第 3 节 生态系统的物质循环
第 2 课时 生物富集及探究土壤微生物的分解作用
班级 学号 姓名
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。
目标一、 生物富集
概念 来源 周围环境吸收、积蓄
物质 某种元素或 的化合物
结果 体内浓度超过环境浓度
特点 ①沿 在生物体内聚集,最终积累在食物链的 ②具有
判断下列相关表述的正误
(1)营养级越高的生物，其体内富集的有害物质的浓度越高( )
(2)营养级越高,所含铅、汞等重金属的总量越多。 ( )
(3)物质循环和生物富集都具有全球性的特点。 ( )
任务 分析生物富集现象及其成因
1.如图所示为 DDT 通过某条食物链的积累过程(单位： mg/kg)。
(1)请写出图中所示食物链： 。
(2)图中生物体内 DDT 浓度 (填“高于 ”或“低于”)水体中 DDT 的浓度，这种现象称为 。
(3)比较该食物链中各营养级的 DDT 浓度：
,由此可得出的结论是 。
(4)DDT 在生物体内会产生富集的原因： 。
(5)还有哪些有害物质也有与 DDT 类似的现象？
(6)生物富集现象也有全球性吗？说出你的理由。
(7)如何有效地减少生物富集现象？
1 ．(2023·浙江绍兴高二期末)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
2．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( )
种群 甲 乙 丙 丁
能量(kJ) 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT 浓度(ppm) 0.04 0.35 0.39 3.4
A.该生态系统的水体中 DDT 的浓度小于 0.04 ppm
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
目标二、 探究土壤微生物的分解作用
1.实验原理
①土壤中存在种类、数目繁多的 等微生物，它们在生态系统中的成分为 。
②分解者的作用是将环境中的 分解为 ，其分解速度与环境中的 等生态
因子相关。
2.设计案例
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 处理 A 烧杯： 30mL 土壤浸出液 ＋淀粉糊 在室温(20℃ 左右)下放置 7 天
对照 组 对土壤 处理(自然状态) B 烧杯： 30mL 蒸馏水 ＋淀粉糊
自变 量
实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程 度 (大于/小于)对照组 对照组落叶腐烂所需时间比实验 组 A A1 在 A1 、B1 中加入 碘液，在 A2 、B2 中加入斐林试剂 并水浴加热
A2
B B1
B2
结论分析 微生物对落叶有作用 土壤浸出液中的微生物能淀粉
注：案例 1 中实验组的土壤要进行处理，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 1h 灭菌)。
3.判断下列相关表述的正误
(1)可采用直接加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物( )
(2)应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下( )
(3)对照组中落叶的分解速度明显高于实验组( )
(4)实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验( )
3.多氯联苯(PCB)是人工合成、不易被降解的有机物， 有强致畸性， 青岛近海海域及生物体内 PCB 的含量如
表。下列叙述错误的是( )
采样点 海域 PCB 平均含量 /(ng·g－1) 肌肉组织 PCB 平均含量/(ng·g－1)
鱼类 软体类 虾类
1 6.58 116.4 97.5 90.8
2 10.76 547.3 386.7 121.4
3 9.16 524.9 138.3 154.7
A.PCB 在生物体内积累造成生物富集现象
B.根据结果推测鱼类可能处于较高营养级
C.若 PCB 扩散到远海水域，则体现了物质循环具有全球性
D.PCB 污染说明 PCB 在环境中的存在形式不稳定
4. 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
5．某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深 5 cm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( )
组别 1 组 2 组 3 组 4 组
土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
湿润 湿润 较干燥 较干燥
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第 3 节 生态系统的物质循环
第 2 课时 生物富集及探究土壤微生物的分解作用
班级 学号 姓名
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。
目标一、 生物富集
概念 来源 周围环境吸收、积蓄
物质 某种元素或难以降解的化合物
结果 体内浓度超过环境浓度
特点 ①沿食物链在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端 ②具有全球性
判断下列相关表述的正误
(1)营养级越高的生物，其体内富集的有害物质的浓度越高(√)
(2)营养级越高,所含铅、汞等重金属的总量越多。 ( × )
(3)物质循环和生物富集都具有全球性的特点。 ( √)
任务 分析生物富集现象及其成因
1.如图所示为 DDT 通过某条食物链的积累过程(单位： mg/kg)。
(1)请写出图中所示食物链： 浮游生物→小鱼→大鱼→鱼鹰。
(2)图中生物体内 DDT 浓度高于 (填“高于 ”或“低于”)水体中 DDT 的浓度，这种现象称为生物富集。
(3)比较该食物链中各营养级的 DDT 浓度：浮游生物(第一营养级)＜小鱼(第二营养级)＜大鱼(第三营养
级)<鱼鹰(第四营养级)，由此可得出的结论是 DDT 在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐渐增高。
(4)DDT 在生物体内会产生富集的原因： DDT 是生物体难以降解的化合物且不易排出。
(5)还有哪些有害物质也有与 DDT 类似的现象？
提示：铅、镉、汞等重金属，六六六等人工合成的有机化合物及一些放射性物质。
(6)生物富集现象也有全球性吗？说出你的理由。
提示：它们可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，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。
1 ．(2023·浙江绍兴高二期末)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
答案 C
解析 铅化学性质稳定，不易分解，不能最终通过动植物呼吸作用返回非生物环境， C 错误。
2．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( )
种群 甲 乙 丙 丁
能量(kJ) 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT 浓度 (ppm) 0.04 0.35 0.39 3.4
A.该生态系统的水体中 DDT 的浓度小于 0.04 ppm
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
目标二、 探究土壤微生物的分解作用
1.实验原理
①土壤中存在种类、数目繁多的 细菌、真菌 等微生物，它们在生态系统中的成分为 分解者 。
②分解者的作用是将环境中的 有机物 分解为 无机物 ，其分解速度与环境中的 温度、水分 等
生态因子相关。
2.设计案例
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 高温 处理 A 烧杯：30mL 土壤浸出液 ＋淀粉糊 在室温(20℃ 左右)下放置 7 天
对照 组 对土壤 不做 处理(自然状态) B 烧杯： 30mL 蒸馏水 ＋淀粉糊
自变 量 土壤是否含微生物 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 (大于/小于)对照组 对照组落叶腐烂所需时间比实验 组 短 A A1 不变蓝 在 A1、B1 中加入 碘液， 在 A2、B2 中加入斐林试剂 并水浴加热
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：案例 1 中实验组的土壤要进行处理，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 1h 灭菌)。
3.判断下列相关表述的正误
(1)可采用直接加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物( × )
(2)应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下( × )
(3)对照组中落叶的分解速度明显高于实验组( √ )
(4)实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验( × )
3.多氯联苯(PCB)是人工合成、不易被降解的有机物， 有强致畸性， 青岛近海海域及生物体内 PCB 的含量如
表。下列叙述错误的是( )
采样点 海域 PCB 平均含量 /(ng·g－1) 肌肉组织 PCB 平均含量/(ng·g－1)
鱼类 软体类 虾类
1 6.58 116.4 97.5 90.8
2 10.76 547.3 386.7 121.4
3 9.16 524.9 138.3 154.7
A.PCB 在生物体内积累造成生物富集现象
B.根据结果推测鱼类可能处于较高营养级
C.若 PCB 扩散到远海水域，则体现了物质循环具有全球性
D.PCB 污染说明 PCB 在环境中的存在形式不稳定
答案 D
解析 由题意可知，PCB 不易被降解，其在环境中的存在形式较稳定，在生物体内积累造成生物富集现象， A 正确， D 错误；有毒物质会沿食物链流动并逐级积累，营养级越高有毒物质积累越多，由表可知，鱼类体 内 PCB 平均含量最多，所以鱼类可能处于较高营养级， B 正确；若 PCB 扩散到远海水域，则可随洋流等扩散
至全球，体现了物质循环具有全球性， C 正确。
4. 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
答案 C
解析 实验组和对照组的单一变量是土壤中是否含有微生物。所以对照组应为不做处理的自然土壤，而实
验组应将土壤进行灭菌处理，尽可能排除土壤微生物的作用。
5．某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深 5 cm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( )
组别 1 组 2 组 3 组 4 组
土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
湿润 湿润 较干燥 较干燥
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
答案 C
解析 若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理， 则 1 、2 组对照可探究湿润土壤中微生物对落叶的分解 作用，3 、4 组对照可探究较干燥土壤中微生物对落叶的分解作用，其中 2 组和 4 组均为未经处理的空白对 照，属于对照组，1 组和 3 组为实验组，C 错误；1 、3 组的土壤经灭菌后，其中的微生物会被杀死，而土 壤中的微生物主要充当分解者， 因此预测这两组的落叶不被分解， 而 2 、4 组的土壤中含有微生物， 但是土
壤湿度不同，所以落叶被分解的程度不同， D 正确。
