3.3.2 生态系统的物质循环2课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2

该高中生物学课件聚焦生态系统物质循环中的生物富集，以古罗马铅毒案例导入，通过美洲钩虾、中国血蛤等实验数据揭示生物富集现象，衔接物质循环与能量流动的关系，构建完整知识链。 其亮点是融合真实案例（如日本水俣病）与实验探究（土壤微生物分解作用），培养科学思维与探究实践，强化生命观念中的生态观。实战演练巩固知识，助学生理解生物富集危害，教师可借丰富案例提升教学效率。

3.2.2 生态系统的物质循环 第三章 生态系统及其稳定性 ——生物富集 在公元前30年到公元220年期间，古罗马特洛伊贵族35名结婚的王公有半数不育。 其余人虽能生育，但所生的孩子几乎都是低能儿和痴呆儿。 古罗马贵族的平均年龄只有25岁。 铅毒使古罗马上层阶级的人数不断减少，贵族子弟的文化和身体素质也越来越差。古罗马帝国最终走向分裂灭亡。 ￭问题探讨 罗马人将铅广泛应用于建筑、军事以及生活的方方面面。考古资料显示，铅制品出现于古罗马贵族生活的各个方面：钱币、首饰、摆件、玩具、颜料、化妆品、餐具、厨具、食品、药品，不一而足。甚至因为处于良好的密封性考虑，罗马城中的水管多数也是金属铅制成。 30位统治罗马帝国的皇帝和皇位篡夺者中，有19位皇帝嗜好铅污染严重的菜肴和酒的混合物。蓄积在罗马人体内的铅毒在下一代人中充分发挥了其杀伤力。 铅是一种毒性很强的化学元素 资料2：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3：铅对微生物也具有毒害作用。 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。 ￭问题探讨 资料1：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。 日常生活中铅的应用 香烟 食品 玩具 工业废气 化妆品 餐具 燃烧 容器 汽车 尾气 铅与人类的生活息息相关 ￭问题探讨 铅电池一定要进行处理 资料1：置于0.48 nmol/g铅溶液中美国钩虾体内铅浓度随时间的变化 美洲钩虾 （Hyalella azteca） 时间（天） 体内铅浓度(nmol/g) 生物富集随暴露时间延长而加剧 结果：铅在美国钩虾体内浓度随浸泡时间延长而增加。 推论：铅可能会在生物体内积累，且不易排出。 一、生物富集 不能排出体外或者很难排出体外 6 资料2：不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度 生物富集 中国血蛤 （Hiatula chinensis） 水 水底沉积物 中国血蛤 铅浓度(ppm) 采样点1 采样点2 采样点3 采样点4 一、生物富集 结果：铅在中国血蛤体内的浓度与所处环境有关， 且铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。 中国也做过类似的实验 超过了水，也超过了沉积物 回到中国的具体野生的情况 7 近年河流受到重金属污染，贝类体内的有害重金属也蓄积增加。有些严重地区，贝类的重金属超标率竟达90%以上。 一、生物富集 实验数据显示，相比于未经育养的，贝类清水育养一日后，铅含量约降为原来的2/3，镉含量约降为1/2；清水养育二日后，铅的含量约降为1/2，镉的含量约降为1/6。 将贝类在清水中养2—3天后再食用，可降低其中重金属含量。为了防止净化期间贝类受到自体排放物再污染，要注意勤换清水，做到一日换水数次或者用流水育养。 另外，田螺、河螺的尾部重金属含量明显高于头部，要尽量少食用尾部。 田螺、河蚬等贝类鲜美营养，深得人们喜爱。但从当地市场上采集数十份河螺、河蚬作为样品，用净水洗去泥沙，分成三组。分别将未经清水育养、清水育养一日、清水育养二日的样品，处理后进行仪器分析。 资料3：水体和多种水生生物体内的铅 c浮游生物 > c水 c鱼 > c水 c水鸟> c水 水 浮游生物 鱼 水鸟 < 2 ppm 5 ppm 200 ppm 1600 ppm 生物富集 一、生物富集 结论：铅在生物体的浓度高于环境浓度， 而且在生物体内的浓度沿食物链不断升高。 这是不是一条食物链 9 一、生物富集 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： 重金属： 人工合成的有机化合物： 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等 如DDT、六六六等 3 生物富集的主要途径： 食物链、食物网 一些放射性物质: 如含137Cs、226Ra等 一、生物富集 4 发生生物富集物质的特点： 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； 5 生物富集的特点： （1）具有全球性 （2）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(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象) 一、生物富集 6 生物富集的危害： 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。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。 资料 1956年，日本5万多只猫集体跳海自尽 2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕 日本患者呼吁加强管控 一、生物富集 7 减少生物富集的措施： 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。 苜蓿 大黄 蓝旗草 P63旁栏：DDT 米勒通过工业方法合成并推广了农药DDT，于1948年获得了诺贝尔奖。 1942年DDT面世，DDT的第一大功绩是廉价，对农业的增产作用明显。 当时正值二战期间，世界很多地区传染病流行，DDT的使用令疟蚊、苍蝇和虱子得到有效的控制，并使疟疾、伤寒和霍乱等疾病的发病率急剧下降。 但这么一种在当时笼罩着众多光环的产品随后却在全球范围内遭到禁用。 一、生物富集 富集作用是物质循环的子概念 由于DDT制造成本低廉，杀虫效果好，而且对人的危害较小，因此很快在全世界普及。DDT等农药的使用对于农业增产立竿见影。二战后，希腊给橄榄树使用了DDT后，橄榄的收成马上增加了25％。DDT对其他农作物的增产，效果也同样明显。 DDT的第二大功绩是在全球消除了传染病。二战后，印度等穷困落后、传染病流行的国家，靠使用DDT杀虫，有效地控制了危害当地人几千年、困扰欧洲殖民者几百年的源于昆虫传播的各种流行病（比如疟疾、黄热病、斑疹伤寒等）。仅疟疾这一种病，印度在使用DDT之后，患病数量就从7500万例减少到500万例。在其他第三世界国家，也取得了类似的效果。据估计，二战后，DDT的使用使5亿人免于危险的流行病。 ₪ 陆地面积的一小部分施用农药DDT，远离施药地区的南极，动植物内也发现了DDT，该现象说明了（ ） A. DDT是挥发性物质 B. DDT已加入全球性的生物地球化学循环 C. 科考队将DDT带到了南极 D. 南极动物也偶尔到施药地区觅食 ￭实战演练 B 导致生物富集的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 ！—— 生物富集同样具有全球性！ 生态系统的物质循环离不开________的驱动。 b目前地球大气的二氧化碳浓度增高，导致温室效应，主要原因是（ ） A. 人口剧增，呼出的二氧化碳增多 B. 化石燃料的燃烧和自然资源的不合理利用 C. 大量生物遭灭绝 D. 自然因素破坏了生态稳定 二、生态系统物质循环和能量流动的关系比较 项目 能量流动 物质循环 范围 形式 特点 过程 联系 生物群落(各营养级之间) 生物圈 主要以有机物中的化学能的形式 光能→化学能→热能 化学元素 (无机物→有机物→无机物) 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动 ①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物质是能量沿食物链网流动的载体； ④能量是物质循环的动力。 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 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直数月时间。 秋天刚收获的花生 第二年春天从土中刨出的花生 ￭探究土壤微生物的分解作用 实验背景： 土壤垂直剖面模式图 采集带有落叶的土壤 腐殖质层 淀积层 枯枝落叶层 有机碎屑层 ￭探究土壤微生物的分解作用 哪里的土壤适合进行实验呢？ 提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组A 对照组B 实验现象 结论分析 ￭探究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？ 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） 相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂 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，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌 实验1 实验假设 实验设计 实验组A 对照组B 结果 结论 土壤中的微生物能分解落叶使之腐烂 在土壤中加入微生物 土壤不做处理 一个月后取出， 实验组落叶腐烂程度 小于对照组 微生物对落叶有分解作用 ￭探究土壤微生物的分解作用 对土壤不做任何处理 对土壤高温处理 A B 实验2 实验假设 实验设计 实验组A 对照组B 结果 结论 微生物能分解淀粉溶液中的淀粉 ￭探究土壤微生物的分解作用 ￭探究土壤微生物的分解作用 碘液 斐林试剂 实验组加？ 30ml土壤浸出液（上图） 对照组加 ？ 30ml ？ 加 ₪ 图为生态系统碳循环示意图，甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。 1）生态系统的碳循环是指碳元素在_______________________之间不断循环的过程。 2）大气中的CO2可以在绿色植物的_____（填字母）中合成有机物；含碳有机物在_____（填字母）可以分解为CO2。 生物群落与无机环境 ab c ￭实战演练 24 3）甲代表________,乙代表__________,丙代表__________ 4）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为___________ 5）丙成分除了有图中所示生物外，还有_______和_______等生物。 这些生物与丙中图示生物不同，它们的细胞结构最主要的特点是 ______________________ 生产者 消费者 分解者 硝化细菌等 真菌 蚯蚓 有核膜包被的细胞核 ￭实战演练 25 一、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。 （ ） √ × ￭实战演练 一、概念检测 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环 D. 能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌 C D ￭实战演练 是共生 合作可以离开对方 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 ￭实战演练 二、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？ 是的！ 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 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，加之氮元素通过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归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。 ￭实战演练 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？ 【提示】 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。 ￭实战演练 Lavf58.20.100 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.5.7 $