实验原理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实验步骤参考案例2水水玻璃棒斐
16、林试剂 加热纱布烧杯土壤碘液取出探究土壤微生物的分解作用探究土壤微生物的分解作用提出问题提出问题实验假设实验假设实验设实验设计计自变量自变量实验组实验组对照组对照组实验现实验现象象加入加入碘液碘液A A1 1B B1 1加入斐林加入斐林试剂试剂A A2 2B B2 2结论分析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吗？土壤微生物能分解淀粉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土壤中是否含有分解淀粉的微生物(是否加土壤浸出液是否加土壤浸出液)A A杯中加入适量杯中加入适量淀粉糊淀粉糊+30mL30mL土壤浸出液土壤浸出液B B杯中加入等量杯中加入等量淀粉糊淀粉糊+30mL
17、30mL蒸馏水蒸馏水参考案例22.另取两只烧杯，编号A、B淀粉糊淀粉糊加入土壤浸出液加入碘液加入碘液AB加入蒸馏水A1A2B1B2加入加入碘液碘液加入斐加入斐林试剂林试剂加入斐加入斐林试剂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室温（室温（20）环境）环境放置放置7d7d后后有分解作用探究土壤微生物的分解作用探究土壤微生物的分解作用3.3.参考案例参考案例2 2提出问题提出问题实验假设实验假设实验设实验设计计自变量自变量实验组实验组对照组对照组实验现实验现象象加入加入碘液碘液A A1 1B B1 1加入斐林加入斐林试剂试剂A A2 2B B2 2结论分析结论分析土壤微生物能分解淀
18、粉吗？土壤微生物能分解淀粉吗？土壤微生物能分解淀粉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土壤中是否含有分解淀粉的微生物A A杯中加入适量淀粉糊杯中加入适量淀粉糊+30mL30mL土壤浸出液土壤浸出液B B杯中加入等量淀粉糊杯中加入等量淀粉糊+30mL30mL蒸馏水蒸馏水不变蓝不变蓝变蓝变蓝产生砖红色沉淀产生砖红色沉淀不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照组自变量实验现象AA1A2BB1B2结论分析对土壤进行处理对土壤进行处理(如将土壤用塑料袋如将土壤用塑料袋包好，放在包
19、好，放在60 60 恒温箱中恒温箱中1 h1 h灭菌灭菌)对土壤不做处理对土壤不做处理(自然状态自然状态)土壤中是否含有微生物土壤中是否含有微生物在相同时间内实验组落在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组叶腐烂程度小于对照组微生物对落叶有分解作用微生物对落叶有分解作用AA烧杯中加入烧杯中加入30 mL30 mL土壤浸出液淀粉糊土壤浸出液淀粉糊B B烧杯中加入烧杯中加入30mL30mL蒸馏蒸馏水与水与AA等量的淀粉糊等量的淀粉糊是否加土壤浸出液是否加土壤浸出液不变蓝不变蓝产生砖红色产生砖红色沉淀沉淀变蓝变蓝不不产生砖红产生砖红色沉淀色沉淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉土壤浸出液中的微生物能分解淀粉提出问题：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？2案例归纳注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。本课小结化石燃料