資源簡介

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高二生物導學案
第3章 第3節　生態系統的物質循環02
班級 姓名
第2課時　生物富集及探究土壤微生物的分解作用
[學習目標]　1.通過分析生物富集的過程，說明生物富集的危害，認同應采取措施減少危害。2.嘗試探究土壤微生物的分解作用。
[素養要求]　1.生命觀念：進一步形成尊重自然、順應自然、保護自然的生態觀，樹立人與自然和諧共生的生態文明思想。2.科學探究：通過探究實驗增強實驗設計及分析能力。
【預習案】
一、生物富集
1．概念：生物體從 的化合物，使其在機體內濃度 的現象。
2．實例
3．進入生物體方式
(1)動、植物 。
(2)沿 在生物體內逐漸聚集， 在食物鏈的 。
4．在生物體的分布：形成比較穩定的 分布于多種組織細胞中，不易被 ， 在體內。
5．特點：全球性。
二、探究土壤微生物的分解作用
1．實驗原理
(1)土壤中生活著肉眼看不見的細菌和呈放射狀的絲狀真菌、放線菌等微生物，它們在生態系統中主要充當 。在不同的氣候與環境條件下，落葉在土壤中 也不同。
(2)淀粉還原糖磚紅色沉淀。
2．案例設計
提出問題：土壤微生物具有分解作用嗎？分解過程中物質發生怎樣的變化？
項目 案例1 案例2
實驗假設 土壤微生物能分解落葉使之腐爛 土壤微生物能分解淀粉
實驗設計 實驗組 對土壤進行處理(如將土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒溫箱中1 h滅菌) A燒杯中加入30 mL ＋淀粉糊
對照組 對土壤 (自然狀態) B燒杯中加入 ＋與A等量的淀粉糊
自變量
實驗現象 在 時間內實驗組落葉腐爛程度 對照組 A A1
A2
B B1
B2
結論分析
注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林試劑并加熱。
【探究案】
探討點　分析生物富集現象及其成因
1．資料一：不同采樣點中水、水底沉積物和中國血蛤體內鉛濃度
請據圖分析，寫出分析結果： 。
2．對比碳循環，分析鉛在生物體內富集的原因。
成因： 。
3．資料二：水體和多種水生生物體內的鉛濃度示意圖
據圖分析，寫出分析結果： 。
4．還有哪些有害物質也有與鉛類似的現象？
5．生物富集對生物體有危害嗎？
6．生物富集現象也有全球性嗎？說出你的理由。
7．如何有效地減少生物富集現象？
【檢測案】
1判斷正誤
(　　)(1)生物富集的物質會沿著食物鏈、食物網在生物體內聚集
(　　)(2)營養級越高的生物，其體內富集的有害物質的濃度越高
(　　)(3)可采用加熱烘干的方法除去實驗組中的土壤微生物
(　　)(4)應將實驗組和對照組的土壤放在隔絕空氣的條件下
(　　)(5)對照組中落葉的分解速度明顯高于實驗組
(　　)(6)實驗組和對照組可以分別選擇不同種類的落葉進行實驗
(　　)2．如圖中食物網所代表的生態系統中，施用了殺蟲劑林丹，這種殺蟲劑自然降解的速度極慢。這種殺蟲劑在下列生物體內的濃度最高的是
A．A B．H C．G D．F
(　　)3．環境中的汞、鉛等重金屬隨食物、飲水進入生物體內，能夠形成多種比較穩定的化合物，分布于生物體的多種組織細胞中，不易被排出體外。某生態系統有甲、乙、丙、丁四個營養級，在某一時間測得所含某種重金屬的濃度，結果如圖。關于該生態系統，下列說法正確的是
A．甲在該生態系統中處于第二營養級
B．該重金屬在極地生態系統的生物體內可檢測到
C．該重金屬可以通過食物鏈回歸非生物環境
D．丁可能是該生態系統的分解者
(　　)4．某生物興趣小組以帶有落葉的表層土壤(深5 cm左右)為實驗材料，研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用，對土壤處理情況如表所示。下列有關敘述不正確的是
組別 1組 2組 3組 4組
土壤處理 滅菌 不滅菌 滅菌 不滅菌
濕潤 濕潤 較干燥 較干燥
A.該實驗能探究不同土壤濕度條件下，土壤微生物對落葉的分解作用
B．為了控制實驗中的無關變量，作為實驗材料的落葉也應進行滅菌處理
C．若該實驗的自變量為土壤是否進行滅菌處理，實驗中的對照組是1組和3組
D．預期結論是1、3組的落葉不被分解，2、4組中的落葉被不同程度地分解
(　　)5．下列關于“探究土壤微生物對淀粉的分解作用”的課題，設計不合理的是
A．用等量土壤浸出液和蒸餾水處理等量淀粉糊
B．實驗應分別對土壤浸出液和蒸餾水進行高溫消毒后再處理淀粉糊
C．應在20 ℃左右下處理7天后，再進行相關檢測
D．用碘液檢測淀粉，用斐林試劑檢測還原糖
核心歸納　重金屬鹽和DDT等農藥的生物富集作用
生物富集作用與能量流動正好相反，能量在沿食物鏈流動時逐級遞減，而農藥或重金屬鹽則存在“生物富集作用”，即營養級越高，該物質濃度越高。如圖所示：
網絡構建
高二生物導學案
第3章 第3節　生態系統的物質循環02
班級 姓名
第2課時　生物富集及探究土壤微生物的分解作用
[學習目標]　1.通過分析生物富集的過程，說明生物富集的危害，認同應采取措施減少危害。2.嘗試探究土壤微生物的分解作用。
[素養要求]　1.生命觀念：進一步形成尊重自然、順應自然、保護自然的生態觀，樹立人與自然和諧共生的生態文明思想。2.科學探究：通過探究實驗增強實驗設計及分析能力。
【預習案】
一、生物富集
1．概念：生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。
2．實例
3．進入生物體方式
(1)動、植物直接吸收。
(2)沿食物鏈在生物體內逐漸聚集，積累在食物鏈的頂端。
4．在生物體的分布：形成比較穩定的化合物分布于多種組織細胞中，不易被排出，積蓄在體內。
5．特點：全球性。
二、探究土壤微生物的分解作用
1．實驗原理
(1)土壤中生活著肉眼看不見的細菌和呈放射狀的絲狀真菌、放線菌等微生物，它們在生態系統中主要充當分解者。在不同的氣候與環境條件下，落葉在土壤中被分解的時間也不同。
(2)淀粉還原糖磚紅色沉淀。
2．案例設計
提出問題：土壤微生物具有分解作用嗎？分解過程中物質發生怎樣的變化？
項目 案例1 案例2
實驗假設 土壤微生物能分解落葉使之腐爛 土壤微生物能分解淀粉
實驗設計 實驗組 對土壤進行處理(如將土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒溫箱中1 h滅菌) A燒杯中加入30 mL土壤浸出液＋淀粉糊
對照組 對土壤不做處理(自然狀態) B燒杯中加入30_mL蒸餾水＋與A等量的淀粉糊
自變量 土壤中是否含有微生物 是否加土壤浸出液
實驗現象 在相同時間內實驗組落葉腐爛程度小于對照組 A A1 不變藍
A2 產生磚紅色沉淀
B B1 變藍
B2 不產生磚紅色沉淀
結論分析 微生物對落葉有分解作用 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中加入斐林試劑并加熱。
【探究案】
探討點　分析生物富集現象及其成因
1．資料一：不同采樣點中水、水底沉積物和中國血蛤體內鉛濃度
請據圖分析，寫出分析結果：鉛在中國血蛤體內的濃度超過環境濃度。
2．對比碳循環，分析鉛在生物體內富集的原因。
成因：鉛在生物體內形成難以降解的化合物，且不易排出。
3．資料二：水體和多種水生生物體內的鉛濃度示意圖
據圖分析，寫出分析結果：鉛在生物體內的濃度沿食物鏈不斷升高。
4．還有哪些有害物質也有與鉛類似的現象？
提示　鎘、汞等重金屬、DDT、六六六等人工合成的有機化合物及一些放射性物質。
5．生物富集對生物體有危害嗎？
提示　對生物體有害，而且富集的物質會沿著食物鏈積累，最終威脅食物鏈頂端的生物(包括人類)。
6．生物富集現象也有全球性嗎？說出你的理由。
提示　它們可通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散，因此具有全球性。
7．如何有效地減少生物富集現象？
提示　合理利用資源，減少排放，實施垃圾分類，種植能富集有害重金屬元素的植物等。
【檢測案】
判斷正誤
判斷正誤
(1)生物富集的物質會沿著食物鏈、食物網在生物體內聚集(　　)
(2)營養級越高的生物，其體內富集的有害物質的濃度越高(　　)
(3)可采用加熱烘干的方法除去實驗組中的土壤微生物(　　)
(4)應將實驗組和對照組的土壤放在隔絕空氣的條件下(　　)
(5)對照組中落葉的分解速度明顯高于實驗組(　　)
(6)實驗組和對照組可以分別選擇不同種類的落葉進行實驗(　　)
答案　(1)√　(2)√ (3)×　(4)×　(5)√　(6)×
2．如圖中食物網所代表的生態系統中，施用了殺蟲劑林丹，這種殺蟲劑自然降解的速度極慢。這種殺蟲劑在下列生物體內的濃度最高的是(　　)
A．A B．H C．G D．F
答案　B
解析　殺蟲劑林丹自然降解的速度極慢，因此這種殺蟲劑在生物體內有生物富集作用，生物所處的營養級越高，殺蟲劑在該生物體內的濃度越高。由圖可知，H所處的營養級最高，殺蟲劑在其體內的濃度最高，故選B。
3．環境中的汞、鉛等重金屬隨食物、飲水進入生物體內，能夠形成多種比較穩定的化合物，分布于生物體的多種組織細胞中，不易被排出體外。某生態系統有甲、乙、丙、丁四個營養級，在某一時間測得所含某種重金屬的濃度，結果如圖。關于該生態系統，下列說法正確的是(　　)
A．甲在該生態系統中處于第二營養級
B．該重金屬在極地生態系統的生物體內可檢測到
C．該重金屬可以通過食物鏈回歸非生物環境
D．丁可能是該生態系統的分解者
答案　B
解析　根據分析可知，該生態系統中的食物鏈是丁→乙→甲→丙，所以乙屬于第二營養級，甲屬于第三營養級，A錯誤；生物富集是指生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象，重金屬會沿食物鏈和食物網在生物體內富集，營養級越高的生物體內重金屬濃度的相對值越高，但不會通過食物鏈回到非生物環境，C錯誤；甲、乙、丙、丁為四個營養級，而分解者不參與食物鏈，所以丁不可能是該生態系統的分解者，D錯誤。
4．某生物興趣小組以帶有落葉的表層土壤(深5 cm左右)為實驗材料，研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用，對土壤處理情況如表所示。下列有關敘述不正確的是(　　)
組別 1組 2組 3組 4組
土壤處理 滅菌 不滅菌 滅菌 不滅菌
濕潤 濕潤 較干燥 較干燥
A.該實驗能探究不同土壤濕度條件下，土壤微生物對落葉的分解作用
B．為了控制實驗中的無關變量，作為實驗材料的落葉也應進行滅菌處理
C．若該實驗的自變量為土壤是否進行滅菌處理，實驗中的對照組是1組和3組
D．預期結論是1、3組的落葉不被分解，2、4組中的落葉被不同程度地分解
答案　C
解析　若該實驗的自變量為土壤是否進行滅菌處理，則1、2組對照可探究濕潤土壤中微生物對落葉的分解作用，3、4組對照可探究較干燥土壤中微生物對落葉的分解作用，其中2組和4組均為未經處理的空白對照，屬于對照組，1組和3組為實驗組，C項錯誤；1、3組的土壤經滅菌后，其中的微生物會被殺死，而土壤中的微生物主要充當分解者，因此預測這兩組的落葉不被分解，而2、4組的土壤中含有微生物，但是土壤濕度不同，所以落葉被分解的程度不同，D項正確。
5．下列關于“探究土壤微生物對淀粉的分解作用”的課題，設計不合理的是(　　)
A．用等量土壤浸出液和蒸餾水處理等量淀粉糊
B．實驗應分別對土壤浸出液和蒸餾水進行高溫消毒后再處理淀粉糊
C．應在20 ℃左右下處理7天后，再進行相關檢測
D．用碘液檢測淀粉，用斐林試劑檢測還原糖
答案　B
解析　根據題干可知，該實驗的自變量是土壤微生物的有無，因此對照組用蒸餾水處理淀粉糊，而實驗組用土壤浸出液處理淀粉糊，A正確；對土壤浸出液和蒸餾水進行高溫消毒后，土壤浸出液中的微生物被殺死，無法達到實驗目的，B錯誤；土壤微生物分解淀粉需要時間，實驗中應將實驗組和對照組在20 ℃左右下處理7天后，再進行相關檢測，C正確；土壤微生物可將淀粉分解成還原糖，實驗可用碘液檢測淀粉，用斐林試劑檢測還原糖，D正確。
核心歸納　重金屬鹽和DDT等農藥的生物富集作用
生物富集作用與能量流動正好相反，能量在沿食物鏈流動時逐級遞減，而農藥或重金屬鹽則存在“生物富集作用”，即營養級越高，該物質濃度越高。如圖所示：
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