高中生物必修二課件：課件1：3.3 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（第二課時）

1、3.3 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（第二課時）鉛與人類的生活息息相關(guān)日常生活中鉛的應(yīng)用香煙食品玩具工業(yè)廢氣化妝品餐具燃燒容器汽車尾氣鉛是一種毒性很強(qiáng)的化學(xué)元素 資料一：鉛對人體血液、血管、腎臟、生殖腺和神經(jīng)系統(tǒng)等均有毒害作用。在兒童中，鉛中毒癥狀尤為明顯。 自2013年起，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和世界衛(wèi)生組織聯(lián)合號召：每年十月底在全球開展“預(yù)防鉛中毒國際行動周”活動。 資料二：鉛在植物組織中可致光合作用及脂肪代謝的強(qiáng)度減弱，吸水量減少，耗氧量增大，阻礙植物生長，甚至導(dǎo)致死亡。 資料三：鉛對微生物也具有毒害作用。任務(wù)1：分析鉛循環(huán)的過程、特點(diǎn)及其成因鉛循環(huán)的主要過程火山噴發(fā)沙塵暴大火大氣降水水體植物土壤動物魚

2、水鳥猛禽煤燃燒金屬冶煉浮游生物水水底沉積物中國血蛤分析鉛濃度在生物體中的特點(diǎn) 資料一：不同采樣點(diǎn)中水、水底沉積物和中國血蛤體內(nèi)鉛濃度結(jié)果：鉛在中國血蛤體內(nèi)的濃度超過環(huán)境濃度。生物富集中國血蛤（Hiatula chinensis）鉛濃度(ppm)采樣點(diǎn)1 采樣點(diǎn)2 采樣點(diǎn)3 采樣點(diǎn)4對比碳循環(huán)，分析鉛在生物體內(nèi)富集的原因成因：鉛在生物體內(nèi)形成難以降解的化合物，且不易排出。消費(fèi)者生產(chǎn)者分解者吸收攝食呼吸作用非生物環(huán)境中的碳分解作用分析生物富集隨暴露時間的變化 資料二：置于0.48 nmol/g鉛溶液中美國鉤蝦體內(nèi)鉛濃度隨時間的變化結(jié)果：鉛在美國鉤蝦體內(nèi)濃度隨浸泡時間延長而增加。美洲鉤蝦（Hyale

3、lla azteca）時間（天）體內(nèi)鉛濃度(nmol/g)生物富集隨暴露時間延長而加劇分析鉛濃度在生物群落內(nèi)的特點(diǎn) 資料三：水體和多種水生生物體內(nèi)的鉛濃度示意圖推論：鉛在生物體內(nèi)的濃度沿食物鏈不斷升高。水浮游生物魚水鳥生物放大c浮游生物 c水 c魚 c水 c水鳥 c水2 ppm5 ppm200 ppm1600 ppm生物富集分析鉛濃度在生物群落內(nèi)會放大的原因營養(yǎng)級1234合成1 kg干重所需能量假設(shè)均為100捕食上一營養(yǎng)級一個生物能獲得的能量假設(shè)為1001010.1需要捕食上一營養(yǎng)級生物個體數(shù)101001 000個體內(nèi)鉛含量為第1營養(yǎng)級個體內(nèi)鉛含量的倍數(shù)1101 0001 000 000個體內(nèi)

4、鉛濃度（1 kg干重中鉛的含量）1101 0001 000 000成因：1.能量流經(jīng)各營養(yǎng)級時，逐級遞減； 2.鉛在生物體內(nèi)形成難以降解的化合物，不易排出。分析鉛在生態(tài)系統(tǒng)中流動的特點(diǎn)及成因擴(kuò)散途徑：1.大氣2.水3.生物遷移全球性火山噴發(fā)沙塵暴大火大氣降水水植物土壤動物魚水鳥猛禽煤燃燒金屬冶煉浮游生物生物遷移類比分析具有上述特點(diǎn)的物質(zhì)種類1.重金屬（如汞、鎘等）2.放射性物質(zhì)（如含137Cs、226Ra等的物質(zhì)）3.一些人工合成的有機(jī)化合物（如DDT等）DDT學(xué)習(xí)有害物質(zhì)流動的特點(diǎn)對我們的啟示1. 樹立環(huán)境保護(hù)的意識，實(shí)施垃圾分類，合理利用資源；2. 開發(fā)新技術(shù)和新材料，有效地減少鉛等有害物

5、質(zhì)的使用和排放；3. 利用某些生物能夠富集有害物質(zhì)的特征，進(jìn)行被污染環(huán)境的生物修復(fù)。歸納總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律碳循環(huán)非生物環(huán)境生物群落吸收攝食呼吸作用分解作用鉛循環(huán)非生物環(huán)境生物群落吸收攝食分解作用研究土壤生態(tài)系統(tǒng)的意義大氣圈生物群落巖石圈水圈土壤采集帶有落葉的土壤采集土壤微生物的方法土壤垂直剖面模式圖枯枝落葉層有機(jī)碎屑層腐殖質(zhì)層淀積層枯枝落葉層有機(jī)碎屑層任務(wù)2：探究土壤微生物的分解作用思考：可提出哪些研究問題？如何證明土壤微生物具有分解作用？有機(jī)物的分解現(xiàn)象本質(zhì)分解過程中，物質(zhì)發(fā)生怎樣的變化？落葉等的腐爛影響因素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案問題1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？對照組實(shí)驗(yàn)組自變量

6、有土壤微生物無土壤微生物設(shè)置方式落葉+土壤落葉+滅菌土壤因變量落葉腐爛（快慢和程度）無關(guān)變量避免土壤理化性質(zhì)的改變增加重復(fù)次數(shù)（每組落葉等量若干，組內(nèi)設(shè)置多組等）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察和結(jié)果記錄問題1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？培養(yǎng)時間第1周第2周第3周第4周對照組落葉平均干重實(shí)驗(yàn)組落葉平均干重（實(shí)驗(yàn)組-對照組）平均干重分析可能的結(jié)果和得出對應(yīng)的結(jié)論問題1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？相同時間內(nèi)（實(shí)驗(yàn)組-對照組）平均干重結(jié)論正值落葉是在該土壤中微生物的作用下腐爛0或者負(fù)值落葉在該土壤中微生物的作用下不腐爛可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（以一片落葉為例）問題1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？一個月

7、后的落葉新采集的落葉分析該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)問題2：土壤微生物能分解淀粉嗎？對照組實(shí)驗(yàn)組自變量有土壤微生物無土壤微生物設(shè)置方式淀粉+土壤浸出液淀粉+滅菌的土壤浸出液因變量觀測指標(biāo)1.淀粉顯色反應(yīng)的變化2.還原糖含量的變化無關(guān)變量減少土壤中帶顏色的顆粒物1.淀粉酶的土壤中存在地點(diǎn)；2.淀粉酶在高溫下變性失活后，還能復(fù)性嗎？淀粉+蒸餾水B組A組可能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象問題2：土壤微生物能分解淀粉嗎？加碘液：加斐林試劑：思考：為什么長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠？消費(fèi)者生產(chǎn)者分解者吸收攝食分解作用非生物環(huán)境中的物質(zhì)探究土壤微生物分解作用的生態(tài)學(xué)意義加強(qiáng)“種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)”的建設(shè)種養(yǎng)分離的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)缺點(diǎn)：1.畜禽糞便污染；2.農(nóng)藥污染環(huán)境； 3.土地利用率低等。如：牧草-作物-牛/羊； 稻-鴨/魚種養(yǎng)結(jié)合養(yǎng)殖業(yè)種植業(yè)牧草農(nóng)作物飼料有機(jī)肥家禽家畜魚苗木任務(wù)3：對比歸納能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系項(xiàng)目能量流動物質(zhì)循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生物圈（全球性）特點(diǎn)單向傳遞，逐級遞減循環(huán)往復(fù)聯(lián)系同時進(jìn)行，彼此相互依存，不可分割。1.能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解等過程；2.物質(zhì)是能量沿食物鏈（網(wǎng)）流動的載體；3.能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往返的動力。1.某些有害物質(zhì)（如鉛）會通過食物鏈不斷地富集；2.通過微生物的分解作用，物質(zhì)從生物群落回歸