第3章 第3节 第2课时 生物富集及探究土壤微生物的分解作用-【大鹏生物】2024-2025学年高中生物同步课讲义选择性必修2 生物与环境

第2课时　生物富集及探究土壤微生物的分解作用 [ 学习目标 ]　 1.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。 2.尝试探究土壤微生物的分解作用。 [ 教材梳理 ] 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，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。 2．实例 3．进入生物体的方式 (1)动、植物直接吸收。 (2)沿食物链在生物体内逐渐聚集，积累在食物链的顶端。 4．在生物体的分布：形成比较稳定的化合物分布于多种组织细胞中，不易被排出，积蓄在体内。 5．特点：全球性。 分析生物富集现象及其成因 1．如图为不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度。 据图分析，写出分析结果：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。 2．对比碳循环，分析铅在生物体内富集的原因。 成因：铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。 3．如图为水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图。 据图分析，写出分析结果：铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。 4．还有哪些有害物质也有与铅类似的现象？ 提示　镉、汞等重金属，DDT、六六六等人工合成的有机化合物及一些放射性物质。 5．生物富集对生物体有危害吗？ 提示　有，而且富集的物质会沿着食物链积累，最终威胁食物链顶端的生物(包括人类)。 6．生物富集现象也有全球性吗？说出你的理由。 提示　有。富集的物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散，因此具有全球性。 7．如何有效地减少生物富集现象？ 提示　合理利用资源，减少排放，实施垃圾分类，种植能吸收有害重金属元素的植物等。 [ 核心归纳 ] 重金属盐和DDT等农药的生物富集作用 生物富集作用与能量流动正好相反，能量在沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属盐则存在“生物富集作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。如图所示： 题组一　生物富集 1．下列有关生物富集的叙述，错误的是(　　) A．生物富集现象是通过食物链实现的 B．排放到生态系统中的有害物质会通过食物链积累 C．生产者吸收有害物质，体内含量较多 D．生物富集现象是全球性的 2．在煤燃烧、有色金属冶炼过程中铅会以微小颗粒被排放进入大气，然后沉降在土壤和植物表面，而铅进入植物和动物体内后将不易被排出。下列叙述错误的是( ) A.铅能沿食物链在生物体内聚集，营养级越高的生物体内铅含量越高 B.铅随大气、水和生物迁移等途径扩散，生态系统中铅循环具有全球性 C.铅通过动植物呼吸作用、分解者分解作用和化石燃料燃烧等返回非生物环境 D.减少化石燃料的燃烧、开发清洁能源是减少铅的生物富集现象的有效措施 3．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，动物体内也发现了明显高于环境含量的DDT。这种现象说明了(　　) 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．人类活动将DDT带到了南极 D．南极动物也偶尔到施用农药的地区觅食 4．某些人工合成的化合物如农药DDT、六六六等，进入环境后便参与生态系统的物质循环，但是，这些化合物难以被降解而在生物体内蓄积。下表是某水域生态系统在结构和功能处于相对稳定状态时，甲、乙、丙、丁四个种群所含有的总能量和残留DDT的平均浓度。下列说法错误的是( ) A.该生态系统的水体中DDT的浓度小于0.04ppm B.DDT在代谢中不易分解，具有生物富集作用 C.丁种群个体死亡后释放的DDT还可能再进入丁种群 D.四个种群最简单的能量流动渠道是形成一条食物链答案D 5.某地土壤和水体中镉超标，镉进入生态系统后蓄积在动物肝、肾中引发“痛痛病”。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，在某一时间测得所含镉的相对浓度如图所示。下列相关叙述中，正确的是(　　) A．当地人要预防“痛痛病”应少吃动物肝、肾等内脏 B．丙营养级所含能量最多 C．该生态系统一定没有分解者 D．四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁<甲＋乙＋丙 二、探究土壤微生物的分解作用 [ 教材梳理 ] 1．实验原理 (1)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等微生物，它们在生态系统中主要充当分解者。在不同的气候与环境条件下，落叶在土壤中被分解的时间也不同。 (2)淀粉 → 还原糖 → 砖红色沉淀。 2．案例设计 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？ 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 对土壤进行处理(如将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中处理1 h) A烧杯中加入30 mL土壤浸出液＋淀粉糊 对照组 对土壤不做处理(自然状态) B烧杯中加入30 mL蒸馏水＋与A等量的淀粉糊 自变量 土壤中是否含有微生物 是否加土壤浸出液 实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝 A2 产生砖红色沉淀 B B1 变蓝 B2 不产生砖红色沉淀 结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并放在50～65 ℃温水中加热。 题组二　探究土壤微生物的分解作用 6．某同学设计了探究土壤微生物的分解作用的实验，对照组的土壤应(　　) A．不做处理，自然状态 B．做高温灭菌处理 C．排除微生物的作用 D．尽可能避免理化性质的改变 7．为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的，下列实验设计中，错误的是(　　) A．可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶和土壤 B．将落叶平均分成两份，置于网兜中 C．把土壤分成两组，对照组土壤进行接种微生物处理，实验组土壤不做处理 D．将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中，观察腐烂情况 8．下列关于“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”的实验，设计不合理的是(　　) A．用等量土壤浸出液和蒸馏水处理等量淀粉糊 B．实验应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行高温灭菌后再处理淀粉糊 C．应在20 ℃左右下处理7天后，再进行相关检测 D．用碘液检测淀粉，用斐林试剂检测还原糖 9. 一位同学要探究土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验：取等量沙土分装于相同的两个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关叙述正确的是（ ） A.向a、b中喷入等量的“敌草隆” ,再置于同一恒温箱中培养相同时间B.检测“敌草隆”的消失情况，预计 a的“敌草隆”全部消失， b的基本不变 C.只用沙土实验效果比用几种典型土壤混合后的好 D.再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”,其他处理与a、b组相同 10.某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤（深5cm左右）为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述不正确的是( ) A.该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用 B.为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理 C.若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，实验中的对照组是1组和3组 D.预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度地分解 [ 综合强化 ] 1.如图表示a、b、c三个地区森林土壤有机物的分解状况。则分解者的作用由弱到强依次是(　　) A．a、b、c B．c、b、a C．b、a、c D．a、c、b 2．在一堆垃圾中的有机物中检测到放射性，随后又在附近的植物中检测到了放射性，接着在其周围生活的动物体内也检测到了放射性。动物内放射性的强弱情况如图所示。下列有关分析不正确的是(　　) A．如果放射性只是来自某一种元素，最可能的元素是C B．图中3种动物中，体内最早有放射性的动物是蚱蜢 C．曲线S的最大值大于曲线G最大值的原因是经食物链的富集作用 D．蚂蚁食用了蚱蜢或蜘蛛的尸体后才具有放射性 3．土壤是陆地生态系统的基础，与绿色植物的生长密切相关。下图表示甲、乙两个不同生态系统中，积累在植物和土壤中的有机物比例。下列有关叙述错误的是(　　) A．绿色植物进行光合作用的细胞器是叶绿体 B．甲、乙中，甲可能表示热带雨林，因为热带雨林温度高，分解者活动比较弱，积累在土壤中的有机物比例高 C．农药施用不当会引起土壤污染，不易分解的农药可通过食物链发生生物富集作用，并且营养级越高的生物体内往往积累越多 D．土壤缺水可导致植物叶片部分气孔关闭，使光合作用受到影响 4．以下是某水域DDT的污染状况：下列叙述错误的是(　　) 不同成分 水 底泥 水生植物 浮游动物 底栖植物 鲫鱼 乌鳢 DDT含量(μg/kg) 0.1 0.7 6.3 21.0 37.9 19.4 124.4 A．表中数据表明DDT具有生物富集现象 B．表中所列消费者中乌鳢的营养级最高 C．DDT在生物群落各营养级间循环往复 D．鲫鱼摄入的DDT有部分随代谢产物排出体外 5．阅读以下材料，回答问题： DDT是一种有机氯农药，化学结构稳定，在环境中不易降解，具有杀虫谱广、药效强劲持久、生产简单、价格便宜等诸多优点。到1945年随着它的使用面积增大，蚊、蝇、虱等明显减少，有效防止了整个欧洲斑疹伤寒的流行，并控制了疟疾和脑炎的传播。1962年《寂静的春天》一书揭露出DDT对生态系统的负面效应，科学家对DDT的争议开始增加，随后的三四十年许多科学家开始关注DDT对人类和动物的不利影响。 (1)科研人员调查白洋淀水域生态系统各成分中DDT污染的状况，得到如表所示的检测结果。 不同成分 水 底泥 浮游及沉水植物 水蚤(浮游动物) 鲫鱼 乌鳢(肉食性鱼) DDT含量(μg/kg) 0.1 0.7 6.3 21.0 19.4 124.4 ①表中所示结果显示，DDT可以沿                         累积，此现象称为                       。 ②根据表中各类生物体内DDT含量推测，该水域生态系统中的食物链(网)最可能是          (填字母)。 ③鲫鱼、乌鳢属于该生态系统组成成分中的              。该生态系统除表中所示成分外，还应有分解者，它们在生态系统中的作用是                                                                                     。 ④物质循环在                                      之间进行。自DDT使用至今，地球各处几乎都发现有DDT的累积，这与物质循环具有          性相关。 (2)目前在DDT的使用问题上，一方面环境学家要求全面禁用DDT，而另一方面疾病控制学家则主张使用DDT，请你根据上述资料，提出关于是否使用DDT的观点及可采取的防控措施：                                                           。 [ 本讲小结 ] 学科网（北京）股份有限公司 $$